塑料的碳足迹不断增加

塑料有用、便宜且非常受欢迎。在过去的四十年里，全球需求翻了两番，并且预计将继续上升，从而对环境和人类健康产生相应的负面影响。公众普遍意识到塑料在其生命周期结束时对环境造成的危害，例如在燃烧时释放温室气体和空气污染物，或以微塑料的形式污染水和土壤。

对塑料对全球环境影响的研究也主要集中在处置阶段。很少有关于塑料生产的研究，这也会影响气候和空气质量。然而，深入分析需要有关供应链和流程的详细信息，以便追踪相关的材料和能量流。

评估塑料的全球足迹

“到目前为止，一个简单的假设是，塑料的生产需要的化石燃料与塑料原材料中所含的化石燃料量大致相同——尤其是石油，”科学研究所的博士生 Livia Cabernard 说, 苏黎世联邦理工学院的技术与政策 (ISTP)。然而，这里的问题是生产与处置的相对重要性被大大低估了。

Cabernard 是由 ISTP 高级科学家 Stephan Pfister 和 ETH 环境工程研究所生态系统设计教授 Stefanie Hellweg 领导的研究团队的一员。通过艰苦的侦查工作，该团队分析了 20 年来全球塑料供应链对气候和健康的影响。

在最近发表在Nature Sustainability上的一项研究中，研究人员表明，塑料的全球碳足迹自 1995 年以来翻了一番，到 2015 年达到 20 亿吨 CO2当量 (CO2e)。这占全球温室气体排放量的 4.5%，并且比以前想象的要多。同一时期，细颗粒空气污染造成的塑料对全球健康足迹增加了 70%，在 2015 年造成了大约 220 万残疾调整生命年 (DALY)。

用于工艺热能、电力和作为原材料的煤炭

在他们的研究中，该团队确定了塑料在整个生命周期中产生的温室气体排放——从化石资源提取到加工成产品类别和使用，再到生命周期结束，包括回收、焚烧和填埋。

研究人员认为，中国、印度、印度尼西亚和南非等以煤炭为基础的新兴工业化国家蓬勃发展的塑料生产是塑料温室气体足迹不断增加的主要原因。这些国家生产塑料的能源和工艺热主要来自煤炭的燃烧。少量的煤也用作塑料的原料。

“自 1995 年以来，中国交通运输业、印度尼西亚电子工业和印度建筑业的塑料相关碳足迹增加了 50 多倍，”Cabernar 解释道。在全球范围内，塑料生产中的碳排放量自 1995 年以来翻了两番，现在占全球塑料碳足迹的近一半。

煤燃烧时会产生极细的颗粒，并在空气中积聚。这种颗粒物对健康非常有害，可引起哮喘、支气管炎和心血管疾病。随着越来越多的煤炭被用于工艺热能、电力和作为塑料生产的原材料，对健康的负面影响也在增加。

低估塑料产量

与之前假设塑料生产所用的燃料和原材料数量相等的估计相比，ETH 研究人员现在已经证明，塑料生产所燃烧的化石能源是塑料中作为原材料所含化石能源的两倍。

这会影响对环境后果的评估。“即使在所有塑料都被焚烧的最坏情况下，它们的生产仍占温室气体和颗粒物排放总量的大部分，”卡伯纳德说。塑料的整体生产阶段占绝大多数(96% ) 塑料的碳足迹。

新方法带来的洞察力

以前只有一份出版物检查了塑料生产的全球碳足迹。“然而，这低估了温室气体排放量，因为它没有考虑到由于生产过程外包给以煤炭为基础的国家而对煤炭的日益依赖，”卡伯纳德解释说。

研究人员在 Pfister 和 Hellweg 的监督下，使用了 Cabernard 之前在她的博士论文中开发的一种新方法进行研究。这种方法涉及多区域投入产出分析，可以准确映射从生产到消费的跨行业、国家和地区的全球供应链。