數位轉型中,人工智慧、大數據分析、感測器製造、材料科學與逆向物流(Reverse Logistics)等都將影響全球塑膠包裝回收市場的發展。2018年全球塑膠包裝約占全部塑膠使用量的39%,預估每年產生的塑膠包裝數量將從2018年的1.06億公噸,成長至2030年的1.87公噸,塑膠包裝廢棄物管理的市場收益亦將自2018年131億美元,成長至2030年373億美元,年均複合成長率達9.1%。Frost & Sullivan報告所探討的塑膠包裝廢棄物管理,包含蒐集、回收、焚燒、轉用能源與掩埋等處理方式,並僅包含7大類塑膠材質的其中5類,分別為編號1號聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)、編號2號高密度聚乙烯(HDPE)、編號3號聚氯乙烯(PVC)、編號4號低密度聚乙烯(LDPE)與編號5號聚丙烯(PP)。
一、 驅使全球塑膠包裝市場成長的主要因素
(一)消費者行為改變:自電子商務模式逐漸普及後,消費者購物習慣已有很大的轉變,包裝廢棄物也因商品物流數量成長而顯著增加。
(二)都市化速度加快:都市化對塑膠廢棄物數量有直接影響,尤其是開發中國家,缺乏分離塑膠廢棄物的基礎設施,造成回收利用困難。
(三)用量增加:利用塑膠容器可有效的延長食物使用期限且便於消費者攜帶,但標示不清之塑膠包裝是無法回收的。
(四)個人清潔用品數量增加:由於個人清潔用品,如洗髮精、香皂等多用塑膠包裝以增加產品吸引力與攜帶方便性,使得清潔用品使用量有明顯增加的趨勢。
(五)聚酯科技之創新:創新的聚酯科技是防止食物腐壞、產品浪費及降低運輸問題等最有效率的資源,產業界也不斷研發新的塑膠包裝材料,提供較佳的包裝應用。
(六)全球瓶裝飲料市場快速成長:隨著消費者越來越在乎飲用水品質與人口持續擴張,使得許多開發中國家對瓶裝水的消費量大增,導致全球PET廢棄物數量增加,加以開發中國家的廢棄物回收制度與設備並不完善,更加劇廢棄物對河川與海洋的汙染。
二、 全球塑膠包裝廢棄物回收之趨勢預測
(一)塑膠包裝廢棄物回收市場:包裝標示、智慧垃圾桶、揀選技術、塑膠回收技術提升與移除有害物質等化學方式,皆為驅使塑膠包裝回收成功的主要因素。預計2030年塑膠包裝的年產量為1.87億公噸、收集量為1.4億公噸、回收量為1億公噸、焚化與廢棄物轉能源(Incineration & WtE)為 0.47億公噸、廢棄物轉燃料(waste to fuel)為0.07億公噸與掩埋量為0.31億公噸,詳如圖1。此外,預估在2030年,塑膠包裝廢棄物以掩埋方式處理的數量將減少42%。
(二)各種塑膠包裝回收率:估計至2030年各類塑膠回收率分別為,PET達66.8%、 HDPE達57%、LDPE達36%、PVC達48%與PP達47.1%,詳如圖2。
(三)全球市場趨勢發展:
1.2018年全球塑膠包裝回收率約為55.3%,未來隨著回收基礎設施增設及回收流程導入新科技,將能持續提升回收率。
2.目前開發中國家之回收率尚不及已開發國家,如北美與歐洲。
3.歐洲一向居塑膠包裝收集與回收之領先地位,目前回收率為42.6%,亞太、美洲與中東地區分別為:24.1%、30.5%與15.0%。
4.LyondellBasell、Chevron Phillips Chemical Co.、ExxonMobil、BASF、Shell Chemical等跨國企業與其餘近30家企業共同成立一個非營利組織,預計在未來5年投入15億美元,共同為終結塑膠廢棄物而努力。
三、影響塑膠包裝回收趨勢的主要因素
(一)包裝標示:適當的包裝標示可以引導消費者依據材料的類別進行正確的投放回收。
(二)智慧回收桶與運用販賣機回收機制:安裝攝影機的回收桶可以學習並辨識回收包裝的類別,協助正確的回收分類,創新的回收販賣機也可增加飲料瓶的回收。
(三)篩選與分離技術:近紅外線篩選系統可提供一個比人工更有效率之分類方式,此方式已普遍用在可回收材料的分類工作中,此外,X射線繞射(X-ray Diffraction (XRD)與X射線螢光(X-ray Fluorescence, XRF))等技術也已廣為運用在回收處理程序。
(四)增容劑(Compatibilizer)於升級再造塑膠之運用:增容劑對多層樹酯回收程序非常重要,其可混合多層不相容的樹酯而用來製造不同的產品,增加塑膠升級再造的機會。
(五)塑膠廢棄物轉化為燃料:將塑膠轉化為燃料之方法已逐漸受到重視,其不僅具經濟效益,更可減少掩埋場之塑膠廢棄物。如Quantafuel與Plastic2Oil等企業皆致力於此技術的開發。
(六)化學回收方法:使用催化劑將塑膠分解成低分子量產品,因為此方法需耗用大量能源,目前研究人員正積極尋求降低此成本之方法。
四、塑膠包裝廢棄物管理之數位轉型
(一)人工智慧將顛覆回收產業:如具備AI能力的Clarke回收機器人,可快速辨識與區分材料,將使分類回收的工作變得更容易。
(二)大數據分析的巨大潛力:大數據分析將應用於智慧垃圾桶、智慧運輸及回收等,例如具有感測功能的垃圾桶能將廢棄物類型的統計數據傳輸至網路。如Smartbin公司正開發利用感測器來分析廢棄物蒐集與回收的遠端監測解決方案。
(三)開發新型感測器:製造商正開發具辨識塑膠包裝廢棄物的感測器,透過利用感測器分類以提高回收效率與降低回收成本,如Ecube Labs的超音波無線感測器CleanFLEX能即時監測容量與提供資訊。
(四)材料科學的研發:回收應從生產端著手,透過材料科學改良材質以簡化回收流程,如Saperatec與Henkel合作生產易於溶解的黏著劑,以便於分離複合材料層,可改善塑膠的回收與再利用。
(五)以逆向物流實踐再循環:為減少廢棄物數量,食品與飲料業積極考慮使用逆向物流。透過推動永續/綠色包裝及減少物流系統中的材料使用,以實現資源重複利用與再循環,並減少對環境的破壞。
五、塑膠包裝廢棄物的市場商機
不論從回收、焚化到應用都可以看到塑膠包裝廢棄物的市場商機,主要可歸納為回收與利用、以焚化轉化為能源、液體燃料、塑膠道路、塑膠混凝土與塑料織物,詳如圖3。