近年来，在塑料领域推进循环经济发展的呼声不断，

 

备受关注与争议的生物可降解塑料，

 

有望融入未来的循环经济吗？

 

发展方向又是什么？

 

2018 年 1 月，欧盟委员会通过《循环经济中的欧洲塑料战略》（A European Strategy for Plastics in a Circular Economy），为欧洲迈向塑料循环经济奠定了基础。作为第一个全欧洲范围的塑料战略，该战略旨在保护环境免受塑料污染、推动塑料产品可循环利用，同时促进经济增长和科技创新。

 

与此同时，具有生物降解性能的塑料为循环经济带来新的机遇和风险。

 

为确保进入市场的新材料与循环经济相兼容，2019 年 7 月，英国有关政府部门就生物基和生物可降解塑料的益处及影响，向公众征求意见，提出了这样一个问题：

 

“政府已经明确表示，希望消除所有可避免的塑料垃圾，以发展更加循环的经济。为此，生物可降解塑料在其中可以发挥什么作用？”

 

要尝试作出回答，需先理解“循环经济”这一概念。

 

 

循环经济：资源可持续利用

 

通常认为，“资源—产品—再生资源”的物质循环利用模式，是循环经济区别于传统线性经济（“资源—产品—废物”）的首要特征。

 

然而学者陆学、陈兴鹏指出，“资源—产品—废物”线性模式与“资源—产品—再生资源”循环模式对“废物”的观念不同。“资源—产品—再生资源”其实就是“废物资源化”，把“废物”看作“资源”[1]。

 

他们认为，循环经济本质上是关于资源可持续利用的理论，资源效用是循环经济关注的永恒主题。循环经济和传统经济的根本区别在于资源效用的衡量标准不同——传统经济的资源效用体现的是纯粹的经济价值，而循环经济的资源效用不仅仅需要体现经济价值，还要体现环境价值、社会价值[1]。

 

简单来说，循环经济的核心内涵就是考虑社会、环境因素影响下的资源节约。

 

建立在这一理解的基础上，我们能够明白：并非任何将塑料废物“资源化”的方式（比如焚烧产生能量），都与循环经济理念相协调。应当考量的是：塑料经济中所使用的资源如何实现可持续利用，同时尽可能发挥其经济、环境和社会价值。

 

台北的垃圾焚烧厂 图｜ Wikipedia

 

那么，生物可降解塑料要如何融入循环经济，资源的节约与可持续利用又会怎样实现呢？

 

实现资源可持续利用：用生物原料代替化石原料

 

2016 年 1 月 ，世界经济论坛（World Economic Forum）和艾伦•麦克阿瑟基金会（Ellen MacArthur Foundation）联合发布报告《新塑料经济：重新思考塑料的未来》，提出了塑料经济与化石原料脱钩的设想。

 

报告指出，当前的塑料生产依赖不可再生的化石原料消耗。如果化石资源消费量继续高涨，所产生的碳排放量将加剧气候变化，因此应当切断塑料与化石原料的联系。为了实现这一想法，开发可再生原料势在必行。

 

化石原料加工 图｜ Magda Ehlers

 

报告同时指出，生物可降解塑料如果使用生物原料，且在受控堆肥条件下生物降解，则可以通过关闭生物循环（biological cycle）的理念融入循环经济[2]。通过模拟自然生态系统的运行方式和规律，有机成分得以循环利用。其中，生物降解材料大部分转化为二氧化碳，剩余的矿物质成分、养分，被回收为堆肥（即腐殖质），可用于提高土壤质量[2]。

 

生物循环 图｜ 来源于网络

 

生物原料堆肥处理产生的二氧化碳属于“短周期碳”（'short-cycle carbon'），这部分二氧化碳是植物在生长期间通过光合作用吸收到生物质（biomass）中的。从这个意义上说，如果不考虑农业、运输等过程产生的排放，那么只要由生物原料制成的生物可降解塑料在全球得到良好管理（在堆肥条件下完成降解，降解产物得到有效利用），则在整个过程中不会增加大气中二氧化碳的净排放[3]。

 

出于相同原因，由化石原料制成的生物可降解塑料则非如此，因为化石资源是古生物遗骸经过数千万至数亿年的高温高压作用所形成的。目前，市场上约 24% 的可堆肥塑料是化石基塑料[3]。

 

兼顾经济和环境价值：机械回收还是堆肥处理？

 

对塑料废物的利用，即塑料的回收再生活动，通常包括五类[4]：

 

1. 同级回收，即机械再加工成具有同等性能的产品；

 

2. 降级回收，即机械再加工成性能要求较低的产品；

 

3. 化学回收（chemical recycling），指回收化学成分，一般指聚合物解聚为单体（关于化学回收的更多内容可参看往期文章：塑料的化学回收，被神化了吗？）；

 

4. 能量回收（energy recovery），即通过焚烧获取能量；

 

5. 有机回收，指在受控条件下，对具有生物降解性能的塑料进行堆肥处理或厌氧消化（anaerobic digestion）。

 

回收塑料 图｜ Getty Images

 

在大多数情况下，塑料的机械回收（包括同级回收和降级回收）更受人们青睐，因为这样保留了塑料的经济价值；而有机回收（通过生物降解）只能让塑料变成水和二氧化碳，虽然较不容易产生环境危害，但经济价值极低[2]。

 

学者 S Kubowicz、AM Booth 认为，循环经济致力于保持产品和材料的最高效用和价值，然而，当生物可降解塑料在工业堆肥设施中堆肥处理时，却意味着失去了一种潜在的有用资源。因此，如果生物可降解材料走向大量生产，就有必要开发这种材料的机械回收方法[5]。

 

2019 年欧盟出版物《塑料循环经济：来自研究和创新方面的洞见，为政策及供资决定提供信息依据》指出，生物可降解塑料的机械回收类似于传统塑料——当被分离为单一材料（mono-material）的废物流时，大多数生物可降解塑料可以机械回收，有些甚至可以化学回收（例如聚乳酸）[3]。

 

彩色聚乳酸制品 图｜ pixabay.com

 

但是，在当前的材料技术和废物处理基础设施背景下，生物可降解塑料很难做到既具有生物降解性，以减少泄漏时对自然环境的负面影响，又在性能和成本（指经济可行）方面具有可回收性[2]。

 

从环境角度来看，只有当生物可降解塑料的生物降解性能得到特定利用时，生物降解性能才是一种优势。而生物降解性能的特定利用，根据收效，可分为两类[6]：

 

一、仅带来直接效益，即产品由于具有生物降解性能，就算意外进入自然环境，也不至于产生大的危害。

 

例如设想中未来的海洋生物可降解塑料，可应用在海洋情景，且容易流入环境中的产品，从而减少遗留在自然环境中的不可降解塑料。

 

图｜ pixabay.com

 

然而，目前的生物可降解塑料难以在海洋等自然环境中有效降解，因为它们的降解大部分需要控制条件（如在工业堆肥环境里）[2]。

 

二、兼具直接效益和间接效益，即除了减少自然环境中的不可降解塑料之外，还具有其他好处。典型例子是生物可降解塑料包装。

 

目前，欧洲的城市垃圾有 40% - 50% 是有机废物。尽管促进机械回收是欧洲塑料战略的关键目标之一，但欧洲生物塑料协会（European Bioplastics）认为，使用生物可降解塑料包装，并在使用后同有机废物一并堆肥处理，有助于收集更多的有机废物（间接效益一），降低有机废物对塑料废物机械回收的影响（间接效益二），因此生物可降解塑料包装应该得到推广[7]。

 

有机废物 图｜ Getty Images

 

 

艾伦·麦克阿瑟基金会在其报告中，对生物可降解塑料包装的应用提出了以下两项要求：第一，使用后，包装的残留内容物是食品等有机物，在这种情况下，生物可降解塑料包装有助于内容物中的养分回归土壤；第二，使用后，包装不会进入机械回收渠道（即产品使用后应该堆肥处理）[2]。

 

满足上述两项要求的应用场景包括：有机废物包装袋，用于聚会活动、快餐企业、食堂和其他封闭系统的食品包装，以及茶包和咖啡胶囊等[2]。

 

小结

 

总结来说，生物可降解塑料融入未来循环经济的方向是[6]：

 

1. 生产原料——逐步淘汰化石资源的使用；

 

2. 应用领域——生物降解性得到特定利用（如使用生物可降解包装促进有机废物回收，并一同送往堆肥处理）；

 

3. 回收方法——未来根据应用场景具体选择。

 

荷兰向塑料循环经济过渡 图｜CE Delft

 

在荷兰的塑料循环经济愿景中，实现了从使用化石原料到使用生物原料的转变，并且生物可降解塑料的机械回收方法得到优化，从而在一些应用场景中保留了塑料的经济价值。

 

 

参考文献

[1]陆学,陈兴鹏.循环经济理论研究综述[J].中国人口·资源与环境,2014,24(S2):204-208.

 

[2]Neufeld L, Stassen F, Sheppard R, et al. The new plastics economy: rethinking the future of plastics[C]//World Economic Forum. 2016.

 

[3]Crippa M, De Wilde B, Koopmans R, et al. A circular economy for plastics: Insights from research and innovation to inform policy and funding decisions[M]. 2019.

 

[4]Hopewell J, Dvorak R, Kosior E. Plastics recycling: challenges and opportunities[J]. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 2009, 364(1526): 2115-2126.

 

[5]Kubowicz S, Booth A M. Biodegradability of plastics: challenges and misconceptions[J]. 2017.

 

[6]Delft C E. Biobased Plastics in a Circular Economy[J]. Policy suggestions for biobased and biobased biodegradable plastics, 2017.

 

[7]European Bioplastics e.V..plastics strategy - contribution of bioplastics to a sustainable circular plastics economy[R].Berlin,2018.