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张效唯:从何处来,到何处去——塑料链条的六个环节

张效唯 海洋与湿地
2024-08-22


编·者·按

如果我们希望制定一套行之有效的管理策略,我们就必须要了解将要被管控的事物如何以体系化的方式运作。对于塑料的国际治理来说,政策制定者必须清楚塑料污染产生的潜在过程:从塑料被生产出来到塑料以污染的形式进入环境,又或以资源的形式被重复利用。塑料作为产品的生命周期——尤其是具有代表性的一次性塑料产品——有助于说明这种情况。笔者总结为6个环节:提炼、运输、生产、分发、使用和处理,本文将会逐一分析每个环节所涉及的具体细节以及产生的影响。


首先,99%的一次性塑料产品的生命周期始于原油或天然气(以下简称“原料”),剩下1%的则始于生物基原料。这一环节涉及到采矿、钻探或者水力压裂等方式大规模开采过程,所造成的环境成本与规模大小成正比。
然后是对于原料的运输环节,从产地到精炼设施所在地需要一套复杂的运输和储存系统。常见的运输方式有加压管道、轮船、驳船、火车、罐车运输,这些都容易发生泄漏、爆炸、碰撞、搁浅、恐怖袭击等问题,构成对环境、公共健康和安全构成潜在风险。目前对于运输途径的监管、检查存在严重缺失:过去10年仅北美洲国家的塑料行业在管道运输这一条途径上,就出现了5500起事故并造成了超过40亿美元的经济损失以及超过120人的丧生。

摄影:Linda ©绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)工作组

再然后是塑料的生产环节,这一复杂过程用于提炼合成塑料的主要成分苯二甲酸乙二醇酯(PET)。原料经过精炼环节,这一过程中原料被分离成组分,称为馏分。每个馏分都是碳氢化合物链的混合物。这些馏分在分子的大小和结构上有所不同,通常分为三种特定类型:轻馏分、中馏分和重馏分。
其中轻馏分产生碳氢化合物:汽油、石脑油、煤油、喷气燃料,轻馏分被化学分解成两种单体——单乙二醇(MEG)和对苯二甲酸二甲酯(DMT),或纯化对苯二甲酸(PTA),被用来生产PET树脂。PET树脂经受压力和高温,然后冷却,将它们变成塑料颗粒,这是大多数塑料制造中使用的原材料;除此之外,还有影响材料特性的添加剂在制造环节被应用,每年全球塑料生产消耗约2700万吨添加剂让它无法被排除在塑料的国际治理之外。
因为原料精炼过程中处理大量压缩气体非常困难,所以导致废气排放量很高。生产过程中大量释放的化学物质包括:三氯乙烷、丙酮、二氯甲烷、甲基乙基酮、苯乙烯、甲苯、苯、三氯乙烷、硫氧化物、氧化亚氮、甲醇、环氧乙烷和挥发性有机化合物。其中大多数对人类健康和环境有害。如果考虑到温室气体排放量,平均生产一吨PET树脂将排放189万吨二氧化碳,塑料生产环节也会被视为主要的碳源。
第四个环节是塑料产品制成后的分发环节,这一环节通常被认为是塑料产品生命周期中“最干净“的部分。塑料产品通过各种货物运输途径进入消费市场,伴随而来对于环境的影响主要体现于船舶、飞机和陆地交通产生的气体排放和运输中的产品损失,最典型的例子是:2018年6月一艘台湾集装箱船在塔斯曼海域丢失了83个集装箱,而后上千个塑料包装瓶被海水冲上新南威尔士州海岸。

摄影:Linda ©绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)工作组

塑料的使用是非常广泛的,无论从塑料产品的数量、类型、消费地域还是使用场景都无法很好的概括使用。根据UNEP数据,在1950年至2017年期间总计为92亿吨,并随着时间呈指数增长;人类历史上使用的塑料中,60%以上是在过去20年中生产的;按照行业划分塑料使用场景:4%用于电气产业,4%用于建筑行业,6%用于运输行业,12%用于制造业消费产品,14%用于纺织品行业,47%用于包装行业,13%用于其他行业;按照地域划分塑料消费:北美自由贸易区占全球塑料消费量的21%,其后是中国,占到20%,西欧18%。在北美和欧洲,人均塑料消费量很高,分别为每年94公斤和每年85公斤;在中国,人均消费量较低,2018年为每年58公斤,但由于人口基数大,全国总体消费量较高。塑料产品在使用环节对于环境的危害似乎是不可逆转的,对于化石能源的消耗量极大、耗能较高、降解时间长以及回收利用困难都是其中的原因。
最后,结束整个塑料产品生命周期的是处理环节,但是必须考虑到生命周期结束并不等于影响的结束。一方面是绝大部分的塑料产品并不会进入这一环节,另一方面,塑料处理环节本身存在诸多问题亟待解决。自1950年以来丢弃的所有塑料中,91%从未被回收处理,目前,32%的塑料最终直接进入环境生态系统, 40%被倾倒在垃圾填埋场,14%被焚烧,只有14%被回收处理。在这最后的14%的再生塑料中,高效回收利用的只占2%,剩下的12%是“降级回收”,产生的材料质量和功能都比原来的低。但不管用什么方法处理,所有被丢弃的塑料都对环境构成威胁,例如:美国环境署曾有报告称2020年期间,美国的塑料焚烧向大气中释放了至少600万吨二氧化碳,这是全球最大的化石燃料排放来源之一。
另一方面,塑料处理环节需要新建大量基础设施,以保证正确的收集、运输、分离、处理和再制造。再生塑料的低商业价值以及原塑料的低成本意味着塑料回收很少有利可图,并且需要大量补贴,许多国家的政府无法或不愿支付。对于大多数全球南方国家而言来说,这一步是不可控制的,因为从经济角度来看,塑料处理和回收过于昂贵。

声明:本文仅代表作者本人观点。欢迎留言、点评、批评、讨论。)

*注:本文作者张效唯,为中国生物多样性保护与绿色发展基金会(CBCGDF)国际部与北京师范大学-香港浸会大学联合国际学院(BNU-HKBU UIC)全球化与发展专业(GAD)联合发起的“可持续发展人才培养计划”的学生。





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作者 | 张效唯 

审核 | LYJ

排版 | 绿叶




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【参考资料】

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