Sở công thươngTỈNH AN GIANG

Đứng trước thực trạng các sản phẩm nhựa sử dụng một lần gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường và phong trào chống rác thải nhựa ngày càng được quan tâm và thu hút sự quan tâm của người tiêu dùng, ngành công nghiệp nhựa cần tìm ra được các giải pháp để tiếp tục tồn tại và phát triển bền vững.

Một trong những giải pháp để hạn chế những tác động tiêu cực tới môi trường của ngành công nghiệp nhựa là ứng dụng các nguyên tắc của Hóa học xanh trong sản xuất các sản phẩm từ nhựa. Bài viết sau đây sẽ trình bày các nội dung liên quan đến việc ứng dụng các nguyên tắc này. Các thông tin của bài viết được lấy từ khóa đào tạo “HÓA HỌC XANH - TỪ Ý TƯỞNG ĐẾN HÀNH ĐỘNG” do Công ty TNHH Trung tâm Sản xuất Sạch hơn Việt Nam (VNCPC Ltd.), Tổ chức Phát triển Công nghiệp Liên Hợp Quốc (UNIDO) và Trung tâm Sản xuất sạch hơn của Serbia phối hợp tổ chức.

1. Định nghĩa về Hóa học xanh

• Định nghĩa về Hóa học xanh

Hoá học xanh là việc thiết kế các sản phẩm và quy trình hoá học nhằm giảm thiểu hoặc loại bỏ việc tạo ra và sử dụng các chất có hại. Hoá học xanh tận dung hiệu quả các nguyên liệu thô (ưu tiên nguyên liệu có thể tái tạo), loại bỏ chất thải và tránh sử dung thuốc thử và dung môi độc hại và/ hoặc nguy hiểm trong sản xuất và ứng dụng vào các sản phẩm hoá học.

• 12 nguyên tắc của Hóa học xanh:

(1) Ngăn ngừa chất thải thay vì xử lý

(2) Hiệu suất nguyên tử

(3) Vật liệu ít nguy hiểm hơn

(4) Thiết kế sản phẩm an toàn hơn

(5) Dung môi và chất phụ trợ vô hại

(6) Thiết kế tiết kiệm năng lượng

(7) Ưu tiên các nguyên liệu thô có thể tái tạo

(8) Quá trình tổng hợp ngắn hơn (tránh dẫn xuất)

(9) Chất xúc tác thay vì các chất phản ứng theo tỉ lệ mol

(10) Thiết kế sản phẩm để dễ phân hủy

(11) Các phương pháp phân tích để ngăn ngừa ô nhiễm

(12) Các quy trình vốn dĩ an toàn hơn

• Lợi ích mà Hóa học xanh mang lại:

Đối với sức khỏe con người

- Không khí, nước sạch hơn

- An toàn cho người lao động trong ngành công nghiệp hóa chất; cho người tiêu dung

- Các loại sản phẩm tiêu dùng, thực phẩm an toàn hơn

Đối với lợi ích cho môi trường:

- Thực vật và động vật ít bị tác hại bởi các hóa chất độc hại trong môi trường

- Giảm khả năng nóng lên toàn cầu, suy giảm tầng ôzôn và hình thành sương mù.

Đối với lợi ích về kinh tế thương mại:

- Hiệu suất các phản ứng hóa học cao hơn, tiêu thụ nguyên liệu ít hơn.

- Giảm chất thải, loại bỏ các biện pháp khắc phục tốn kém, xử lý chất thải nguy hại và xử lý cuối đường ống.

- Giảm sử dụng các sản phẩm dầu mỏ, làm chậm quá trình cạn kiệt.

- Giảm quy mô hoặc diện tích nhà máy sản xuất thông qua tăng sản lượng.

- Tăng doanh số bán hàng do nhận thức về bền vững, môi trường, sức khỏe …của người tiêu dùng.

- Cải thiện khả năng cạnh tranh của các nhà sản xuất hóa chất và khách hàng của họ.

2. Tổng quan ngành công nghiệp nhựa của Việt Nam

Tại Việt Nam, ngành công nghiệp nhựa (hay còn gọi là công nghiệp chất dẻo, hay polimer) là một ngành kinh tế kỹ thuật về gia công chất dẻo. Đây là một ngành còn non trẻ, có mức tăng trưởng từ 16%/năm – 18%/năm. Ngành có nhu cầu khoảng 5 triệu tấn nguyên liệu để phục vụ cho hoạt động sản xuất, trong đó nguyên liệu ngoại nhập chiếm khoảng khoảng 80%. Hiện nay có 30 loại nhựa nguyên liệu trong đó chủ yếu PE (chiếm 30,7%), PP (chiếm 22,8%), PET (chiếm 9%) và PVC (chiếm 5,7%). Lượng tiêu thụ sản phẩm nhựa tăng gần 11 lần sau 15 năm (từ khoảng 3,8 kg/người đến khoảng 41 kg/người). Sản phẩm nhựa của Việt Nam đã xuất đi hơn 150 quốc gia, trong đó gồm có Nhật Bản, EU, USA, Trung Quốc, Ấn Độ, Trung Đông, Châu Phi,… Có khoảng 2.000 doanh nghiệp hoạt động trong ngành nhựa, trong đó có hơn 99,8% là doanh nghiệp tư nhân. Thị trường nhựa Việt Nam ước đạt khoảng 7.048,71 kiloton vào năm 2020 và được dự báo sẽ đạt tốc độ tăng trưởng kép hàng năm trên 10% trong giai đoạn dự báo (2021-2026).

Ở Việt Nam, thị trường nhựa được phân khúc theo chủng loại, công nghệ và ứng dụng. Theo chủng loại, thị trường được phân thành nhựa truyền thống, nhựa kỹ thuật và nhựa sinh học. Nhựa truyền thống gồm Polyetylen; Polypropylene; Polystyrene; và Polyvinyl Clorua. Nhựa kỹ thuật gồm Polyurethanes; Fluoropolyme; Polyamit; nhựa Polycarbonate; Styrene Copolyme (ABS và SAN); Polyeste nhiệt dẻo và nhựa kỹ thuật khác. Nhựa sinh học vật liệu hoặc sản phẩm (một phần) có nguồn gốc từ sinh khối (thực vật). Sinh khối được sử dụng cho nhựa sinh học bắt nguồn từ ví dụ ngô, mía, hoặc cellulose. Theo công nghệ, thị trường được phân khúc thành đúc thổi, ép đùn, ép phun và các loại khác. Theo ứng dụng, thị trường được phân khúc thành bao bì, điện và điện tử, xây dựng và xây dựng, ô tô và vận tải, đồ gia dụng, đồ nội thất và giường ngủ, và các ứng dụng khác.

Trong ngắn hạn, nhu cầu ngày càng tăng từ ngành xây dựng dự kiến sẽ thúc đẩy tăng trưởng thị trường nhựa. Sự gia tăng đầu tư nước ngoài dự kiến cũng sẽ mang lại nhiều cơ hội cho sự phát triển của thị trường. Tuy nhiên, việc phụ thuộc quá nhiều vào nhập khẩu nguyên liệu thô và nhựa thành phẩm dự kiến sẽ cản trở sự tăng trưởng của thị trường.

3. Sản xuất nhựa nguyên liệu và những vấn đề thách thức liên quan đến sức khỏe con người và môi trường

• Sản xuất nhựa nguyên liệu

Nhiên liệu hóa thạch – dầu mỏ, khí được tinh chế, cracking, sau đó được polyme hóa ở nhiệt độ và áp suất cao để tạo ra chất dẻo. Nguyên liệu đầu vào sản xuất các sản phẩm nhựa là các bột nhựa và hạt nhựa PE, PP, PVC, PS và PET, được sản xuất chủ yếu từ dầu mỏ. Khoảng 4% sản lượng dầu mỏ hàng năm được chuyển đổi trực tiếp thành chất dẻo (theo Hiệp hội chất dẻo Anh).

Tại Việt Nam, 80% nguyên liệu nhựa nguyên sinh được nhập khẩu và 20% được sản xuất ở trong nước. Công nghệ sản xuất các sản phẩm gồm: thổi khuôn, ép đùn, ép phun và các loại khác. Công nghệ thổi khuôn áp dụng cho các sản phẩm rỗng: chai lọ, thùng chứa. Vật liệu ở trạng thái chảy nhớt hay mềm cao. Công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng chảy điền đầy vào lòng khuôn. Nhựa sao khi nguội và đông cứng trong lòng thì khôn được mở ra, hệ thống đẩy sẽ đẩy sản phẩm ra ngoài. Phương pháp này sử dụng cho nhựa PP, PS, PVC, PMMA,... Công nghệ ép đùn là một phương pháp gia công chủ yếu cho nhựa nhiệt dẻo, các loại vật liệu có độ đàn hồi cao như cao su, được sử dụng để tạo ra các sản phẩm như ống PVC, PE, ống nhôm và nhựa, sợi, cửa PVC, khung, tấm lợp và tấm phủ tường. Quy trình đúc đùn bao gồm chi phí sản xuất thấp hơn và thời gian thiết lập nhanh hơn và hầu hết phù hợp với các bộ phận có mặt cắt ngang đồng đều và các bộ phận không phức tạp. Công nghệ này được sử dụng chủ yếu trong hoạt động xây dựng và các sản phẩm chính bao gồm ống PVC, HDPE, PPR, thanh profile, cửa nhựa và cửa sổ, tấm và đồ nội thất. Có hơn 1000 máy đùn sản xuất nhựa xây dựng và nhựa kỹ thuật trong nước.

Theo quy hoạch phát triển ngành nhựa đến năm 2020, ngành nhựa sẽ được tái cơ cấu theo hướng giảm tỷ trọng nhựa bao bì, nhựa tiêu dùng và tăng tỷ trọng phân khúc nhựa xây dựng và kỹ thuật. Sự cạnh tranh trong lĩnh vực nhựa xây dựng ngày càng trở nên gay gắt. Mặc dù các doanh nghiệp nhựa trong nước vẫn chiếm ưu thế do quy mô lớn, thị phần và giá trị thương hiệu mạnh, nhưng thị phần tương ứng của họ có thể bị giảm nếu họ không thích ứng với thị trường cạnh tranh hơn.

• Những vấn đề thách thức liên quan đến sức khỏe con người và môi trường

Những thách thức

1. Sự cạn kiệt nguyên liệu hóa thạch
2. Khí thải từ dây chuyền sản xuất dầu
3. Hóa chất độc hại (monome) và phụ gia trong các sản phẩm nhựa
4. Rác thải nhựa trên đất liền và biển: ‘chất dẻo sử dụng một lần (SUPs)’ chiếm 36% tổng số chất dẻo được sử dụng; Lượng nhựa rò rỉ ra đại dương được ước tính là 5 và 13 tấn / năm (1,5 đến 4% sản lượng); Xuất khẩu chất thải nhựa sang các nước, chẳng hạn như Việt Nam làm tăng sự rủi ro này; Ô nhiễm từ các hạt vi nhựa.
5. Ô nhiễm do đốt rác thải nhựa (mở)

- Trong số 8,3 tỷ tấn nhựa được sản xuất, 6,3 tỷ tấn là chất thải.

- Ít hơn 20% trong rác thải nhựa được tái chế, còn lại - đang tích tụ trong các bãi chôn lấp hoặc ở trong môi trường tự nhiên (phần lớn trong số nó kết thúc ở các đại dương)

- Nếu tiếp tục sản xuất như hiện nay, đến năm 2050, có thể có 12 tỷ tấn rác thải trong các bãi chôn lấp

- Các đại dương sẽ chứa nhiều rác thải nhựa hơn cá

- 50% nhựa được sử dụng để sử dụng một lần cho bao bì (túi..) và chỉ 20% và 25% dành cho cơ sở hạ tầng dài hạn.

4. Những xu hướng áp dụng hóa học xanh trong ngành nhựa và ví dụ điển hình minh họa

 Cũng như bất kể ngành, lĩnh vực việc áp dụng hóa học xanh trong sản xuất nhựa tập trung vào các mục tiêu lớn sau:

1) Thay thế nguyên liệu sản xuất chất dẻo – Không đi từ dầu mỏ (nhiên liệu hóa thạch):

- Khoảng 4% sản lượng dầu mỏ hàng năm được chuyển đổi trực tiếp thành chất dẻo (hiệp hội chất dẻo Anh) trực tiếp thành chất dẻo từ nguyên liệu hóa dầu.

2) Tái chế nhựa -Thiết kế để tái sử dụng vật liệu - Chuyển một sản phẩm khi “hết hạn sử dụng” thành nguyên liệu thô cho các sản phẩm mới.

3. Quá trình tổng hợp hoá học ít độc hại hơn, sử dụng hóa chất ít độc hại.

4. Thiết kế để tuần hoàn.

5. Sử dụng các hóa chất tự nhiên và phân hủy sinh học.

6. Sử dụng các phương pháp sản xuất tiêu tốn ít năng lượng.

7. Các quy trình và hóa chất được sử dụng nên được đánh giá và đưa ra các phương pháp và lựa chọn “xanh” hơn.

Nguồn: Phòng Quản lý Công nghiệp (Tâm Yên)