张洵洋:中国塑料行业绿色低碳发展研究|第十届零废弃论坛

张洵洋:中国塑料行业绿色低碳发展研究|第十届零废弃论坛

2023年12月15日,第十届零废弃论坛在北京圆满举办。本届论坛以“双碳目标下垃圾管理的长效机制和公众参与”为主题,由阿拉善SEE华北项目中心、天津市西青区零萌公益发展中心、北京市企业家环保基金会(SEE基金会)、深圳壹基金公益基金会、上海虹口绿色产业发展中心联合主办;万科公益基金会、北京自然之友公益基金会支持;上海静安区爱芬环保科技咨询服务中心、芜湖市生态环境保护志愿者协会、深圳市零废弃环保公益事业发展中心协办。

在下午的塑料议题平行分论坛上,北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目分析师张洵洋围绕“中国塑料行业绿色低碳发展研究”做了主题分享。

以下是其观点摘录:

塑料,从生产到使用、末端处理各环节都会产生碳排放,其全生命周期碳排放,与电力、工业相比也相当可观。北大能源研究院发布的报告《中国塑料行业绿色低碳发展研究》,在2022年做了中国塑料使用权生命周期碳排放计算,在现有的政策下预测到2060年的碳排放,提出了塑料行业的脱碳路径。

一、塑料行业发展现状

1950年到2020年间,全球塑料累计产量超过了105亿吨,1975年以来,塑料产量平均复合增长率是5%,整体呈下降趋势。每一轮的下降又促使生产者试图提升塑料产量,但在规模效应、环保因素制约下未恢复到前一轮的峰值水平。据UNEP(联合国环境规划署)预测,照常发展情况下2050年全球塑料生产将消耗全球石油供应总量的20%,其中25%是一次性塑料产品,塑料生产和使用释放的碳排放占全球预算总额的(2℃情景下)15%。

1、中国塑料总特征:

从中国塑料行业产业链来看,分为上中下游,上游是初级形态塑料,被称为树脂,中国塑料产业发展非常迅速,产量接近占全球30%。五大通用塑料,聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等,占中国塑料生产和消费总量的75%,大部分用于包装和建材。假设包装行业中所有的塑料是一次性塑料,2021年一次性塑料占中国塑料生产的37%。据计算,2020年中国塑料垃圾约为8400万吨,大约5300万吨被焚烧,剩下的被填埋或者散落在自然当中。

2、中国塑料进出口贸易

2020年,中国虽然有新冠疫情,但塑料年生产量仍实现了首次突破亿吨,占全球总产量的28%。进口4063万吨,进口依存度25.5%,大部分塑料用于包装和建筑领域,特别是PE和PP,包装行业的塑料通常使用一次就丢弃,平均生命周期不到两年,贡献了非常大量的塑料废弃物。中国的塑料行业反映出来产量和消费一直上升的趋势,一次性使用量很大,废弃率很高。

中国是全球最大的塑料生产国,进口国和出口国,也是全球塑料经济发展主要引擎。进口的PE、PP、PS,占2020年进口总量的80%,进口树脂规模是出口规模的4.5倍,进口规模比较大。进口塑料主要是以高端塑料制品为主,出口的产品是以一般的塑料制品为主,这也反映中国塑料行业产业结构需要优化,并且加强高质量发展。

3、塑料对资源环境和气候变化的影响

如果使用不当的话,塑料对环境和气候变化的负面影响是众所周知的。预计在2040年全球塑料垃圾产生量将达到4.3亿吨,是2016年水平的2倍。加剧微塑料的污染风险,对人体的健康带来较大的危害。另外就是石化能源消耗,在比较关注的碳排放上,据北大能源研究院的研究,2020年中国塑料全生命周期碳排放量大约是5.6亿吨,占当年全国碳排放量的5%。

二、基准情景下中国塑料行业碳排放分析

这份报告的研究范围是从2020年到2060年,碳排放量等于塑料使用全生命周期每个环节碳排放的强度,乘以每个阶段塑料物质流的量。先确定各个环节从生产到消费,从源头的原材料的生产到冶炼聚合物的生产,再到末端处理,每个环节碳排放量,也分析了物质流,评估出碳排放量。中国大部分的塑料由石油生产,我国是煤炭大国,也有15%塑料是由煤炭基生产的,报告做了加权平均计算,最后得出中国塑料生产过程中碳排放强度是2.5吨二氧化碳,在焚烧的阶段碳排放强度是2.7吨二氧化碳。

以下是模型相关的几个假设:到2060年塑料需求的平均年增长率是3%;考虑中国塑料进出口对碳排放的影响;比较重要的假设是,一次性塑料100%会变成塑料废弃物,耐用塑料是20%,计算出每年1吨塑料使用后将产生0.5吨的塑料垃圾。

为了着重分析一次性塑料使用对碳排放的影响,报告把塑料树脂的生产塑料,分为一次性塑料的生产和耐用塑料的生产。到2060年,中国原生树脂塑料达3.7亿吨,是2020年的2.2倍。

系统中的塑料使用量,从2020年的0.64亿吨增长到2060年的1.4亿吨,焚烧量从2020年的0.5亿吨增长到2060年的1.5亿吨,生产过程和垃圾焚烧过程是主要的碳排放源。

在一切照常的情景下,塑料全生命周期的碳排放从2020年的5.6亿吨会增加到2030年的7.7亿吨,到2060年达13.5亿吨,焚烧占碳排放比例的大约是30%。根据对清华大学一项研究,报告测算,这分别占中国在1.5度温控情景下碳排放额度的4%、6%和88%,如果在2度温控情景下,2060年总体的碳排放量大大减少。如果塑料行业现在不采取减碳行动的话,将会占据未来情景下的一大部分的碳排放配额。

三、中国塑料行业实现“碳达峰碳中和”的主要路径

根据研究成果,报告制定了四条主要的塑料行业碳达峰碳中和路径,源头减量、降低生产过程碳排放、加强用后管理和碳负技术应用。

报告对每个路径的减排潜力进行了量化。

1.源头减量。如果从2040年淘汰一次性塑料,到2060年碳排放会下降到6.9亿吨。如果进一步抑制耐用塑料的使用,还可以再减少11%的碳排放量到5.35亿吨。

2.生产工艺绿色化。如果使用绿色燃料和绿色能源,到2060年相对基准情景,生产过程强化可以减少2.9亿吨碳排放。

3.零焚烧。报告也模拟了2040年到2050年逐步减少废塑料燃烧的情况,到2060年,如果达到塑料零焚烧,可再额外贡献0.83亿碳减排。

4.负碳技术。到2060年负碳技术可以实现碳减排1.6亿吨。如利用工业废弃物或者塑料垃圾回收塑料制成化学品,但目前化学回收还存在很大争议。

这4条减排路径结合起来,预计在2028年塑料行业全生命周期可以实现达峰,峰值是6.5亿吨,2050年将会降低到1亿吨,2060年实现碳中和,源头减量贡献最大,占比61%左右,其次是生产过程强化,占21%。

四、中国塑料行业减排时间表和保障措施

报告根据路线图制定了量化路径时间表和重要的时间节点,一次性塑料的使用目标是到2040年完全淘汰一次性塑料,到2050年实现100%塑料回收率,这样可以在时间计划内实现塑料行业的碳达峰碳中和。

报告也针对路径提出了分阶段的保障措施。

到2030年建议应该着力于塑料包装减量,并设计一次性塑料减量总体的路线,比如说规定包装再生塑料的回收比例,加强和推动生产者责任延伸制度,在石化行业的生产侧建议淘汰落后产能。在2030年以后,应该设定原生塑料总量生产控制目标,对于已经在建和计划中的石化产能,应该加快低碳原料的替代和可再生能源的利用,提高绿电的使用比例。2040年之后,希望逐步减少垃圾焚烧量,进一步限制甚至禁止焚烧,倒逼源头减量和提升回收率。