Zastąpienie tworzyw sztucznych alternatywami w większości przypadków zwiększa emisję gazów cieplarnianych

Wyniki badań pokazują, że w 15 z 16 zastosowań produkty z tworzyw sztucznych generują mniej emisji gazów cieplarnianych niż ich alternatywy.

Badania przeprowadzone i opublikowane przez czołowych naukowców : Fanran Meng, Miguel Brandão i Jonathan M Cullen

Department of Chemical and Biological Engineering, University of Sheffield, Mappin Street, Sheffield S1 3JD, United Kingdom

 Department of Sustainable Development, Environmental Science and Engineering, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm 100-44, Sweden

 Department of Engineering, University of Cambridge, Trumpington Street, Cambridge CB2 1PZ, United Kingdom

Tworzywa sztuczne są kontrowersyjne ze względu na ich produkcję z paliw kopalnych, emisje podczas produkcji i utylizacji, potencjalną toksyczność i wycieki do środowiska. W świetle tych obaw powszechne są apele o zmniejszenie zużycia produktów z tworzyw sztucznych i przejście na alternatywne rozwiązania. Jednakże wezwania te często pomijają wpływ alternatywnych materiałów na środowisko. Niniejszy artykuł analizuje wpływ produktów z tworzyw sztucznych na emisję gazów cieplarnianych (GHG) w porównaniu z ich alternatywami. Oceniamy 16 zastosowań tworzyw sztucznych w pięciu kluczowych sektorach: opakowaniowym, budowlanym, motoryzacyjnym, tekstylnym i dóbr konsumpcyjnych trwałego użytku. Sektory te odpowiadają za około 90% globalnego wolumenu tworzyw sztucznych.  Wyniki badań pokazują, że w 15 z 16 zastosowań produkty z tworzyw sztucznych generują mniej emisji gazów cieplarnianych niż ich alternatywy. W tych zastosowaniach produkty z tworzyw sztucznych uwalniają od 10% do 90% mniej emisji w całym cyklu życia produktu. Co więcej, w niektórych zastosowaniach, takich jak pakowanie żywności, nie istnieją odpowiednie alternatywy dla tworzyw sztucznych. Wyniki te pokazują, że należy zachować ostrożność podczas formułowania polityk lub interwencji mających na celu zmniejszenie zużycia tworzyw sztucznych, aby nieumyślnie nie doprowadzić do przejścia na alternatywy inne niż tworzywa sztuczne o wyższej emisji gazów cieplarnianych. W przypadku większości produktów z tworzyw sztucznych, zwiększenie efektywności ich wykorzystania, wydłużenie okresu użytkowania, zwiększenie wskaźników recyklingu i poprawa zbiórki odpadów byłyby bardziej skuteczne w ograniczaniu emisji.

Produkcja, użytkowanie i utylizacja tworzyw sztucznych emitują znaczne ilości gazów cieplarnianych. Apele o zmniejszenie zużycia tworzyw sztucznych zyskały popularność w odpowiedzi na obawy dotyczące zanieczyszczenia plastikiem i zmian klimatycznych. Jednakże, jeśli zmniejszenie zużycia tworzyw sztucznych wymaga przejścia na alternatywne materiały lub produkty, to bardzo ważne jest, aby te alternatywy skutkowały niższymi emisjami. Na przykład, co da odejście od plastikowych toreb, jeśli papierowa alternatywa emituje więcej gazów cieplarnianych (GHG) w całym cyklu życia produktu? Obrazy plastikowych toreb zatykających rzeki i żółwi uwięzionych przez sześciopaki stały się dobrze znane. Pomimo wielu zastosowań, tworzywa sztuczne przyciągają coraz większą krytykę za ich rolę w zanieczyszczaniu mórz i zaśmiecaniu poboczy dróg. (1-5) Kolejne kontrowersje wzbudza fakt, że tworzywa sztuczne są pozyskiwane z paliw kopalnych. Są to uzasadnione obawy. W latach 1950-2015 roczna produkcja tworzyw sztucznych wzrosła z 2 do 380 Mt, przy łącznej produkcji 8500 Mt w tym okresie. (6) Geyer i in. oszacowali, że 6300 Mt z tej produkcji tworzyw sztucznych zostało wyrzuconych jako odpady, ale tylko 600 Mt zostało poddanych recyklingowi. Pozostałe odpady z tworzyw sztucznych zostały spalone (∼800 Mt) lub zdeponowane na składowiskach odpadów lub w środowisku naturalnym (∼4900 Mt). (6) Lepsza utylizacja tworzyw sztucznych jest pilnym wyzwaniem dla przemysłu tworzyw sztucznych i rządów, biorąc pod uwagę zagrożenia dla różnorodności biologicznej i zdrowia ekosystemów na całym świecie. (1,7)
Wkład tworzyw sztucznych w efekt cieplarniany jest rzadziej podkreślanym, ale wciąż palącym problemem. Tworzywa sztuczne odpowiadają za około 4,5% globalnej emisji gazów cieplarnianych. (8) Międzynarodowe zobowiązania do utrzymania globalnego ocieplenia na poziomie nieprzekraczającym 1,5 °C powyżej poziomu sprzed epoki przemysłowej wymagają zatem podjęcia pilnych działań w celu ograniczenia wpływu tworzyw sztucznych na klimat. (9) Niektóre takie działania są już podejmowane. W styczniu 2023 r. rząd Wielkiej Brytanii ogłosił zakaz stosowania tworzyw sztucznych jednorazowego użytku, a kilka innych krajów zakazało używania plastikowych toreb i słomek. (10)
Niewiele uwagi poświęcono jednak szerszym konsekwencjom środowiskowym odejścia od tworzyw sztucznych i zastąpienia ich materiałami alternatywnymi, takimi jak papier, szkło lub metal. Aby zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych, przy jednoczesnym dążeniu do innych celów, takich jak minimalizacja wycieków odpadów (11) i promowanie systemów o obiegu zamkniętym, wymagana będzie zrównoważona, oparta na nauce perspektywa. (12) Alternatywy z tworzyw sztucznych są zazwyczaj cięższe, a zatem powodują więcej emisji podczas produkcji i użytkowania, podczas gdy alternatywy biodegradowalne mogą uwalniać więcej emisji podczas przetwarzania po zakończeniu eksploatacji. Nadal brakuje badań akademickich, które porównywałyby pełny wpływ produktów z tworzyw sztucznych na cykl życia z ich alternatywami w pełnym zakresie stosowanych produktów.
W tym kontekście ocena cyklu życia (LCA) jest użyteczną metodą oceny wpływu na środowisko porównywalnych produktów, a metodologię tę można łatwo zastosować do produktów i systemów z tworzyw sztucznych. (13) W niniejszym dokumencie przyjęto podejście LCA do oceny emisji gazów cieplarnianych produktów z tworzyw sztucznych w porównaniu z produktami alternatywnymi w tych samych zastosowaniach rynkowych. Celem jest ocena wpływu tworzyw sztucznych na zmiany klimatyczne w szerokim zakresie zastosowań z wystarczającą dokładnością, aby była reprezentatywna, kompleksowa i znacząca. W ten sposób praca ta zapewnia dodatkową perspektywę dla dialogu na temat zrównoważonego rozwoju tworzyw sztucznych przez pryzmat emisji gazów cieplarnianych w całym cyklu życia, zapewniając kontekst dla dostępnych alternatyw i oferując argumenty oparte na nauce, które mogą kierować przyszłymi dyskusjami. Wykazujemy znaczną złożoność w każdym sektorze wykorzystania tworzyw sztucznych i niepewność związaną z kluczowymi parametrami, w tym poziomami emisji i opcjami przetwarzania na końcu cyklu życia (EoL).

Całość wyników badań, wykresy, dowody można przeczyć w oryginalnym artykule pod adresem : https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c05191#