1. Bối cảnh thúc đẩy sự ra đời của nhựa sinh học
Những hạt tí hon này có thể di chuyển tự do khắp cơ thể và mắc kẹt trong các cơ quan, dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Việc các hạt ô nhiễm trong không khí xâm nhập vào cơ thể người cũng liên quan đến hàng triệu ca tử vong mỗi năm. Một lượng lớn rác thải nhựa đang phân tán trong môi trường và vi nhựa xuất hiện phổ biến khắp thế giới, từ những ngọn núi cao nhất đến những vực sâu nhất dưới Thái Bình Dương.
Thật không may, cho đến nay tần suất hiện diện của nhựa vẫn đang không ngừng gia tăng và càng đóng một vai trò thiết yếu trong cuộc sống. Chỉ tính riêng số lượng túi nhựa dùng một lần hằng năm trên thế giới đã vượt qua mốc 500 tỷ túi, điều này càng cho thấy việc sử dụng quá mức loại vật liệu này.
Ô nhiễm rác thải nhựa
Tuy nhiên, song song cùng với thực trạng này chính là sự gia tăng trong ý thức này của người tiêu dùng, cùng với sự gia tăng trong rào cản về mặt pháp lý đã thúc đẩy các nhà sản xuất đi tìm các giải pháp thay thế cho nguyên liệu nhựa gốc dầu truyền thống. Điển hình là trong 15 năm qua, các loại bao bì 'sáng tạo' từ nhựa sinh học mới đã xâm chiếm các siêu thị và dần dần thay thế các bao bì cũ. Có vẻ như chúng mang trong mình tất cả các lợi ích của nhựa gốc dầu mà vẫn thân thiện với môi trường.
2. Nhựa sinh học là gì?
Theo tổ chức European Bioplastics, nhựa sinh học không chỉ là một vật liệu duy nhất mà thay vào đó chúng bao gồm cả một họ vật liệu với các tính chất và ứng dụng khác nhau. Trong đó, một vật liệu nhựa được định nghĩa là nhựa sinh học nếu nó có nguồn gốc sinh học, có khả năng phân hủy sinh học hoặc có cả hai đặc tính.
| Nhựa sinh học là nhựa có nguồn gốc sinh học, có khả năng phân hủy sinh học hoặc cả hai.
Điểm đặc biệt của nhựa sinh học
Nhựa sinh học có thể được làm hoàn toàn hoặc một phần từ các nguồn sinh khối tái tạo như mía và ngô hay từ vi sinh vật như men. Do có nguồn gốc từ các nguồn tài nguyên tái tạo là thực vật nên nhựa sinh học sẽ giúp hạn chế việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và thân thiện với môi trường hơn nên cũng được xem là một nguồn nguyên liệu bền vững.
3. Các nhóm nhựa sinh học chính
Nhựa sinh học hiện đang được phân thành 3 nhóm chính:
a) Nhựa dựa trên sinh học (Bio-based Plastic).
Loại nhựa thuộc nhóm này sẽ được làm một phần hoặc toàn bộ từ nguồn gốc từ sinh khối (thực vật) như tinh bột ngô hoặc khoai tây, nhưng thường vẫn chứa nhiên liệu hóa thạch và có chức năng hoặc thậm chí giống hệt về mặt hóa học với nhựa thông thường nên sẽ không thể hoàn toàn phân hủy. Tuy nhiên theo chính sách của Liên minh Châu Âu (EU), điều quan trọng là cần đảm bảo toàn bộ vòng đời của nhựa sinh học tạo ra những lợi ích cho môi trường ngoài việc giảm sử dụng tài nguyên hóa thạch.
Các nguyên liệu nhựa Biobased phổ biến hiện nay có thể kể đến như Polyethylene dựa trên sinh học (Bio-PE), Polypropylene dựa trên sinh học (Bio-PP) hoặc Polyethylene Terephthalate dựa trên sinh học (Bio-PET) – còn được gọi là drop-ins – và các polyme hiệu suất kỹ thuật, chẳng hạn như Polyamide dựa trên sinh học (Bio-PA), Poly Trimethylene Terephthalate dựa trên sinh học (Bio-PTT) hoặc các polyme hoàn toàn mới, chẳng hạn như Polyethylene Furanoate (PEF), được sản xuất 100% từ thực vật.
Nhựa sinh học Bio-PE từ bã cà phê
Tại AirX Coffee, chúng tôi vẫn luôn không ngừng nỗ lực để mang đến cho cộng đồng ngày càng nhiều sự lựa chọn hơn về các dòng sản phẩm nhựa Biobased. Trong đó, việc tận dụng các nguồn phế thải sinh học như bã cà phê, bã mía, vỏ dừa,... luôn là ưu tiên hàng đầu trong việc phát triển loại nguyên liệu này, nhằm tạo ra những ảnh hưởng tích cực nhất đến môi trường và xã hội.
b) Nhựa vừa dựa trên sinh học (Bio-based) vừa có khả năng phân hủy sinh học (Biodegradation).
Với khả năng phân hủy sinh học được định nghĩa là một quá trình sinh hóa, trong đó các vi sinh vật có sẵn trong một môi trường nhất định, chuyển đổi vật liệu thành nước, carbon dioxide và sinh khối. Quá trình phân hủy sinh học phụ thuộc vào các điều kiện môi trường xung quanh (ví dụ: nhiệt độ, vật liệu cấy, độ ẩm) và vào chính vật liệu hoặc ứng dụng.
Vậy nên một loại nhựa dựa trên sinh học có thể phân hủy sinh học là loại nhựa mà khi kết thúc vòng đời sản phẩm trong một số điều kiện nhất định như chôn ủ sẽ trải qua quá trình bị các vi sinh vật như vi khuẩn và nấm phân hủy thành nước, carbon dioxide và các khoáng chất tự nhiên.
Nhựa sinh học với khả năng phân hủy
Ngoài ra, chúng ta còn có loại nhựa có thể phân hủy (Compostable plastics) - một tập hợp con của những loại có thể phân hủy sinh học - thường chỉ phân hủy sinh học trong điều kiện của các cơ sở ủ phân công nghiệp.
Một số loại nhựa phổ biến thuộc nhóm này chẳng hạn như Axit Polylactic (PLA) và Polyhydroxyalkanoates (PHAs), Polybutylene Succinate (PBS) hoặc các hỗn hợp tinh bột khác nhau.
Sơ đồ hệ thống kết hợp vật liệu nhựa sinh học
Nhóm nguyên liệu nhựa này khá đặt thù vì dù được sản xuất từ nguyên liệu hóa thạch nhưng chúng lại có khả năng phân hủy sinh học, tương tự như một số loại nhựa Bio-based có nguồn gốc từ sinh khối thực vật.
Loại nhựa thuộc nhóm này phổ biến nhất trên thị trường hiện nay là Polybutylene succinate (PBS), Polycaprolactone (PCL), Polybutyrate adipate terephthalate (PBAT) và Polyvinyl alcohol (PVOH/PVA). Cả 4 loại nhựa này đều phân hủy trong vòng 3 tháng trong cơ sở ủ công nghiệp, trong vòng 1 năm trong thùng ủ gia đình và 2 năm trong đất.
Trong tương lai, loại nhựa này sẽ được phát triển định hướng có thể được sản xuất ít nhất một phần từ nguyên liệu gốc sinh học và trong một số trường hợp đã được sản xuất thành công.
4. Ứng dụng của nhựa sinh học trong đời sống
Sự đa dạng hóa các ứng dụng của nhựa sinh học bắt đầu với sự xuất hiện của vật liệu mới trong nhiều năm và dần dần tích hợp tất cả các thị trường kỹ thuật nhựa, được hỗ trợ bởi những tiến bộ trong R&D cho phép cải thiện các đặc tính. Ngày nay, thị trường nhựa sinh học bị chi phối bởi bao bì cứng và hàng tiêu dùng, chủ yếu bao gồm Bio-PET và Bio-PUR.
Nhựa sinh học được ứng dụng đa dạng trong cuộc sống
Ngày nay, có thể nhìn thấy các ứng dụng của nhựa sinh học nhiều nhất trong các lĩnh vực:
- Bao bì
- Dịch vụ ăn uống
- Nông nghiệp
- Điện tử dân dụng
- Ô tô & vận tải
- Hàng tiêu dùng và thiết bị gia dụng
- Xây dựng
- Lớp phủ & chất kết dính
- Sợi vải
Năng lực sản xuất nhựa sinh học theo lĩnh vực, năm 2021
Trong đó, nhu cầu sản xuất bao bì làm từ nhựa sinh học mà thường được dùng để gói thực phẩm hữu cơ cũng như cho các sản phẩm cao cấp, có thương hiệu có tỉ trọng lớn nhất. Chỉ riêng trong năm 2021, năng lực sản xuất nhựa sinh học toàn cầu đã đạt tới 2,42 triệu tấn với gần 48% (1,15 triệu tấn) khối lượng dành cho thị trường bao bì – phân khúc thị trường lớn nhất trong ngành nhựa sinh học.
Túi phân hủy sinh học
Các ứng dụng khác nhau của các loại nhựa sinh học được quyết định chủ yếu bởi khả năng phân hủy sinh học, đặt tính được xem là lợi thế kỹ thuật trong quá trình sử dụng hoặc khi hết tuổi thọ, như màng phủ trong nông nghiệp sau khi sử dụng một lần có thể tự phân hủy mà không cần dọn dẹp hay xử lý như một loại rác thải. Ngược lại, chúng gần như vắng bóng trên thị trường vận tải và xây dựng, những ứng dụng mà đòi hỏi sự bền bỉ theo thời gian.
Tuy có những lĩnh vực không thể ứng dụng nhưng nhựa sinh học vẫn có tiềm năng phát triển rất lớn. Như tại AirX Coffee, chúng tôi đã thành công sử dụng hạt nhựa sinh học làm từ bã cà phê vào sản xuất đa dạng các sản phẩm từ đồ gia dụng như các loại ly tái sử dụng nhiều lần đến vật dụng chăm sóc cá nhân như dao cạo râu, bàn chải,... và hứa hẹn sẽ là sự ra mắt của hàng loạt các sản phẩm mới trong tương lai như vải không dệt, túi nilon.
>>> Tìm hiểu thêm tại: CỐC LÀM TỪ BÃ CÀ PHÊ - ẨN CHỨA TIỀM NĂNG MÀ BẠN ĐANG TÌM KIẾM
5. Sứ mệnh của nhựa sinh học
Việc sử dụng sinh khối tái tạo để sản xuất nhựa sinh học chính là chìa khóa để:
- Hạ nhiệt các vấn đề liên quan đến biến đổi khí hậu bằng cách cắt giảm lượng khí thải carbon và các loại khí thải nhà kính (GHG).
- Giải quyết tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa bằng cách cắt giảm lượng nhựa cần sử dụng và thay thế chúng bằng các nguyên liệu tái sinh. Đồng thời, phần lớn các loại nhựa sinh học cũng có khả năng phân hủy trong thời gian ngắn, có thể chỉ mất từ 1 đến 5 năm. Từ đó, loại bỏ các ảnh hưởng tiêu cực của nhựa.
- Tiết kiệm tài nguyên hóa thạch bằng cách thay thế chúng, vì khoảng 8% lượng dầu trên thế giới được sử dụng để cung cấp năng lượng và nguyên liệu để sản xuất nhựa thông thường. Vậy nên việc cắt giảm sản lượng nhựa truyền thống cần sản xuất sẽ mang đến những thay đổi đáng kể trong việc kiềm chế nhu cầu sử dụng các sản phẩm từ nguyên liệu hóa thạch.
- Hạn chế tối đa sự phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên hóa thạch như dầu thô. Điều này có thể dẫn đến sự gia tăng sức chống chịu của chúng ta trước những tác động của các cuộc khủng hoảng năng lượng tiếp theo sẽ diễn ra trong tương lai.
Lợi ích của nhựa sinh học
Ngoài ra, nhờ việc tận dụng nguồn nguyên liệu bị thải bỏ là bã cà phê mà hạt nhựa Coffee Bio-composite còn mang đến cho cộng đồng nhiều lợi ích khác như:
- Hạn chế sự lãng phí bằng việc sử dụng nguồn nguyên liệu bị thải bỏ.
- Hạn chế các ảnh hưởng tiêu cực của bã cà phê đến môi trường khi bị xử lý như một loại rác thải bằng cách đem đến cho chúng đời sống thứ 2.
