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行业前沿|能否大规模利用再生塑料建楼铺路?

【能源与环境】 | Energy & Environment

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作者:作者:罗伯·乔丹(Rob Jodan),斯坦福伍兹环境研究所,2023.07.18

译者:JM茉莉

废塑料可以用来修建道路和建筑吗? 斯坦福大学的工程师Zhiye Li和Michael Lepech探讨了在基础设施建设中利用废弃塑料的潜在可能。

图:在基础设施建设中使用废塑料可能性的白皮书中,斯坦福大学的研究人员分析了加州一个在沥青道路中使用塑料瓶的项目。(图片来源:Caltrans)

白皮书由美国国家科学院和工程院和医学院(NASEM)委托斯坦福大学撰写,Leech和Li研究了循环经济中塑料回收现状、挑战和需求,并研究了在基础设施中长期使用塑料的耐久性和环境成本。通过计算机建模、科学研究、实验和实地数据,并访谈了回收行业利益相关者。他们分析了旧金山现代艺术博物馆使用废塑料制作立面面板和加州交通部道路项目中使用废塑料制作路面的案例。研究结果表明,通常用于汽车、船只和飞机部件的拉伸塑料——可回收的玻璃纤维增强聚合物复合材料,大有可能在建筑中重复使用。

NASEM最近向国会、美国交通部和美国环境保护署提交的报告的附录中就包含这份白皮书,作为向政策制定者提出建议的基础。

土木与环境工程教授Leech和土木与环境工程博士后学者Li讨论了将废塑料转化或升级为有价值材料所面临的障碍、机遇及其他:

问:在基础设施建设中废使用塑料的最大障碍是什么?

Leech:通过这次撰写白皮书的工作,我和同事们都认同其中的挑战之一是:困难的经济学与城市固体废弃物中的塑料废弃物的物流管理。塑料废弃物的物流充满极大变数,每个月的质量不同,塑料种类也在变化,比如,大量不同的包装。

问:此中的机会何在呢?

Leech:聚合物复合材料的建造在使用寿命终结可回收,可能会改变整个建筑行业的游戏规则。因为可能有着统一成分的大量材料回收再利用到下一个基础设施中较为容易。

Li:我们在白皮书中给出了一些建议:改进垃圾分类,鼓励和支持塑料升级回收创新,建立一个塑料混合物的性能数据库,并对这些材料在不同使用条件下的耐久性建立预测模型。

问:基础设施塑料垃圾的升级回收对其他的循环经济的尝试有什么借鉴意义?

Li: 再生塑料在基础设施中的升级利用,树立了通过创造需求来创造价值的榜样。与传统建筑材料相比,再生塑料混炼建筑材料既要达到一定的性能要求,又要保持较低的环境影响。我们在研究论文显示,对于使用寿命较长的项目(例如,某些混合塑料复合建筑板或沥青路面),所需的质量和可持续性要求更容易实现。

问:废塑料的升级利用在环保方面具有明显的优势,那么从商业或者企业利润角度看,优势是什么?

Leech:在众多潜在优势中,一部分循环经济价值链上的公司可能会有监管优势,例如或明或暗的经营许可的延长,监管机构的更大灵活性等。不依赖原始化石资源,实际应用中提升操作效率。从风险管理的角度看,环境紧急情况有可能减少,例如石油泄漏,保险费降低。瞄准重视环保和可持续产品的市场,肯定有增长的机会。最后,当企业将价值链与企业使命相结合后,尤其是具有环保意识的企业,企业将在战略方向上更清晰。

问:除了建筑和道路,再生塑料还有哪些主要的潜在应用?

Li:越来越多人对基础设施中应用再生塑料感兴趣,因为它创造了一些有巨大潜在需求的高价值的东西。除建筑外,再生塑料还有很多应用领域,但是如建筑这么长的使用寿命,或者这么大的使用量的不多。例如,包装消耗了全球60%以上的再生塑料,但使用寿命很短。一些汽车的零部件可用再生塑料制造,但它们需要的塑料量则相对较少。

Lepech还是韩国仁川环球校区斯坦福中心(Stanford Center at the Incheon Global Campus)系主任,该中心致力于智能、可持续城市和城市社区的研究。他还是斯坦福环境研究所(Stanford Woods Institute for the Environment)的高级研究员。

Li还是斯坦福大学John a . Blume地震工程中心和韩国仁川环球校区斯坦福中心(Stanford Center at the Incheon Global Campus)研究员。

英文原文

编后语:

2021年10月,联合国环境规划署(UNEP)发布了最新评估报告《从污染到解决方案:海洋垃圾和塑料污染全球评估》(From Pollution to Solution: A Global Assessment of Marine Litter and Plastic Pollution)。报告显示,目前海洋中仍有大约7500万至1.99亿吨塑料垃圾,占据海洋垃圾总重量的85%。如不采取有效干预手段,预计到2040年,每年进入水生生态系统的塑料垃圾数量将增加近两倍,达到每年2300-3700万吨。

该评估报告显示,全球范围内在1950年至2017年间产出的塑料制品约有92亿吨,其中大约70亿吨都成为了塑料垃圾。这些塑料垃圾的回收率很低,不到10%。数以百万吨计的塑料垃圾被丢弃到自然环境中,或是被运到数千公里之外焚烧或倾倒。

《自然》杂志子刊《自然-通讯》发表的一项统计显示,全球每年通过河流排入海洋的塑料垃圾有115-241万吨,亚洲占全球总污染量的67%。

塑料回收是近年来再生资源研究的重点。早期我国塑料需求较大,而整体塑料生产能力不足,导致废塑料进口持续走高,2008年至2012年期间,中国废塑料进口量已增长近900万吨。全球废塑料出口到中国的占比高达45%。2013年,中国发起了“绿篱”行动,禁止进口不洁废塑料和其他“有毒”垃圾,2017年“禁废令”出台后完全禁止废塑料进口。与此同时,由于目前国内再生塑料技术和产业链仍未成熟,相较国际发达水准平均成本高出10-20%左右,再生塑料进口量仍居高位,数据显示2021年再生塑料颗粒进口量约360万吨。

我国从来没有向其他国家输送过废塑料,本土处理率达100%。据中国物资再生协会测算,2021年我国废塑料回收量达1900万吨,回收率达到31%,回收利用产能约占全球70%。

世界发达国家与大型企业开始重视可再生塑料的应用,欧洲要求2025年包装类废旧塑料再生利用率达到50%,2030年达到55%。根据法国环保集团威立雅发布的报告,相比生产原生塑料,回收再生塑料可减少30%~80%的碳排放。

编辑:一白

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