Więcej plastiku jest w drodze: co to znaczy dla zmian klimatu

więcej plastiku jest w drodze: co to znaczy dla zmian klimatu

w związku z niedawnym boomem na szczelinowanie powodującym niskie ceny gazu, firmy paliw kopalnych szukają innych sposobów na zwiększenie swoich zysków – poprzez wytwarzanie większej ilości plastiku. Tak jak świat zaczyna zajmować się ogromnym problemem zanieczyszczenia plastikiem, firmy te podwojają ilość plastiku, co ma ogromne potencjalne konsekwencje dla klimatu i środowiska.

nadmiar gazu ziemnego spowodował najniższe ceny gazu od 2016 roku. W związku z tym niektóre firmy paliw kopalnych są zmuszone do zamknięcia platform wiertniczych i złożenia wniosku o ochronę bankructwa. Duże firmy, takie jak Exxon Mobil, Shell i Saudi Aramco, które widzą oznaki nadchodzącego spadku zużycia paliw kopalnych, kompensują niskie ceny inwestując w produkcję tworzyw sztucznych, ponieważ Tworzywa sztuczne są wytwarzane z ropy naftowej, gazu i ich produktów ubocznych. W rezultacie Światowe Forum Ekonomiczne spodziewa się, że produkcja tworzyw sztucznych podwoi się do 2040 roku.

gaz ziemny zawiera etan, który jest budulcem plastiku. Ponieważ Stany Zjednoczone wydobyły tyle etanu z gazu ziemnego, na koniec 2019 r.zainwestowano ponad 200 miliardów dolarów w 333 nowe projekty chemiczne i plastikowe.

Judith Enck, była regionalna dyrektor EPA i założyciel Beyond Plastics, powiedziała, że rok 2020 jest rokiem krytycznym, ponieważ wiele nowych zakładów produkcji tworzyw sztucznych w USA jest w trakcie procesu wydawania pozwoleń; „jeśli nawet jedna czwarta tych instalacji do krakingu etanu zostanie zbudowana”, powiedziała, „blokuje nas to w plastikowej przyszłości, z której trudno będzie się odzyskać.”Jeden z analityków z firmy analitycznej IHS Markit powiedział, że jeśli produkcja tworzyw sztucznych nie zostanie spowolniona, „po prostu znajdą coś innego do owinięcia w plastik.”

krakersy Etanowe

Etan jest bezwonnym i bezbarwnym składnikiem gazu ziemnego. Aby produkować plastik, firmy oddzielają go od mieszaniny gazu ziemnego i przekazują go w postaci ciekłej rurociągiem do „krakingu etanu”, dużego zakładu przemysłowego, który wykorzystuje intensywne ciepło do pękania lub rozpadania cząsteczek etanu. Cząsteczki te przekształcają się następnie w etylen, podstawowy budulec przemysłu petrochemicznego, który jest używany do produkcji żywic, klejów, chemikaliów i tworzyw sztucznych. W procesie krakersy etanowe mogą emitować zanieczyszczenia, takie jak tlenki azotu, dwutlenek siarki i cząstki stałe, a także benzen, który jest rakotwórczy, i lotne związki organiczne, które mogą reagować ze światłem słonecznym, tworząc Ozon w poziomie gruntu.

Stany Zjednoczone produkują już około 40 procent światowych produktów petrochemicznych opartych na etanie i są największym eksporterem etanu, sprzedając go do Norwegii, Wielkiej Brytanii. i Szkocji, a także do Chin i Indii, gdzie rośnie popyt na Tworzywa sztuczne.

Departament Energii (Doe) spodziewa się, że do 2025 r.Wschodnie USA, w tym Appalachia, będą produkować 20 razy więcej etanu niż w 2013 r.

w 2018 roku Doe opublikował raport o potencjale Appalachii do stania się nowym „centrum etanu” z powodu zasobów łupków Marcellus i Utica, a administracja Trumpa reklamuje przemysł tworzyw sztucznych i petrochemiczny jako kolejną dużą rzecz dla regionu.

udział Ohio, Pensylwanii i Wirginii Zachodniej w produkcji gazu ziemnego w USA wzrósł z dwóch procent w 2008 r.do 27 procent w 2017 r. IHS Markit przewiduje, że te trzy stany, znane również jako półksiężyc łupkowy, dostarczą 37 procent amerykańskiego gazu ziemnego do 2040 roku, co wystarczy na wsparcie pięciu dużych krakersów etanowych. Shell buduje krakers ethane o wartości 6 miliardów dolarów 25 mil na północny zachód od Pittsburgha.

planowane są również nowe zakłady petrochemiczne w pobliżu wybrzeży Zatoki Teksasu i Luizjany oraz dolnej rzeki Missisipi, obszar już nazywany „Aleją raka” ze względu na toksyczne emisje z istniejących zakładów petrochemicznych. Dwa duże krakersy etanowe pojawiły się na wybrzeżu Zatoki Perskiej w grudniu, a dwa mniejsze zakłady mają wkrótce zostać otwarte.

rozprzestrzenianie i zanieczyszczenie tworzyw sztucznych

roczne zapotrzebowanie na Tworzywa sztuczne prawie podwoiło się od 2000 roku. A rosnąca liczba ludności na świecie, poprawa warunków gospodarczych i postęp technologiczny spowodują w przyszłości jeszcze większe zapotrzebowanie na Tworzywa sztuczne – wynika z raportu Międzynarodowej Agencji Energii (IEA). Obecnie USA i inne kraje rozwinięte zużywają do 20 razy więcej plastiku na osobę niż Indie, Indonezja i inne kraje rozwijające się.

USA produkują również więcej plastikowych odpadów opakowaniowych na mieszkańca niż jakikolwiek inny kraj. To wyrzucane plastikowe opakowanie stanowi 40 procent całego plastiku, z których większość trafia na wysypiska; reszta jest spalana lub poddawana recyklingowi. Raport Center for International Environmental Law (CIEL), Plastic & Climate, wykazał, że pod koniec 2015 r.na całym świecie wyprodukowano 8300 milionów ton metrycznych pierwotnego plastiku, z czego dwie trzecie pozostaje w środowisku.

każdego roku prawie 10 milionów ton plastiku trafia do oceanu, gdzie jest konsumowany przez zwierzęta morskie, a odpady plastikowe znajdują się na plażach nawet w najbardziej odległych miejscach na Ziemi. Plastik zanieczyszcza również grunty, zwłaszcza w gospodarstwach rolnych, w których osad ściekowy jest wykorzystywany do produkcji nawozów.

bisfenol A (BPA), składnik chemiczny w plastiku niektórych butelek z wodą i wyściółce puszek, został znaleziony we krwi pępowinowej dziewięciu na 10 niemowląt oraz w moczu 95 procent dorosłych Amerykanów badanych. Niektóre badania wskazują, że może zaburzać układ hormonalny i rozrodczy. Mikroplastik i małe włókna plastikowe znaleziono w miodzie, cukrze, piwie, przetworzonej żywności, skorupiakach, soli, detergentach, wodzie butelkowanej i wodzie z kranu; jednak wpływ mikrodrobin plastiku na zdrowie jest nadal niejasny.

wpływ plastiku na klimat

Tworzywo Sztuczne nie tylko stwarza ogromny problem zanieczyszczenia, ale także nasila zmiany klimatyczne. Raport CIEL ostrzega, że emisje gazów cieplarnianych z tworzyw sztucznych zagrażają naszej zdolności do utrzymania globalnego wzrostu temperatury poniżej 1,5 C. Jeśli produkcja tworzyw sztucznych utrzyma się na obecnym kursie, do 2030 r. emisje gazów cieplarnianych z tworzyw sztucznych mogą osiągnąć 1,34 mld ton rocznie, co odpowiada emisjom wytwarzanym przez 300 nowych elektrowni węglowych o mocy 500 MW. Wynika to z faktu, że ponad 99 procent tworzyw sztucznych jest wytwarzanych z paliw kopalnych, zarówno gazu ziemnego, jak i ropy naftowej—a Tworzywa sztuczne powodują emisję gazów cieplarnianych na każdym etapie cyklu życia.

wydobycie i transport

emisje gazów cieplarnianych powstają początkowo, gdy zalesione grunty i pola są oczyszczane, aby zrobić miejsce dla odwiertów i rur do wiercenia w poszukiwaniu ropy naftowej i gazu ziemnego.

jeśli jedna trzecia z 19,2 miliona akrów w USA, które zostały oczyszczone do wydobycia, była kiedyś zalesiona, oznacza to, że w wyniku wylesiania wyemitowano prawie 1,7 miliarda ton dwutlenku węgla; ponadto zalesiona ziemia może zająć dodatkowe 6.5 mln ton węgla rocznie zostało wyeliminowanych.

proces szczelinowania emituje metan, gaz cieplarniany, który w ciągu 20 lat zatrzymuje w atmosferze ponad 84 razy więcej ciepła niż dwutlenek węgla. Metan jest wynikiem spalania i wycieku, które mogą wystąpić w dowolnym miejscu od studni do użytkownika końcowego.

emisje są również wytwarzane przez spalanie paliwa w celu obsługi urządzeń wiertniczych.

w 2015 r. emisje z wydobycia i transportu do produkcji tworzyw sztucznych wyniosły w USA 9,5-10,5 mln ton CO2. sam-odpowiednik emisji 2,1 mln samochodów osobowych napędzanych przez rok.

Rafinacja i produkcja

„Tworzywa sztuczne należą do najbardziej energochłonnych materiałów do produkcji”, według szefa CIEL. Kraking etanowy jest energochłonny ze względu na wysokie zapotrzebowanie na ciepło i powoduje znaczne emisje, podobnie jak procesy rafinacji chemicznej, które wytwarzają inne tworzywa sztuczne.

przewiduje się, że roczna emisja z nowego krakingu Shell ethane cracker i fabryki etylenu ExxonMobil w Baytown, TX będzie równoważna dodaniu prawie 800 000 nowych samochodów na drogach. Sama emisja gazów cieplarnianych z elektrowni Shell może zniwelować wszystkie korzyści płynące ze środków redukcji emisji dwutlenku węgla w pobliskim Pittsburghu. A to tylko dwa z ponad 300 planowanych projektów petrochemicznych budowanych w USA głównie do produkcji plastiku i plastikowych surowców.

zużyty plastik

po zużyciu plastik zostaje spalony, poddany recyklingowi lub trafia na wysypisko.

węgiel z surowców paliw kopalnych jest blokowany w produktach z tworzyw sztucznych i emitowany, gdy plastik jest spalany lub rozkładany. W 2015 roku spalono 25 procent światowych odpadów z tworzyw sztucznych; w Stanach Zjednoczonych emisje ze spalania tworzyw sztucznych wyniosły 5,9 miliona ton CO2, co odpowiada emisji z ogrzewania 681 000 domów rocznie.

tylko około 8,4 procent plastiku jest poddawany recyklingowi. Ale według naukowców z UC Santa Barbara, nawet recykling plastiku powoduje emisję gazów cieplarnianych, ponieważ paliwa kopalne są spalane, aby uruchomić maszyny, które niszczą odpady z tworzyw sztucznych i podgrzewają je, aby wytwarzać inne produkty.

Tworzywa sztuczne w środowisku, takie jak te, które utrzymują się na składowiskach i wybrzeżach śmieci na całym świecie, zostały znalezione przez naukowców z Uniwersytetu Hawajskiego w celu uwolnienia gazów cieplarnianych metanu i etylenu, gdy uderza w nie światło słoneczne; co więcej, emisje z Plastiku na powierzchni oceanu rosną wraz z rozpadem plastiku.

czy mikrodrobiny plastiku mogą wpływać na zdolność oceanu do wchłaniania dwutlenku węgla?

ocean absorbuje dwutlenek węgla z atmosfery, zmniejszając w ten sposób ilość emisji ocieplenia spowodowaną pozostawaniem w atmosferze. Fitoplankton w oceanie odgrywa istotną rolę w tym procesie, pobierając dwutlenek węgla z atmosfery i magazynując go w oceanie poprzez fotosyntezę. Naukowcy próbują obecnie ustalić, czy mikrodrobiny plastiku w oceanie zakłócają zdolność fitoplanktonu do sekwestrowania węgla.

Joaquim Goes, profesor w Obserwatorium ziemi w Lamont-Doherty Earth Institute, powiedział, że chociaż nie widział żadnych badań, które wykazują bezpośredni wpływ mikrodrobin plastiku na fitoplankton, ” widzieliśmy mikrodrobiny plastiku dołączać do fitoplanktonu pod mikroskopem. Fitoplankton może zrzucić bardzo lepkie węglowodany poprzez fotosyntezę, a Tworzywa sztuczne mogą przyczepić się do lepkiego materiału. Można założyć, że jeśli mamy zbyt wiele cząsteczek mikroplastiku, konkurują one z fitoplanktonem o światło.”

Marco Tedesco, profesor w Obserwatorium ziemi w Lamont-Doherty, który obecnie bada mikroplastik w śniegu i jego ewolucję, powiedział, że chemikalia używane do produkcji plastiku mogą mieć nieznane efekty. „Chemikalia, które zostały użyte podczas ich cyklu życia, są silnie toksyczne i istnieje bardzo niewiele przepisów dotyczących stosowania tych pierwiastków, jeśli chodzi o Tworzywa sztuczne”, powiedział Tedesco. „Tak więc obróbka mikrodrobin plastiku wymaga dodatkowego poziomu uwagi ze względu na potencjalne szkody związane z chemikaliami stosowanymi do obróbki tworzyw sztucznych, aby uczynić je kolorowymi, bardziej odpornymi i nieprzepuszczalnymi. Po pewnym momencie wszystkie chemikalia mogą przenikać przez plastik i nie wiesz, jakie są konsekwencje.”

w rzeczywistości badanie 2019 przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Macquairie w Australii badało, w jaki sposób substancje wypłukiwane z Plastiku wpływają na Prochlorokok, mały rodzaj fitoplanktonu uważany za kluczowy czynnik w procesie fotosyntetycznym, który naprawia węgiel. Ekspozycja na odciek osłabiła jego wzrost in vitro i zdolność fotosyntetyczną, co spowodowało zmiany w jego genomie.

jest jeszcze wiele rzeczy, których naukowcy nie wiedzą o mikrodrobinach plastiku, ich wpływie na środowisko i o tym, co z nimi zrobić, ale wiemy jedno: „wszystko, co produkujemy, co wprowadzamy do atmosfery lub na naszą planetę—mikrodrobiny plastiku i CO2—będzie wokół. Oni nigdzie się nie wybierają, ” powiedział Tedesco, „możesz przestać produkować Tworzywa sztuczne i możesz przestać emitować CO2, ale efekt tego, co pozostało w atmosferze lub co jest wokół w zakresie mikrodrobin plastiku, będzie nadal ogromny…. I tak naprawdę nie ma jasnej ścieżki technologicznej do usuwania mikrodrobin plastiku w jakiejkolwiek skali.”

jakie rozwiązania mogą przynieść rezultaty?

Recykling

obecnie recykling tworzyw sztucznych w USA nie działa dobrze. Przez dziesięciolecia USA wysyłały do Chin Tworzywa sztuczne z recyklingu, ale w 2017 r.Chiny zakazały niektórych rodzajów odpadów stałych—głównie tworzyw sztucznych. Bez rynku tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu recykling nie jest już opłacalny dla wielu gmin. The Plastic Pollution Coalition szacuje, że w 2018 r.tylko dwa procent odpadów komunalnych z tworzyw sztucznych zostało poddanych recyklingowi w USA i sześć razy więcej plastiku zostało spalonych niż poddane recyklingowi.

tego roku USA wysłano 68 000 kontenerów z tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu do krajów takich jak Bangladesz, Laos, Kambodża, Filipiny, Turcja, Etiopia I Senegal — krajów, które nie są w stanie obsłużyć większości własnych odpadów z tworzyw sztucznych.

recykling tworzyw sztucznych był tańszy niż nowe tworzywa sztuczne, ale ze względu na boom w produkcji petrochemicznej w USA i ze względu na popyt na recykling tworzyw sztucznych od zrównoważonych firm, virgin plastic staje się tańszy niż recykling. Na przykład, Nestle, która jest często uważana za jednego z najgorszych na świecie zanieczyszczających Tworzywa sztuczne, zapłaci ponad rynkową stawkę za recykling tworzyw sztucznych, próbując osiągnąć swój cel zmniejszenia zużycia pierwotnych tworzyw sztucznych o jedną trzecią do 2025 roku.

plastikowe bany

według raportu Programu Ochrony Środowiska ONZ w 2018 r. 127 krajów miało pewien rodzaj przepisów regulujących plastikowe torby. Rachunki te mogą obejmować ograniczenie produkcji lub użytkowania toreb, opodatkowanie ich lub regulowanie ich usuwania. Dwadzieścia siedem krajów zakazało niektórych produktów z tworzyw sztucznych, takich jak opakowania, talerze, kubki i słomki. Sześćdziesiąt trzy kraje wprowadziły wymóg rozszerzonej odpowiedzialności producenta za jednorazowe Tworzywa sztuczne, gdzie producenci tworzyw sztucznych są odpowiedzialni, finansowo lub fizycznie, za ich utylizację.

w Stanach Zjednoczonych jedynym Federalnym zakazem stosowania tworzyw sztucznych jest Ustawa o wodach wolnych od mikrogranulek z 2015 roku, zakazująca stosowania mikrogranulek w kosmetykach. Osiem stanów wprowadziło inne plastikowe ograniczenia, a 24 Stany przyjęły około 330 lokalnych przepisów dotyczących plastikowych toreb.

globalna kampania przeciwko plastikom jednorazowego użytku może zwiększyć popyt na ropę naftową niż samochody elektryczne.

Christof Ruehl, starszy badacz w Centrum Globalnej Polityki Energetycznej Uniwersytetu Columbia, jest optymistyczny co do skuteczności tych zakazów i recyklingu. Wraz z kolegą badał potencjalne skutki niewielkiego zmniejszenia popytu na materiały opakowaniowe i niewielkiej poprawy recyklingu tworzyw sztucznych. Podali trzy wyniki. „To przynosi szczytowy popyt na ropę naftową do przodu o około pięć lat do połowy do końca 2020 roku,” powiedział Ruehl. „Po drugie, tworzy ona aktywa osierocone, ponieważ wiele szczególnie krajowych firm inwestuje obecnie w nowe zakłady petrochemiczne, ponieważ uważają, że popyt na Tworzywa sztuczne będzie nadal rosnąć. I po trzecie-uważam to za naprawdę niesamowite – wpływ udanej kampanii na całym świecie przeciwko użyciu jednorazowych tworzyw sztucznych ma większe wgniecenie w zapotrzebowaniu na ropę naftową niż wgniecenie spowodowane przez samochody elektryczne.- Innymi słowy, skuteczne przepisy dotyczące tworzyw sztucznych mogą zmniejszyć zapotrzebowanie na ropę o co najmniej tyle samo, co przyjęcie samochodów elektrycznych za 20 lat.

raport CIEL zbadał możliwe rozwiązania problemu zanieczyszczenia tworzyw sztucznych i ustalił, że pięć środków najbardziej zmniejszy emisję gazów cieplarnianych i przyniesie korzyści środowiskowe i społeczne:

1. zakończenie produkcji i stosowania jednorazowych tworzyw sztucznych;
2. zatrzymanie rozwoju nowej infrastruktury naftowej, gazowej i petrochemicznej;
3. promowanie społeczności bez odpadów;
4. wymagające rozszerzonej odpowiedzialności producenta;
5. przyjęcie i egzekwowanie ambitnych celów w zakresie ograniczenia emisji gazów cieplarnianych ze wszystkich sektorów, w tym produkcji tworzyw sztucznych.

ważne jest jednak, aby pamiętać, że nawet jeśli możliwe byłoby osiągnięcie tych środków i wyeliminowanie całego popytu na plastik, „będziesz musiał zastąpić plastik czymś innym”, powiedział Ruehl. „Że coś innego wykorzysta energię i spowoduje emisję dwutlenku węgla. Na przykład szkło i papier są bardzo energochłonne. Więc aby uzyskać pełny obraz, musielibyście przestudiować te zamienniki, ale nikt jeszcze tego nie zrobił.”