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減塑不只是Cost Down這麼簡單!「生物分解塑膠」的兩個疑慮

世界上沒有一個完美的材料,源頭減量才是解決之道。 世界上沒有一個完美的材料,源頭減量才是解決之道。 圖片來源:Shutterstock

拜讀〈5個假掰文青減塑行為,你中了幾個?〉,感覺真是一針見血地說出了許多人的心底話。我看了一些網友的留言,發現大致上分為三派:一派把文章當成是繼續使用傳統石化塑膠的藉口;一派則擁護塑膠回收,希望政府把塑膠回收做好,就不需要生質塑膠了;另一派則是對生質塑膠仍有所期望,但也同時提出許多疑慮。

以上這三派都非中庸之道。因為創新的賽道上,一定是有多個選手,在經過激烈的競爭之後,因為技術、市場、資本甚至政治的支持,有些選手會勝出,有些選手會敗下陣來。現在的塑膠大戰正是如此。

為什麼你需要看懂這場賽局?作為一個消費者,你不會想要付出健康和醫療費,只為了用塑膠製品;而如果你今天開飲料店、咖啡館、低卡便當店,甚至餐廳、超市、量販店等零售品牌,對這場賽局的敏感度可能將改變你的品牌形象,甚至超越你的競爭者。減塑絕對不是「剛好可以Cost Down」這麼簡單而已。

為了幫助你正確判斷賽局,我們今天將以技術的角度補充幾個之前沒有時間展開的論點,這篇文章〈環保流言終結者—生物可分解塑膠真的比較環保嗎?〉也談過一部分,歡迎你回頭複習。

真正的問題不是減碳,是塑膠會被我們吃下肚子裡!

雖然由於生質材料(或稱為生質塑膠)的碳足跡普遍低於傳統石化塑膠,因此發展生質材料確實會有助於降低溫室氣體的排放,但其實這場材料大戰的目的並非為了減碳!因為全球每年石化塑膠的生產及焚化燃燒,佔溫室氣體排放量僅約4.8%,老實說比它嚴重的來源多的很,並沒有迫切的需要為了減碳而替換材料。

但是當我們發現,我們的食物鏈已全面被塑膠入侵,海鮮、鹽巴、飲用水、乃至於空氣中都驗出塑膠微粒的存在,這可就成為健康問題,非常迫切且必須趕緊找到解決方案。

這也就是為什麼歐盟一開始全力支持生質材料,最近卻開始出現疑慮的聲音,有些地方甚至開始踩剎車,因為大家用放大鏡檢視生質材料,發現它也沒有解決健康問題。

疑慮一:生物可分解塑膠若分解不全,也可能是生態危害

因為生質材料發展的時間很短,這部分目前缺乏深入的研究,不過以技術的角度來理解,組成生質材料的單體,通常是生物可利用的物質,例如生物分解PLA材料時,通常會生成常見的乳酸或其寡聚物,然後再被轉換為二氧化碳、甲烷或水,因此從基本原理來判斷,其被完全分解所需的時間較短,生質材料不會發生如傳統塑膠的塑膠微粒或碎片帶來的生態危害。

不過因為一些特定材料例如PLA需要在50~60°C高溫及80%以上高濕度的特定環境下,例如堆肥、高溫厭氧消化,才能完全被生物分解,在一般自然環境下,特別是低溫的海洋環境中,其實分解速率還是相當緩慢,雖然比石化塑膠好多了,但就是跟想像中差很大!

從技術的角度再往深一層講,其實生質材料種類很多,不是只有一種PLA,如同石化塑膠有1至6號的分類,PHA、PGLA、纖維素等材料所生產的生質材料,有研究證實可在海水中被微生物分解。不過,生質材料在海洋中的分解能力,仍會視地區或海洋環境的不同而有很大的差異,例如公認具海洋可分解性的生質材料明日之星PHA,在熱帶海域中可能只需要3個月就完全被分解,但在寒帶海域中,由於海水溫度偏低,其完全分解的時間可能要增加10倍之久。

但是話說回來,你本來就不應該期待海洋可以吃下所有材料,對吧?跟土地不同,海洋本身就不是個適合生物分解的環境,且影響變數太多,因此海廢問題仍是要從避免塑膠進入海洋的管理著手,就跟廢水處理一樣,源頭減量才是王道,如何處理永遠是最後、最不得已的做法。而對於不易管制的排放管道,例如美容化妝品用的微粒、衣服纖維易隨著廢水處理廠排放水流入海洋,則可考量逐步改用上述具有海洋可分解性的生質材料取代。

對於海廢,我認為是相當值得探討的問題,但不應該是生質材料發展的限制。

疑慮二:塑膠該回收,還是該送進焚化爐?

同樣用PLA這個材料舉例,PLA的熱值約4,050kcal/kg,若送進焚化爐發電,以保守的發電效率20%計算,每公斤PLA大約可生產1度電。因為PLA的原料來自於植物,燃燒後產生的二氧化碳不列入溫室氣體排放量,所以相較於火力發電,可減少0.918公斤的二氧化碳排放,所以燒生質材料,是一種綠電哩。

更重要的是PLA的灰分非常少,因此燃燒PLA不會顯著增加焚化爐的底灰量,同時也有研究顯示PLA燃燒後不會產生有毒的物質。

對於期待塑膠回收能解決所有問題的朋友,以技術的角度來看,回收也得老老實實遵守物理學的兩大基本定律,塑膠回收後物性就會開始劣化,因此常只能送到比較低階的應用場景裡,不然就是還要混摻其他材料提升物性,如此塑膠的組合更為複雜,回收再利用的用途會越來越受到限制,所以塑膠回收直接利用是不可能做到完美的封閉式循環。塑膠回收仍然值得做,但還是要有其他循環利用的選項才行,這時,生質材料就是一個較好的選項。

這個世界上沒有完美的材料

有些人擔心生質材料技術是否有瓶頸無法突破,這些都多慮了。生質材料唯一的問題就是跟當年的太陽能和風力發電一樣──太貴了!例如PLA及PHA的市場價格分別是PE、PP塑膠的2~3倍及4~6倍。不過可以預期的是,隨著技術升級及市場規模擴大,生產成本會逐漸降低,這時若再有政策工具配合,能將石化塑膠造成的外部成本或生質塑膠循環利用的價值也列入生產成本計算中,則生質塑膠與石化塑膠的價差也會縮小。

對於生質材料懷著既期待又怕受傷害的態度是可以理解的,讓我用一部科幻電影《絕地救援》(The Martian)中男主角掙扎想要從火星返回地球的台詞來比喻吧,「當一切越來越糟時,你只能堅強地面對,你要嘛屈服,要嘛反抗。你只要開始進行計算,解決一個問題,解決下一個問題,解決下下個問題,等解決了足夠的問題,你就能回家了!」

推動生質材料正是如此,這個世界上沒有一個完美的材料,塑膠也是,生質材料也是,我們應該要做的,就是開始動手解決問題!


【作者介紹】

楊雅雲:受到紀錄片《不願面對的真相》啟發,2009年大跨度轉行到台達電子文教基金會,領導莫拉克風災校園重建—那瑪夏民權國小重建工作。稀有的大跨度整合型專家,專業領域包括新能源、智慧電網、電動車、儲能、節能、循環經濟、綠建築,擅長把最專業的綠色科技行話,翻譯成最淺的白話文說出來。2014年創辦綠學院,同時為Green Impact Lab綠色創業加速器的共同創辦人,著有《綠領建築師教你設計好房子》一書。

郭家倫:一個夢想家,即使發現現實中有許多的妥協與幻滅,仍然長期致力研究國內生質精煉技術與產業推動發展,專業領域為環境工程、生質能及生質化學品,目前擔任核能研究所化學組綠色化學領域的計畫主持人,也是綠學院的綠色帶路人。

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