塑料和气候变化的两面

在现代社会，你不可能有一天不使用某种形式的塑料。塑料是材料科学的奇迹，它使我们所知道的现代生活成为可能。然而，在便利的背后，塑料也带来了严重的环境挑战。那么，在解决我们这个时代最大的问题——气候变化时，塑料是在阻碍我们的进步，还是在帮助我们解决这个问题?

塑料排放

大卫·阿滕伯勒让我们看到了塑料污染带来的挑战及其对海洋生态系统的影响。事实上，我们每年向海洋排放1500万吨塑料，相当于100多万辆双层巴士的质量。这并不是塑料唯一的环境问题。根据美国本宁顿学院的朱迪思·恩克的说法，塑料不仅是海洋污染问题，也是气候排放问题。

恩克的“超越塑料”组织于2021年10月发布的一份新报告发现，美国塑料行业每年的二氧化碳排放量为2.32亿吨，相当于116座平均规模的燃煤电厂的排放量。该报告还发现，到2030年，塑料行业的排放量将超过煤炭行业，因此该报告被命名为“新煤炭:塑料与气候变化”。

因此，尽管全球范围内的煤炭发电正在消失，但塑料产量正在快速增长，一些预测表明，到2050年，塑料年产量可能会在目前每年3亿吨塑料的基础上翻两番。恩克认为，这是因为化石燃料行业将塑料视为他们的“B计划”，而近年来随着电动汽车的增长，对A计划(将化石燃料用于交通运输)的需求正在减少。

塑料行业蓬勃发展的另一个原因是，一种相对较新的化石燃料开采方式在美国和全球都非常流行，它产生的废气可以很容易地转化为一次性塑料。虽然从历史上看，塑料是由煤和石油制成的，但近年来，压裂天然气已成为塑料的原材料。

水力压裂法是一种提取天然气(主要是甲烷)的新方法，它通过向地下注入大量的水、化学物质和沙子来震动地面，释放出甲烷气体，收集起来用作能源。在这个过程中，乙烷气体也被释放出来，通常从水力压裂地点通过管道输送到乙烷裂解装置，恩克说，当涉及到与塑料生产相关的排放时，这是“真正的大家伙”。

在这些裂解设备中，乙烷被过热加热，直到分子裂解形成更小的乙烯分子，这是由聚乙烯(PE)制成的一次性塑料的关键组成部分。仅在美国，这些设施每年排放7000万吨温室气体，预计到2025年，由于新设施的投入使用，乙烷裂解装置的排放量将再增加4200万吨。

虽然还有其他低碳生产塑料的方法，比如从玉米等植物来源生产塑料，但绝大多数塑料(99%)仍然是由化石燃料生产的，因此目前不可能将塑料生产与化石燃料生产分开。这就是为什么恩克说它们“连在一起，缺一不可”。

为什么我们有这么多塑料?

如果塑料对环境如此有害，为什么我们一开始就有这么多塑料呢?在我们的现代世界里，随处可见塑料的身影:茶包、手机、电脑、口香糖、牙膏，甚至钞票。其中一个原因是因为塑料是一种用途广泛的材料，具有许多有益的特性，哈佛大学的尼古拉·德布拉西奥(Nicola de Blasio)表示，塑料“使我们所知的现代生活得以实现”。

塑料是由合成聚合物或重复的碳原子链与其他元素如氧、氮和硫结合而成的。它们便宜、耐用、轻便，可软可硬，能承受极端温度，耐化学腐蚀。此外，通过添加特定于所需应用程序的额外功能，它们的属性是高度可定制的。这意味着我们几乎可以在任何我们需要的应用中使用塑料。因此，无法想象一个没有塑料的世界，因为它们在许多方面使我们的生活更容易、更安全。这一点在COVID-19大流行期间尤为突出，当时保护我们免受病毒侵害的防护设备主要是由一次性塑料制成的。

塑料有助于气候变化

尽管塑料的排放量很大，但塑料甚至在一些应用中支持了我们尽量减少气候危机影响的努力。其中一个应用是风力涡轮机的叶片，它在向世界上风力丰富的地区(如英国)提供可再生、低碳能源方面发挥着至关重要的作用。

风力涡轮机叶片中使用的特定类型的塑料是玻璃纤维增强环氧塑料，这些通常被称为增强塑料或复合材料。这种增强塑料是风力涡轮机所必需的，因为它是一种非常坚固和坚硬的材料，同时保持重量轻和可塑，以适应风力涡轮机叶片的特定，复杂的空气动力学形状。其他材料，如铝、钢或木材将无法胜任这项工作，使用它们意味着风力涡轮机的叶片必须要小得多(产生的能量要少得多)，而且寿命也不长，这意味着它们必须更频繁地更换。

然而，尽管使用增强塑料的风力涡轮机可以运行长达25年，但当它们最终不得不退役时，它们仍然存在一个问题，因为增强塑料的回收非常具有挑战性。因此，所谓的“风力涡轮机墓地”在世界各地建立起来，每年仅风力涡轮机产生的强化塑料废物就超过250万吨。

剑桥大学的Darshil Shah认为，回收风力涡轮机叶片如此具有挑战性有两个关键原因。首先，因为这些增强塑料是由连续的玻璃纤维和塑料组成的，回收过程必须能够将它们相互分离，以便它们可以再次使用，这是一件具有挑战性的事情，需要大量的能源。其次，由于需要大尺寸的叶片，这些叶片需要由一种叫做热固性塑料的特殊类别制成，这种塑料在制造过程中不需要非常大的加热元件。然而，这些热固性塑料在固化成固体材料时形成交联，因此它们不能像更常见的热塑性塑料那样再次熔化成液体形式，这使得回收更具挑战性。

塑料回收

根据加州大学的一项研究，回收普通塑料似乎也是一个挑战，因为只有9%的塑料被回收利用，79%的塑料最终被填埋。国际污染物消除网络(IPEN)的李·贝尔(Lee Bell)表示，这是因为考虑到目前原生塑料的价格非常便宜，再生塑料没有市场，而且塑料产品中的添加剂使回收塑料更具挑战性，成本也更高。与风力涡轮机叶片类似，因为今天大多数塑料不仅仅是单一类型的聚合物，而是多种聚合物或含有多种添加剂，不再可能将它们分离成它们的组成材料，以便它们可以再次使用。结果，塑料被污染了，基本上没有回收价值。

塑料回收的另一个问题是，与金属不同，它们不能无限回收，因为它们逐渐开始降解，所以实际上只能回收几次，然后它们就不再有用了。正如贝尔所指出的，“不存在无限回收的塑料”。

塑料回收主要有两种方法，即机械回收和化学回收。机械回收是最常见的回收方法，其中聚合物被分离成每种聚合物类型，然后粉碎并重新熔化成塑料颗粒，用于新的塑料产品化学回收，另一方面，使用大量的能量将混合塑料转化为燃料，然后为特定的应用而燃烧。贝尔说，从气候的角度来看，机械回收产生的温室气体排放量要低得多，应该是塑料回收的首选途径。

为了提高回收率，贝尔建议塑料的生产需要进行改进，以便去除许多这些添加剂，并使用单一聚合物设计产品。此外，这需要与对原生塑料征收额外税收相结合，以使再生塑料更具竞争力，并鼓励采用塑料回收基础设施和使用。即使实施了这些建议，回收也不太可能代表我们所面临的塑料污染和排放危机的解决方案，除非减少原始塑料的生产。

塑料的未来

因此，如果回收本身不足以作为解决方案，那么塑料的未来将何去何从?我们应该如何处理它们?

隆德大学(Lund University)的弗雷德里克·鲍尔(Fredric Bauer)指出，我们最终生活在这个充满塑料的社会并非不可避免。第二次世界大战后，石油化工行业齐心协力，为塑料寻找越来越多的用途，包括让消费者相信塑料是一次性材料，只使用一次就可以扔掉。因此，他们人为地造成了我们今天对塑料的巨大需求。

所以，虽然这些决定让我们走上了这条路，但我们并不一定要继续沿着越来越多的塑料的道路走下去。虽然我们在医疗保健等某些领域仍然需要塑料，但大量塑料用途可以被生物塑料、木材或金属等替代品所取代，这些替代品具有更大的回收或堆肥潜力，而且通常与之相关的排放量更低，特别是在多种用途下。

我们需要的是摆脱对塑料的依赖，最终这需要减少塑料的产量，这将鼓励使用替代材料。根据Bauer的说法，这意味着在产品设计阶段，“我们需要仔细考虑我们真正需要塑料所具有的这些特性的地方”。因此，尽管塑料在风力涡轮机中有重要的用途，但考虑到有许多可行的替代品，如纸或棉袋，将它们用作一次性塑料袋是不合理的。

这也意味着我们今天在西方社会看到的日益不可持续的消费水平。例如，快时尚产业创造了服装消费的巨大繁荣，这在很大程度上是由于廉价的聚酯(另一种常见的塑料)的可用性。

然而，鲍尔指出，虽然少买衣服和回收我们消耗的任何塑料都有所帮助，但要实现塑料产量的整体减少，这需要系统层面的变革，而这需要人们向系统施加压力。鲍尔说，这意味着人们需要“以各种方式组织起来，向政策制定者、决策者和大公司施加压力，在更高的层面上对我们如何使用塑料做出必要的改变。”实际上，这可以是写信给你的国会议员，加入一个塑料运动小组，或者只是和朋友和家人一起提高对这些问题的认识。

因此，虽然在某些情况下塑料有助于解决气候危机，但由于它们与化石燃料生产密切相关，如果我们想在未来几十年拥有一个宜居的星球，目前的塑料生产速度就不能继续下去。就像甜甜圈一样，塑料可以适度使用，但为了避免气候危机和海洋污染的最坏影响，我们在生活的各个方面对塑料的全球依赖必须结束。