綠色產品及綠色設計概念

1959年瑞典的工程師Sten Gustaf Thulin發明了膠製袋產品,其實是為了解決當時森林過度砍伐,而且紙材質包裝無法防水的問題,由於塑膠材質的輕便性以及耐水耐油等優勢,很快地被民眾及通路商所接受,各式的塑膠製品便利了我們的生活。但俗話說有得必有失,使用塑膠製品的好處是在犧牲環境永續的代價上建立起來的。

我們來試想一下整個塑膠製品的生命週期,從石油探勘開採開始對環境就造成不小的負擔,尤其是若不小心發生天災、人禍,導致原油大規模的洩漏,對事故地點附近數公里的生態破壞,都要花上好幾年才能逐漸恢復;接著到石油裂解階段。這個階段一開始就需要大量的能源來進行原油精煉製程,得到不同的烯、烃、苯等類的石化原料,接著還要再消耗能源加熱到不同溫度進行化學聚合反應,得到所謂的高分子材料,也就是我們俗稱的塑膠顆粒,在這個過程中,對環境最大的負擔是大量的二氧化碳排放以及廢水處理的成本,當然也會伴隨著產生部分的製程固體廢棄物。

談完了原材料,接著來到塑膠製品成型製作階段,常見的加工方法包括射出成型、抽板成型、吹膜成型、拉絲成型、吹瓶成型,也有比較複雜的複合材料改質以及加工。以上的塑膠製品成型加工會產生一些所謂的製程邊料或下腳料,若是原料為單一材質,基本上是可以回收再利用,但若是複合兩種以上的材料基本上就不易回收再利用。

最後是塑膠製品使用丟棄階段,如果沒有妥善處理就會衍生出各式各樣的環境汙染,尤其是丟棄到海洋或河川中,最終形成一個受汙染的食物鏈,生物及人類都難逃其害。

因此,過去幾年在人類永續發展的意識抬頭下,消費者逐漸願意多付出一些價格來購買友善地球的產品。四個方向的環保議題也因應而生:

  1. Reduce:主要概念就是減少使用,例如自帶隨身餐具或購物袋、盡量少購買瓶裝飲料等,透過習慣的改變來降低原物料的使用,若是必要使用的塑膠產,可以透過原料改善和產品設計做到減少使用的目的,例如在塑膠中添加天然礦物碳酸鈣,做成的塑膠袋中含塑膠的成分就會降低;透過結構設計減少不必要的零配件使用;透過材料的增強改質,減少產品的壁厚進而減少材料的使用等。減少使用原料或是零件的概念,是從根本上解決使用塑膠衍生問題的好方法,但推展的速度會比較緩慢。
  2. Reuse:也就是沒有經過任何材料狀態上的改變之下重複使用,例如花博時將回收寶特瓶堆疊成一面牆、將回收保麗龍作為在家種菜的容器、塑膠袋重複使用、廢棄輪胎當成防撞設施等,過程不會再產生能源的損耗及其他廢棄物,是一個很環保的作法,但缺點是能去化廢棄物的數量有限。
  3. Recycle:可分為物理回收(升高溫度超過材質熔點後再製成其他形狀)、化學回收(化學逆反應成原料)、能源回收(製成燃料棒或熱裂解成鍋爐用油)等方法。物理回收法一般是經過回收塑膠粉碎、髒污清洗以及成品熔融再製等過程。雖然過程中會產生廢水需要處理以及高溫加熱需要的能源,但因為增加的處理成本最低,因此是目前大量處理塑膠回收再利用的主要方法。例如將保特瓶回收再變成各種紡織品;瓶蓋回收再射出成塑膠棧板;PP、PE塑膠瓶回收再製成塑膠木頭或是辦公室文具等。
  4. Renewable:可再生原料的使用,主要發展的重點是以植物原料為主,透過光合作用可生生不息得到農作物,減少石油開採所造成的環境破壞和汙染。從早期的甘蔗、玉米、樹薯等食用農作物,接著發展到稻殼、玉米稈、小麥稈等農業廢棄物再利用,以及將海洋當作耕地,種植特殊藻類進而萃取、發酵出所需的原料等方向,目前最成熟的產品就是聚乳酸(PLA)以及生質PE和生質PET塑膠材料,前者是從玉米和樹薯澱粉中得到乳酸,後者是從甘蔗中得到酒精,再經過化學製程轉化成乙烯和乙二醇等原料。

以上四種不同方向的綠色議題,並沒有所謂誰優誰劣的問題?這些技術上的發展其實是互補的概念,地球永續發展的議題需要從各個面向著手,才能發揮一加一大於二的綜效。

 

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