〈時評〉循環經濟-小循環vs.大循環以解決海洋塑膠汙染問題

塑膠汙染海洋問題需要改變策略,跳脫廢物再生之[小循環經濟]思惟,依循大自然存在化學轉換法之[大循環],才能根本解決。

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圖為綠色和平組織在菲律賓一海灘上放置的巨型裝置藝術,藉此提醒世人塑膠垃圾正不斷在吞噬海洋生命。

(圖片來源:discoverocean)

圖為綠色和平組織在菲律賓一海灘上放置的巨型裝置藝術,藉此提醒世人塑膠垃圾正不斷在吞噬海洋生命。

塑膠垃圾汙染海洋、及可能破壞生物鏈之嚴重性,將是人類在享受了塑膠材料便利之後,進入21世紀所必需面對的難題之一。因為大自然存在之微生物並不熟習人造塑膠,此類垃圾於海洋環境中分解速度極其緩慢,而最終成為碎片,乃至微米級顆粒的過程,重量不變,微粒顆數單位量及面積卻幾何性的增加。其將影響海洋生物鏈及其他難以預測之危害,十年百年的累積可能形成類似「死海」 之「塑膠死洋」,造成生態失衡的人類浩劫。

目前政府推動5+2產業創新,其中石化高值化及循環經濟,加速産業轉型,脫離台灣數十年來廉價競爭之思惟,重視廢棄物之循環再利用等努力,可以緩和塑膠之濫用,雖然善盡世界公民的責任,但仍不能根本解決塑膠垃圾汙染問題。只是治標而已。

小循環

政府所推動之材料循環方法,學自歐洲國家,只能稱為[小循環]。此「circular economy」 之概念,只重視所謂廢棄物「重覆使用」等3R或10R之規範 (即綠色化學),表面上符合碳循環或者「綠色標章」原則,減少了掩埋或焚化的負擔;例如廢棄物之回收再利用、或煉成油以發電、或提煉出貴重金屬之「城市礦產」概念、或寶特瓶的回收再製造成瓶或衣物等。但是其回收成本或製程,無可避免地均需要投入更多的能源,或造成二次汙染等衍生議題。故,經濟效益評估及整體原料之互補性考量,才是[小循環]成功之關鍵及執行的重要指標規範。

大循環

什麽是[大循環]? 首先要瞭解,最大的材料循環乃是天然界以太陽能行使光合作用,轉化CO2變成碳水化合物,再經由植物延展至生物糸統之碳循環。幸運地或者是不幸地,人類科技的發達而大量使用石化燃料(fossil fuel)以製造材料,雖然滿足了70年來衣、住、行之需求。科技發展過程卻未能兼顧大自然的友善真涵,因此創造了「不可逆」的汚染材料。

而所謂「不可逆」的定義必需由材料分類說起,大宗生產的以「碳」為主元素高分子材料,方便地分成AB兩大類:永遠不水解的碳/碳A類 (例如聚乙烯),以及可水解的碳/水B類 (例如聚酯包装膜、寶特瓶)。相對而言,大自然海洋不「習慣」於A類材料,汚染後為不可逆。而B類材料,科學家仍有「化學轉換法」可以處理轉變之,B類材料可以回收再製也可以相互轉變,換言之,B類廢棄物就是「原料」,可以化學轉換成更高值化産物,是為可逆,符合自然界循環法則的材料。

更進一步,可逆之B類可以取代部份A類產品,逐漸也減少A的製造來源。B之回收再相互轉化及取代A,為[大循環] 。大循環的執行兼顧了上游原料及下游產業之互通性及共同性,經濟效益為主要動力,最終走上「技術取代技術」、「產品取代產品」符合大自然演化永續原則。

[大循環]適合臺灣產業特性

若小循環是「點」的循環,大循環則為「線」的循環。大循環不只是牽涉到上游石化原料分配,更有利於下游材料製造業間之整合、技術與國際競爭力之昇級。但大循環概念在歐美產業界中較難執行,原因是客觀性的:先進國家之產業發展模式乃是從無至有的歷史過程,依循「研究R►開發D►生産P►市場M」四階段過程。過去因此創立了大化學公司,例如BASF、DuPont、Monsanto、Dow、 Exxon、Shell…,而臺灣模式則是依相反次序建立:M►P►D►R。

化工產業之建立源自技術引進,及更有效率之製造生産,多年來上中下游,自煉油石化、民生化工製造、乃至光電材料佈局完整自成體系,成為中小型公司多元化之獨特架構,其靈活性則非歐美大公司所能及,較可以接受舊技術之模仿及整合而成之創新。而且,歐美日企業習慣於大公司定點式之持續運作創新,甚少國家型主導式的産業創新。而所提之[大循環]之技術面,乃是舊技術之整合創新。此「化學轉換技術」應用之可行性,其實已在1980代美國某公司專利內容揭露,近五年來由經濟部主導之學界科技專案再加上工研院合作下而建立及驗証。未來之落實,應做系统性整合下游多元材料產業使之高值化,創立一進步的循環經濟體系。

總之,材料循環系統建立應有「經濟效益」評估為主導原則,若只為循環而循環之表面研發,將又落入另一學術象牙塔式的創新。減廢及再生之「點」式的小循環思唯,則需注入新方法/新概念之[大循環],才能真正協助臺灣產業永續,進而影響國際碳材循環思惟的改進,而海洋塑膠垃圾問題將可因之迎刃而解。

作者林江珍,國立臺灣大學高分子研究所教授

作者謝國煌,國立臺灣大學化學工程學系教授