聚乳酸對環境的貢獻
【摘錄自偉盟工業 - http://www.weimon.com.tw/】
塑膠聚合物是現代生活的必備品也是世界向永續性發展一個很重要的角色。預估現今已有15億噸的聚合物經由石油能源而來,且生產產能每年以四至五個百分比持續增加,這個成長是因塑膠的許多優勢而被增強,包括重量輕、運用廣、且加工技術成熟。但因塑膠及其運用上的優勢也引起許多人開始對石化來源物質的關心,特別是近來因石油的資源有限使得探勘及生產費用升高,另許多塑膠的耐久性也造成廢棄處理上很大的問題;即使改善塑膠回收速率仍無法趕得上消耗的速度,在某先狀況下回收時污染集中也產生新的回收問題。生物可分解材料聚乳酸(PLA)的誕生及發展替社會提供一個有好處的塑膠,同時減低對環境的衝擊並支持了社會的永續性發展。
聚乳酸PLA是一由再生資源玉米所轉化製成且可經由堆肥系統而達完全分解之聚合物。全球最大PLA製造廠NatureWorks公司將PLA產品的意義建立在於三條底線上:經濟永續性、環境永續性、及社會永續性;經濟永續性是建立研究者及員工新的事業機會以及提供給其他投資者及社會新的經濟利益。社會永續性意味者事業成功絕不傷害他人,更廣義地,PLA產品對環境友好的生產過程及可堆肥及可回收循環性,有利於確保產品的使用至最終的廢棄不會對社會上任何一個環節產生負擔。環境永續性是生產比現有選擇產品對環境衝擊小卻能造福最多人的產品。本文將提供PLA主要的生命週期評估作說明以展現出PLA因對環境的貢獻而反映出其永續性之精神。
LCA是一種環境永續性和確定改善環境功能目標的測量工具。透過LCA的評估可說明PLA與傳統塑膠上對石化能源耗用差異、全球暖化及水量使用的差異。LCA評估的內容必需包括所有的資源投入及產出;即包含了玉米生長、運送玉米至玉米廠、處理玉米成葡萄糖、轉換葡萄糖成乳酸、轉換乳酸成減水乳酸、減水乳酸聚合成PLA等生產歷程,再匯聚成一系列衝擊項目評估及比較。
石化能源的耗用在LCA的評估是一項重要項目;因石油資源是有限的,許多專家認為在未來數十年將會面臨短缺及限用,更重要的問題是使用石油導致大量的地球上的碳伴隨著硫及氮化物各種碳氫化合物及重金屬發散到大氣中。石化燃料的使用也是全球溫室氣體的源頭,被廣泛認為是引全球暖化及導致全球氣候不穩定的因素。全球暖化導致經常性及極端的氣候如,洪水、乾旱、熱浪、暴風、冰風暴、龍捲風及氣旋,其他負面的影響還有增加空氣污染;水及食物引起的疾病,疾病如瘧疾、登革熱、及黃熱病;增加野火的次數;海平面上升導致土地減少,致使人類植物及動物的強制性遷移也導致物種的消失,財產的損失甚至飢荒致死。如同經濟發展組織(OECD)在他們的報告中說明氣候改變對全球來說是一個很重要的挑戰。
歐洲塑膠製造協會APME在過去十年已公佈一系列由傳統石化製成聚合物的生產歷程檔案,而為了作最有效的比較,PLA使用與歐洲APME相同的方式軟體及主要資料庫來進行,經此分析發現第一代的聚乳酸(PLA)生產系統比石化塑膠少了25–55%的石化資源用量;如製作1KG的PS需耗用約 85MJ的能源,PET、PP、PE需 80MJ的能源,而PLA只需58MJ,PLA透過原料及製程的改變甚至可降至10 MJ,換言之,當大家在使用各種傳統塑膠時無形中石油資源的有效利用已被降低。
全球氣候改變已被認定也許是本世紀最重要的環境議題,其中溫室效應是最值得去重視的,而引起溫室效應的氣體排放主要來源於石化燃料的氣體排放,根據世界氣候組織IPCC表示;溫室氣體引起潛在全球暖化最多的前三名是:二氧化碳,甲烷,二氧化硫。LCA的評估將PLA與傳統石化塑膠的比較是將所有排放的物質都轉化成二氧化碳,評估結果揭露出沒有任何以石化生成的聚合物在降低溫室氣體排放上是可和PLA抗衡;因PLA產品的廢棄處置-不論是燃燒、堆肥或是其他傳統方式,結果都是將碳水化合物排放至大氣中,這就是此產品生存的優勢。結果顯示使用1公斤PS或PET約產生3公斤的二氧化碳,而PLA只產生約1.8公斤,對於新一代製程的PLA更可能將二氧化碳排放量降至零以下,主要是大量栽種的農作物會吸收掉更多的二氧化碳。PLA其綠色循環的特性,可將二氧化碳永遠藏在產品中。第三個評估項目為使用水量。其總水量需求與傳統石化聚合物比起來亦有競爭力,如1公斤PS需用水量約150公斤的水,而PLA與PET則約在50公斤。約只有PS的1/3。
石化聚合物相較於PLA都需要相當高的能源使用,而較高的能源使用將造成更多的環境影響,這是一個很明顯的結果。PLA在上述的評估項目上大都是優於傳統石化生產的聚合物,特別是在能源使用上,基於LCA的評估運用及結果,持續改善製程的能源利用及降低生產成本是現PLA業者正進行及不變的工作及策略。此外,由於PLA對能源使用及相關溫室氣體排放的廣大貢獻更證實此材料對環境永續性、經濟永續性、社會永續性的努力作了最佳的的證明。
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