原創 擺擺 擺脫塑縛
近年來，在塑料領域推進循環經濟發展的呼聲不斷，
備受關注與爭議的生物可降解塑料，
有望融入未來的循環經濟嗎？
發展方向又是什麼？
2018 年 1 月，歐盟委員會通過《循環經濟中的歐洲塑料戰略》（A European Strategy for Plastics in a Circular Economy），為歐洲邁向塑料循環經濟奠定了基礎。作為第一個全歐洲範圍的塑料戰略，該戰略旨在保護環境免受塑料汙染、推動塑料產品可循環利用，同時促進經濟增長和科技創新。
與此同時，具有生物降解性能的塑料為循環經濟帶來新的機遇和風險。
為確保進入市場的新材料與循環經濟相兼容，2019 年 7 月，英國有關政府部門就生物基和生物可降解塑料的益處及影響，向公眾徵求意見，提出了這樣一個問題：
「政府已經明確表示，希望消除所有可避免的塑料垃圾，以發展更加循環的經濟。為此，生物可降解塑料在其中可以發揮什麼作用？」
要嘗試作出回答，需先理解「循環經濟」這一概念。
循環經濟：資源可持續利用
通常認為，「資源—產品—再生資源」的物質循環利用模式，是循環經濟區別於傳統線性經濟（「資源—產品—廢物」）的首要特徵。
然而學者陸學、陳興鵬指出，「資源—產品—廢物」線性模式與「資源—產品—再生資源」循環模式對「廢物」的觀念不同。「資源—產品—再生資源」其實就是「廢物資源化」，把「廢物」看作「資源」[1]。
他們認為，循環經濟本質上是關於資源可持續利用的理論，資源效用是循環經濟關注的永恆主題。循環經濟和傳統經濟的根本區別在於資源效用的衡量標準不同——傳統經濟的資源效用體現的是純粹的經濟價值，而循環經濟的資源效用不僅僅需要體現經濟價值，還要體現環境價值、社會價值[1]。
簡單來說，循環經濟的核心內涵就是考慮社會、環境因素影響下的資源節約。
建立在這一理解的基礎上，我們能夠明白：並非任何將塑料廢物「資源化」的方式（比如焚燒產生能量），都與循環經濟理念相協調。應當考量的是：塑料經濟中所使用的資源如何實現可持續利用，同時儘可能發揮其經濟、環境和社會價值。
臺北的垃圾焚燒廠 圖 | Wikipedia
那麼，生物可降解塑料要如何融入循環經濟，資源的節約與可持續利用又會怎樣實現呢？
實現資源可持續利用：
用生物原料代替化石原料
2016 年 1 月 ，世界經濟論壇（World Economic Forum）和艾倫•麥克阿瑟基金會（Ellen MacArthur Foundation）聯合發布報告《新塑料經濟：重新思考塑料的未來》，提出了塑料經濟與化石原料脫鉤的設想。
報告指出，當前的塑料生產依賴不可再生的化石原料消耗。如果化石資源消費量繼續高漲，所產生的碳排放量將加劇氣候變化，因此應當切斷塑料與化石原料的聯繫。為了實現這一想法，開發可再生原料勢在必行。
化石原料加工 圖 | Magda Ehlers
報告同時指出，生物可降解塑料如果使用生物原料，且在受控堆肥條件下生物降解，則可以通過關閉生物循環（biological cycle）的理念融入循環經濟[2]。通過模擬自然生態系統的運行方式和規律，有機成分得以循環利用。其中，生物降解材料大部分轉化為二氧化碳，剩餘的礦物質成分、養分，被回收為堆肥（即腐殖質），可用於提高土壤質量[2]。
生物循環 圖 | 來源於網絡
生物原料堆肥處理產生的二氧化碳屬於「短周期碳」（'short-cycle carbon'），這部分二氧化碳是植物在生長期間通過光合作用吸收到生物質（biomass）中的。從這個意義上說，如果不考慮農業、運輸等過程產生的排放，那麼只要由生物原料製成的生物可降解塑料在全球得到良好管理（在堆肥條件下完成降解，降解產物得到有效利用），則在整個過程中不會增加大氣中二氧化碳的淨排放[3]。
出於相同原因，由化石原料製成的生物可降解塑料則非如此，因為化石資源是古生物遺骸經過數千萬至數億年的高溫高壓作用所形成的。目前，市場上約 24% 的可堆肥塑料是化石基塑料[3]。
兼顧經濟和環境價值：
機械回收還是堆肥處理？
對塑料廢物的利用，即塑料的回收再生活動，通常包括五類[4]：
1. 同級回收，即機械再加工成具有同等性能的產品；
2. 降級回收，即機械再加工成性能要求較低的產品；
3. 化學回收（chemical recycling），指回收化學成分，一般指聚合物解聚為單體（關於化學回收的更多內容可參看往期文章：塑料的化學回收，被神化了嗎？）；
4. 能量回收（energy recovery），即通過焚燒獲取能量；
5. 有機回收，指在受控條件下，對具有生物降解性能的塑料進行堆肥處理或厭氧消化（anaerobic digestion）。
回收塑料 圖 | Getty Images
在大多數情況下，塑料的機械回收（包括同級回收和降級回收）更受人們青睞，因為這樣保留了塑料的經濟價值；而有機回收（通過生物降解）只能讓塑料變成水和二氧化碳，雖然較不容易產生環境危害，但經濟價值極低[2]。
學者 S Kubowicz、AM Booth 認為，循環經濟致力於保持產品和材料的最高效用和價值，然而，當生物可降解塑料在工業堆肥設施中堆肥處理時，卻意味著失去了一種潛在的有用資源。因此，如果生物可降解材料走向大量生產，就有必要開發這種材料的機械回收方法[5]。
2019 年歐盟出版物《塑料循環經濟：來自研究和創新方面的洞見，為政策及供資決定提供信息依據》指出，生物可降解塑料的機械回收類似於傳統塑料——當被分離為單一材料（mono-material）的廢物流時，大多數生物可降解塑料可以機械回收，有些甚至可以化學回收（例如聚乳酸）[3]。
彩色聚乳酸製品 圖 | pixabay.com
但是，在當前的材料技術和廢物處理基礎設施背景下，生物可降解塑料很難做到既具有生物降解性，以減少洩漏時對自然環境的負面影響，又在性能和成本（指經濟可行）方面具有可回收性[2]。
從環境角度來看，只有當生物可降解塑料的生物降解性能得到特定利用時，生物降解性能才是一種優勢。而生物降解性能的特定利用，根據收效，可分為兩類[6]：
一、僅帶來直接效益，即產品由於具有生物降解性能，就算意外進入自然環境，也不至於產生大的危害。
例如設想中未來的海洋生物可降解塑料，可應用在海洋情景，且容易流入環境中的產品，從而減少遺留在自然環境中的不可降解塑料。
圖 | pixabay.com
然而，目前的生物可降解塑料難以在海洋等自然環境中有效降解，因為它們的降解大部分需要控制條件（如在工業堆肥環境裡）[2]。
二、兼具直接效益和間接效益，即除了減少自然環境中的不可降解塑料之外，還具有其他好處。典型例子是生物可降解塑料包裝。
目前，歐洲的城市垃圾有 40% - 50% 是有機廢物。儘管促進機械回收是歐洲塑料戰略的關鍵目標之一，但歐洲生物塑料協會（European Bioplastics）認為，使用生物可降解塑料包裝，並在使用後同有機廢物一併堆肥處理，有助於收集更多的有機廢物（間接效益一），降低有機廢物對塑料廢物機械回收的影響（間接效益二），因此生物可降解塑料包裝應該得到推廣[7]。
有機廢物 圖 | Getty Images
艾倫·麥克阿瑟基金會在其報告中，對生物可降解塑料包裝的應用提出了以下兩項要求：第一，使用後，包裝的殘留內容物是食品等有機物，在這種情況下，生物可降解塑料包裝有助於內容物中的養分回歸土壤；第二，使用後，包裝不會進入機械回收渠道（即產品使用後應該堆肥處理）[2]。
滿足上述兩項要求的應用場景包括：有機廢物包裝袋，用於聚會活動、快餐企業、食堂和其他封閉系統的食品包裝，以及茶包和咖啡膠囊等[2]。
小結
總結來說，生物可降解塑料融入未來循環經濟的方向是[6]：
1. 生產原料——逐步淘汰化石資源的使用；
2. 應用領域——生物降解性得到特定利用（如使用生物可降解包裝促進有機廢物回收，並一同送往堆肥處理）；
3. 回收方法——未來根據應用場景具體選擇。
荷蘭向塑料循環經濟過渡 圖｜CE Delft
在荷蘭的塑料循環經濟願景中，實現了從使用化石原料到使用生物原料的轉變，並且生物可降解塑料的機械回收方法得到優化，從而在一些應用場景中保留了塑料的經濟價值。
參考文獻
[1]陸學,陳興鵬.循環經濟理論研究綜述[J].中國人口·資源與環境,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.
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