VINACHEM

Từ con số 0 sau Chiến tranh thế giới Lần thứ hai, sản lượng chất dẻo toàn cầu ngày nay đã lên đến hơn 350 triệu tấn/ năm. Chất dẻo được sản xuất dễ dàng đã góp phần tạo ra hàng hóa giá rẻ, cải thiện cuộc sống của người dân, nhưng có tới 90% sản phẩm chất dẻo chỉ được sử dụng một lần và sau đó bị thải bỏ. Việc lạm dụng chất dẻo như vậy đã tạo ra một cuộc khủng hoảng về rác thải trên toàn cầu. Do phải mất hàng trăm năm mới có thể phân hủy hoàn toàn, phế thải chất dẻo đang tích tụ ngày càng nhiều trong môi trường. Theo các báo cáo khoa học, hiện có 9,1 tỷ tấn phế thải chất dẻo tích tụ trên Trái Đất mà không thể phân hủy, tạo ra gánh nặng cho môi trường ở hầu hết tất cả các quốc gia. Chất dẻo chiếm khoảng 79% các bãi rác, hơn nữa mỗi năm có 2,4 triệu tấn phế thải chất dẻo bị xả ra các con sông rồi trôi ra ngoài đại dương, hủy hoại môi trường biển. Ô nhiễm phế thải chất dẻo đang gây tổn thất hàng chục tỷ USD cho các nền kinh tế trên thế giới.

Nếu nhịp độ sử dụng chất dẻo tiếp tục tăng như hiện nay, sẽ có thêm 33 tỷ tấn chất dẻo được sản xuất vào năm 2050, và như vậy sẽ có hơn 13 tỷ tấn phế thải chất dẻo được chôn lấp trong các bãi rác hoặc đổ xuống đại dương.

Trước vấn nạn trên, chính phủ nhiều quốc gia trên thế giới đã ban hành các chính sách như cấm, đánh thuế sản phẩm chất dẻo dùng một lần,... cùng với những quy định chặt chẽ nhằm hạn chế sử dụng chất dẻo. Nhiều hoạt động và sáng kiến với mục đích nâng cao nhận thức cộng đồng đã được thực hiện rộng khắp trên thế giới, nhờ đó người tiêu dùng đang bắt đầu thay đổi thói quen để chuyển sang sử dụng các sản phẩm thân thiện môi trường hơn. Sự dịch chuyển của xu hướng tiêu dùng này cùng với những quy định hạn chế sử dụng chất dẻo truyền thống đang trở thành động lực mạnh mẽ cho sự phát triển của thị trường chất dẻo sinh học (CDSH) trên thế giới.

Với đặc điểm vượt trội là được sản xuất từ nguyên liệu sinh học và có thể tự phân hủy, CDSH có tiềm năng sẽ thay thế một phần chất dẻo truyền thống, góp phần giải quyết vấn nạn phế thải chất dẻo toàn cầu.

Tuy hiện mới chỉ chiếm 1% trong khoảng 335 triệu tấn chất dẻo được sản xuất mỗi năm, nhưng nhờ nhu cầu không ngừng tăng nên sản xuất CDSH đang liên tục phát triển, nhiều sản phẩm mới được đưa ra thị trường. CDSH đã được sử dụng ngày càng nhiều trong các ứng dụng từ bao bì đóng gói, cung cấp thực phẩm, điện tử tiêu dùng, xe ôtô, nông nghiệp/làm vườn, đồ chơi cho đến vải dệt và nhiều lĩnh vực khác.

Theo Công ty phân tích thị trường Marketsandmarket, năm 2017 thị trường CDSH và polyme sinh học trên thế giới đạt giá trị 6,00 tỷ USD và dự báo sẽ tăng đến 14,92 tỷ USD vào năm 2023, đạt tốc độ tăng trưởng trung bình 26,5%/năm.

Động lực thị trường

Những động lực chính đối với thị trường CDSH trên thế giới hiện nay là:

- xu hướng sử dụng ngày càng nhiều CDSH trong các ngành sản xuất, đặc biệt là sản xuất bao bì

- những quy định ngày càng chặt chẽ về bảo vệ môi trường

- chính sách hỗ trợ thuận lợi của các quốc gia

- mối lo ngại gia tăng về sức khỏe con người do tác động của phế thải chất dẻo

Khoảng 40% vật liệu được sử dụng để làm bao bì là chất dẻo. Tuy nhiên, việc lạm dụng bao bì chất dẻo đang tạo ra những mối đe dọa nghiêm trọng đối với môi trường và sức khỏe. Nhờ sự phổ biến rộng rãi của các phương tiện truyền thông kỹ thuật số hiện đại, ngày càng nhiều người tiêu dùng nhận thức được những tác hại như vậy, vì vậy đã bắt đầu chấp nhận những loại bao bì thân thiện môi trường hơn. Hiện đã có sự dịch chuyển về hướng ưu tiên lựa chọn những vật liệu bao bì có thể tái chế và có thể phân hủy sinh học. Bao bì CDSH đang được sử dụng ngày càng phổ biến trong những ứng dụng như chai lọ, màng mỏng, thùng đựng, túi rác, túi đựng hàng, hộp đựng thức ăn,...

Trong năm 2018, bao bì đóng gói vẫn tiếp tục là lĩnh vực ứng dụng lớn nhất của CDSH, chiếm gần 65% (1,2 triệu tấn) thị trường CDSH toàn cầu. Đây cũng là một trong những lĩnh vực phát triển nhanh nhất trên thị trường.

Xu hướng phát triển công suất

Theo báo cáo mới công bố của Viện Nghiên cứu và tư vấn Nova (CHLB Đức), công suất CDSH toàn cầu năm 2018 đạt khoảng 2,11 triệu tấn năm 2018 và được dự báo sẽ tăng lên 2,62 triệu tấn vào năm 2023.

Thị trường CDSH được chia thành hai phân khúc là chất dẻo phân hủy sinh học và chất dẻo không phân hủy sinh học. Hiện nay, chất dẻo không phân hủy sinh học như PE, PET, PA,... chiếm khoảng 72% giá trị và 56% (1,2 triệu tấn) công suất CDSH toàn cầu.

Trong phân khúc chất dẻo phân hủy sinh học, những sản phẩm polyme sinh học như PLA và PHA đang trở thành động lực tăng trưởng chính.

PHA là nhóm polyme quan trọng đã được phát triển cách đây một thời gian và nay cuối cùng đã bước vào thị trường ở quy mô thương mại, với công suất ước tính sẽ tăng gấp 4 lần trong 5 năm tới. Những polyeste này được sản xuất 100% từ nguyên liệu sinh học, chúng có thể phân hủy sinh học và nổi bật bởi nhiều tính chất vật lý, cơ học khác nhau tùy theo thành phần hóa học. Công suất sản xuất PLA cũng được dự báo sẽ tăng 60% trong thời gian 2018-2023.

PLA là vật liệu rất đa dạng với những tính chất xuất sắc, các sản phẩm PLA tính năng cao là vật liệu thay thế rất tốt cho PS, PP và ABS trong những ứng dụng yêu cầu cao.

Trong phân khúc chất dẻo không phân hủy sinh học, sản lượng PE sinh học được dự báo sẽ tiếp tục tăng khi các nhà máy mới có kế hoạch được đưa vào vận hành ở châu Âu trong những năm tới. Trong khi đó, những kế hoạch tăng công suất PET sinh học đã không được thực hiện theo tốc độ dự báo trước đây. Thay vào đó, các nhà sản xuất đã chuyển hướng sang phát triển PEF (polyetylen furanoate) - một loại polyme mới mà được dự báo sẽ tham gia thị trường từ năm 2023. PEF là vật liệu có thể so sánh tương đương với PET, nhưng được sản xuất 100% từ nguyên liệu sinh học và có tính chất cách nhiệt xuất sắc cũng như nhiều tính chất ưu việt khác, có thể trở thành vật liệu lý tưởng để sản xuất bao bì cho đồ uống, thực phẩm hoặc sản phẩm phi thực phẩm.

Đến năm 2023, PP sinh học cũng được dự kiến sẽ bắt đầu tham gia thị trường ở quy mô thương mại với tiềm năng phát triển mạnh nhờ nhiều ứng dụng rộng rãi ở các lĩnh vực khác nhau.

PUR sinh học (polyuretan) là một nhóm polyme quan trọng khác có công suất sản xuất lớn và thị trường đã ổn định, có tiềm năng tăng trưởng nhanh hơn thị trường PUR truyền thống nhờ tính đa dạng của sản phẩm.

Các khu vực thị trường

Châu Âu hiện đang là trung tâm hàng đầu của ngành sản xuất CDSH, chiếm vị trí cao nhất trong lĩnh vực nghiên cứu triển khai CDSH và cũng là thị trường CDSH lớn nhất thế giới. Năm 2013, ngành sản xuất CDSH châu Âu mới có 23.000 người làm việc, nhưng với xu hướng phát triển hiện nay và với sự hỗ trợ của các điều kiện pháp lý thuận lợi, số người làm việc tay nghề cao trong ngành này được dự báo sẽ tăng đến 300.000 vào năm 2030.

Trong khi đó, với sản lượng hiện nay và xu hướng phát triển công suất, châu á cũng đang trở thành trung tâm quan trọng của sản xuất CDSH. Năm 2018, hơn 50% CDSH được sản xuất ở châu á, chỉ có khoảng 20% công suất CDSH toàn cầu nằm ở châu Âu.

Xu hướng sử dụng đất

Năm 2018, diện tích đất được sử dụng để trồng cây nguyên liệu cho sản xuất CDSH chiếm khoảng 0,81 triệu hecta, tương đương 0,02% diện tích đất nông nghiệp toàn cầu (4,9 tỷ hecta). Hiện nay, 97% diện tích đất nông nghiệp toàn cầu được sử dụng để trồng cỏ chăn nuôi gia súc và sản xuất cây lương thực. Mặc dù thị trường CDSH được dự báo sẽ tăng trưởng trong 5 năm tới, tỷ lệ diện tích đất sử dụng để trồng cây nguyên liệu cho sản xuất CDSH vẫn sẽ chỉ duy trì ở mức 0,02%. Điều này cho thấy không có sự cạnh tranh về diện tích đất giữa cây lương thực, thực phẩm với cây nguyên liệu cho sản xuất CDSH.

Một nguồn nguyên liệu có tiềm năng rất lớn cho sản xuất CDSH là rong biển. Trong nghiên cứu mới công bố đầu năm 2019, các nhà khoa học Ixraen cho biết đã sử dụng vi khuẩn để sản xuất một loại polyme sinh học là PHA (polyhydroxyalkanoate). Những công nghệ như vậy sẽ tạo điều kiện cho các quốc gia thiếu nguồn cung nước ngọt như Trung Quốc và ấn Độ chuyển đổi từ sản xuất chất dẻo truyền thống sang sản xuất CDSH.

Khác với cây trồng trên đất liền, rong biển có thể được nuôi trồng ở quy mô lớn mà không chiếm diện tích đất canh tác và không cần nguồn nước tưới tiêu. Hiện nay, một số quốc gia trên thế giới đã trồng rong biển quy mô lớn để sử dụng làm thực phẩm và sản xuất phụ gia cho các ngành công nghiệp khác nhau.

TN

Theo European Bioplastics, 2/2019