meer Plastic is op de weg: wat het betekent voor klimaatverandering
Plastic afval dat in een rivier drijft. Foto: Emilian Robert Vicol
met de recente fracking-boom die lage gasprijzen veroorzaakt, zoeken fossiele-brandstofbedrijven andere manieren om hun winst te vergroten — door meer plastic te maken. Net op het moment dat de wereld zijn enorme plastic vervuilingsprobleem begint aan te pakken, verdubbelen deze bedrijven zich op plastic, met enorme potentiële gevolgen voor het klimaat en het milieu.
de overvloed aan aardgas heeft geleid tot de laagste gasprijzen sinds 2016. Bijgevolg, sommige fossiele brandstof bedrijven worden gedwongen te sluiten boortorens en bestand voor faillissementsbescherming. Grote bedrijven als Exxon Mobil, Shell en Saudi Aramco, die tekenen zien van een komende daling van het gebruik van fossiele brandstoffen, compenseren de lage prijzen door te investeren in de productie van plastic, aangezien kunststoffen worden gemaakt van olie, gas en hun bijproducten. Als gevolg daarvan verwacht het World Economic Forum dat de plastic productie tegen 2040 zal verdubbelen.
Aardgas bevat ethaan, een bouwsteen van kunststof. Omdat de VS zoveel ethaan heeft gewonnen met zijn aardgas, is er meer dan $200 miljard geïnvesteerd in 333 nieuwe chemische en kunststoffen projecten, vanaf het einde van 2019.
groei van ethaanproductie, – consumptie en-export. Foto: Useia
Judith Enck, voormalig regional EPA director en oprichter van Beyond Plastics, heeft gezegd dat 2020 een kritiek jaar is omdat veel van de nieuwe plastic productiefaciliteiten in de VS in het vergunningsproces zijn; “als zelfs maar een kwart van deze ethaankraakfaciliteiten wordt gebouwd,” zei ze, “het sluit ons op in een plastic toekomst die moeilijk te herstellen zal zijn.”Een analist van de data en analytics bedrijf IHS Markit zei dat tenzij plastic productie wordt vertraagd,” ze zullen gewoon iets anders te wikkelen in plastic.”
Ethaancrackers
ethaan is een geurloos en kleurloos bestanddeel van aardgas. Om plastic te maken, scheiden bedrijven het van het aardgasmengsel en transporteren het in vloeibare vorm via pijpleiding naar een “ethaankraker”, een grote industriële fabriek die intense warmte gebruikt om ethaanmoleculen te kraken of uit elkaar te breken. Deze moleculen veranderen vervolgens in ethyleen, een fundamentele bouwsteen van de petrochemische industrie die wordt gebruikt om harsen, kleefstoffen, chemicaliën en kunststoffen te maken. Tijdens het proces kunnen ethaancrackers verontreinigende stoffen zoals stikstofoxiden, zwaveldioxide en fijnstof uitstoten, evenals benzeen, dat kankerverwekkend is, en vluchtige organische stoffen die met zonlicht kunnen reageren om ozon op leefniveau te vormen.
de Verenigde Staten produceren al ongeveer 40% van ‘ s werelds op ethaan gebaseerde petrochemische producten en zijn de grootste exporteur van ethaan, die verkoopt aan Noorwegen, het Verenigd Koninkrijk. en Schotland, en China en India, waar de vraag naar plastic stijgt.
het Ministerie van energie (DOE) verwacht dat in 2025 de oostelijke VS, inclusief Appalachia, 20 keer meer ethaan zal produceren dan in 2013.
in 2018 publiceerde DOE een rapport over het potentieel voor Appalachia om een nieuwe “ethaan hub” te worden vanwege haar Marcellus-en Utica-schaliebronnen, en de Trump-administratie noemt de plastics-en petrochemische industrie als de volgende grote zaak voor de regio.
de nieuwe Shell cracker in aanbouw op de Ohio River in PA. Foto: Drums600
het aandeel van Ohio, Pennsylvania en West Virginia in de Amerikaanse aardgasproductie is gestegen van twee procent in 2008 naar 27 procent in 2017. IHS Markit projecteert dat deze drie staten, ook bekend als de Schaliehalscent, tegen 2040 37 procent van het Amerikaanse aardgas zullen leveren, genoeg om vijf grote ethaan crackers te ondersteunen. Shell bouwt momenteel een $ 6 miljard ethaan cracker 25 mijl ten noordwesten van Pittsburgh.
er zijn ook nieuwe petrochemische installaties gepland nabij de Golfkust van Texas en Louisiana en de benedenloop van de Mississippi, een gebied dat al “Cancer Alley” werd genoemd vanwege de toxische emissies van de bestaande petrochemische installaties. Twee grote ethaan crackers kwamen online op de Golfkust in December met twee kleinere faciliteiten gepland om binnenkort te openen.De jaarlijkse vraag naar plastic is sinds 2000 bijna verdubbeld.de vraag naar plastic is sinds 2000 bijna verdubbeld. En de groeiende wereldbevolking, de verbetering van de economische omstandigheden en de technologische vooruitgang zal leiden tot nog meer vraag naar kunststoffen in de toekomst, volgens een rapport van het Internationaal Energieagentschap (IEA). Momenteel gebruiken de VS en andere ontwikkelde landen tot 20 keer zoveel plastic per persoon als India, Indonesië en andere ontwikkelingslanden.
Plastic boodschappentassen. Foto: Peteruetz
de VS produceert ook meer plastic verpakkingsafval per hoofd van de bevolking dan enig ander land. Deze plastic wegwerpverpakkingen maken 40 procent uit van alle plastic, waarvan de meeste op stortplaatsen terechtkomen; de rest wordt verbrand of gerecycled. Uit een rapport van het Center for International Environmental Law (CIEL), Plastic & Climate, bleek dat eind 2015 wereldwijd 8.300 miljoen ton nieuw plastic werd geproduceerd, waarvan twee derde in het milieu blijft.
elk jaar belandt bijna 10 miljoen ton plastic in de oceaan, waar het wordt geconsumeerd door zeedieren, en plastic afval wordt gevonden op stranden, zelfs in de meest afgelegen plaatsen op aarde. Plastic vervuilt ook land, vooral op boerderijen waar zuiveringsslib als meststof wordt gebruikt.
een zeehond gevangen in plastic vervuiling. Foto: Nels Israelson
bisfenol A (BPA), een chemische component in het plastic van sommige waterflessen en de bekleding van blikjes, is gevonden in het navelstrengbloed van negen op de tien zuigelingen en in de urine van 95 procent van de geteste volwassen Amerikanen. Sommige onderzoek wijst erop dat het hormoon en reproductieve systemen kan verstoren. Microplastic en kleine plastic vezels zijn gevonden in honing, suiker, bier, verwerkt voedsel, schelpdieren, zout, detergent, gebotteld water en kraanwater; de gezondheidseffecten van microplastics zijn echter nog onduidelijk.
de gevolgen voor het klimaat van plastic
Plastic vormt niet alleen een immens verontreinigingsprobleem, maar verergert ook de klimaatverandering. Het Ciel-rapport waarschuwt dat de uitstoot van broeikasgassen door plastic ons vermogen in gevaar brengt om de wereldwijde temperatuurstijging onder de 1,5 C te houden. Als de plastic productie op zijn huidige traject blijft, zou de uitstoot van broeikasgassen door plastic in 2030 1,34 miljard ton per jaar kunnen bereiken, wat overeenkomt met de uitstoot van 300 nieuwe kolengestookte elektriciteitscentrales van 500 mw. Dit komt omdat meer dan 99 procent van de kunststoffen gemaakt zijn van fossiele brandstoffen, zowel aardgas als ruwe olie—en omdat plastic in elke fase van de levenscyclus resulteert in broeikasgasemissies.
winning en vervoer
broeikasgasemissies ontstaan in eerste instantie wanneer beboste grond en velden worden geruimd om plaats te maken voor boorputten en leidingen om olie en aardgas te boren.
bossen worden geruimd om te boren. Foto: Jason Woodhead
als een derde van de 19,2 miljoen hectare in de VS die zijn vrijgemaakt voor winning ooit bebost was, betekent dit dat bijna 1,7 miljard ton koolstofdioxide is uitgestoten als gevolg van ontbossing; bovendien is het vermogen van het beboste land om nog eens 6 op te nemen.5 miljoen ton koolstof per jaar is geëlimineerd.
het fracking-proces stoot methaan uit, een broeikasgas dat over 20 jaar meer dan 84 keer meer warmte in de atmosfeer vangt dan kooldioxide. Methaan ontstaat door affakkelen en lekkage, die overal van de put tot de eindgebruiker kan optreden.
emissies worden ook veroorzaakt door het verbranden van de brandstof om de boorapparatuur te bedienen.
in 2015 bedroeg de uitstoot van extractie en transport voor de productie van plastic 9,5-10,5 miljoen ton CO2 in de VS. alleen al-het equivalent van de uitstoot van 2,1 miljoen personenauto ‘ s die een jaar lang rijden.
raffinage en fabricage
“kunststoffen behoren tot de meest energie-intensieve te produceren materialen”, aldus het hoofd van CIEL. Ethaanscheuren is energie-intensief vanwege de hoge warmte die nodig is en produceert aanzienlijke emissies, net als de chemische raffinageprocessen die andere kunststoffen maken.
de jaarlijkse emissies van de nieuwe Shell – ethaankraker en een ethyleenfabriek ExxonMobil in Baytown, TX zullen naar verwachting ongeveer 800.000 nieuwe auto ‘ s aan de weg toevoegen. Alleen al de uitstoot van broeikasgassen door de Shell-fabriek kan alle voordelen van de koolstofreductiemaatregelen in Pittsburgh teniet doen. Dit zijn slechts twee van de meer dan 300 geplande petrochemische projecten die in de VS worden gebouwd, voornamelijk om plastic en plastic grondstoffen te produceren.
afgedankt plastic
na gebruik wordt plastic verbrand, gerecycleerd of belandt het op een stortplaats.
koolstof uit de fossiele brandstofgrondstof wordt opgesloten in kunststofproducten en uitgestoten wanneer plastic wordt verbrand of ontleed. In 2015 werd 25 procent van het wereldwijde plastic afval verbrand; in de VS was de uitstoot van plastic verbranding gelijk aan 5,9 miljoen ton CO2, gelijk aan de uitstoot van het verwarmen van 681.000 huizen voor een jaar.
slechts ongeveer 8,4% van de kunststof wordt gerecycleerd. Maar, volgens wetenschappers van UC Santa Barbara, zelfs recycling plastic produceert broeikasgasemissies, als fossiele brandstoffen worden verbrand om de machines die plastic afval versnipperen lopen en verwarmen om andere producten te maken.
Plastic vervuiling in Ghana. Foto: Muntaka Chasant
kunststoffen in het milieu, zoals die welke in stortplaatsen en zwerfvuilkustlijnen over de hele wereld aanwezig zijn, zijn door onderzoekers van de Universiteit van Hawaii gevonden om de broeikasgassen methaan en ethyleen vrij te geven wanneer zonlicht hen raakt; bovendien nemen de emissies van plastic op het oceaanoppervlak toe naarmate het plastic afbreekt.
kan microplastics het vermogen van de oceaan om kooldioxide op te nemen beïnvloeden?
de oceaan absorbeert koolstofdioxide uit de atmosfeer, waardoor de hoeveelheid opwarmingsemissies die zou ontstaan als ze in de atmosfeer zouden blijven, wordt verminderd. Fytoplankton in de oceaan speelt een essentiële rol in dit proces: het neemt kooldioxide uit de atmosfeer en slaat het op in de oceaan via fotosynthese. Wetenschappers proberen nu te bepalen of microplastics in de oceaan interfereren met fytoplankton ‘ s vermogen om koolstof op te slaan.Joaquim Goes, professor aan het Earth Institute ‘ s Lamont-Doherty Earth Observatory, zei dat hoewel hij geen studies heeft gezien die een direct effect van microplastics op fytoplankton aantonen, “we hebben microplastics onder de microscoop aan fytoplankton zien hechten. Fytoplankton kan extra kleverige koolhydraten afstoten door fotosynthese, en kunststoffen kunnen zich aan het kleverige materiaal hechten. Je kunt ervan uitgaan dat als je te veel microplastic deeltjes hebt, ze concurreren met fytoplankton voor licht.”
Microplastics in de Chesapeake Bay Watershed. Photo: Chesapeake Bay Program
Marco Tedesco, professor aan het Lamont-Doherty Earth Observatory, die momenteel onderzoek doet naar microplastic in sneeuw en hoe deze evolueert, zei dat de chemicaliën die worden gebruikt om plastic te maken onbekende effecten kunnen hebben. “De chemicaliën die zijn gebruikt tijdens hun levenscyclus zijn zwaar giftig en er is zeer weinig regelgeving over het gebruik van deze elementen als het gaat om kunststoffen,” zei Tedesco. “De behandeling van microplastics vraagt dus extra aandacht vanwege de mogelijke schade die wordt veroorzaakt door de chemicaliën die worden gebruikt om kunststoffen te behandelen om ze kleurrijk, veerkrachtiger en ondoordringbaar te maken. Na een bepaald punt kunnen alle chemicaliën door het plastic heen doordringen en je weet niet wat de gevolgen zijn.”
in feite, een 2019 studie door onderzoekers van Macquairie University in Australië onderzocht hoe stoffen uit plastic beïnvloed Prochlorococcus, een klein type fytoplankton beschouwd als een belangrijke speler in het fotosynthetisch proces dat koolstof fixeert. Blootstelling aan het percolaat gecompromitteerd zijn in vitro groei en fotosynthetische capaciteit en resulteerde in veranderingen in zijn genoom.Er is nog steeds veel dat wetenschappers niet weten over microplastics, hun impact op het milieu of wat we ermee moeten doen, maar één ding weten we wel: “alles wat we produceren dat we in de atmosfeer of op onze planeet plaatsen—microplastics en CO2—zal er zijn. Ze gaan nergens heen,” zei Tedesco, ” je kunt nu stoppen met het produceren van kunststoffen en je kunt nu stoppen met het uitstoten van CO2, maar het effect van wat er nog in de atmosfeer of wat er rond in termen van microplastics zal nog steeds enorm zijn…. Er is echt geen duidelijk technologisch pad naar het verwijderen van microplastics op welke schaal dan ook.”
welke oplossingen zouden resultaten kunnen opleveren?
Recycling
op dit moment werkt plastic recycling in de VS niet goed. Decennialang stuurde de VS gerecycled plastic naar China, maar in 2017 verbood China bepaalde soorten vast afval, voornamelijk kunststoffen. Zonder een markt voor gerecycled plastic is recycling voor veel gemeenten niet langer economisch levensvatbaar. De Plastic Pollution Coalition schat dat in 2018 slechts twee procent van het Stedelijk plastic afval werd gerecycled in de VS en zes keer meer plastic werd verbrand dan gerecycled.
plastic recycling in Bangladesh. Foto: UN Women Asia & the Pacific
dat jaar, de VS 68.000 containers gerecycled plastic verzonden naar landen als Bangladesh, Laos, cambodja, de Filippijnen, Turkije, Ethiopië en Senegal — landen die niet in staat zijn om het grootste deel van hun eigen plastic afval te verwerken.
gerecycled plastic was vroeger goedkoper dan nieuw plastic, maar door de boom in de petrochemische productie in de VS en door de vraag naar gerecycled plastic van duurzame bedrijven, wordt nieuw plastic goedkoper dan gerecycled. Nestlé, dat vaak wordt beschouwd als een van ‘ s werelds ergste plastic vervuilers, zal bijvoorbeeld meer betalen dan het markttarief voor gerecycleerde plastic in een poging zijn doel te bereiken om het gebruik van nieuw plastic tegen 2025 met een derde te verminderen.
kunststofverboden
Microbeads. Foto: MPCA-foto ‘ s
volgens een rapport van het Milieuprogramma van de Verenigde Naties hadden 127 landen in 2018 een soort wetgeving voor plastic zakken. Deze rekeningen kunnen betrekking hebben op het beperken van de vervaardiging of het gebruik van de zakken, het belasten van hen of het reguleren van de verwijdering ervan. Zevenentwintig landen hebben bepaalde plastic producten verboden, zoals verpakkingen, borden, bekers en rietjes. Drieënzestig landen hebben een uitgebreide producentenverantwoordelijkheid geëist voor kunststoffen voor eenmalig gebruik, waarbij de producenten van de kunststoffen financieel of fysiek verantwoordelijk zijn voor de verwijdering ervan.In de VS is het enige federale verbod op kunststoffen de Microbead-free Waters Act van 2015, die het gebruik van microbeads in cosmetica verbiedt. Acht staten hebben andere plastic beperkingen ingevoerd, en 24 staten hebben ongeveer 330 lokale plastic zak wetten.
een wereldwijde campagne tegen kunststoffen voor eenmalig gebruik zou een grotere deuk in de olievraag kunnen betekenen dan elektrische auto ‘ s.
Christof Ruehl, een senior onderzoeker aan het Center on Global Energy Policy van Columbia University, is optimistisch over de effectiviteit van deze verboden en recycling. Samen met een collega onderzocht hij de mogelijke effecten van een bescheiden afname van de vraag naar verpakkingsmateriaal en een kleine verbetering van de recycling van plastic. Ze noemden drie uitkomsten. “Het brengt piek olievraag naar voren met ongeveer vijf jaar in het midden tot eind 2020s,” zei Ruehl. “Ten tweede creëert het gestrande activa omdat veel vooral nationale bedrijven nu zwaar investeren in nieuwe petrochemische installaties, omdat ze geloven dat de vraag naar plastic zal blijven stijgen. En ten derde-dit vond ik echt verbazingwekkend—de impact van een succesvolle campagne wereldwijd tegen het gebruik van plastic voor eenmalig gebruik heeft een grotere deuk in de olievraag dan de deuk veroorzaakt door elektrische auto ‘ s.”Met andere woorden, effectieve regelgeving op plastic zou de olievraag kunnen verminderen met minstens zoveel als de adoptie van elektrische auto’ s 20 jaar vanaf nu.
het Ciel-rapport bestudeerde mogelijke oplossingen voor het probleem van de plasticverontreiniging en stelde vast dat vijf maatregelen de uitstoot van broeikasgassen het meest zouden verminderen en milieu-en sociale voordelen zouden opleveren:
- beëindiging van de productie en het gebruik van plastic voor eenmalig gebruik;
- stopzetting van de ontwikkeling van nieuwe olie -, gas-en petrochemische infrastructuur;
- bevordering van afvalvrije gemeenschappen;
- die uitgebreide producentenverantwoordelijkheid vereisen;Goedkeuring en handhaving van ambitieuze doelstellingen om de uitstoot van broeikasgassen in alle sectoren te verminderen, met inbegrip van de kunststofproductie.
het is echter belangrijk om in gedachten te houden dat zelfs als het mogelijk zou zijn om deze maatregelen te bereiken en alle vraag naar plastic te elimineren, “je zult moeten vervangen door iets anders,” zei Ruehl. “Dat iets anders energie zou gebruiken en koolstofuitstoot zou produceren. Glas en papier zijn bijvoorbeeld zeer energie-intensief. Dus om een volledig beeld te krijgen, zou je deze vervangingen moeten bestuderen, maar niemand heeft dat nog gedaan.”