เควิน หยาง จาก eSUN: เส้นทางทางเทคนิค ข้อดี และตลาดในอนาคตของการรีไซเคิลสารเคมี PLA

ในปี 2549 ด้วยการเปิดเสรีทางเทคโนโลยี การพิมพ์ 3 มิติ (การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ) เริ่มได้รับความนิยมมากขึ้นในยุโรปและอเมริกา อย่างไรก็ตาม ในเวลานั้น การพิมพ์ 3 มิติยังคงเป็นเพียงสาขาการวิจัยเฉพาะกลุ่มในประเทศจีน และเพิ่งเริ่มนำไปประยุกต์ใช้ในภาคอุตสาหกรรม เช่น การผลิตเครื่องบิน

กรดโพลีแลคติก (PLA) เป็นโพลีเอสเตอร์ชนิดหนึ่งที่ผลิตจากแป้งพืชหมักที่ได้จากข้าวโพด มันสำปะหลัง อ้อย หรือบีทรูท น้ำตาลในวัตถุดิบหมุนเวียนเหล่านี้จะถูกหมักเป็นกรดแลคติก จากนั้นจึงนำไปทำปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันจนกลายเป็นกรดโพลีแลคติก (PLA)

eSUN ก่อตั้งขึ้นในปี 2545 โดยเริ่มแรกเชี่ยวชาญด้านการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น แลคเตทเอสเทอร์ กรดโพลีแลคติก (PLA) และโพลีแคโปรแลคโตน (PCL) หลังจากสั่งสมประสบการณ์มาห้าปี eSUN ตัดสินใจมุ่งเน้นไปที่วัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิติเป็นหนึ่งในทิศทางการพัฒนาหลัก ในปี 2550 บริษัทเป็นรายแรกของโลกที่เปิดตัววัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิติจากกรดโพลีแลคติกในเชิงพาณิชย์ และต่อมาได้ก่อตั้งแบรนด์ "eSUN" ซึ่งปัจจุบันเติบโตขึ้นเป็นหนึ่งในแบรนด์วัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิติที่มีชื่อเสียงระดับโลก ในปี 2549 บริษัทได้เริ่มทำการวิจัยเกี่ยวกับการรีไซเคิลและการนำกรดโพลีแลคติกกลับมาใช้ใหม่ที่มีมูลค่าสูง

ในด้านหนึ่ง eSUN ได้ขยายการใช้งานผลิตภัณฑ์ในแนวนอน ในอีกด้านหนึ่ง บริษัทก็ได้เพิ่มความพยายามในแนวตั้ง โดยมุ่งมั่นที่จะสร้างห่วงโซ่อุตสาหกรรมแบบปิดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับกรดโพลีแลคติก

ในปี 2013 eSUN ได้ก่อตั้ง "สายการผลิตแลคไทด์รีไซเคิลทางเคมีกำลังการผลิต 5,000 ตันต่อปี" ที่พัฒนาขึ้นเองในเมืองเซียวกัน มณฑลหูเป่ย โดยเริ่มแรกได้สร้างระบบทางเทคนิคแบบครบวงจรที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ตั้งแต่การสังเคราะห์และดัดแปลงวัสดุ ไปจนถึงการใช้งาน การแปรรูปผลิตภัณฑ์พลอยได้ และการรีไซเคิลทางเคมีของพอลิเมอร์

ในเดือนธันวาคม 2023 eSUN ได้เข้าซื้อหุ้น 51.265% ในบริษัท Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. (ต่อไปนี้จะเรียกว่า "Hengtian Changjiang") ซึ่งถือเป็นอีกก้าวสำคัญในการพัฒนาแอปพลิเคชันในแนวนอนและการขยายห่วงโซ่อุตสาหกรรมในแนวดิ่งของ eSUN

ขณะนี้ บริษัท Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. ซึ่งมุ่งเน้นการวิจัยและพัฒนาและการผลิตเส้นใยกรดโพลีแลคติกและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องเป็นหลัก ได้เปลี่ยนชื่ออย่างเป็นทางการเป็น EsunFiber (Suzhou) Co., Ltd. (ต่อไปนี้จะเรียกว่า "eSunfiber") การเข้าซื้อกิจการครั้งนี้ทำให้ eSUN สามารถวางแผนกลยุทธ์ใน 4 ด้านหลัก ได้แก่ ชีวการแพทย์ การพิมพ์ 3 มิติ เส้นใยที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และบรรจุภัณฑ์ที่ยั่งยืน พร้อมทั้งเสริมสร้างความแข็งแกร่งให้กับห่วงโซ่อุตสาหกรรมแบบครบวงจรที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ตั้งแต่การรีไซเคิลทางเคมีของกรดโพลีแลคติกเป็นแลคไทด์ ไปจนถึงการปั่นเส้นใยกรดโพลีแลคติกโดยตรงจากกระบวนการหลอมเหลว

“ที่ต้นน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรม เราได้สร้างโรงงานสังเคราะห์แลคไทด์กำลังการผลิต 5,000 ตันต่อปีในเมืองเซียวกัน มณฑลหูเป่ย นอกจากการใช้กรดแลคติกเป็นวัตถุดิบแล้ว เรายังสามารถผลิตแลคไทด์จากกรดโพลีแลคติกที่รีไซเคิลได้อีกด้วย ที่ปลายน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรม บริษัท eSun New Materials ใช้แลคไทด์เป็นวัตถุดิบในการผลิตเส้นใยกรดโพลีแลคติก ด้วยวิธีนี้ เราได้สร้างความเชื่อมโยงทั้งต้นน้ำและปลายน้ำภายในห่วงโซ่อุตสาหกรรม พร้อมทั้งบรรลุข้อได้เปรียบที่เสริมกันในระดับเทคนิค” เควิน หยาง กล่าว

จากข้อมูลของ European Plastics ในปี 2021 กำลังการผลิตวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพทั่วโลกอยู่ที่ 1.553 ล้านตัน ในขณะที่ผลผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกทั่วโลกอยู่ที่ 390 ล้านตันในช่วงเวลาเดียวกัน

ช่องว่างขนาดใหญ่นี้บ่งบอกถึงศักยภาพทางการตลาดที่มหาศาล

ท่ามกลางกระแสการกำหนดกรอบเวลาที่เข้มงวดมากขึ้นเรื่อยๆ ทั่วโลกสำหรับการจำกัดและห้ามใช้พลาสติก กรดโพลีแลคติก (PLA) ซึ่งเป็นหนึ่งในวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่มีศักยภาพสูง ได้เข้าสู่ช่วงการขยายกำลังการผลิตทั่วโลกในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตั้งแต่ปี 2020 เป็นต้นมา บริษัทข้ามชาติ เช่น TotalEnergies Corbion และ NatureWorks รวมถึงบริษัทในประเทศ เช่น Fengyuan Group, Hisun Biomaterials, Jindan Technology, Kingfa Sci. & Tech. และ Wanhua Chemical ต่างก็ขยายกำลังการผลิตอย่างแข็งขันเพื่อคว้าโอกาสการเติบโตในภาคส่วนที่กำลังเติบโตนี้

หยาง อี้หู เชื่อว่าแม้กำลังการผลิตวัตถุดิบจะขยายตัวอย่างรวดเร็ว แต่การใช้งานในขั้นตอนถัดไปอาจยังไม่พร้อมที่จะรองรับอุปทานใหม่นี้อย่างเต็มที่

หยาง ยี่หู กล่าวว่า "จากการประเมินของเรา แม้ว่ากำลังการผลิต PLA ต้นน้ำจะเติบโตอย่างรวดเร็ว แต่หากการใช้งานปลายน้ำยังไม่พัฒนาเท่าที่ควร ตลาดอาจไม่สามารถรองรับปริมาณวัตถุดิบที่เพิ่มขึ้นอย่างมหาศาลได้" "ที่จริงแล้ว ตั้งแต่ปี 2549 เราเริ่มให้ความสำคัญกับการพัฒนาการใช้งาน PLA ปลายน้ำและสำรวจการรีไซเคิลทางเคมีของขยะหลังการบริโภค โดยมีเป้าหมายเพื่อเติมเต็มจุดอ่อนในการพัฒนาอุตสาหกรรม นอกเหนือจากการพิมพ์ 3 มิติแล้ว เรายังได้ขยายธุรกิจไปสู่ด้านชีวการแพทย์ เส้นใยที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และผลิตภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ซึ่งก่อให้เกิดกลุ่มการใช้งานหลัก 4 กลุ่ม"

“ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการห้ามและการจำกัดการใช้พลาสติกทั่วโลก ประกอบกับความก้าวหน้าของวัสดุชีวภาพ โดยเฉพาะเทคโนโลยี PLA ทำให้ตลาดวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมค่อยๆ ขยายตัวอย่าง เราทุ่มเทความพยายามมากขึ้นในการพัฒนาการใช้งานในด้านนี้ ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์ย่อยสลายได้ทางชีวภาพแบบใช้แล้วทิ้งและผลิตภัณฑ์เส้นใยที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของเรากลายเป็นตัวขับเคลื่อนการเติบโตที่ใหญ่เป็นอันดับสองรองจากวัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ และผลิตภัณฑ์เอสเทอร์แลคเตทของเราที่ผลิตผ่านการรีไซเคิลทางเคมีก็เติบโตอย่างรวดเร็วเช่นกัน ผู้ผลิตโฟโตเรซิสต์รายใหญ่ในประเทศกำลังใช้เอสเทอร์แลคเตทเกรดอิเล็กทรอนิกส์ของเรา แม้ว่าปริมาณจะยังไม่มากนัก แต่โอกาสในการใช้งานนั้นสดใส” เควิน หยาง อธิบาย

ของเสียจาก PLA สามารถนำกลับมารีไซเคิลได้ทั้งทางเคมีและทางกล แม้ว่าของเสียอาจมีสารปนเปื้อน แต่ PLA ก็สามารถนำไปรีไซเคิลทางเคมีได้โดยการสลายตัวด้วยความร้อนหรือการไฮโดรไลซิสเพื่อผลิตโมโนเมอร์ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการผลิต PLA ใหม่ได้ นอกจากนี้ PLA ยังสามารถรีไซเคิลทางเคมีได้โดยการเปลี่ยนเอสเทอร์เพื่อผลิตเมทิลแลคเตท

เควิน หยาง กล่าวเสริมว่า "โมเดลนวัตกรรมการผลิตร่วมแบบ X-configuration ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของเรา ช่วยให้สามารถใช้วัตถุดิบและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่หลากหลาย ซึ่งช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นของสายการผลิต ปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ และลดการใช้พลังงานและต้นทุน เราสามารถผลิตแลคไทด์ได้จากกรดแลคติกหรือ PLA รีไซเคิล ซึ่งสามารถนำไปพอลิเมอไรซ์เป็นวัสดุชีวภาพต่างๆ ได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้ PLA รีไซเคิลเป็นวัตถุดิบ แลคไทด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงสามารถนำไปพอลิเมอไรซ์ต่อเป็น PLA, โพลีแคโปรแลคโตน (PCL) หรือโพลีออล ในขณะที่ผลพลอยได้ที่มีความบริสุทธิ์ต่ำกว่าสามารถทำปฏิกิริยากับเอทานอลเพื่อผลิตเอสเทอร์แลคเตตที่มีความบริสุทธิ์ทางเคมี หรืออีกทางหนึ่ง แลคไทด์ที่มีความบริสุทธิ์ทางแสงสูงสามารถใช้เป็นวัตถุดิบโดยตรงสำหรับเอสเทอร์แลคเตตที่มีความบริสุทธิ์สูงได้"

ในปี 2012 หลังจากทุ่มเทวิจัยและพัฒนามาเป็นเวลาหกปี eSUN ได้ยื่นคำขอจดสิทธิบัตรอย่างเป็นทางการสำหรับ"วิธีการเตรียมแลคไทด์บริสุทธิ์จากกรดโพลีแลคติกที่นำกลับมาใช้ใหม่"ซึ่งได้รับการอนุมัติสำเร็จในปี 2014 เทคโนโลยีที่ก้าวล้ำนี้—เป็นครั้งแรกของโลก—ทำให้สามารถกู้คืนแลคไทด์ที่มีความบริสุทธิ์ทางแสงสูงจาก PLA ที่รีไซเคิลได้ ในขณะที่ผลพลอยได้สามารถนำไปใช้ใหม่เพื่อผลิตเอสเทอร์แลคเตทต่างๆ ได้ เทคโนโลยีนี้ได้แก้ปัญหาความท้าทายระดับโลกในการรีไซเคิลและนำวัสดุชีวภาพที่ย่อยสลายได้กลับมาใช้ใหม่ ทำให้ห่วงโซ่อุตสาหกรรมครบวงจรและสร้างมาตรฐานใหม่"วงกลมสีเขียว"เศรษฐกิจ.

ในขณะเดียวกัน ปัญหาการกำจัดพลาสติกที่ย่อยสลายได้เมื่อหมดอายุการใช้งานอย่างไม่เหมาะสม ได้รับความสนใจมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตามรายงานฉบับหนึ่งรายงานการวิจัยเกี่ยวกับการประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อมและการสนับสนุนนโยบายสำหรับพลาสติกที่ย่อยสลายได้เผยแพร่ร่วมกันโดยมหาวิทยาลัยชิงหัวและบริษัทซิโนเป็กพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพของจีน 96.77% ถูกนำไปเผาหรือฝังกลบในที่สุด,3.1% รั่วไหลสู่สิ่งแวดล้อมและเพียงเท่านั้น0.007% เข้าสู่โรงงานย่อยสลายทางชีวภาพเฉพาะทางเพื่อการย่อยสลายอย่างสมบูรณ์

คณะกรรมาธิการยุโรปคำสั่งเกี่ยวกับพลาสติกใช้ครั้งเดียวทิ้ง (SUP) ปี 2021ห้ามใช้พลาสติกที่ย่อยสลายได้ด้วยออกซิเดชัน พลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และพลาสติกที่สามารถนำไปทำปุ๋ยหมักได้ในผลิตภัณฑ์พลาสติกใช้แล้วทิ้งระเบียบว่าด้วยบรรจุภัณฑ์และของเสียจากบรรจุภัณฑ์ (PPW) ปี 2022ข้อบังคับที่บรรจุภัณฑ์ทั้งหมดต้องสามารถรีไซเคิลหรือนำกลับมาใช้ใหม่ได้ภายในปี 2030เอข้อเสนอปี 2023 สำหรับระเบียบข้อบังคับเกี่ยวกับยานยนต์ที่หมดอายุการใช้งาน (ELV)นอกจากนี้ยังกำหนดให้รถยนต์รุ่นใหม่มีส่วนประกอบของพลาสติกรีไซเคิลอย่างน้อย 25%โดยเน้นย้ำถึงการหมุนเวียนของวัสดุ

นโยบายเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าสหภาพยุโรปกำลังสนับสนุนแนวคิดเรื่องการลดปริมาณพลาสติก การหมุนเวียนของทรัพยากร และการรีไซเคิล อย่างไรก็ตาม การบังคับใช้กฎระเบียบเหล่านี้อาจจำกัดแผนการขยายตัวของผู้ผลิตพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ซึ่งก่อให้เกิดคำถามว่า:พลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพยังมีอนาคตอยู่หรือไม่?

เควิน หยาง เชื่อว่า ภายใต้บริบทของการบรรลุความเป็นกลางทางคาร์บอน แหล่งกำเนิดชีวภาพของ PLA ยังคงมีความหมายและมีคุณค่าดังนั้น จุดสนใจจึงควรเปลี่ยนไปอยู่ที่การใช้ประโยชน์จากจุดแข็งของกองทัพปลดปล่อยประชาชนจีน (PLA) ในด้านต่างๆการกักเก็บคาร์บอนและความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม.

ในอีกด้านหนึ่ง ควรมีการพยายามที่จะพัฒนาและส่งเสริมผลิตภัณฑ์ PLA ที่ทนทานเช่น เครื่องเขียน PLA ที่ทนทาน หรือถ้วย PLA เคลือบเงาคล้ายเซรามิก ในทางกลับกันการรีไซเคิลและการนำกลับมาใช้ใหม่หลังการใช้งานต้องได้รับความสำคัญเป็นอันดับแรก.

"จากมุมมองทางเทคนิค การรีไซเคิลทางเคมีของ PLA มีข้อดีเหนือกว่าพลาสติกชนิดอื่น เช่น PET หรือ TPU"หยาง อี้หู อธิบายว่า"PLA มีโมโนเมอร์เพียงชนิดเดียวคือแลคไทด์ ดังนั้นหลังจากการรีไซเคิลแล้ว จะสามารถผลิตแลคไทด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงได้โดยผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ที่ไม่ซับซ้อน ในเชิงเศรษฐกิจ PLA ที่รีไซเคิลแล้วสามารถใช้ทดแทนวัตถุดิบจากแป้งหรือน้ำตาลได้บางส่วน ซึ่งจะช่วยลดการแข่งขันระหว่างวัตถุดิบ PLA กับทรัพยากรอาหารในอนาคต"