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創新塑膠經濟與未來展望

2016.10.17

前言

 

塑膠與塑料包裝已成為現代經濟無所不在的主力材料,其低成本及可塑之物化特性,在過去半世紀使用量增加近20倍,預計未來20年內將持續增加。分析目前塑膠產業主流的環境保護措施及回收機制,突顯回收程序中關鍵的缺點。據統計每年95%初階使用後的塑料包裝即失去經濟價值,僅14%得收集回收,等同於浪費800~1,200億美金,且遠低於全球紙類回收率(58%)與鋼鐵回收率(70-90%),因此在消費者經濟活動上,塑料包裝幾乎是單次使用。

 

進一步追蹤塑料回收系統發現,32%的塑料包裝會「脫離」收集系統,如漂流入海與堵塞城市的基礎設施,造成嚴重的環境衝擊。其中海洋生態系統的退化證據亦將塑料「脫離」列為回收需克服的優先議題。經科學研究分析,數以億噸的塑料廢物存在海洋中,多以包裝形式存在,無論是塑膠微粒或可識別的形式皆能存在數百年之久,而後續處理塑料所需的環境維護成本,估計將達到400億美元的損失,超過塑料產業的利潤。

 

現今的塑膠產業鏈價值鏈中未能有標準化規格,並造成市場發展的阻礙;而創新技術也面臨同樣課題,原料與生產技術遠比廢棄物後處理系統,及基礎運作設施開發進程快,產業鏈各階段不同調的結果更衍伸後續問題,因此如何克服整合供應鏈/價值鏈成為塑料產業的重要課題。

 

為克服上述議題,提倡永續發展與減少環境衝擊,麥克阿瑟基金會(MacArthur Foundation)、世界經濟論壇(World Economic Forum, WEF)與管理顧問麥肯錫公司(McKinsey & Company)共同合作,調查訪談超過180名專家與研究分析,進行塑膠產業研究,期望給予相關產業「新塑料經濟」的觀點,克服現今針對塑膠產業不斷改進與零散的局限性措施,打造整合的共同意識。本文即摘整分析報告重點,並結合循環經濟概念與資源再利用的原則,期望提供企業尋求更佳的經濟效益之生產模式,以達到降低環境衝擊、提高資源生產力之兼贏策略。

 

新塑膠經濟帶來的機會與挑戰

 

新塑膠經濟的核心構想為零廢棄產出,也就是塑料將不會成為廢棄物,而廢棄塑膠亦將以不同形式進入價值鏈或成為生物營養來源,並必須符合循環再利用的原則,創造有效率的廢棄處理經濟,不僅可大幅減少塑料流向自然界。並透過塑料回收再利用,逐步達到塑膠生產與化石原料脫鉤,以提供更健全的塑料生產系統與環境保護成效。

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建立有效的永續利用經濟模式

 

建立有效率的廢棄塑料處理系統,並導向有價值的經濟體系是新塑料經濟的基礎,不僅能提高資源利用效率,更直接提供經濟誘因促進再生原料的研究與使用,具體執行策略如下所示:

 

1.   建立跨價值鏈的協同機制。從根本上提高回收的經濟性、品質與回收效能,並調和產業鏈各階段廠商之產品使用規格、產品流通的形式、修復及廢棄處理用途系統等項目。

 

2.   提高企業與消費者運用可重複性包裝材之比例。新塑料經濟將資源內部循環視為一個重要的管理策略,雖是老生常談但能有效提高材料的利用率,以解決結構性浪費的問題。

 

3.   擴大可分解性塑膠之應用。餐廳與食堂等每日產生大量廚餘垃圾,與其他相關的有機廢棄物,經由使用生物性可分解塑料包裝,使廢棄物回歸自然,避免舊有垃圾袋焚燒與掩埋造成的環境衝擊。

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  大幅降低塑膠遺留自然環境的可能性

 

成功減少塑膠流向自然環境需要三方面同時努力,如在高塑膠遺留國家建立廢棄物處理基礎設施;增加回收誘因以及減緩塑膠材料遺留對環境的影響程度;相關環境教育議題須持續推廣等。

 

1. 針對高塑膠用量與容易廢棄物處理系統較不完善之國家,應全面檢討其回收與存放處理機制。

 

2. 提升市場上對於回收再製塑料之需求與市場競爭力,進而提高回收再製塑料之經濟價值,亦有助於避免塑料遺留。

 

3. 即便減少塑料遺留於自然環境中,但長久累積的廢棄塑膠總量也因無法腐化回歸自然系統,而造成嚴重得環境衝擊。目前市場上已有許多創新研發之生物可分解材料,期望經由塑料的創新研發縮短其廢棄物的分解年限,並達到具有市場競爭力的成本,逐步替換舊有塑料使用。

 

報告指出,新塑膠經濟的出現將以建立全球塑料協議以及大規模試點及示範項目為首要,然而在此類大規模變革前,報告建議企業仍須釐清以下各點,並妥善評估其將如何影響營運活動:

  • Ÿ  塑料包裝中使用越小的原料及添加劑,對經濟影響範疇?
  • Ÿ  低價值塑料包材的再利用性是否符合經濟效益?
  • Ÿ  使用相同的標籤分類模式是否符合經濟效益?
  • Ÿ  如何將再利用系統,由目前城市或區域的獨立運作,重新設計或整合以達到最佳規模。
  • Ÿ  市場與再生塑膠的布局。如何提升再生塑膠市場整合?

動員大規模創新研究

 

除對現有系統檢討與更新外,創新技術也需要全球領導企業、學者及創新者共同努力,包含生物無害材料的發展、具高效回收功能的塑料聚合物、化學標記技術與回收技術等。

 

全球塑料包裝創新設計,也需要超越傳統的設計模式逐步改進,並須進一步調查包裝塑料如何可藉由設計,以實現較佳的經濟效益與環境保護成效。報告指出若要達到規模經濟應可透過以下列幾種方式實現:

  • Ÿ  整合規模較小的本地回收設施併入大規模回收設施
  • Ÿ  分離廢塑料以大規模專用塑料回收設備進行分類排序
  • Ÿ  分離當地回收設施所混合之可回收物,將塑料碎片轉送於專用大規模的回收系統。

 

下一步大規模篩選分類設施的研究與技術開發將有助於更大規模經濟的工廠建置,如回收過程控制的進步及自動化分類,不僅能同時實現多樣化的塑膠產品回收。此外,分類設備更能夠使多個不同塑膠類型廢棄物進行等級的分離。

 

茲以現行企業推動案例說明:如陶氏化學(Dow Chemical)與泰森食品(Tyson Foods)、北美的第七大塑料薄膜跟片材制造商(Printpack),共同研發單一化學分子材料的包裝袋,其具備高度循環利用特性,可取代現有各式各樣的保鮮包裝材;Newlight科技公司運用大氣固碳技術(AirCarbon technology)將甲烷(methane)轉換為生物可分解塑膠-聚乳酸(PLA),以及將二氧化碳轉換為聚氨酯(polyurethane)等熱塑形塑料。

 

結語

 

目前塑膠產業動向與其邁向規模經濟之核心內容尚需進一步研究與了解,企業仍需審慎評估本報告中討論的解決方案是否有效達到經濟與環境效益,無論是海洋塑料垃圾、關注化學品的社會風險、再生塑料研發等方向,皆為影響下階段新塑料經濟能否實現的重要關鍵。

 

然而此類研究和創新工作皆需要提高對塑膠材料使用的透明度,並在相關應用採取預防原則,逐步淘汰特定物質。如此一來方能減緩目前高度依賴塑膠材料的產業現況,朝向永續發展目標前進,消除塑膠「高度污染」的惡名,並將現有的線性經濟模式轉向再利用、安全、環保的循環之路。

 

整合供應鏈創造新塑膠經濟體系

 

在過去50年大量使用塑膠材料的情況下,高度倚賴石化原料不僅造成大量溫室氣體排放,而無法分解的塑膠材料於不完善的回收機制下,遺留至大自然並逐漸累積,現已逐漸衝擊人類生活與影響生態環境。

 

麥克阿瑟基金會所提出的新塑膠經濟觀點,主要檢討現有線性商業模式價值鏈破碎的缺點,進而提出取代材料、創新研究、整合供應鏈、創造新商機等方案勾勒全新塑膠產業的面貌,期望以逐步改善方式提出可執行的永續策略,做為未來塑膠產業轉型之指引。

 

整合塑膠產業鏈

 

因目前產業結構分散,未能有效率應用資源,使得塑膠廢棄物等後處理產業成本較高,若能緊密結合上下游關係,提升廢棄塑膠後處理產業經濟驅動力,將有助於企業降低營運成本,並促進產品之創新研發。

 

有效提升標的塑膠回收與分類系統

 

我國資源回收率為全球首位,長久以來消費者與製造者已建立回收再利用的觀念,惟現行塑膠經濟仍未全面妥善運用資源,如何提升現行塑膠產業的永續性,需考量如何全面提高塑膠回收再製效能,並創造高附加價值之塑膠產業。舉例而言,飲料寶特瓶之回收為最普遍的塑膠類型,但其餘塑膠產品的回收機制相對紊亂,造成回收後處理繁複,大量倚賴人力分類、清洗等步驟,耗用大量資源。

 

除導入先進分類技術(遠紅外線分類、螢光標籤)外,製造商應落實塑膠產品標示,除常見瓶器、包裝袋外,舉凡電器外殼、生活雜物等皆應該具備相對應的塑膠材質回收辨識碼,讓消費者能第一線進行初步分類以利後續處理;企業端之回收機制除與回收商密切合作外,亦能藉由採購方式選擇再生塑材產品為考量,促進整體再生塑膠之需求,以提升該產業經濟規模。

 

加速可分解塑膠之應用與回收機制

 

近年來生物可分解塑材之研究與開發雖已逐漸受到重視,但未有專屬回收通路與系統進行處理,且目前於法規方面亦尚未將其獨立分類,但建議產業界可先行將可分解塑膠主要成分進行標示與分類,例如聚乳酸(PLA)、聚羥基丁酸酯 (PHB)、聚乙烯醇(Poval)等。

 

開發商亦應以現有回收設備為基礎,研究生物可分解塑膠回收製程容許性,以降低回收基礎設備建置成本門檻,加速分解塑膠產業發展性;除此之外,逐漸提高生物可分解塑膠於日常一次性器材生產,例如免洗餐具、包裝材、垃圾與廚餘袋等,供消費者選擇,以減少丟棄式塑膠產品所帶來環境衝擊。