เครื่องทำถ้วยกระดาษเทียบกับเครื่องทำถ้วยพลาสติก: อันไหนดีกว่ากัน?

การวิเคราะห์วงจรชีวิต (LCA) ของถ้วยที่ผลิตจาก เครื่องทำแก้วกระดาษ และเครื่องทำถ้วยพลาสติก

การพิจารณาตลอดวงจรชีวิตจะเห็นความแตกต่างที่ค่อนข้างมากในการผลิตถ้วยกระดาษเทียบกับถ้วยพลาสติก ถ้วยกระดาษต้องใช้พลังงานประมาณ 4.5 เท่า และใช้น้ำมากกว่าประมาณสิบเท่าเมื่อเทียบกับทางเลือกพลาสติก เนื่องจากกระบวนการผลิตเยื่อกระดาษและการอบแห้งที่ซับซ้อน แต่ยังมีอีกด้านหนึ่งของเรื่องนี้ด้วย ถ้วยพลาสติกก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจกราว 34 เปอร์เซ็นต์มากกว่าตลอดอายุการใช้งานทั้งหมด โดยเฉพาะจากการสกัดเชื้อเพลิงฟอสซิล และยังย่อยสลายได้ช้ามาก บางครั้งใช้เวลานานกว่า 450 ปี! อย่างไรก็ตาม ตามการศึกษาอุตสาหกรรมล่าสุดในปี 2024 พบว่า ถ้วยกระดาษสามารถเข้าสู่สถานะคาร์บอนเป็นกลางได้เร็วกว่า หากบริษัททำงานร่วมกับป่าไม้ที่จัดการอย่างยั่งยืน และเปลี่ยนมาใช้แหล่งพลังงานที่สะอาดกว่าในการผลิต

ปริมาณคาร์บอนและปริมาณการใช้พลังงานในการผลิต

การผลิตถ้วยพลาสติกแต่ละใบปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 33 กรัม ตามการวิจัยของ GMZ เมื่อปีที่แล้ว ขณะที่ถ้วยกระดาษปล่อยออกมาในปริมาณที่น้อยกว่า คือประมาณ 20 กรัม หากรวมทำจากวัสดุรีไซเคิล แต่ยังมีอีกด้านหนึ่งของเรื่องนี้ เครื่องจักรที่ใช้ผลิตถ้วยกระดาษกินไฟฟ้ามากเกินไป โดยต้องใช้พลังงานประมาณ 55 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อการผลิตถ้วยจำนวน 1,000 ใบ ซึ่งสูงกว่าการใช้พลังงานของเครื่องจักรที่ผลิตถ้วยพลาสติกถึงเท่าตัว อย่างไรก็ตาม สิ่งต่าง ๆ จะน่าสนใจขึ้นเมื่อโรงงานเปลี่ยนมาใช้พลังงานชีวมวลแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล การเปลี่ยนแปลงนี้สามารถลดการปล่อยก๊าซจากการผลิตถ้วยกระดาษได้มากถึงสี่สิบเปอร์เซ็นต์ พลาสติกยังคงเหนือกว่าอย่างชัดเจนในด้านการขนส่ง เพราะมีน้ำหนักเบามาก การขนส่งภาชนะพลาสติกที่เบากว่านี้ช่วยประหยัดค่าเชื้อเพลิงได้ประมาณ 18 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับการขนส่งถ้วยกระดาษที่มีน้ำหนักมากกว่า

วัตถุดิบ ความสามารถในการรีไซเคิล และการจัดการเมื่อหมดอายุการใช้งาน

• ถ้วยกระดาษ : ใยไม้ 95% + ชั้นโพลีเอทิลีน 5% (สามารถรีไซเคิลได้ที่เพียง 12% ของสถานที่ให้บริการ)
• ถ้วยพลาสติก : โพลิเมอร์ที่ทำจากปิโตรเลียม 100% (9% รีไซเคิลภายในประเทศ)

ประมาณสองในสามของถ้วยกระดาษทั้งหมดลงเอยที่หลุมฝังกลบ เนื่องจากชั้นเคลือบที่ไม่สามารถรีไซเคิลได้นี้ทำให้ศูนย์รีไซเคิลปฏิเสธการรับเข้าระบบ ในขณะเดียวกัน ถ้วยพลาสติกจะสลายตัวเป็นชิ้นส่วนพลาสติกขนาดเล็กที่เรียกว่าไมโครพลาสติก ซึ่งคงอยู่ในธรรมชาตินานหลายร้อยปี ข่าวดีก็คือ อุปกรณ์ผลิตถ้วยกระดาษรุ่นใหม่ในปัจจุบันมาพร้อมกับชั้นเคลือบที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (PLA) ผลการทดสอบระบุว่า ถ้วยชนิดใหม่นี้สามารถลดปริมาณขยะที่ไปลงหลุมฝังกลบได้มากกว่าถ้วยปกติประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ ร้านกาแฟบางแห่งเริ่มเปลี่ยนมาใช้ทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมนี้แล้ว ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามด้านความยั่งยืน

ประสิทธิภาพและการใช้งานจริงในงานประยุกต์

ฉนวนกันความร้อน ความทนทาน และความเข้ากันได้กับของเหลว: ถ้วยกระดาษเทียบกับถ้วยพลาสติก

ถ้วยกระดาษสองชั้นสามารถรักษาอุณหภูมิของเครื่องดื่มให้อุ่นได้นานขึ้นประมาณ 30 นาที เมื่อเทียบกับถ้วยพลาสติกทั่วไป ตามการศึกษาล่าสุดจาก Packaging Science Review ความแตกต่างด้านประสิทธิภาพในการเก็บความร้อนนี้ค่อนข้างชัดเจน คือดีกว่าถึงประมาณสองถึงสามเท่า อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาเรื่องความทนทาน พลาสติก และโดยเฉพาะพลาสติก PET จะโดดเด่นกว่า เพราะสามารถรองรับแรงกดได้มากกว่าถึงสี่เท่าก่อนจะบี้เบี้ยว ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงนิยมใช้ในสถานการณ์การขนส่งที่ต้องซ้อนทับกันจำนวนมาก พลาสติกยังสามารถทนต่อของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น น้ำผลไม้รสเปรี้ยวหรือน้ำซุปร้อนใกล้จุดเดือดได้โดยไม่เสื่อมสภาพ ในขณะที่ถ้วยกระดาษทั่วไปจำเป็นต้องเคลือบพลาสติกภายใน ซึ่งทำให้เกิดปัญหาในการนำกลับมาหมุนเวียนผ่านโครงการรีไซเคิลทั่วไปของเมือง

เหมาะสำหรับใช้ในร้านกาแฟ บริการอาหารนำกลับบ้าน และงานอีเวนต์

รายงานแนวโน้มร้านบริการอาหารและเครื่องดื่มล่าสุดจากปี 2024 แสดงให้เห็นว่าประมาณสองในสามของร้านกาแฟพิเศษได้เปลี่ยนมาใช้เครื่องทำถ้วยกระดาษสำหรับเครื่องดื่มร้อน เนื่องจากลูกค้าในปัจจุบันให้ความสำคัญกับการเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ในทางกลับกัน ร้านขายซุปที่เน้นการนำกลับบ่อยครั้งยังคงใช้เครื่องทำถ้วยพลาสติกอยู่ เพราะมีความทนทานต่อการรั่วซึมมากกว่า และสามารถวางซ้อนกันได้ดีกว่าในการขนส่ง เรายังสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงในงานอีเวนต์กลางแจ้งด้วย โดยถ้วยกระดาษที่ย่อยสลายได้และเคลือบด้วยวัสดุ PLA กำลังกลายเป็นทางเลือกที่ได้รับความนิยมมากขึ้น เทศกาลฤดูร้อนหลายแห่งระบุว่า การทำความสะอาดใช้เวลาน้อยลงประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ เมื่อใช้ทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเหล่านี้แทนพลาสติกทั่วไป สำหรับธุรกิจที่กำลังพิจารณาทางเลือกต่างๆ เครื่องทำถ้วยกระดาษถือว่าเหมาะสมในสถานการณ์ที่ต้องการรักษาอุณหภูมิของเครื่องดื่มให้อุ่น ต้องการภาพลักษณ์แบรนด์ที่โดดเด่น และภาพลักษณ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมีความสำคัญมากกว่าค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมเล็กน้อยที่อาจเกิดขึ้นจากการดำเนินงาน

การเปรียบเทียบต้นทุน: การดำเนินงานเครื่องทำถ้วยกระดาษ เทียบกับ เครื่องทำถ้วยพลาสติก

การลงทุนครั้งแรก ค่าบำรุงรักษา และค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน

การลงทุนในเครื่องผลิตถ้วยกระดาษมักหมายถึงการใช้เงินจำนวนมากขึ้นในช่วงแรก เมื่อเทียบกับเครื่องทำถ้วยพลาสติก โดยราคาอาจอยู่ระหว่างยี่สิบพันดอลลาร์สหรัฐ ไปจนถึงหนึ่งแสนดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งขึ้นอยู่กับระดับความเป็นอัตโนมัติและปริมาณการผลิตที่ต้องการ เครื่องทำถ้วยพลาสติกมักจะมีราคาถูกกว่าประมาณสามสิบถึงห้าสิบเปอร์เซ็นต์ในตอนเริ่มต้น เนื่องจากชิ้นส่วนกลไกของมันไม่ซับซ้อนเท่า ส่วนค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษารายปีนั้น แทบไม่มีความแตกต่างกันมากนัก โดยธุรกิจส่วนใหญ่รายงานว่าใช้ค่าบำรุงรักษารายปีอยู่ที่ประมาณหนึ่งพันสองร้อยถึงสองพันห้าร้อยดอลลาร์สหรัฐ การผลิตถ้วยกระดาษใช้พลังงานมากกว่าประมาณสิบห้าถึงยี่สิบห้าเปอร์เซ็นต์ต่อถ้วยหนึ่งใบ เพราะเครื่องจักรจำเป็นต้องใช้ความร้อนเพิ่มเติมเพื่อเคลือบผิวด้านในถ้วยให้กันน้ำ ในทางกลับกัน เครื่องพลาสติกทำงานได้เร็วกว่าอย่างเห็นได้ชัด สามารถผลิตถ้วยได้ประมาณสามร้อยใบต่อนาที ในขณะที่เครื่องถ้วยกระดาษผลิตได้สูงสุดเพียงครึ่งหนึ่งของอัตรานี้ ความแตกต่างด้านความเร็วนี้สะสมเพิ่มขึ้นตามเวลาที่ผ่านไป เมื่อมองจากตัวเลขประสิทธิภาพการผลิตโดยรวม

ต้นทุนวัตถุดิบ: กระดาษ เทียบกับ พลาสติก (PET, PP, PLA)

ช่วงราคาของเรซินโพลีโพรพิลีน (PP) และโพลีเอทิลีน เทอร์เรฟทาเลต (PET) อยู่ที่ประมาณ 1.10 ถึง 1.50 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม ซึ่งทำให้การผลิตถ้วยพลาสติกมีต้นทุนต่ำกว่าถ้วยกระดาษประมาณ 20 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ ถ้วยกระดาษต้องใช้กระดาษเคลือบที่โดยทั่วไปมีราคาอยู่ระหว่าง 2,800 ถึง 3,500 ดอลลาร์สหรัฐต่อตัน กรดโพลีแลคติก (PLA) ซึ่งได้จากพืชเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง แต่มีราคาสูงกว่าที่ 2.20 ถึง 2.80 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม แม้ว่าสิ่งนี้จะทำให้ช่องว่างด้านต้นทุนแคบลงบ้าง แต่ PLA จำเป็นต้องใช้สถานประกอบการบำบัดขยะแบบพิเศษเพื่อย่อยสลายอย่างเหมาะสม ตามการวิเคราะห์เมื่อปี 2023 เกี่ยวกับต้นทุนบรรจุภัณฑ์สำหรับบริการอาหาร ธุรกิจทั่วไปต้องจ่ายค่าถ้วยกระดาษละ 8 ถึง 12 เซนต์ในด้านวัสดุ ในขณะที่ทางเลือกพลาสติกทั่วไปอยู่ที่ 5 ถึง 7 เซนต์ต่อชิ้น การซื้อจำนวนมากสามารถลดกำไรในจุดนี้ได้อย่างแน่นอน อย่างไรก็ตาม มีการเปลี่ยนแปลงด้านกฎระเบียบที่สังเกตเห็นได้ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ซึ่งให้ความสำคัญกับวัสดุที่สามารถรีไซเคิลหรือย่อยสลายได้ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้กำลังค่อยๆ เปลี่ยนสมดุลทางเศรษฐกิจของอุตสาหกรรมกลับไปสู่ทางเลือกที่ใช้วัสดุจากกระดาษมากขึ้นในระยะยาว

แนวโน้มด้านความยั่งยืนและอิทธิพลของกฎระเบียบที่มีต่อเครื่องจักรการผลิตถ้วย

การเพิ่มขึ้นของพลาสติกชีวภาพและชั้นเคลือบแบบย่อยสลายได้ในนวัตกรรมเครื่องผลิตถ้วยกระดาษ

การผลิตถ้วยกระดาษกำลังก้าวไปสู่ทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นในปัจจุบัน โดยผู้ผลิตจำนวนมากเริ่มใช้พลาสติกชีวภาพ เช่น PLA และใช้สารเคลือบที่ย่อยสลายได้จากน้ำแทนการเคลือบด้วยพอลิเอทิลีนแบบเดิม ตามการวิจัยจากโครงการ Green Packaging Initiative เมื่อปีที่แล้ว การเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลลงประมาณสองในสามเมื่อเทียบกับถ้วยกระดาษแบบทั่วไป โรงงานต่างๆ กำลังปรับเปลี่ยนเครื่องจักรที่มีอยู่ให้สามารถรองรับวัสดุชีวภาพที่บางและใหม่กว่านี้ได้ ขณะเดียวกันก็ยังคงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ไว้ได้อย่างสมบูรณ์ การเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยให้พวกเขาสามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านการย่อยสลายได้ที่เข้มงวดตามมาตรฐาน เช่น ASTM D6400 ซึ่งกำลังกลายเป็นสิ่งสำคัญมากขึ้นสำหรับบริษัทที่พยายามรักษาความสามารถในการแข่งขันในตลาดปัจจุบัน

การห้ามใช้พลาสติกและความกดดันจากกฎระเบียบที่มีผลต่อความต้องการเครื่องผลิตถ้วยพลาสติก

กว่า 130 ประเทศทั่วโลกเริ่มจำกัดการใช้พลาสติกแบบใช้ครั้งเดียวทิ้งหลังปี 2020 คำสั่งของสหภาพยุโรปว่าด้วยพลาสติกแบบใช้ครั้งเดียว (Single Use Plastics Directive) ได้ผลักดันให้เกิดความเคลื่อนไหวอย่างมาก ส่งผลให้ตลาดผลิตภัณฑ์จากกระดาษขยายตัวเพิ่มขึ้น จากรายงานข้อมูลในรายงานข้อบังคับด้านบรรจุภัณฑ์ปี 2024 พบว่า ยอดขายเครื่องจักรที่ใช้ผลิตถ้วยพลาสติกลดลงเกือบ 30% ในพื้นที่ที่มีการบังคับใช้กฎระเบียบนี้ ผู้ผลิตบางรายที่เคยผลิตอุปกรณ์พลาสติก กำลังเริ่มทดลองใช้วัสดุ PET และ PP ที่ผ่านการรีไซเคิล อย่างไรก็ตาม กระบวนการรีไซเคิลต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ทำให้ไม่สามารถขยายขนาดได้ดีเท่ากับการผลิตกระดาษสำหรับบริษัทส่วนใหญ่

แนวโน้มในอนาคต: การออกแบบเพื่อสิ่งแวดล้อมและการลดการใช้วัสดุในการผลิตถ้วย

ตัวเลขดูเป็นบวกสำหรับอุตสาหกรรมการผลิตถ้วยกระดาษในอนาคต ตามการวิจัยล่าสุดจาก Smithers ในปี 2023 เครื่องจักรเหล่านี้น่าจะช่วยลดปริมาณวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตถ้วยแต่ละใบลงได้ประมาณ 22% ภายในสิ้นทศวรรษนี้ ทำได้อย่างไร? ผ่านนวัตกรรมต่างๆ เช่น เทคโนโลยีเลเซอร์สกอริ่งที่ช่วยให้การพับง่ายขึ้น และการออกแบบที่เบากว่าแต่ยังคงรักษารูปทรงโครงสร้างไว้ได้ นอกจากนี้ เรายังเห็นแนวทางใหม่ๆ ที่เริ่มปรากฏขึ้น โดยบริษัทต่างๆ กำลังผสมผสานโครงการใช้ถ้วยแบบนำกลับมาใช้ใหม่เข้ากับอุปกรณ์พิเศษที่สามารถแปรรูปเส้นใยของเสียจากผู้บริโภคได้ และอย่าลืมไปว่ามีการเปลี่ยนแปลงในด้านกฎหมายด้วย เช่น กฎหมาย SB 54 ของแคลิฟอร์เนีย ซึ่งกำหนดให้บรรจุภัณฑ์สำหรับอาหารและเครื่องดื่มต้องมีส่วนประกอบจากวัสดุรีไซเคิลไม่น้อยกว่า 30% เริ่มตั้งแต่ปี 2028 เป็นต้นไป กฎระเบียบประเภทนี้ย่อมผลักดันให้ผู้ผลิตต้องลงทุนในเทคโนโลยีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นสำหรับสายการผลิตของตน

คำถามที่พบบ่อย

• ความแตกต่างหลักในการวิเคราะห์วงจรชีวิต (LCA) ระหว่างถ้วยกระดาษกับถ้วยพลาสติกคืออะไร? ถ้วยกระดาษใช้พลังงานและน้ำมากกว่าในกระบวนการผลิต แต่ถ้วยพลาสติกปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากกว่าและย่อยสลายได้ช้ากว่า ถ้วยกระดาษสามารถกลายเป็นกลางทางคาร์บอนได้เร็วกว่าหากปฏิบัติตามแนวทางที่ยั่งยืน
• รอยเท้าคาร์บอนของการผลิตถ้วยกระดาษเทียบกับถ้วยพลาสติกมีความแตกต่างกันอย่างไร ถ้วยพลาสติกปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า ในขณะที่ถ้วยกระดาษแม้จะใช้พลังงานมากกว่าในการผลิต แต่มีปริมาณรอยเท้าคาร์บอนโดยรวมต่ำกว่าหากผลิตอย่างยั่งยืน
• ถ้วยกระดาษและถ้วยพลาสติกมีความแตกต่างกันอย่างไรในแง่ของการรีไซเคิล ถ้วยกระดาษมีอัตราการรีไซเคิลต่ำเนื่องจากชั้นโพลีเอทิลีนที่เคลือบอยู่ ในขณะที่ถ้วยพลาสติกแม้จะรีไซเคิลได้ แต่มักก่อให้เกิดมลพิษไมโครพลาสติก การออกแบบถ้วยกระดาษรูปแบบใหม่ที่ใช้ชั้นเคลือบที่ย่อยสลายได้มอบทางเลือกที่ดีกว่าในการลดขยะ
• ความแตกต่างของต้นทุนในการดำเนินงานเครื่องผลิตถ้วยกระดาษกับถ้วยพลาสติกคืออะไร เครื่องผลิตถ้วยกระดาษมีต้นทุนเริ่มต้นและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานสูงกว่า แต่แนวโน้มการใช้วัสดุที่ยั่งยืนอาจทำให้ความแตกต่างของต้นทุนลดลงในระยะยาว
• แนวโน้มด้านความยั่งยืนมีผลกระทบต่อการผลิตถ้วยอย่างไร มีนวัตกรรมในพลาสติกชีวภาพและชั้นเคลือบที่ย่อยสลายได้เพิ่มขึ้นสำหรับถ้วยกระดาษ และแรงกดดันจากกฎระเบียบทำให้ความต้องการเครื่องผลิตถ้วยพลาสติกลดลง ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงไปสู่การใช้วัสดุรีไซเคิล