本案例研究探讨了在蓝色经济框架下利用食物废弃物生产生物塑料的创新。可生物降解塑料市场预计将从2015年的60亿美元增长到2025年的120亿美元，市场范围将从主要的包装领域扩展到汽车、电子和医疗等高利润行业。尽管全球塑料回收率低且生物塑料生产与食品农业（尤其是玉米）存在竞争等挑战，但创新解决方案正在涌现。白石吉仁教授开发了一种将餐馆食物废弃物转化为聚乳酸（PLA）的方法，绕过了转基因玉米的需求，减少了对化肥和除草剂的依赖。这种小规模发酵工艺不仅通过以竞争性价格销售PLA提供了商业上可行的替代方案，还通过将废弃物从垃圾填埋场转移、减少甲烷排放及不直接与食物资源竞争来解决环境问题。该模式展示了全球创业和可持续塑料生产的潜力。
This case study explores the innovation of producing bioplastics from food waste within the Blue Economy framework. The biodegradable plastics market is projected to grow from $6 billion in 2015 to $12 billion by 2025, expanding from primarily packaging into higher-margin sectors like automotive, electronics, and medicine. Despite existing challenges such as low global plastic recycling rates and competition between bioplastics production and food agriculture—particularly using corn—innovative solutions are emerging. Professor Yoshihito Shirai developed a method to convert restaurant food waste into poly-lactic acid (PLA), bypassing the need for genetically modified corn and reducing reliance on fertilizers and herbicides. This small-scale fermentation process not only offers a commercially viable alternative by selling PLA at competitive prices but also addresses environmental concerns by diverting waste from landfills, reducing methane emissions, and not competing directly with food resources. This model demonstrates potential for global entrepreneurship and sustainable plastic production.
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到2015年，可生物降解塑料的全球市场将以两位数的增长率达到约60亿美元。如果现在的趋势继续下去，到2025年，这一数字将再次翻倍，预计达到120亿美元。
目前，65%的可生物降解塑料用于包装食品和饮料，预计到2025年，市场的四分之一将专注于汽车和电子领域的高利润应用。生物塑料行业甚至将医药领域视为核心市场之一，预计利润率可达到目前塑料杯和餐具的十倍。欧洲生物塑料贸易集团预计，他们的生产能力将在2007年至2011年期间增长至150万吨的水平，比过去增加两倍多。预计到2025年，约15%至20%用于塑料制造的石油将被转向植物、藻类和细菌等来源。
对全球可生物降解塑料生产的分析表明，目前大约有500家生产和加工公司。由于这个行业的高速增长和多重创新，它成为创业者和投资者的主要吸引点。此外，与全球纸张回收率的30%和金属回收率的35%相比，全球只有不到3%的塑料废物得到回收。虽然把废塑料转化为袋子和服装的尝试受到了广泛的媒体关注，但并未对庞大的塑料垃圾或海洋中的塑料岛屿聚集问题产生实质性影响。
可生物降解塑料在越来越多的消费者中越来越受欢迎，他们渴望将购买力转向绿色解决方案。与此同时，可生物降解塑料越来越多地与原本用于种植粮食的农田竞争。作为可生物降解塑料的主要原料玉米，与墨西哥的玉米饼和日本的玉米片形成了竞争。需求的增加和随之而来的价格上涨使这种基本食物变得更加昂贵。由于这种情况的复杂性，联合国警告政策制定者和行业领导者，追求绿色塑料可能会影响食品安全。在一个每晚有超过十亿人挨饿的世界中，选择节约石油和提供每日一餐需要重新思考我们的商业模式。此外，用可生物降解塑料制成的杯子与用化石燃料制成的杯子没有任何区别。一旦被困在填埋场中失去氧气和热量，它并不会分解。
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塑料的原材料采购迫使科学家和商业开发者重新思考前进的策略。
奈琪沃克（NatureWorks）是美国-日本的合资企业，由嘉吉公司和帝人公司合作，继续使用玉米作为生物塑料的原材料——淀粉的主要来源。这引发了关于使用转基因玉米的争议，这种玉米现在在美国市场占主导地位，并迅速进入欧洲市场，最近的公告显示奈琪沃克将在欧洲大陆将产量翻倍至每年14万吨。争议不仅限于基因问题，还集中在玉米相对于大豆需要更多肥料和除草剂的需求上。
日本九州工业大学生命科学研究所的白井义人教授选择了一种简单但相当创新的解决方案。他观察到日本的餐馆丢弃了大量的食物。随着当地垃圾填埋场的压力增大，并且减少碳排放的愿望变得更加明显，白井教授结合了所有可用的专业知识，并在同事和学生的帮助下设计了一个聚乳酸（PLA）的生产装置，其中的基础是食物废料中的淀粉。虽然与玉米相比，淀粉含量较低，但其财务模型令人信服，对环境的益处也超过了任何其他生物塑料，尤其是由玉米生产的PLA。
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北九州市早期启动了一个堆肥计划，以减轻填埋场的压力。
作为一个居住空间有限的岛国，日本收取的垃圾处理费用是世界上最高之一。将餐馆的食物废料从填埋场转移出来产生了一笔现金流：餐馆继续支付废料收集费用，然而现在这笔费用由实际上收取废料的塑料生产商收取。因此，白井教授不需要使用大量灌溉耗尽地下水的转基因玉米。他与致力于实现零废物和零排放目标的环保公司EBARA合作建立了第一家工厂，该公司也是日本最大的泵制造商之一。
与生物塑料行业的10万吨生产装置相比，这个工厂的生产量较小。这意味着白井教授无法经济地使用标准的工艺技术。相反，他选择了一个简单的发酵过程，通过批处理方式在一夜之间生成PLA。尽管转化率远低于玉米，但在运输和转化过程中的能量成本只是市场上标准方法的一小部分，并且其规模可以根据当地的垃圾填埋场进行定制。
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白井教授和九州工业大学并没有建立一个新的行业的雄心壮志，他们的主要目的是证明将食物废料经过小规模处理后转化为PLA塑料的技术和商业可行性。
即使是每天处理一吨的速度，该过程在商业上也是可行的，因为用于垃圾收集的塑料袋的售价是它们的原材料石油成本的十倍。这种利润空间必然会吸引市场上的新参与者。在这种情况下，以食物废料制成的聚合物替代了基于化石燃料的袋子，这种聚合物从未与人食物竞争，同时消除了分解食物产生的甲烷排放，延长了填埋场的经济寿命。这无疑是一个可以由全球企业家实施的商业模式。
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