财新传媒
位置:博客 > 知识分子 > 玻璃瓶真的环保吗?那要看你喝完快乐水后瓶子去哪儿

玻璃瓶真的环保吗?那要看你喝完快乐水后瓶子去哪儿

在生产环节碳排放相当高的玻璃,必须在回收和处理环节加大力度 | 图源:pixabay.com

 

导  读

玻璃瓶让回收行业又爱又痛,虽然打着“无限循环”的标签,但在强调低碳循环、绿色发展的今天,其回收率却不升反降。要实现碳中和,在生产环节碳排放相当高的玻璃,必须更重视有效收集和重复使用。

 

撰文 | 贾柊楠

责编 | 冯灏

 

玻璃行业常称自己可以 “百分之百、无限循环而不损及质量或纯度” [1],《自然》一篇评论称其为 “实现碳中和的宝藏材料” [2]。然而,在全球大多数国家,玻璃的回收率都并不高。
中国是玻璃生产大国,出口了全球25%的玻璃和玻璃制品 [3],废玻璃是中国再生资源的十大品种之一 [4]。然而,在其他再生资源回收利用大幅提升的今天,废玻璃的回收率不升反降。根据商务部再生资源统计数据,2019年废玻璃产生量约2123万吨,同比增长10.9%,废玻璃回收却量却下降了5.4%(约984万吨)[5]。
人们的现实经验也可以呼应上述数据。你有没有过这样的经历?小心积累着各种玻璃瓶罐,以为玻璃可以得到高值回收,但问到收废品工作人员时,得到的回答是“不收”。事实上,在我们身边相当一部分瓶瓶罐罐(生活源废玻璃)都无人回收,有一部分还需要混杂在建筑垃圾中才会被收运,最终的命运也往往是被填埋在地下 [6]。

 

1、玻璃瓶装快乐水,真的比塑料瓶更好喝吗?

夏日炎炎,来上一瓶充满气泡的冰爽快乐水是我接收太阳辐射之后最大的慰藉。虽然快乐气泡水的包装五花八门,从塑料瓶装、铝罐装到玻璃瓶,但多少人和我一样,觉得同样品牌的气泡水,玻璃瓶装的就是最好喝。
虽然某品牌公司明确表示过 “无论哪一种包装,饮料配方都是完全一样的”,但包装会在货架上静静地改变气泡水却是真的 [7]。
其一,气泡水的灵魂不仅仅在于糖和味道的配比,还有很重要的气泡(二氧化碳),气泡在进入口腔的时候成为弱酸,刺激神经元,为我们带来愉悦的感觉,气泡的存在也会让我们觉得喝到的快乐水更冰爽,还会增加糖分带来的快乐感 [8]。
而气泡是会受到包装影响的。塑料饮料瓶主要用的是PET塑料(聚对苯二甲酸乙二醇酯),是一种高分子聚合物,在聚合过程中高分子链会随意地像面条一样缠绕在一起,像这样:
图1 塑料瓶的高分子结构示意图 | 图源[9]

 

这样的面条折叠结构比玻璃和铝都更容易让气体透过去,所以,时间久了,塑料瓶装的快乐水气泡含量会比玻璃瓶和易拉罐少一点点。
其二,不仅塑料瓶用的是塑料,易拉罐里面也会有一层薄薄的塑料涂层,涂层是为了防止二氧化碳和金属进行反应。放心,他们都很安全,但是塑料的存在会慢慢吸收快乐水的味道。相比之下,玻璃可以说几乎完全不影响承装的饮料,所以,玻璃瓶里喝到的快乐水是最接近出厂的初始设置的味道。

 

2、用玻璃当包装,究竟环保吗?

由于透明度高、化学性质稳定、耐腐(酸)蚀能力强等等优点,玻璃被广泛用于食品饮料和化妆品包装中;也由于其易清洗、够稳定,全球很多国家都有重复使用玻璃瓶售卖饮品的摊点。当下的减塑浪潮中 [10],玻璃瓶也往往以环保替代材料的面貌出现。但现实中的玻璃瓶无论重复使用率还是回收率,都远远低于曾经。
如果玻璃瓶的循环利用率太低,玻璃还是环保的吗?
这个问题,衡量标准不同结论也不是唯一的。我们从全球暖化趋势(可以简单理解成碳排放)、资源消耗、环境影响(生态毒性、人体健康)等几个维度来谈。

从全球暖化趋势的角度来看:

玻璃制造在全球都属于高能耗、高排放的行业,全球玻璃制造每年产生8600万吨的温室气体 [11]。中国玻璃行业的碳排放数据仍然缺乏统一的计量标准,但有行业估算显示,每吨日用玻璃制品的制造会带来0.802~0.975吨二氧化碳排放 [12],这意味着,在中国仅日用玻璃制造每年会产生超过2000万吨二氧化碳。
即便如此,玻璃仍然被称为 “实现碳中和的宝藏材料”,是因为这样的高碳排是有解的。
玻璃制品的制造过程包含以下几个环节:原材料(沙子、纯碱、石灰石等)在1400-1600度高温熔化形成液态玻璃 – 进入模具成型 – 降温冷却 – 运输使用。
图2 玻璃制品的制造过程 | 图源[13]
 

由于玻璃制造需要高温环境,目前多以煤和天然气等为加热原料,此外,玻璃制造的原材料富含碳基(碳酸钠、碳酸钙),这些原料变成液态玻璃的过程也会释放大量二氧化碳 [14]。因此,玻璃的烧制是耗能和碳排放最多的一个环节,其中能耗可以占制造全过程的70%以上,而玻璃烧制过程中,近一半碳排放来自于能源的燃烧,还有36%来自原材料加热释放的二氧化碳 [15]。
但在玻璃烧制的过程中使用再生玻璃,可以有效缓解上述高能耗、高排放的问题。根据欧洲玻璃容器协会的估算,每加入10%的回收再生玻璃,玻璃制造过程可以减排5% [16]。目前,欧洲的玻璃容器制造平均已经加入了52%的回收含量 [17],只要废玻璃的品控够好,这个比例仍可以继续提升。若再配合可再生能源的使用,玻璃制造将有望短期内达到碳中和 [18]。
若测算包括原材料生产-包装生产-产品生产-打包-运输-废弃的所有环节,从全生命周期来比较不同包装材质的环境影响,玻璃、塑料、易拉罐、纸基覆膜(利乐包)等都作为一次性使用,玻璃瓶的碳排放会远高于其他材料 [19]。
因此,如果回收率低,玻璃瓶作为一次性的包装,在碳排放的角度并没有优势,也就是说不是环保的材料。

从环境影响的角度来看:

玻璃是不可降解的材料,在环境中自然降解所需时间比塑料还长,但玻璃在环境中不会造成土壤或空气污染。“比较之下,如果塑料包装进入环境会影响土壤健康状况、造成海洋污染、其中包含的化学品也可能影响动植物和人体的健康”,同济大学循环经济研究所所长杜欢政告诉《知识分子》,“当然,替代材料还有其他一些,比如纸和木头等材料在降解性上较好,如果不包含有毒有害化学品,进入环境的危害较小”。

从资源节约的角度来看:

玻璃行业常说 “玻璃是可以无限循环的材质” [20],回收损失低,质量有保证,且再利用效率颇高。美国玻璃协会称,玻璃从回收箱到再次成为崭新包装,仅需不到一个月的时间 [21]。
按一吨计算,回收一吨废玻璃可以节约石英砂720公斤、纯碱250公斤、长石粉60公斤,少用10吨煤炭,节约400度电。一吨废玻璃回炉后可再生2万个500克装的酒瓶,比利用新原料的生产节约成本20% [22]。因此,玻璃只作为一次性使用而不加以回收,从资源角度是不合理的。
图3 不同材质的果汁包装全生命周期参数比较,一次性使用的玻璃(斜杠的柱)在大部分参数上都要比其他材料环境影响更大 | 图源[23]
 

3、如果包装不是一次性使用呢?

虽然重新灌装的瓶装饮料市场占有率已大不如前,但这样的模式在国内外仍不少见。尤其随着近年循环经济解决方案的扩大,越来越多地区和品牌开始重新探索重复使用模式以减少包装废弃物的产生 [24],随之而来也出现了更多相关的全生命周期研究。
这些研究基本都采用 “从摇篮到坟墓” 的方法,测算包括原材料生产-包装生产-产品生产-打包-运输-废弃的所有环节。比较的环境影响指数也涵盖了全球暖化趋势、资源消耗、生态系统影响(臭氧层消耗、酸化、生态毒性等)、人类健康(人体毒性)等几个层面。
这些研究针对某一种特定产品,比如巴西的软饮、意大利的啤酒、法国的葡萄酒、英国的牛奶等等,分为几个方向:
●从不同维度比较使用玻璃、塑料、易拉罐、纸基覆膜(利乐包)等包装材料的环境影响,评估重复使用、一次性使用、使用回收再生料等不同灌装模式的全生命周期影响。

●比较重复使用包装和一次性包装的比例增减,找出平衡环境效益和经济效益的最佳比例。

●评估包装的重复使用率需要达到多少次,环境效益最佳。


由于每个地区每种产品情况不同,因此全生命周期的研究比较结论也不是唯一的,影响最终结果的几个关键因素可以总结为:包装的重复使用率,包装的自重以及包装废弃后的回收利用率。综合来看,大多数研究结论都认为,重复使用包装会比一次性包装环境效益更好 [25]。

以巴西的软饮为例,研究表明,玻璃瓶重复使用率达到40次比其他包装环境效益更好 [26],而意大利有关红酒包装的研究则提出,玻璃瓶重复使用达到15次,就可以有最佳的环境表现 [27]。
总结来说,如果玻璃瓶仅作为一次性使用,由于重量和生产过程的高耗能,无法和其他材料在环境影响指数上媲美,是环境影响很大的包装材料。但作为重复使用,可以是很好的选择。
以牛奶包装的研究结果为例 [28],如果牛奶玻璃瓶重复使用,并以省水模式进行清洗,对比一次性塑料瓶在多个环境指标上都表现更好:
图4 全生命周期比较:牛奶一次性塑料包装vs重复使用玻璃包装的省水模式、普通模式、不省水模式
 

此前,英国一项针对碳酸饮料包装的研究显示,如果重复使用玻璃瓶一次,减排效益就能达到40%;重复使用8次以上,减排贡献达65% [29]。葡萄牙一项啤酒包装的全生命周期研究则显示,包装的重复使用占比也不一定是越大越好,如果啤酒在该地区售卖的玻璃包装20-50%是重复使用的(剩下的仍采用一次性包装),啤酒玻璃瓶只要重复使用一次,就比一次性包装的环境影响有所减少;如果重复使用包装比例增加到60%,重复使用需要达到3-4次才可以看到更好的环境效益;而当重复使用包装比例增加到85%,重复使用其实会比一次性包装带来更大的环境影响 [30]。 4好处多多,现在情况如何?目前,欧盟的玻璃容器平均收集率为78% [31],欧盟玻璃行业协会提出的目标是到2030年,消费后的玻璃容器收集率达到90% [32]。欧盟的一些国家在玻璃容器的重复使用和反复灌装上的数字也很漂亮,以德国为例,发展了成熟的押金返还制度有效收集玻璃瓶,玻璃瓶反复灌装现在可以达到50次 [33]。
押金返还制度就是大家熟悉的 “汽水儿瓶拿走5块,在这儿喝4块” 的饮料瓶交押金的做法,买饮料的时候为包装支付一定的押金,在还了瓶子之后得到返还的金额。在欧洲一些国家,押金返还制度发展得更为成熟,品牌商与大型超商等合作,扩大了瓶子返还的范围。 图5 欧洲的玻璃容器回收情况 | 图源[34] 
 

押金返还制度是在欧美都行之有效的回收政策。据美国玻璃容器协会统计,美国的玻璃瓶平均回收率在31%左右(回收310万吨)[35]。在有押金返还制度的州,玻璃容器的回收率可以达到63%;在没有押金返还制的州,平均回收率只有24% [36]。
在中国,日用玻璃的回收率约为30%,回收量近年来逐年下降,且废玻璃市场价格偏低。
成都奥北环保科技有限公司长期关注回收领域,其创始人汪剑超告诉《知识分子》,“废玻璃每吨的回收价在200-500元,比起每吨1500以上的纸板、1800-2500元的塑料瓶,玻璃回收价低,又比较重,每吨收益少,有时候甚至会亏本,算是 ‘吃力不讨好’ 的回收物。”
玻璃在市政垃圾分类中定义为可回收物,但由于做玻璃回收几乎没有利润,传统回收渠道不愿意收,即使回收了的废玻璃也有一大部分无法回到玻璃瓶制造业,而是大多数留向了建筑行业,成为铺路和造楼的建材。在国内建造整体不景气的大背景下,也有再生行业从业者将废玻璃卖到非洲等地 [37]。
目前,做玻璃回收的主力军更多是像奥北环保这样,定位在建设垃圾资源化渠道的企业。但做垃圾分类回收的资源综合利用企业数量有限,废旧玻璃容器在城市中又很分散,也意味着大量废弃玻璃没有渠道被收回来,没有稳定的废玻璃供应,也加大了再生利用企业的成本和难度。
究其根本,玻璃的低回收率是因为用户分散、回收渠道少、成本高收益少,产生的废玻璃收不回来;回收后的废玻璃颜色混杂,再利用需要经过分拣、清洗、粉碎等工艺,成本高;后端市场需求不足,从事玻璃加工的厂家减少,回收价格偏低。
“十几年前,一个啤酒瓶回收价能有3毛钱,因为回收后会有人清洗、再利用。但现在,早就不按个数要按重量称了,因为很多企业不再做重新灌装,包装多样化也增加了再利用的难度,再加上玻璃瓶再造工艺要求高提升了玻璃再生的成本、再生料比原生料贵,就直接导致玻璃瓶回收没有市场了”,汪剑超说。
玻璃容器在其他国家也有类似的回收难问题,例如在马来西亚,由于回收再生玻璃的需求过低,没有回收利润,也缺少处理厂商进行废弃物的回收再利用,一些回收中心宣布停止接收废玻璃 [38]。
杜欢政建议,要提升玻璃的回收率需要提升废玻璃的收集-处理-再利用体系。以上海市为例,上海每年产生的废玻璃80-100万吨,其中约60%来自居民生活垃圾,建筑垃圾约25%,加工厂废料约15% [39]。根据废玻璃不同来源,采用不同回收方式,典型企业比如燕龙基,建立了废玻璃三级收购网络,区域大、中型废玻璃回收企业加盟,区政府环卫和供销联社对接,以及玻璃加工厂定点回收。
此外,废玻璃的回收成本不低,行业的规模化、可持续发展需要稳定的资金,但目前单纯靠市场利润是无法支撑的,而政府补贴又不是长远之计,因此应尽快设计相关的生产者责任延伸制度,建立玻璃容器生产商和使用商的付费义务,为废玻璃的回收体系提供长期稳定的资金支持,保证玻璃回收再利用产业稳步发展。
鉴于玻璃瓶重复使用益处很多,政策还应该明确优先重复使用的发展,引导市场建立更有效的制度促进玻璃的重复使用率,并鼓励本土的全生命周期研究指导各个行业在具体商业模式中去设定最适合的重复使用率。
“如果不能从源头减少包装的使用量,不能做到废弃物的有效收集和处理,无论用哪一种材料都无法从根本上解决废弃物增量和环境污染的问题”,杜欢政说。
作为消费者,让我们享受着玻璃瓶带来的最纯净、气儿最足的快乐水的同时,也记得,押了钱的瓶子请一定还回去,让它能够被重复使用;一次性的玻璃瓶请一定放进可回收箱,让它再次循环起来。

 

参考文献:

1.https://www.gpi.org/benefits-of-glass-packaging

2.https://www.nature.com/articles/d41586-021-02992-8

3.https://www.worldstopexports.com/top-glass-and-glassware-exports-by-country/

4.http://ltfzs.mofcom.gov.cn/article/ztzzn/201605/20160501320275.shtml

5.2020 中国再生资源回收行业发展报告

6.http://m.news.cctv.com/2020/08/23/ARTI7eDeZCtFEru0uRaLcpDT200823.shtml

7.https://www.myrecipes.com/how-to/why-glass-coke-bottles-taste-better

8.https://www.popsci.com/science/article/2013-07/fyi-carbonated-water-addictive/

9.http://read.nxtbook.com/wiley/plasticsengineering/september2016/consultantscorner_plastics.html

10.https://www.theatlantic.com/ideas/archive/2022/05/single-use-plastic-chemical-recycling-disposal/661141/

11.https://www.nature.com/articles/d41586-021-02992-8

12.https://mp.weixin.qq.com/s/kZ2LgCg3gHjIdTI9N3n5eg

13.Rajab, Nadine N.. “The Process of Making Glass Bottles.” (2016).

14.https://www.sciencedoze.com/2021/02/manufacture-of-glass-step-by-step.html

15.Michael Zier, Peter Stenzel, Leander Kotzur, Detlef Stolten, A review of decarbonization options for the glass industry, Energy Conversion and Management: Volume 10, 2021.

16.https://www.nature.com/articles/d41586-021-02992-8

17.https://feve.org/wp-content/uploads/2019/07/Recycled-Content-FEVE-Position-June-2019.pdf

18.https://www.nature.com/articles/d41586-021-02992-8

19.Brock, Alice & Williams, Ian. (2020). Life Cycle Assessment of Beverage Packaging. Detritus. 13. 47-61. 10.31025/2611-4135/2020.14025.

20.https://www.gpi.org/benefits-of-glass-packaging

21.https://www.gpi.org/benefits-of-glass-packaging

22.https://www.chinacace.org/tech/view?id=9954

23.Brock, Alice & Williams, Ian. (2020). Life Cycle Assessment of Beverage Packaging. Detritus. 13. 47-61. 10.31025/2611-4135/2020.14025.

24.https://www.packworld.com/issues/sustainability/article/21196402/reusable-and-refillable-packaging

25.https://zerowasteeurope.eu/wp-content/uploads/2020/12/zwe_reloop_executive-summary_reusable-vs-single-use-packaging_-a-review-of-environmental-impact_en.pdf

26.Almeida, C.M.V.B.; Rodrigues, A.J.M.; Agostinho, F.; Giannetti, B.F. Material Selection for Environmental Responsibility: The Case of Soft Drinks Packaging in Brazil. J. Clean. Prod. 2017, 142, 173–179

27.Ferrara, C.; De Feo, G. Comparative Life Cycle Assessment of Alternative Systems for Wine Packaging in Italy. J. Clean. Prod. 2020, 259, 120888.

28.Błażejewski, T., Walker, S.R.J., Muazu, R.I. et al. (1 more author) (2021) Reimagining the milk supply chain: Reusable vessels for bulk delivery. Sustainable Production and Consumption, 27. pp. 1030-1046. ISSN 2352-5509

29.Life cycle environmental impacts of carbonated soft drinks, David Amienyo & Haruna Gujba & Heinz Stichnothe & Adisa  Azapagic

30.Carlos Costa, Life cycle assessment of different reuse percentages for glass beer bottles, The International Journal of Life Cycle Assessment, 2021

31.https://feve.org/glass_recycling_stats_2019/

32.https://packagingeurope.com/eu-glass-packaging-industry-aims-for-90-recycling-collection-rate/2836.article

33.https://www.dw.com/en/how-does-germanys-bottle-deposit-scheme-work/a-50923039

34.https://feve.org/glass_recycling_stats_2019/

35.https://www.epa.gov/facts-and-figures-about-materials-waste-and-recycling/glass-material-specific-data

36.https://www.gpi.org/glass-recycling-facts

37.http://www.xhby.net/index/202205/t20220520_7549766.shtml

38.https://www.thestar.com.my/news/nation/2022/05/19/no-market-for-recycled-glass-bottles

39.http://ltfzs.mofcom.gov.cn/article/bb/201808/20180802773488.shtml

 



推荐 5