新型石油基全降解纖維會(huì)不會(huì)殺死蚯蚓?
詳情
就塑料而言,對(duì)于產(chǎn)品生命周期結(jié)束階段的研究也是非常重要的。例如,大量的塑料被出口到監(jiān)管寬松的國(guó)家,而塑料在這些國(guó)家的命運(yùn)很多時(shí)候是未知的。隨著塑料出口被認(rèn)定為海洋塑料污染的一大來(lái)源,許多人開(kāi)始質(zhì)疑:即便是可回收的塑料制品,最終也真的被回收了嗎[1]?
01
垃圾填埋
02
垃圾焚燒
即使在歐盟內(nèi)部,廢棄物處理系統(tǒng)差異也很大。例如,在瑞典,填埋塑料是被禁止的,并且他們致力于完全阻止塑料進(jìn)入焚燒爐;而在威爾士,他們的目標(biāo)是消除垃圾填埋中的塑料,但焚燒被認(rèn)為是可以接受的。這也是為什么在這種研究中時(shí)間和地域的說(shuō)明都應(yīng)該明晰的一個(gè)原因。
除了填埋與焚燒,回收與循環(huán)在生命周期結(jié)束階段也扮演著重要角色。但是,在研究中,回收率(recycling rates)是出了名的不準(zhǔn)確,且難以比較的。生命周期評(píng)價(jià)研究通常使用國(guó)家報(bào)告的回收率,并假設(shè)一個(gè)封閉的循環(huán)過(guò)程。然而,事實(shí)上,從收集到被回收,材料有許多損失。這也是為什么歐盟最近調(diào)整了其回收測(cè)量方法——只包括成為了回收產(chǎn)品的材料(而不是假設(shè)所有收集起來(lái)進(jìn)行回收的材料最終都會(huì)被回收)[5]。這可能會(huì)導(dǎo)致歐盟報(bào)告的回收率大幅下降,尤其是塑料回收率。
品牌方和生產(chǎn)商將越來(lái)越需要考慮多個(gè)生命周期的問(wèn)題,因?yàn)樗麄冊(cè)絹?lái)越需要在產(chǎn)品使用壽命(第1個(gè))結(jié)束時(shí)對(duì)產(chǎn)品負(fù)責(zé)。對(duì)材料流負(fù)責(zé),甚至接受材料流的所有權(quán),意味著優(yōu)先級(jí)可能會(huì)改變,并且需要一種在多個(gè)生命周期內(nèi)量化這一點(diǎn)的方法。這在政策制定中也會(huì)變得很重要,因?yàn)閱蝹€(gè)產(chǎn)品之間的簡(jiǎn)單比較將不足以確定宏觀層面的影響。
其他包裝材料介于兩者之間,高產(chǎn)量的材料,如鋁,與許多塑料相比有著更高的循環(huán)效率。圖表顯示,對(duì)于一種以65%的循環(huán)效率成為新產(chǎn)品的材料(高于歐盟2030年55%的塑料回收率目標(biāo)),原始材料在循環(huán)了足夠長(zhǎng)的時(shí)間后,在它基本消失前僅產(chǎn)生了2個(gè)額外的新產(chǎn)品(在每個(gè)循環(huán)之后只有65%的材料被保留);相比之下,一個(gè)循環(huán)效率為90%的材料在足量循環(huán)后將產(chǎn)生8個(gè)新產(chǎn)品。
當(dāng)材料不圍繞閉環(huán)循環(huán)時(shí)(即產(chǎn)品“1”與產(chǎn)品“2”不同),而是級(jí)聯(lián)到其他開(kāi)環(huán)中,例如塑料瓶回收后用來(lái)制作聚酯纖維服裝,這種循環(huán)概念將變得特別難以建模。隨著材料越來(lái)越遠(yuǎn)離初始產(chǎn)品,可能發(fā)生的情況也變得難以確定。
盡管存在挑戰(zhàn),但這一概念可以應(yīng)用到生命周期評(píng)價(jià)中,以顯示一件產(chǎn)品的每個(gè)后續(xù)生命周期分別需要多少新的和原始的材料。這可以通過(guò)多種方式應(yīng)用,包括確定:
目前討論較為廣泛的是可生物降解塑料,它們有的是用可再生的生物資源,例如農(nóng)作物,微生物等制作的,有的是用化石資源制作的。最常見(jiàn)的兩種已經(jīng)商業(yè)化的可生物降解塑料是PHA(聚羥基脂肪酸酯)和PLA(聚乳酸),它們分別由微生物(由農(nóng)作物喂養(yǎng))和玉米作為主要原材料。
2.1 由于現(xiàn)在主要的可生物降解塑料原料來(lái)源是農(nóng)作物(玉米,甘蔗等),而不是化石燃料,所以從原材料的角度看,可生物降解塑料相比傳統(tǒng)塑料大約可以節(jié)省超過(guò)一半的化石燃料。如果全球的傳統(tǒng)塑料被替換為可生物降解塑料,大約每天能節(jié)約349萬(wàn)桶化石燃料,約占全球4%的化石燃料消耗[1]。
2.2 可生物降解塑料生產(chǎn)過(guò)程中消耗的能量小于特性接近的傳統(tǒng)塑料??缮锝到馑芰系纳a(chǎn)過(guò)程中一般每千克需要2500-4500萬(wàn)焦耳的能量,其中最常見(jiàn)的PLA需要4470萬(wàn)焦耳的能量。而傳統(tǒng)塑料每千克需要消耗7300-8600萬(wàn)焦耳的能量[2]&[3],遠(yuǎn)高于可生物降解的塑料。如果將全球的不可降解塑料替換成可生物降解塑料,按照2019年的全球塑料產(chǎn)量[4]估算,每年能節(jié)省1-2.2×1019焦耳的能量。占2019年全球能耗5.8×1020焦耳[5]的1.7-3.8%。
2.3 生命周期分析的缺憾,過(guò)往的可生物降解塑料的生命周期分析都著高于玉米生長(zhǎng)過(guò)程中從空氣中吸收的二氧化碳。但很少會(huì)注意到在種植這些玉米前必須要把樹(shù)林或土地改變?yōu)榉N植玉米的農(nóng)地。若不砍伐樹(shù)林或把農(nóng)地種植,那些植物本來(lái)可以繼續(xù)吸收空氣中的二氧化碳。這也是種植玉米在二氧化碳上的機(jī)會(huì)成本。
展速度預(yù)估,其價(jià)格會(huì)在不久的將來(lái)可能會(huì)下降[6]。
2.6 隨著塑料需求不斷增加, 若以現(xiàn)時(shí)每種植 6.35噸的玉米需要一公頃的農(nóng)地面積,如果將所有傳統(tǒng)塑料替換成PHA,需要土地是 2.1億公頃農(nóng)地, 即中國(guó)所有農(nóng)地的1.4倍左右, 相等于全球總農(nóng)地面積的 12%, 這無(wú)疑對(duì)人類(lèi)糧食供應(yīng)的一大威脅。
3.1 因?yàn)榭缮锝到馑芰系漠a(chǎn)量太小,目前還缺乏系統(tǒng)的,大規(guī)模的回收處理手段。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,在上海提出垃圾分類(lèi)時(shí),很多人苦惱于扔垃圾的時(shí)候需要把廚余濕垃圾抖出垃圾袋,很容易弄臟手。所以可生物降解濕垃圾袋火了起來(lái),人們希望能把可生物降解垃圾袋和濕垃圾一起扔進(jìn)濕垃圾桶。但是垃圾處理部門(mén)很快發(fā)聲,指出雖然“可降解垃圾袋”會(huì)大部分降解,但是其依舊有不可降解,甚至是有毒有害的成分,會(huì)影響濕垃圾的處理。并且,這樣的垃圾袋降解速度遠(yuǎn)慢于廚余垃圾,無(wú)法同步處理,只能被當(dāng)做干垃圾焚燒處理。可生物降解塑料雖然可以被生物降解,但是并不意味著他們最終會(huì)打破回收處理的重重困難,被低估了其更多的缺點(diǎn)。
3.2 當(dāng)可生物降解塑料因?yàn)闆](méi)有得到有效回收,而進(jìn)入海洋環(huán)境后,因?yàn)楹Q鬁囟容^低,缺乏足夠的微生物和氧氣,生物降解的效率會(huì)大大降低。而因?yàn)闊o(wú)法及時(shí)降解,這些可降解塑料依舊有很大的概率在未完成降解前對(duì)海洋生物造成危害[14]。
主要因?yàn)樵牧系牟煌?,可生物降解塑料在整個(gè)生命周期中釋放的二氧化碳小于傳統(tǒng)塑料。因?yàn)榭缮锝到馑?/span>料的原材料主要是植物,它們降解中產(chǎn)生的二氧化碳約等同于植物生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)吸收二氧化碳,所以可生物降解塑料的二氧化碳排放主要來(lái)源于生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中的機(jī)械排放。每千克傳統(tǒng)塑料在它的完整生命周期中,大約會(huì)釋放2.5-3.4千克的二氧化碳,而可生物降解塑料會(huì)釋放1.14-2.6千克的二氧化碳,其中最常見(jiàn)的PLA每千克大約釋放1.8千克二氧化碳[15][16]。如果全面用可生物降解塑料替換傳統(tǒng)塑料,根據(jù)種類(lèi)不同,全球每年大約會(huì)少釋放0-8.3億噸二氧化碳(考慮整個(gè)產(chǎn)品生命周期)。這個(gè)數(shù)量級(jí)相比全球每年約360億噸[17]的碳排放量,占比約2.3%。以上未計(jì)算種植玉米在二氧化碳上的機(jī)會(huì)成本,若把那些機(jī)會(huì)成本計(jì)算上去??缮锝到馑?/span>料在整個(gè)生命周期中釋放的二氧化碳不一定小于傳統(tǒng)塑料。
當(dāng)可降解塑料的環(huán)境影響(石油消耗,碳排放,能源消耗,農(nóng)業(yè)污染等等)依舊存在,那可降解塑料依舊會(huì)造成環(huán)境問(wèn)題。如果我們此時(shí)由于誤以為可降解塑料是低害甚至無(wú)害的,而大量增加“可降解”塑料制品的使用量,那造成的總體環(huán)境影響(單位塑料制品的影響×塑料制品總量)或許會(huì)反而大于曾經(jīng)傳統(tǒng)塑料的時(shí)代。更不提現(xiàn)在可降解塑料的定義依舊模糊,當(dāng)打著“可降解塑料”名頭,但卻“只有在理想環(huán)境中需要很長(zhǎng)時(shí)間才能降解”的塑料混入市場(chǎng),那其所造成的環(huán)境危害只增不減。
總結(jié)來(lái)看,如果使用可生物降解塑料替換傳統(tǒng)塑料,可以節(jié)約全球4%的化石燃料,減少全球2.3%的碳排放,節(jié)約全球2%的能量消耗。即使我們只用可生物降解塑料替換所有一次性塑料(約占全球塑料生產(chǎn)總量的一半[18]),那也能達(dá)到以上一半的成果。但與此同時(shí),將一次性塑料制品替換為可降解塑料會(huì)消耗全球一半以上的玉米產(chǎn)量,并且造成由甲烷,農(nóng)藥,化肥,不能及時(shí)降解等原因帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。所以需要強(qiáng)調(diào)的是,“可降解”并不能說(shuō)明這款塑料制品可以被簡(jiǎn)單的無(wú)害處理,它依舊會(huì)引發(fā)一系列的能量消耗,碳排放,食物短缺等等問(wèn)題。按照目前的科技水平,“可降解塑料”是一種減緩垃圾問(wèn)題的辦法,它還并不是一個(gè)解決問(wèn)題的辦法,并不能因“可降解”一詞而肆無(wú)忌憚地使用可降解塑料制品。如果我們根本徹底放棄使用一次性制品,那根本就不會(huì)造成以上那些燃料,能量,碳排放等等等等的污染和消耗。所以,在現(xiàn)有科技條件下,相比于使用可降解/可堆肥塑料替換傳統(tǒng)塑料,減少一次性塑料制品的使用才是更優(yōu)方案。
2004年深圳市開(kāi)始就禁摩托限電動(dòng)車(chē)了。一路過(guò)來(lái)十幾年了,一直禁禁禁,事實(shí)上有地方該有的還有,因?yàn)檎?/span>能限制老百姓的多種出行方式的需求……
考慮降解方式應(yīng)該是先調(diào)查最終塑料廢棄的環(huán)境而定,拋開(kāi)環(huán)境談降解都是空談,一窩蜂上堆肥,沒(méi)有分類(lèi),沒(méi)有堆肥場(chǎng)地,最終還是焚燒,做的這些全部是無(wú)用功。
關(guān)于碳中和和碳排放,塑料回收才是正道,人追求長(zhǎng)生不老,材料也是應(yīng)該追求長(zhǎng)不老,這樣碳排放才是很低的,PLA等使一次就丟碳排放量更大,人類(lèi)花費(fèi)了巨大的代價(jià)生產(chǎn)出來(lái)一種材料,是希望多用幾次而不是用了一次就丟棄,所以支持循環(huán)利用為上,最終自然降解處理才是科學(xué)。
塑料降解放在最后,實(shí)在不能循環(huán)再次使用了,再用上的自然降解技術(shù),不增加國(guó)家和社會(huì)成本
可循環(huán),易回收,可降解
參考資料;
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http://www.bpf.co.uk/press/Oil_Consumption.aspx
[2]Vink, Erwin T. H., Rabago, Karl R., Glassner, David A., Gruber, Patrick R.,Applications of life cycle assessment to NatureWorks polylactide (PLA)production. Polymer Degradation and Stability 80, (403-419), 2003.
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[9]https://www.statista.com/statistics/282732/global-production-of-plastics-since-1950/
[10] https://www.statista.com/topics/986/corn/
[11] 7Washington Post, One Word: Bioplastics. But Are They Better? By Eviana
Hartman.http://www.washingtonpost.com/wpdyn/content/article/2008/07/17/AR2008071702295.html
[12]EPA, Pesticides and Food: Health Problems Pesticides May Pose.http://www.epa.gov/opp00001/food/risks.html.
[13]Minnesota Department of Health, Heavy Metals in Fertilizers.http://www.health.state.mn.us/divs/eh/risk/studies/metals.html.
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[15]Vink, Erwin T. H., Rabago, Karl R., Glassner, David A., Gruber, Patrick R., Applicationsof life cycle assessment to NatureWorks polylactide (PLA) production. PolymerDegradation and Stability 80, (403-419), 2003.
[16] Narayan,Ramani and Patel, Martin, Review and Analysis of Bio-based Product LCA’s.
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[18] KoniginAstridlaan. Plastics-the Facts 2019 [R]. Wemmel: PlasticsEurope, 2019.
[19]https://www.weihengag.com/home/article/detail/id/6757.html