Tái chế nhựa: Mã xanh để giải quyết "Ô nhiễm trắng"
Trong gần một trăm năm kể từ khi nhựa được phát minh, tổng lượng nhựa do con người sản xuất đã vượt quá 10 tỷ tấn. Khi những vật liệu từng mang lại sự tiện lợi cho cuộc sống này trở thành núi rác, việc tái chế nhựa đã phát triển từ một vấn đề môi trường thành một chủ đề sinh tồn liên quan đến sự phát triển bền vững của trái đất. Dữ liệu cho thấy rằng chưa đến 10% nhựa trên toàn thế giới được tái chế hiệu quả, trong khi khoảng 8 triệu tấn nhựa chảy vào đại dương mỗi năm, tạo thành một "EighthContinent" gây sốc. Công nghệ tái chế nhựa đang trở thành chìa khóa để giải quyết tình thế tiến thoái lưỡng nan này.
Cuộc cách mạng công nghệ tái chế nhựa
Tái chế vật lý:
Con đường tuần hoàn trưởng thành nhất Công nghệ tái chế vật lý xử lý trực tiếp nhựa thải thành hạt nhựa tái chế thông qua các quy trình như làm sạch, nghiền và tạo hạt. Phương pháp này bảo toàn cấu trúc hóa học của nhựa và được sử dụng rộng rãi trong bao bì, vật liệu xây dựng và các lĩnh vực khác. Lấy chai nhựa PET làm ví dụ: sau khi nghiền, nóng chảy, kéo và các phương pháp xử lý khác, chúng có thể được chế tạo thành sợi polyester để sản xuất quần áo. Một doanh nghiệp tái chế ở Chiết Giang chuyển đổi 50.000 tấn chai đựng đồ uống thải thành vải quần áo ngoài trời mỗi năm thông qua công nghệ tái chế vật lý, tương đương với việc giảm 200.000 tấn khí thải carbon dioxide.
Tái chế hóa học: Tái tạo cấp độ phân tử
Công nghệ tái chế hóa học phân hủy nhựa thành các monome hoặc phân tử nhỏ thông qua phản ứng khử trùng, đạt được tổng hợp ngược của vật liệu. Công nghệ nhiệt phân làm nóng nhựa đến 400-600℃ trong môi trường không có oxy, tạo ra dầu nhiên liệu và nguyên liệu hóa học; công nghệ phân hủy cồn chuyển đổi nhựa PET thành dimethyl terephthalate và ethylene glycol, được tái sử dụng để sản xuất nhựa mới. Quy trình tái chế hóa học do Toray Industries tại Nhật Bản phát triển có thể tinh chế sợi polyester tái chế đến 99,9%, đáp ứng các tiêu chuẩn về vật liệu đóng gói thực phẩm.
Tái chế sinh học: Hợp tác với các lực lượng tự nhiên
Tái chế sinh học sử dụng vi sinh vật hoặc enzyme để phân hủy nhựa, với các công nghệ tiêu biểu bao gồm tổng hợp sinh học axit polylactic (PLA) và lên men vi sinh PHA. Một công ty khởi nghiệp của Đan Mạch đã phát triển các chế phẩm enzyme sử dụng vi sinh vật biển có thể phân hủy polyurethane, rút ngắn chu kỳ phân hủy của giày thể thao bị loại bỏ từ hàng trăm năm xuống còn vài tháng. Những loại nhựa sinh học này không chỉ có khả năng phân hủy tốt mà còn có thể quay trở lại chu kỳ tự nhiên thông qua quá trình ủ phân.
Thực hành công nghiệp tái chế nhựa
Vòng khép kín trong bao bì
Ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống đã đi đầu trong việc thiết lập hệ thống tái chế bao bì nhựa. Chương trình tái chế chai " của Công ty Coca-Cola xử lý chai PET tái chế thành chai mới, đạt được mục tiêu sử dụng vật liệu đóng gói theo vòng khép kín. Theo dữ liệu từ Liên đoàn bao bì châu Âu, thông qua thiết kế và tái chế được tối ưu hóa, tỷ lệ tái chế bao bì nhựa trong khu vực EU đã tăng từ 30% vào năm 2010 lên 55% vào năm 2023.
Ứng dụng sáng tạo trong vật liệu xây dựng
Nhựa tái chế được kết hợp với các vật liệu như bê tông và gỗ để tạo ra vật liệu xây dựng mới kết hợp độ bền và thân thiện với môi trường. Con đường nhựa đầu tiên trên thế giới được xây dựng tại Hà Lan sử dụng 16 tấn nhựa tái chế, có khả năng chống mài mòn cao hơn 30% so với vỉa hè nhựa đường thông thường. Nhựa tái chế cũng được sử dụng để sản xuất các sản phẩm ngoài trời như hàng rào và gạch lát sàn, giúp giảm chi phí sản xuất đồng thời giảm sự phụ thuộc vào vật liệu tự nhiên.
Chuyển đổi xanh trong ngành thời trang
Thương hiệu thời trang nhanh ZARA đã ra mắt Chương trình tái chế quần áo ", xử lý quần áo từ sợi polyester tái chế thành vải mới. Thương hiệu xa xỉ của Pháp Hermès đã bắt đầu sử dụng nylon tái chế để làm lớp lót túi. Những hoạt động này thúc đẩy ngành thời trang chuyển đổi từ nền kinh tế "tuyến tính sang nền kinh tế "tuần hoàn"—ước tính đến năm 2030, vật liệu tái chế sẽ chiếm 25% nguyên liệu thô của ngành dệt may.
Những thách thức và đột phá trong tái chế nhựa
Hiện nay, tái chế nhựa đang phải đối mặt với những thách thức như hiệu quả phân loại thấp, chi phí tái chế cao và sự chấp nhận của thị trường không đủ. Sự pha trộn của các loại nhựa khiến độ chính xác phân loại cơ học khó có thể vượt quá 85%, trong khi các điều kiện nhiệt độ và áp suất cao cần thiết cho tái chế hóa học dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng cao liên tục. Một nghiên cứu của Liên minh châu Âu cho thấy chi phí sản xuất nhựa tái chế cao hơn 15-20% so với nhựa nguyên sinh.
Tuy nhiên, những cải tiến công nghệ đang phá vỡ những nút thắt này. Hệ thống phân loại trực quan AI do Viện Fraunhofer của Đức phát triển có thể xác định các loại nhựa khác nhau với độ chính xác 99%. Công ty LanzaTech của Hoa Kỳ sử dụng công nghệ sinh học tổng hợp để chuyển đổi rác thải nhựa thành nhiên liệu hàng không, tạo ra lợi ích kinh tế trong quá trình tái chế. Ở cấp độ chính sách, ngày càng nhiều quốc gia đang triển khai Hệ thống trách nhiệm mở rộng của nhà sản xuất ", yêu cầu các doanh nghiệp phải đảm nhận trách nhiệm về môi trường trong suốt vòng đời sản phẩm.
Với sự lặp lại về công nghệ và cải thiện chính sách, tái chế nhựa sẽ thể hiện ba xu hướng chính: hệ thống phân loại thông minh sẽ đạt được phân loại nhựa chính xác và công nghệ blockchain có thể theo dõi nguồn gốc và dòng chảy của vật liệu tái chế; công nghệ tái chế sinh học sẽ phát triển nhiều vật liệu phân hủy hiệu suất cao hơn; mô hình "product-as-a-service" sẽ thúc đẩy các doanh nghiệp chuyển từ bán sản phẩm nhựa sang cung cấp dịch vụ tuần hoàn. McKinsey dự đoán rằng đến năm 2050, quy mô thị trường tái chế nhựa toàn cầu sẽ vượt quá 1 nghìn tỷ đô la và tỷ lệ tái chế nhựa dự kiến sẽ tăng lên 90%.
Khi nhựa không còn là gánh nặng cho môi trường mà là nguồn tài nguyên được sử dụng bền vững, nhân loại sẽ thực sự đạt được sự chung sống hài hòa với thiên nhiên. Sự tái sinh của mỗi chai nhựa là một cam kết cho một tương lai xanh; mỗi đột phá công nghệ đang viết nên một chương mới trong phát triển bền vững. Tái chế nhựa không chỉ là cơ hội cho quá trình chuyển đổi công nghiệp mà còn là trách nhiệm của nhân loại đối với trái đất.
