关于PLA的争论内幕：包装行业最青睐的生物塑料

今年夏天，巴黎奥运会期间，在埃菲尔铁塔附近的Cass Pocha户外餐饮摊位畅饮的观众，拿到的是聚乳酸（PLA）杯子，之后他们可以将这些杯子扔 进一个专门的回收箱，这得益于 一项合作 ，由Cass啤酒、TotalEnergies Corbion和韩国装瓶商Sansu共同促成.

事实上，大型体育赛事或节庆活动——尤其是在那些禁止使用某些类型塑料包装的城市——常常使用聚乳酸制成的包装来供应饮品和食物。 

一次性包装是PLA迄今为止最大的终端用途，按体积计算，且需求正在增长。整个全球PLA市场，还包括农业、纺织和3D打印应用，预计到2032年将实现近12%的年复合增长率，届时其规模 可能超过30亿美元。但随着PLA包装市场的增长，围绕这种材料环保资质的争论也在加剧。

这主要取决于PLA的营销方式；它在堆肥环境中生物降解的速度和完全程度；以及在气候和公共卫生倡导者希望一次性塑料显著减少的当下，它作为包装材料的整体适用性。

PLA的起源

一个世纪前，当美国化学家兼发明家华莱士·卡罗瑟斯在杜邦公司崭露头角时，材料科学专注于创造新型合成材料。卡罗瑟斯通过构建长链化学物质的实验，促成了合成聚合物尼龙和氯丁橡胶的诞生，这两者对人类社会产生了巨大影响。 

在这一过程中，卡罗瑟斯还将一种自然资源——乳酸——塑化。

1932年，他发现这种从植物淀粉中提取的化学物质可以转化为塑料，即聚乳酸（PLA）。 几十年来，聚乳酸一直没有引起商业兴趣，直到生物医学工程师发现它非常适合用于一系列植入式医疗器械，如支架和缝合线。美国食品药品监督管理局在70年代初批准了聚乳酸用于生物医学领域。

随后，在80年代末，农产品公司嘉吉开始探索从其每年加工的大量玉米中提取新产品的可能性。 将玉米糖发酵成乳酸为聚乳酸提供了原料，因此嘉吉的化学家们开始尝试如何大规模地将乳酸转化为聚乳酸。2002年，嘉吉在内布拉斯加州布莱尔市开设了其聚乳酸工厂，以NatureWorks为名运营。 

“那时，人们非常关注碳足迹以及最初关于塑料废弃物的思考，”莉亚·福特说道，她直到不久前还担任NatureWorks的全球市场营销与传播总监。

此外，她说，由于成本不断上升，人们对将材料与化石基资源脱钩的兴趣日益浓厚。这发生在美国水力压裂热潮之前，那场热潮极大地改变了经济格局。自那以后，越来越多的石油和天然气被用于石化行业，预计到 本世纪中叶，将占石油需求的一半 。 

尽管面临这些阻力，PLA凭借其在工业堆肥设施中完全生物降解的能力，在利基包装应用中找到了立足之地。

如今， NatureWorks 生产15万吨名为Ingeo的PLA，由嘉吉和泰国公司PTT Global Chemical各持一半股份。该公司还正在泰国建设第二家工厂，每年将利用甘蔗生产7.5万吨PLA 。这一产量与 TotalEnergies Corbion 每年在泰国利用甘蔗生产的PLA产量相当。ADM最近因建筑成本高昂，取消了在伊利诺伊州建设类似规模工厂的计划。

诸如非营利组织Clean Production Action等团体认为，PLA是其 生物塑料 中较为优选的材料之一，该组织设有 GreenScreen 认证计划，考察毒性等类别。

另一种一次性塑料

尽管PLA具有环保资质，但它也受到了质疑。在一份 7月报告中, ，非营利组织Beyond Plastics声称，由石油替代品制成的塑料（如PLA）并不一定比石油基塑料更好。

“生物塑料缺乏监管，使得企业可以在不满足任何安全、毒性、气候变化影响或降解时间标准的情况下，将产品宣传为比传统塑料更环保，”总裁Judith Enck当时在一份声明中表示。

Beyond Plastics的报告还针对可生物降解产品研究所（BPI），该机构与品牌合作制定并颁发 包装可堆肥认证 ，该认证基于ASTM 国际的可堆肥塑料测试标准。Beyond Plastics指责BPI存在固有的利益冲突，因为其董事会成员来自全球一些最大的石化公司，包括巴斯夫和TotalEnergies Corbion。 

BPI 对该报告作出了回应 。 并对其结论提出了反对意见。执行董事Rhodes Yepsen在接受采访时表示，BPI董事会成员必须本着组织宗旨的最佳利益行事——即使在某些情况下这会对他们的商业运营构成利益冲突。他以BPI禁止在任何BPI认证产品中使用PFAS化学品为例——这一要求超出了ASTM标准的规定。

“我们有记录表明，我们的会员和董事会一直愿意支持这些大胆的举措，”他说，并补充道，与行业代表的合作是BPI能够制定既严格又广泛接受的认证标准的关键。BPI使用第三方测试服务机构DIN Certco来根据其规范对产品进行认证。 

Enck婉拒了采访，通过电子邮件表示： “自愿性自我执行标准行不通”，并且对于BPI认证的产品，她认为无法缓解BPI董事会成员的利益冲突。

她呼吁制定关于可堆肥性的联邦标准，并表示FTC的《绿色指南》虽然包含禁止关于可堆肥性的虚假或误导性声明的条款，但还不够充分，且未得到执行。联邦贸易委员会正在 审查其《绿色指南》 中关于环境营销的内容，更新可能将在今年发布。

Yepsen表示，他同意新材料应该受到严格审查，社会也需要摆脱一次性包装。 

他说：“我们并不主张用可堆肥塑料一对一地替代传统塑料。”但他也认为，可堆肥的生物降解材料是“一种非常有价值的解决方案”。他还认为，如果“随意贬损可堆肥解决方案”，消费者最终可能除了“现有传统”材料之外别无选择。

性能、成本与生命周期

PLA的可持续性表现是品牌采购决策的关键因素，但对其性能属性和成本的考量，对买家而言同样重要，甚至更为关键。 

与更常用的PET相比，PLA耐热性较低，且气体和水蒸气阻隔性能较差，这限制了它在某些食品包装应用中的使用。它主要用于餐饮杯具、翻盖餐盒，以及吸管和餐具。PLA的价格仍高于传统塑料。

福特拒绝透露Ingeo的定价信息。 NatureWorks和TotalEnergies Corbion销售的PLA树脂具有耐高温特性，专为一次性咖啡胶囊等应用而设计。福特表示，专为耐高温设计的Ingeo牌号仍旨在通过可堆肥性测试。她还指出，英国茶叶品牌PG Tips已将其茶包从原先由可堆肥纤维素和聚丙烯制成的材料，替换为可堆肥PLA。 

她表示，在美国部分地区，麦当劳和星巴克也使用以Ingeo PLA制成的涂层纸杯，这些地区已实施要求使用可堆肥餐饮用具的地方法规。 

撇开性能和成本不谈，要找到能清晰比较PLA这类植物基可堆肥塑料与石油基不可堆肥塑料在环保方面优势的数据，可能颇具挑战。 

研究 表明，PLA生产过程中的温室气体排放量低于传统塑料。 TotalEnergies Corbion——引用欧洲塑料行业协会、内部资料以及其一位科学家所做的PLA生命周期评估—— 声称 其PLA的 碳足迹低75% ，“与大多数传统的化石基塑料相比。”

密歇根州立大学教授、生物塑料专家Ramani Narayan表示，生命周期评估是一个重要工具。他对PLA的研究可追溯至20世纪90年代，当时嘉吉公司资助了他实验室的相关研究。他认为，应始终进行生命周期评估，以确保“在（高）排放……或使用PFAS等化学品方面不存在危险信号。”

然而，Narayan补充说，生命周期评估可能会“根据边界设定在哪里”来讲述特定的故事，即哪些输入或输出被纳入或排除在考量之外。 关于 玉米基乙醇.

纳拉扬表示，他经常听到关于PLA可持续性的批评，因为在美国，PLA由玉米制成（在亚洲则来源于甘蔗）。他说，像嘉吉这样的生产商从玉米中衍生出多种产品，其终端市场包括动物饲料和用于工业产品的玉米淀粉。在他看来，这使得PLA的需求为农民增加了附加值。

生产乳酸所需的糖可以从食物垃圾中提取，这将具有所有来源中最低的环境成本。但建立该供应链所需的系统 十分复杂, ，且目前PLA并未大规模从废弃材料中获取。 

在考虑生命周期评估时，另一个关键因素是它是否只关注采购和生产（即“从摇篮到大门”），还是也包括了生命周期结束的因素（即“从摇篮到坟墓”）。此外，并非所有的生命周期评估都会考虑农业对环境的影响，即种植作物所需的土地和水资源。 TotalEnergies Corbion的生命周期评估 确实包括了土地利用变化，但未考虑生命周期结束的因素。学者们表示这很重要，因为PLA成品储存了二氧化碳，而在工业堆肥环境中，随着PLA生物降解，这些二氧化碳会再次释放。 

今年早些时候，一个名为“塑料污染联盟”的非政府组织与Eunomia研究与咨询公司合作，发布了一份专门针对PLA的报告，名为“生物塑料是垃圾.” ”。该报告聚焦于PLA制造商依赖的工业农业系统对气候的影响，以获取乳酸，并指出此类农业企业可能损害 处于不利地位的围栏线社区 通过空气和水污染。公共卫生影响也有充分记录 在石化厂周围，同样如此。

可堆肥性因素

支持者表示，可堆肥食品包装（包括由PLA制成的产品）的另一个关键好处是，它有助于将包装中残留的食物分流到堆肥系统中。 美国环保署估计 ，美国食物垃圾产生的排放所造成的温室气体排放量相当于42座燃煤发电厂的排放量。

Narayan表示，BPI认证向行业和利益相关者表明，“包装符合工业堆肥要求，不会造成问题，不会在环境中持久存在并累积。”

在发现实验室环境中的可堆肥性并不总能转化为实际设施中的可堆肥性之后， 堆肥制造联盟 开始提供自己的测试服务，并发布了一份经过验证的可堆肥包装材料清单，按能够完全生物降解的工业堆肥系统类型进行分类。该清单包括某些由PLA制成的产品。

PLA的其他生命周期终结选项可能包括机械或化学回收，但市场选择有限，Packaging Dive未能找到任何美国主要城市目前在项目中建议将PLA进行回收。

NatureWorks公司的福特证实了这一点：“[PLA]回收在美国并未更广泛地开展，主要是因为规模问题。目前市场上的PLA数量还不足以让回收商对其进行分类或收集变得经济划算，”她在邮件中写道。 

这意味着，如果消费者无法选择将这种材料送往工业堆肥设施，那么它很可能最终被填埋或焚烧。 这令尼尔·埃德加感到担忧，他是加州堆肥联盟的执行董事，同时也是美国堆肥委员会的董事会成员。

“理想情况下，如果PLA能被完全堆肥，那就不会成为问题，”他说。“但这是一个很大的‘如果’。”埃德加估计，在目前使用的所有PLA包装中，真正被堆肥处理的少之又少。

塑料污染联盟的报告指出，堆肥基础设施的缺乏，以及PLA在填埋场或随意丢弃时能够生物降解的事实，使得这一问题令人担忧。报告 得出结论：如果没有“适当的政策和法规来尽量减少或消除意外及负面的生产后果”，PLA未必是一种可持续的选择。 

根据 《生物循环》2023年的调查 对住宅堆肥系统的研究显示，只有约12%的美国家庭能够使用由市政支持的路边或定点食物垃圾收集系统。得益于要求各州发展有机垃圾回收基础设施的政策，此类堆肥系统正在不断增长，但传统塑料污染的问题已导致一些堆肥企业 停止接受可堆肥包装.

此外，美国农业部的规定指出，如果堆肥商希望将其产品认证为有机产品，那么投入堆肥的任何物质都不能是合成物质，这意味着他们不能接受PLA。去年，BPI提交了一份规则制定申请，请求该机构修订其关于允许堆肥原料的规定，将符合ASTM国际堆肥标准要求的材料纳入其中。该机构计划在 一次会议上 于10月底审议该申请。如果该标准不改变，那些根据有机法规销售其产品的堆肥商将需要继续过滤掉PLA和其他可堆肥包装材料。 

最终进入垃圾填埋场的PLA——无论是由于工业堆肥不可用，还是在预处理阶段被过滤掉——都会随着时间的推移而碎裂并可能分解，释放出比二氧化碳更强大的温室气体。 

“在这些[厌氧]条件下，生物环境会将其转化为甲烷，”纳拉扬说。在100年的时间尺度上，甲烷的温室效应是二氧化碳的25倍。NatureWorks委托进行了一项 2011年的研究 ，该研究发现PLA释放的甲烷量取决于许多变量，包括地理位置和垃圾填埋场的管理实践。 

至于垃圾散落的问题，即使在垃圾收集基础设施完善的地区，一定程度的散落也被认为是不可避免的。即使在垃圾收集基础设施完善的地区也是如此。

一项荟萃分析研究 于今年夏天发表，并由生物塑料制造商赞助，表明PLA在存在一定水分或水的条件下，随着碎片越来越小，最终会生物降解。然而，Edgar质疑了该研究的实用性，因为它没有得出结论PLA是否在陆地环境中完全生物降解，也没有显示PLA在水中完全生物降解所需的时间或温度。

倡导减少一次性塑料使用和防止塑料污染的非政府组织5 Gyres，在现实世界中对塑料进行了生物降解测试。 结果，其中包括PLA产品， 因聚合物类型和形态的不同而差异很大。

不断变化的政策正在改变局势

随着对PLA需求的增长，影响PLA市场的州和联邦政策也在不断增加。

除了美国农业部对可堆肥生物塑料的考虑之外，其他几个联邦机构正在酝酿的政策或报告 可能在 拜登总统任期结束前 出台，并可能影响包装材料的选择。

此外，五个州开始实施生产者责任延伸法律，这正在影响品牌的包装选择。 但Ford表示，在州政府明确其EPR法律中与可堆肥包装使用和处理相关的具体要求与成本之前， 可堆肥 包装对某些品牌而言意味着什么，仍处于不确定状态。

“如果你去全食超市，买一包 Off the Eaten Path——那是百事旗下使用 Ingeo 制造的产品——[它]采用精美的可堆肥包装。为什么不是所有薯片包装袋都已经可堆肥了呢？” “这是因为人们对 EPR 的成本存在非常现实的担忧。可堆肥性在 EPR 中处于什么位置？对材料安全会有什么要求？这是目前非常热门的话题，”福特表示。

埃德加表示，适当的堆肥基础设施和激励措施必须与 PLA 市场同步发展，因为 PLA “并非解决塑料废弃物相关问题的万能药”。他说，如果 PLA 最终进入垃圾填埋场，或者更糟，进入自然环境，“那它就成了另一种‘取用-制造-废弃’的产品——另一种一次性塑料。”

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