潜在环境影响的塑料垃圾在德国出口禁令

1介绍

德国政府的雄心勃勃的目标到2045年实现温室气体的中立,只有负排放到2050年(联邦气候变化法案,2019年)。一个主要行动达到温室气体中立是关闭材料循环。废物管理部门中扮演一个重要的角色在这个动作,因为它提供了替代化石燃料和主要材料通过如焚烧和回收废物,避免温室气体排放的主要来源。德国领先的出口塑料垃圾在欧洲在2019年超过100万吨,其次是比利时只有一半的浪费(476100 t)和荷兰(389900 t) (Destatis, 2022)。自2021年以来,只允许排序和可回收的塑料出口认证回收设施(2020年欧洲的佣金,);因此,出口塑料的数量减少。但是,近800000吨的塑料垃圾出口在2021年(Destatis, 2022 b)。主要原因是成本和人力的缺乏导致的经济优势在德国销售某些类型的塑料包排序,如低密度聚乙烯(LDPE)、聚苯乙烯(PS)和混合塑料(MP),在全球市场(Anonymous1 2022)。出口塑料垃圾可以包括在德国回收配额,因为它包含所有塑料回收工厂交付。这有助于德国的循环经济的合规法案(循环经济法案》,2012年),旨在保护自然资源和保护人民和环境,例如,回收废物(循环经济法案》,2012年)。

然而,非政府组织和自然保护协会经常批评的出口控制和回收设施不足导致浪费在非欧盟国家,导致负面的环境和社会影响。因此,他们呼吁欧盟外的塑料垃圾出口禁令和严格控制间的出口(Naturschutzbund德国,2020;绿色和平组织,2021)。因此,问题是如果一个现代循环经济应该只包括区域废物管理或如果它应该使用全球潜力。将废物处理外包给其他国家可能是一个迹象表明区域负荷限制已经超过了,更糟糕的替代选择,而不是创建新的路径。

回答这类问题生命周期评估(LCA)可以进行了。14个研究的文献综述(Heyden和克雷默,1999年;竞技场et al ., 2003;Al-Salem et al ., 2014;Fernandez-Nava et al ., 2014;Hupponen et al ., 2015;Rajaeifar et al ., 2015;Dehoust et al ., 2016;Yildiz-Geyhan et al ., 2016;费雷拉et al ., 2017;顾et al ., 2017;Milutinovic et al ., 2017;克鲁格,2020;沃尔克et al ., 2021;凯勒et al ., 2022)显示,只有少数的人看着塑料在德国产生的潜在环境影响及其区域和全球处理。此外,LCA研究经常在他们的框架条件有很大的不同,例如,在他们的功能单位。在回顾研究,没有考虑出口和进口塑料垃圾对环境的影响。一些研究提到,浪费非欧洲国家的出口是一个定量的重要组成部分,但没有进入更详细的关于其环境影响(克鲁格,2020;沃尔克et al ., 2021)。在文献回顾,只有非政府组织和环境协会的报告被发现浪费的负面环境影响出口列表(Naturschutzbund德国,2020;绿色和平组织,2021)。因此,以下研究问题:什么是可能的出口禁令的环境后果塑料包装在德国吗?要回答这个问题,一个重要的生命周期评价(LCA)是基于ISO标准执行的14040/14044。这个短暂的研究也进一步讨论和研究作为基础领域的塑料出口禁令。

这简短的研究结构如下:第二章提出了方法论的方法识别当前形势下,场景开发和生命周期评估。第三章显示了这个短暂的研究结果,从现状和发达场景的描述,其次是LCA的结果。最后,第四章包含了讨论,主要影响和建议来自这个短暂的研究结果。

2方法

这项研究由两部分组成。第一部分包括场景开发基于专家的经验。第二部分包括间接传导的LCA的基础上开发的场景。

2.1发展现状和场景

确定塑料包装废物管理的现状的2022年,2019年的最后一个可用的数据从联邦统计局(Destatis)和联邦环境局(非洲联合银行)进行了分析和推断当前2022年(见补充图S12019年的数据)。此外,采访两位专家进行了塑料废物管理领域的。一位专家在一个既定工作塑料分类植物和其他专家参加了一个全国性的塑料垃圾的研究。专家们聚集的语句和匿名数据保护的原因。然而,重视透明度和可追溯性在整个文档。根据采访,两个场景是估计生成的替代治疗方法导出的塑料在德国。两个场景是基于两个不同的假设。场景1认为当前塑料废物管理能力,即有一个回收塑料垃圾的能力有限(Anonymous1 2022;Anonymous2 2022),导致塑料包装废弃物的焚烧部分不再是出口。场景2认为所有塑料包装废弃物回收利用的实现有针对性的循环引用。然而,场景2的一个核心方面是需要额外附加塑料包装废弃物的回收能力不再出口(Anonymous1 2022;Anonymous2 2022)。

2.2生命周期评估

生命周期评价是基于ISO 14040/14044 (国际Standardizaton组织,2006年和2006 b)。产品系统的功能被定义为塑料包装废弃物的管理,收集,整理,然后出口。为本研究选择的功能单位是“管理1 t出口塑料包装废物”。

用间接方法以来,认为过程是包含在改变系统边界尽可能从塑料包装垃圾进入系统已经开始收集和整理。运输过程的分拣设施各自的处理设施受到变化的国际传输国家传输基于给定的研究问题。因此,避免海外运输和额外的运输在德国也包括在产品系统。残留的运输过程产生的回收工厂进一步复苏并不包括在建模假设他们保留自己的命运和运输长度不改变发生在国外还是在德国,因此不是领先的重大变化。另一方面,避免出口海外和过程也考虑在模型中。前台系统的模型包括运输和回收过程。替代能源或主要材料是分配给后台系统。

前台系统的生命周期库存数据是取自ecoinvent v3.8重要的数据库,并在必要时调整自己的计算(运输过程)和价值观从其他研究中,使用最近的数据(Dehoust et al ., 2016;瓦格纳et al ., 2018)。在数据的不确定性的情况下,进行了敏感性分析。后台系统的生命周期库存数据完全来自于验证数据库ecoinvent v3.8。地理和时间代表性可以找到文档的数据库(Weidema et al ., 2013)。

这个短暂的研究被认为是全球变暖的影响范围可能(GWP)基于使用CML的高度政治和公共关系的方法。软件openLCA 1.11.0是用来计算类别的影响。

2.2.1生命周期库存

ecoinvent用于流程的数据集运输、回收、焚烧和填埋所示表1。的详细描述每个流程描述如下。

运输:运输距离排序工厂回收工厂在德国被认为是255公里(Dehoust et al ., 2016)。传输距离回收植物和水泥厂在德国被认为是200公里(Dehoust et al ., 2016)。出口的运输距离决定使用基于以下的假设和计算方法:所有相关国家的旅行距离计算通过luftlinie.org的中点,起点是国家在每种情况下。水陆运输的距离是决定使用自己的假设,短的方式在大海视为渡船运输和集装箱船长方法。使用个人的质量分布比例按国家出口塑料包装分数(Destatis, 2022 b),一个值计算为每一部分出口在欧盟和欧盟以外。在这里,1 t的塑料部分是运输流的引用。列出了使用价值补充表S1在补充材料。

回收:回收流程,一个数据集的生产的高密度聚乙烯(HDPE)在欧洲recyclate ecoinvent v3.8数据库使用。由于缺乏其他进程,这是适应另一个循环过程。中列出的调整值补充表S2的补充材料。这个过程包括回收工厂的新建筑,这是相关的场景2,比目前更多的使用能力。由于缺乏数据,不同的植物在不同的国家技术标准不能被视为但应该提到。另一个主要问题是如何处理残留的回收过程。虽然这些是完全焚烧在德国,这种情况通常不是在非欧盟国家例如在土耳其或马来西亚(安吉人,2019;陈et al ., 2021)。土耳其是最大的非欧盟国家,出口塑料垃圾,因此,实践被认为是代表(Destatis, 2022 b)。根据经合组织(2019)和安吉人(2019)在土耳其,61%的混合城市垃圾主要是送到垃圾填埋场。在这项研究中,假设大约60%的残留的回收过程也被送往垃圾填埋场。另外10%的倾销失控是由于乱扔垃圾的周围的景观植物(Anonymous2 2022)。剩余的30%是焚烧垃圾焚烧发电厂。

焚烧:在焚烧过程之间的区别是焚烧排序分数的复苏路线,它只发生在德国(见场景开发在3.1章)和残留的焚烧回收过程,发生在国外,也发生在德国(见场景开发3.1章),正如前面所描述的回收过程。

垃圾:关于垃圾填埋场,只有残留的一部分从回收流程欧盟以外填埋(经合组织,2019年)。土耳其被假定为代表的国家,因为它是世界上最大的国家,从德国欧盟以外(接收塑料垃圾Destatis, 2022 b)。

创建一个辅助的过程对于每个场景把塑料包装废弃物分成不同的分数和复苏路线。在德国产生的新工艺(不同的每个场景,场景1即回收、焚烧,焚烧回收残留;场景2回收和焚烧回收残留)包括积极和国外之前发生的过程(相同的场景,即运输、回收和焚烧/垃圾回收残留)被包括在模型中消极。的值用于辅助过程中可用补充表S3的补充材料。

2.2.2灵敏度分析

重要参数灵敏度分析识别和进一步研究,即焚烧比回收PE在场景1,recyclate产量在两个场景,主要,次要材料的替换在这两个场景。

比焚烧回收:在场景1中,假设PE, PS完全焚烧因为没有额外的能力在德国根据采访的回收。自回收PE占总的结果的很大一部分,这种假设在多大程度上影响调查的结果。为此,焚烧回收PE在德国的比例作为100:0不一;80:20 50:50,20:80 0:100。

Recyclate收益率:如图所示在其他的研究中,回收过程是比其他能量回收过程更环保(Hupponen et al ., 2015;费雷拉et al ., 2017)。由于缺乏数据,同样的数量被认为对植物位于德国和欧盟。然而,它可以假定回收工厂在非欧盟国家一样不符合技术标准的植物在德国(Anonymous2 2022),因此回收较低收益率相同的输入量(Anonymous2 2022)。测试这个收益率的影响,所有分数在非欧盟国家的产量降低了20%,即20%只是变化的一个例子。

替换比率:GWP结果的另一个相关因素是主要,次要的替代材料。在这项研究中,假设1 t recyclate替代品1 t的主要材料。然而,在现实中,recyclates可能低质量的主要材料相比,无法取代100%的主要材料(本土知识,2019)。因此,灵敏度分析,主要材料的数量,可以取代1 t recyclate不一如下:1 t recyclate取代0.8 t的主要材料,1 t recyclate取代0.5 t的主要材料,和1 t recyclate不替换任何的主要材料。这是调整后的所有回收过程在德国和国外。

3的结果

3.1场景开发

3.1.1现状:塑料包装管理2022年在德国

图1一个显示了估计2022年塑料包装废弃物管理(现状),与3235 kt的塑料包装废弃物进入植物分类。根据访谈,它是假定法定回收源将在2022年实现63%的速度,在前几年(Anonymous1 2022;Anonymous2 2022)。出口速度下降了25%在2021年因巴斯勒的约定(2020年欧洲的佣金,),但预计不会在2022年秋天没有新的立法将生效。因此,在2022年7.5%的塑料包装废弃物分类估计出口,主要是欧盟国家,如波兰和荷兰也非欧盟国家,像土耳其和马来西亚。的详细分布7.5%分数和欧盟或非欧盟所示图1 b(Destatis, 2022 b)。

3.1.2场景1:使用当前的能力

第一个场景是基于当前德国回收工厂的能力。这个行业有很高的野心扩大植物的能力。然而,根据德国引入控制律,新工厂的扩张与复杂的审批程序,可以用2年以上(BImSchG联邦注入控制法案,2013年;Anonoymous1 2022)。如果出口塑料包装被停止,塑料包装回收的数量突然增加超过7%相比,当前的局势。在这个场景中,假设能力没有扩大,只有当前可以使用的能力。由此产生的对场景1提出了大局图1 c。额外的7.5%,目前在德国治疗部分焚烧和部分机械回收。每个分数的详细分布和治疗显示了额外的7.5%图1 d。假定的能力是基于专家的采访。假设则是没有能力在德国LDPE和PS,因为它是更有利可图的这些国外塑料回收(Anonymous1 2022;Anonymous2 2022)。这些类型的塑料会因此恢复能量。因为垃圾焚烧植物在德国也在他们的能力限制(布莱士Gatena, 2020),它是假定LDPE和PS废弃物可焚烧水泥厂的替代燃料。混合塑料垃圾有几种回收工厂有足够的能力在德国(Anonymous2 2022)。也有PP包装回收可能性在一些大的工厂在德国,但没有植物专业只在HDPE PP一样。对于这个场景,假设20%的出口页的一部分可能是机械回收。剩下的80%将作为替代燃料燃烧在水泥厂,如低密度聚乙烯和PS。

3.1.3场景2:遵守回收率

根据德国包装(VerpackG),运营商参与系统有义务回收包装放在市场按照回收配额。如果他们不能证明这一点,他们可能面临罚款十万欧元(包装法案,2017年)。如果出口被禁止,它仍将是一个首要任务来实现法律回收率。2021年,回收配额达到甚至超过,但只是因为出口塑料可以算作机械回收。类似的情况在2022年因此假定。假设一个出口停止,系统运营商将努力回收否则出口货物在德国为了继续满足回收率。这也是随之而来的全局场景2所示,63%去回收(见图1 e)。的分布显示了额外的7.5%的分数图1 f。

3.2生命周期评估

3.2.1影响评估

以下结果显示的潜在环境影响GWP(δ)的每个场景的变化相比,当前的局势。场景1(使用当前的能力)显示GWP(大约2000公斤的增加影响有限公司_2-eq每付)(见图2一个),它可以追溯到德国的焚烧过程中由于缺乏回收能力的国家,因此,失踪的替代出口国家的主要材料。因此,在这种情况下,出口禁令不会对环境有益。

另一方面,场景2(符合回收率)似乎对环境有益的,节约80公斤有限公司_2-eq每付(见图1 c)。与场景1相比,浪费在德国的治疗是非常重要的。尤其明显,比较之间的运输过程和治疗过程的变化两个场景(见图2)。运输过程就只有轻微影响治疗进程改变,像在场景1。拯救负面的环境影响,塑料包装废弃物不再出口在德国必须回收。回收塑料包装废弃物的总量在德国,作为建模在场景2中,超过2000万公斤的温室气体排放可能得救。此金额对应0.003%的温室气体排放在2021年德国或0.3%的温室气体排放所产生的废物管理2021年在德国(非洲联合银行,2022)。图2 d表明,这些储蓄不仅基于交通也在德国更控制处理的剩菜。

3.2.2灵敏度分析

的比率焚烧回收PE的总体结果有很大的影响比,提出了图3一。如果整个出口德国体育可以回收的数量毕竟,甚至会有储蓄的环境影响调查场景1。这说明相关的回收路径在德国塑料对环境影响的评估。焚烧过程也是重要的环境评估时塑料周期。这个场景1中变得清晰或在处理场景2的残留物。积极影响是非常依赖于热量和能量生产和电力混合取代,如用波兰的能源结构采用焚烧塑料可以节省超过用德国的能源结构。这也是评估的其他研究中重要的废物管理系统(Dehoust et al ., 2016;凯勒et al ., 2022)。

GWP recyclate收益率的影响结果为每个场景所示图3 b。国外recyclate收益率下降将导致较低的替代率,即采用高。出口禁令的在这种情况下,GWP的区别在德国GWP相比国外不会高达如果国外recyclate率会很高。能够更好地估计大约节约潜力,验证数据recyclate个体植物的产量在德国和国外是必要的。

关于替换原始资料的辅助材料,事实证明,对于场景1很果断的消除这些过程在其他国家会导致增加GWP。如果少主材料可以取代次要材料,额外的GWP发出(即在德国和国外GWP)之间的增量将会减少(见图3 c)。对于场景2,会有储蓄,只有轻微的变化作为主要材料替换的数量在德国和国外将平衡,不会采用的结果有很大的影响。做出更精确的语句替换的影响的主要材料,塑料的分析市场和分析recyclates生产塑料材料的使用在不同的国家是必要的。

4讨论和结论

塑料包装废弃物导出的数据表明,不会改变如果没有法律要求。在过去,废物进口或出口的变化仅发生在新的法律要求生效(如中国停止进口和除了巴塞尔公约)(媒体服务和1 - GmbH是一家,2018年;2020年欧洲的佣金,)。政治理想和法律实施出口禁令应该考虑和合理的。

评估环境影响关于GWP的出口禁令,两个场景。这里应该提到的场景只能视为一个初始示例概述。虽然场景1的不确定性,可能会被视为“最坏”的场景,而场景2可以作为一个“最好”的场景。可以使现实和更详细的行动建议,进一步的研究将不得不进行的当前能力回收植物和新建筑以及扩张计划在德国,考虑未来情景。

出口禁令可能会导致储蓄温室气体排放,但只有在多数导出的塑料包装废弃物的回收利用在德国和其他地方没有恢复。这是符合提前废物管理系统的研究分析,所有率回收对环境有益的(Hupponen et al ., 2015;费雷拉et al ., 2017)。一些研究认为运输过程是无关紧要的,因为他们几乎没有造成环境影响(Hupponen et al ., 2015;顾et al ., 2017)。这可以证实这里只要回收路线比运输过程更果断,因此应该在前台当考虑出口禁令。

这个结果可以作为基础信息和初步见解。然而,这项研究应该被视为一个初始概述,由于不确定性,特别是有关的程序和品质的差异回收工厂在德国、欧盟和非欧盟国家,敏感性分析也显示。此外,敏感性分析显示高能力的影响回收工厂在德国和部分或完全替代recyclate获得的主要材料。另外唯一合法和追踪垃圾出口被认为是在这个研究。大量的非法出口被排除由于不透明的数据情况(国际刑警组织,2020;Olley 2021)。

此外,这是一种相对的方法和潜在环境影响被理解为这样,不预测实际环境影响和危害。任何结果,结论和建议从他们因此可以作为依据利益相关者的进一步信息。然而,如果其目的是获得深远的战略行动,一个根据ISO 14040和14044的评论,可能应该进行进一步的研究。

文献研究的结果和评价专家的采访表明,当前的能力回收工厂在德国不允许完整的塑料包装废弃物回收出口到目前为止。因此扩大当前的能力将决定出口禁令之前是必要的。

为了更全面的建议在一个塑料包装废弃物出口禁令,它只能不足以进行环境评估。经济和社会后果,尤其是在德国,而且在进口国家,应该更加仔细的检查。

最终,它可能是认为可能的负面环境影响储蓄的废物管理通过优化塑料包装在德国只占总数的很小一部分气候的影响。然而,为了实现气候中立,到2045年,有必要成为活跃在各个领域和分析和演示可能储蓄负面环境影响。这项工作表明,有可能节省出口塑料包装废弃物的处理。最后,深入分析的可能性,建议停止出口塑料包装废弃物。

数据可用性声明

最初的贡献提出了研究中都包含在这篇文章/补充材料,进一步的调查可以针对相应的作者。

作者的贡献

RS:传导的研究,文章写作TH:研究支持,文章回顾艾尔:研究支持,文章评论。

确认

作者要感谢同事马尔特Vogelgesang和基督教就一盘散沙的有价值的讨论。这个短暂的学士论文的研究是基于RS在达姆施塔特工业大学开发的。我们承认支持由德意志Forschungsgemeinschaft (DFG -德国研究基金会)和开放获取出版基金达姆施塔特工业大学。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

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补充材料

本文的补充材料在网上可以找到:https://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/fmtec.2023.1077313/full补充材料

缩写

Destatis,德国联邦统计局;傅,功能单位;全球,全球变暖潜能;MP,混合塑料;非洲联合银行、德国联邦环境局(在德国:Umweltbundesamt)。

引用