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当石化塑料成为最具可持续性的包装材料

发布时间:2021-09-09 23:55:29 阅读: 来源:镗床厂家

石化塑料成为最具可持续性的包装材料

企业的和谐既涵盖内部员工之间的和谐 石化塑料PK生物基塑料

生物基塑料给人们的“感觉”远比石化基塑料有吸引力,其带来的各种包装的“可降解”概念也成为了绿色、环保、循环经济的宠儿。尽管生产各种聚合物每年使用的石油和天然气总量不到社会整体消耗量的3%,但由于人们对全球石油储量预期的不乐观,人们仍期望看到更多植物基替代原料产品的出现。确实,随着生物基资源的不断增多,我们可以在一定程度上减少对石化资源的依赖,但从环境角度看,生物基塑料真的要比石化基的影响小吗?

从整个产品生命周期分析(LCA)来评价产品的可持续性以及对环境的影响,已经为越来越多的公众所认识。LCA从产品所用的原料、加工制造所消耗的能源与资源、使用过程中的效果与环境影响、使用后的处理与最终残留物及其对环境的影响等与产品整个生命周期相关的因素,全面考虑一种产品对环境的影响。

石化塑料的生产来源于石油,但生产生物基塑料用的作物同样占用土地资源。作物种植引起的土壤劣化会消耗自然资源,作物生产过程2019年我国阻燃剂的消费量将增加到84万吨左右中还会用到大量的水,甚至除草剂、杀虫剂等。每种产品的制造、使用与丢弃都会对环境造成一定的影响,因为产品制造过程中都要使用原料和能源,都会有废气、废水和固体废弃物产生。这些都是产品生命周期研究需要科学考虑的因素。

在产品生命周期的最后环节使用后处理,人们普遍认为传统的塑料不易降解,而生物塑料或纸等可以堆肥或在空气中自然降解,实际可能与我们的想象并不相符。传统的塑料被堆埋后,其降解非常缓慢,然而当把可降解的生物基塑料埋入堆埋场时,目前尚无法知道会发生什么。各种降解塑料具有不同的降解条件,有的需要光,有的要求一定湿度或温度或氧,有的则要求以上两种或三种以上的条件,这样的条件实际上也限制了处理的便利性,至少未必能随公众垃圾实现堆埋降解。而纸、可降解塑料等产品降解所产生的排放物可能包括甲烷、二氧化碳或更复杂的化学品,这同样会增加对环境的负面影响。

或许可以不必面对堆埋的问题,纸、传统的塑料都可以回收再利用。生物基塑料理论上也可回收,但市场上并没有足够多的产品可用于检验回收的可行性。若PLA与其他塑料混合回收,很多时候会使传统塑料材料的性能降低,例如将PLA瓶与PET瓶混合,会影响PET回收料的性能。

塑料袋与纸袋的LCA评价

石化塑料、生物基塑料,甚至于纸,产品生命周期评价的相关研究报告提供了一些可资参考的结果。笔者收集了一些国外不同机构关于传统塑料、可降解塑料与纸等包装产品生命周期评价的研究报告,其中,ULS在“有关塑料袋与纸袋LCA研究回顾”的报告具有一定的代表性,以下笔者编译了该报告的一些要点。

合作对三种购物袋进行生命周期评价值(LCA)显示,一次性PE塑料购物袋在很多方面优于可降解塑料袋与纸袋。三种购物袋分别为:传统的PE购物袋、采用65%的Ecoflex、10%的PLA和25%碳酸钙的可降解袋和至少包含30%可再生纤维的纸袋。

塑料产品在全球整体碳足迹中所占的比例只有1.3%

生物降解与可堆肥

对目前堆埋场的研究表明,纸的降解或分解并不比塑料快很多。由于缺乏水、光、氧或其他降解发生必须的重要元素,在现代的堆埋场,没有什么东西可以完全降解。Arizona大学垃圾项目创立者William Rathje博士挖掘出的一份堆埋超过30年的1955年的报纸依然可以完整的阅读,可以看出,纸在堆埋场并不能快速降解。可堆肥塑料通常采用植物基原料来生产,在堆埋场同样不会降解。据NatureWorks的一份报告,用其PLA制造的容器在堆埋场的寿命可与传统塑料制造的容器相当。

为达到期望的降解效果,可堆肥塑料应送到工业或食品堆肥设施处理场,而不是送到市政堆埋处理中心。然而,这样的设施数量非常有限。

根据定义,可堆肥或可降解材料会向大气中释放CO2。CO2是一种温室气体,会加剧环境的恶化。堆肥纸与不可降解纸的生产过程比较,前者会产生大约两倍于后者的CO2排放。

不同包装袋的环境影响概述(承载能力等于1000个纸袋)

废弃物、能量消耗、温室气体排放

相关的研究并不支持纸比塑料更环保的观点,有这样一些事实:

塑料袋产生的温室气体排放比不可降解纸袋低39%,比可堆肥纸袋低68%。每1.5亿个塑料袋大约会产生4645吨CO2当量的排放,而生产一亿个不可降解纸袋会产生7621吨CO2,可堆肥纸袋则为14558吨CO2。

制造塑料袋消耗的水不到制造纸袋的6%。制造1000个纸袋需要耗水1004加仑,而生产1500个塑料袋只需要68加仑水。

制造塑料购物袋耗能比制造纸袋少71%。值以避免试样熔化或掉在介质箱中得注意的是,传统来自石化原料的一次性塑料袋,在整个生命周期的不可再生的能源消耗也比纸袋少36%,比生物降解塑料袋低64%。

使用纸袋产生的固体废物量大约是塑料袋的5倍。

结论

ULS报告的最后特别声明,减少购物袋环境冲击的关键不在于所使用的材料是纸或塑料,而是找到相应的途径去减少、再用、回收这些材料。通过采用各种手段减少塑料袋,防止使用双层袋,鼓励使用耐用袋,再用和回收一次性塑料袋,减少材料和再生能源消费,减少污染、固体废弃物、温室气体排放,以及垃圾的产生。这才是产品生命周期评价的真正意义。

石化/生物基塑料的未来

未来,塑料将在不同领域发挥巨大的作用。有专家预测,未来世界能否维持地球人口不断增长的需要,很大程度上将依赖于塑料广泛使用所带来的能源、资源节约的效果。从食品饮料包装、建筑交通节能、信息技术、医疗与器官移植等,塑料都将发挥难以替代的作用。

尽管相关的研究内容显示传统的石化塑料具有优于其他比较材料的可持续性,但是,塑料世界的复杂性不亚于我们面对的其他环境问题。以上基于各种假设的结论未必能够反映石化塑料与生物塑料的本来面目,同样以上的结论也并非就是“非黑即白”的答案。而且,由于各种废弃物管理系统的复杂性,对最终产品的环境影响评价都会有很大的影响。

今天生物塑料尚不可能形成对石化塑料的真正替代,在今后的年内笔者相信大范围的替代依然不会发生,但是,我们面对着全球石油资源逐渐减少的状况是不争的事实,积极开发新资源塑料是塑料工业必须面对的挑如果大量使用聚苯板和聚氨酯战。我比较欣赏杜邦工程塑料亚太区营销总监菲利浦汉客数年前在接受笔者采访时的观点:诚然,生物塑料面对着各种各样的问题,但我们不能不做工作,如果不研究,就永远不会进步。随着技术发展,也许新的制造技术会开发出来,其原料不再是粮食,也无需与粮食生产抢占耕地。

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