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塑膠汙染不能只靠回收解決!「全面減少塑膠生產」為何如此重要?——《科學月刊》

科學月刊_96
・2023/05/13 ・2615字 ・閱讀時間約 5 分鐘

  • 作者/張凱婷

作者簡介
綠色和平減塑專案負責人。都市與社區規劃背景,從事環境倡議工作六年,致力支持全球與在地的永續與環境保護行動。

  • Take Home Message
    • 塑膠廢棄物的汙染愈加嚴重,特別是一次性塑膠包裝。據統計,2040 年全球塑膠廢棄物將會累積至6.46 億公噸。
    • 分析報告指出「源頭控制、減量」比「回收」或「替代材質」更適合作為塑膠汙染的解決方案。
    • 正進行談判協商的全球塑膠公約須以零廢棄為原則限制生產與使用,優先淘汰一次性塑膠,以終結塑膠汙染世代。

自人類開始使用各種形態、材質的塑膠,只花了不到一個世紀的時間,就讓塑膠汙染成為全球性、最緊急的環境挑戰之一,影響著我們的健康、自然生態及氣候。

即使全球統一的回收標誌已運行了 40 年之久,但所有被產生出來的塑膠垃圾只有 9% 進入回收利用。塑膠廢棄物的末端處理成效令人沮喪,但塑膠用量仍年年升高。根據統計,全球自 1950 年代至今已累積製造了 83 億噸的塑膠,2021 年的塑膠產量更已達到 3.9 億公噸,與半個世紀前 1964 年的 1500 萬噸相比,相差了 20 倍。

根據世界經濟論壇(World Economic Forum,WEF)估計,一次性塑膠包裝占所有塑膠產量的 40%,為塑膠產業的最大宗,相當於每年有 1.61 億噸的塑膠包裝在市面上僅用一次就被丟棄。塑膠包裝也因此成為海洋及全球淨灘統計中最大量的垃圾。

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塑膠演變成環境汙染的原因在於它幾乎無法完全被分解,而且會隨著陽光長期照射,脆化、分解、破碎成更小的碎片或顆粒,形成塑膠微粒。由於塑膠微粒的尺寸小、重量輕,透過大氣可以使它的傳播距離更遙遠,不僅漂浮在我們呼吸的空氣中,甚至可以進入並積聚在我們的器官、組織、血液中。

單靠回收無法解決問題 「減量、控制」才是最具吸引力的解決方案

皮尤慈善信托基金會(The Pew Charitable Trusts)2020 年出版的海洋塑膠分析報告書——《打破塑膠浪潮》(Breaking the Plastic Wave)指出,全球塑膠汙染的情形會愈來愈嚴重,若沒有系統性的轉變,到了 2040 年全球每年產生的塑膠廢棄物將會倍增,累積在海洋中的塑膠垃圾會比現在多出四倍,來到6.46 億公噸(圖一)。

圖一|未來20年塑膠汙染影響推估
如果一切情況都跟現在一樣,預估2040年全球每年產生的塑膠廢棄物將會倍增。
(資料來源:The Pew Charitable Trusts/Breaking the Plastic Wave

不過,這份報告也提出相關解決方案,包括:

  • 源頭控制、減量:直接淘汰塑膠、擴大消費者重複使用方案、推出新的包裝商業模式
  • 替代材質:紙、紙+淋膜、可分解材質
  • 回收:機械回收、化學回收
  • 終端處理:廢棄物燃料化、焚燒、掩埋

報告指出,若要解決塑膠汙染,無法靠單一的解決方案,且每一個解決方案可以帶來的減量效果都有所不同。其中,「源頭控制、減量」——透過直接淘汰包裝、擴大消費者重複使用的選項、新興的商業模式,在綜合環境、經濟和社會角度成為最具吸引力的減量方案,可以最大程度減少塑膠汙染,還能帶來經濟效益並緩解溫室氣體排放(圖二)。

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我們必須要以前所未有的速度和規模創建新的商業模式、產品設計、材料、技術和回收系統,以加速朝向循環經濟發展。

圖二|不同解決方案可帶來的塑膠減量效益
(資料來源:The Pew Charitable Trusts/Breaking the Plastic Wave

企業自願性承諾減塑緩不濟急

2018年,艾倫麥克阿瑟基金會(Ellen MacArthur Foundation)邀請眾多企業及政府簽署自願性的「新塑膠經濟全球承諾」,包含使用大量一次性塑膠包裝的零售商、觀光業、食品業及包裝製造商要在 2025 年達到以下減塑目標:

  • 剔除不必要或有問題的塑膠包裝。
  • 達成可重複使用塑膠的商業模式,以替代一次性的塑膠使用。
  • 全面使用 100% 可重複利用、可回收或可堆肥的塑膠包裝。
  • 對所有使用中的塑膠包裝設定採用可回收塑膠比例的目標。

然而,艾倫麥克阿瑟基金會去(2022)年度的追蹤報告卻顯示,以目前企業落實的程度看來,2025 年幾乎不可能達成此目標。值得一提的是,重複使用的商業模式雖然每年都有成長,但是成長幅度並不高,企業以及政府相對投注更多資源在「回收」或「替代材質」。

這突顯大品牌空洞的自願性承諾,需要更強而有力的導正,大幅減少塑膠的生產和使用,並且應大力加速轉型往「重複使用包裝」的經濟模式。

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進行中的全球塑膠公約

好消息是,要阻止塑膠汙染持續惡化的呼聲也來到高峰。去年 3 月的聯合國環境大會(United Nations Environment Assembly,UNEA 5.2),各國家及地區代表均認同解決塑膠汙染的迫切性,決議確立公約。為了立法處理塑膠汙染問題,全球規劃透過「政府間談判委員會」(Intergovernment Negotiating Committee)商議條文細節,目標明(2024)年底前完成協商程序。

依照目前的規畫,從去年底到明年將進行五輪的談判協商,第一輪已經於去年 11 月於肯亞奈洛比落幕。

第一輪的會議重點有以下:

  • 各國家及地區均認同解決塑膠汙染的迫切性
  • 許多政府及企業都有共識此條約需具法律約束力,並涵蓋整個塑膠生命週期
  • 各國家及地區須制訂「國家/地區級行動計畫」

源頭減量,終結塑膠汙染時代

聯合國在 2017 年時宣布了塑膠汙染為全球危機(planetary crisis):塑膠汙染不可逆轉,不僅會導致生物多樣性喪失,對依賴海洋生態系統健康的人類生計造成毀滅性影響,科學證據也證實當前的塑膠汙染已超出了地球可負荷的極限,再加上塑膠汙染的跨區域特性強、生命週期對全球造成汙染並衝擊自然環境與人類健康。

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我們亟需導入能與問題規模相匹配的解決方案,全球塑膠公約必須以「預防放任塑膠無上限生產」及「零廢棄」為原則,限制塑膠的生產與使用,設定塑膠生產限制的歷史基線,作為不得再產生新原生塑膠的禁令,並且優先從源頭逐步淘汰一次性塑膠,以終結汙染世代。

  • 〈本文選自《科學月刊》2023 年 5 月號〉
  • 科學月刊/在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。
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非營利性質的《科學月刊》創刊於1970年,自創刊以來始終致力於科學普及工作;我們相信,提供一份正確而完整的科學知識,就是回饋給讀者最好的品質保證。

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Intel® Core™ Ultra AI 處理器:下一代晶片的革命性進展
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/21 ・2364字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 Intel 委託,泛科學企劃執行。 

在當今快節奏的數位時代,對於處理器性能的需求已經不再僅僅停留在日常應用上。從遊戲到學術,從設計到內容創作,各行各業都需要更快速、更高效的運算能力,而人工智慧(AI)的蓬勃發展更是推動了這一需求的急劇增長。在這樣的背景下,Intel 推出了一款極具潛力的處理器—— Intel® Core™ Ultra,該處理器不僅滿足了對於高性能的追求,更為使用者提供了運行 AI 模型的全新體驗。

先進製程:效能飛躍提升

現在的晶片已不是單純的 CPU 或是 GPU,而是混合在一起。為了延續摩爾定律,也就是讓相同面積的晶片每過 18 個月,效能就提升一倍的目標,整個半導體產業正朝兩個不同方向努力。

其中之一是追求更先進的技術,發展出更小奈米的製程節點,做出體積更小的電晶體。常見的方法包含:引進極紫外光 ( EUV ) 曝光機,來刻出更小的電晶體。又或是從材料結構下手,發展不同構造的電晶體,例如鰭式場效電晶體 ( FinFET )、環繞式閘極 ( GAAFET ) 電晶體及互補式場效電晶體 ( CFET ),讓電晶體可以更小、更快。這種持續挑戰物理極限的方式稱為深度摩爾定律——More Moore。

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另一種則是將含有數億個電晶體的密集晶片重新排列。就像人口密集的都會區都逐漸轉向「垂直城市」的發展模式。對晶片來說,雖然每個電晶體的大小還是一樣大,但是重新排列以後,不僅單位面積上可以堆疊更多的半導體電路,還能縮短這些區塊間資訊傳遞的時間,提升晶片的效能。這種透過晶片設計提高效能的方法,則稱為超越摩爾定律——More than Moore。

而 Intel® Core™ Ultra 處理器便是具備兩者優點的結晶。

圖/PanSci

Tile 架構:釋放多核心潛能

在超越摩爾定律方面,Intel® Core™ Ultra 處理器以其獨特的 Tile 架構而聞名,將 CPU、GPU、以及 AI 加速器(NPU)等不同單元分開,使得這些單元可以根據需求靈活啟用、停用,從而提高了能源效率。這一設計使得處理器可以更好地應對多任務處理,從日常應用到專業任務,都能夠以更高效的方式運行。

CPU Tile 採用了 Intel 最新的 4 奈米製程和 EUV 曝光技術,將鰭式電晶體 FinFET 中的像是魚鰭般阻擋漏電流的鰭片構造減少至三片,降低延遲與功耗,使效能提升了 20%,讓使用者可以更加流暢地執行各種應用程序,提高工作效率。

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鰭式電晶體 FinFET。圖/Intel

Foveros 3D 封裝技術:高效數據傳輸

2017 年,Intel 開發出了新的封裝技術 EMIB 嵌入式多晶片互聯橋,這種封裝技術在各個 Tile 的裸晶之間,搭建了一座「矽橋 ( Silicon Bridge ) 」,達成晶片的橫向連接。

圖/Intel

而 Foveros 3D 封裝技術是基於 EMIB 更進一步改良的封裝技術,它能將處理器、記憶體、IO 單元上下堆疊,垂直方向利用導線串聯,橫向則使用 EMIB 連接,提供高頻寬低延遲的數據傳輸。這種創新的封裝技術不僅使得處理器的整體尺寸更小,更提高了散熱效能,使得處理器可以長期高效運行。

運行 AI 模型的專用筆電——MSI Stealth 16 AI Studio

除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel® Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門用於在本機端高效運行 AI 模型。這使得使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時節省了連接雲端算力的成本。

MSI 最新推出的筆電 Stealth 16 AI Studio ,搭載了最新的 Intel Core™ Ultra 9 處理器,是一款極具魅力的產品。不僅適合遊戲娛樂,其外觀設計結合了落質感外型與卓越效能,使得使用者在使用時能感受到高品質的工藝。鎂鋁合金質感的沉穩機身設計,僅重 1.99kg,厚度僅有 19.95mm,輕薄便攜,適合需要每天通勤的上班族,與在咖啡廳尋找靈感的創作者。

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除了外觀設計之外, Stealth 16 AI Studio 也擁有出色的散熱性能。搭載了 Cooler Boost 5 強效散熱技術,能夠有效排除廢熱,保持長時間穩定高效能表現。良好的散熱表現不僅能夠確保處理器的效能得到充分發揮,還能幫助使用者在長時間使用下的保持舒適性和穩定性。

Stealth 16 AI Studio 的 Intel Core™ Ultra 處理器,其性能更是一大亮點。除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門針對在本機端高效運行 AI 模型的需求。內建專為加速AI應用而設計的 NPU,更提供強大的效能表現,有助於提升效率並保持長時間的續航力。讓使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時也節省了連接雲端算力的成本。

軟體方面,Intel 與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化。與 Adobe 等軟體的合作使得使用者在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。獨家微星AI 智慧引擎能針對使用情境並自動調整硬體設定,以實現最佳效能表現。再加上獨家 AI Artist,更進一步提升使用者體驗,直接輕鬆生成豐富圖像,實現了更便捷的內容創作。

此外 Intel 也與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化,讓 Intel® Core™ Ultra處理器將AI加速能力充分發揮。例如,與 Adobe 等軟體使得使用者可以在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。為各行專業人士提供了更加多元、便捷的工具,成為工作中的一大助力。

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環保從今天開始、從 i 開始,和家樂福一起減塑、減廢,愛地球!
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・2023/09/12 ・1851字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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  • 文/陳彥諺

環保行動從源頭出發

說到「環保」,許多人第一時間想到的關鍵字就是「減塑」、「限塑」,在現代社會中,大量塑膠製品、塑膠袋充斥在生活中,而一次性使用的塑膠製品就是環保行動的最大敵人。不過,你知道嗎?發明塑膠袋的初衷,其實是為了拯救地球。
在塑膠袋發明以前,紙袋、布袋是主流的包裝用品。為了讓人們能有好看、方便、低成本的包裝材料運輸物品,1959 年,瑞典工程師斯坦・圖林發明了塑膠袋,其輕便、價格低廉、耐用、可重複使用,也可以取代紙袋以減少伐木量。

圖一、1959年,瑞典工程師斯坦・圖林發明了塑膠袋,其輕便、價格低廉、耐用、可重複使用,也可以取代紙袋以減少伐木量。

卻沒想到,這麼好用又便宜的塑膠袋問世後,在20 世紀末以前,紙袋、布袋幾乎被塑膠袋取代了,但是,人們並沒有如圖林發明當時所設想的,將耐用的塑膠袋重複利用,以減少地球負擔,反而衍生出單次使用後便丟棄的習慣,時至今日,塑膠垃圾更造成了嚴重的環境污染。

然而,地球是大家的,是每一個人的,也是家樂福所關心的。

家樂福十多年來,響應聯合國永續發展目標 SDGs,除了推行友善農業關懷土地,也以透明系列商品支持動物福利,2019 年,更設立影響力概念店,鼓勵消費者自備購物袋,同時把家中不需要的紙袋,帶到店中分享給需要的民眾,家樂福以具體行動響應 SDG 12 責任消費與生產,希望改變從 i 開始。

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圖二、家樂福響應 SDGs,改變從 i 開始

家樂福賣場實際響應環保行動

(A) 生活區:瓶身再生塑膠的環保洗護產品

日常生活中,洗澡洗髮使用的盥洗用品,是塑膠瓶罐的一大來源。家樂福攜手台鹽生技、台灣設計研究院、點睛設計,從原料到包裝,皆秉持著永續再生、環境友善、天然純淨的原則,推出Re系列永續商品。

Re代表減量(Reduce)、再利用(Reuse)、回收(Recycle),更代表著這項產品的永續再生(Power of Regeneration)。落實的行動包含,瓶身、瓶蓋採用 100% 再生塑料,運輸紙箱採用 FSC 森林環保紙箱等。

(B)食品區:可回收包裝減少食物浪費

食品的包裝,也是生活廢棄物的一大來源。家樂福除了停止使用保麗龍外,更在食品的包裝方法上,採用「貼體包裝」。

以往常見的食材包裝,是將食材放在保麗龍盒上,再以保鮮膜覆蓋,因為保鮮膜並無法完全密合食材本身,保鮮效果有限。而家樂福採用 APET/PE 材質的貼體包裝,結合抽真空原理與加熱技術,讓包材可以貼合食材,形成食材的第二層皮膚,減少與氧氣、微生物的接觸外,更能有效保存食材,減少食物浪費,同時減少保麗龍使用,一年可少用3百萬個保麗龍。

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(C) 收納區:減塑收納寶物,再生塑料一級棒

在收納部分,家樂福提供了消費者環保折疊購物袋的新選擇,樣式活潑可愛的環保折疊購物袋,材質為 RPET,是回收寶特瓶材質,每 2.8 個寶特瓶可做 1 個折疊購物袋,不只可供消費者重複使用,且產品本身便已達到循環利用。

另外,居家生活不可或缺的垃圾袋,家樂福也有新實踐!家樂福環保清潔袋,是回收家樂福或各通路的PE膠膜,經過工廠處理、回收篩選、製作成 100% 再生塑膠粒子後添加美國香氛除臭精油製袋,讓以往丟棄的回收膜,經過處理後有了新生命,而且不需添加新塑膠,就能製成接近新料等級的優質產品。

圖三、家樂福賣場的實際行動,以「再生塑膠」的回收再利用達成減塑目標

從今天開始、從 i 開始,和家樂福一起減塑、減廢,愛地球!

為了地球,家樂福不遺餘力。從友善農業、動物福利開始,再從減廢減塑著力。當家樂福自有品牌取消了飲料組裝的收縮膜包裝,策略從賣場及商品包裝減塑,每年約減少 340 噸塑膠,1067 噸的碳排。

塑膠產品的誕生初衷,是為了讓地球、讓人們的生活更好。雖然在過去的消費習慣下,對地球造成了嚴重影響,但是,要愛地球,永遠不嫌晚。從今天開始、從i開始,和家樂福一起減塑、減廢,愛地球吧。

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圖四、從 i 開始,和家樂福一起減塑、減廢,用消費發揮影響力
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是誰發現了橡膠?被遺忘的工程師弗雷諾——《植物遷徙的非凡冒險》
時報出版_96
・2023/09/02 ・1716字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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橡膠對現代人的重要性

如果沒了這種物質,世界會是什麼樣子?試想沒有輪胎的汽車、沒有奶嘴的奶瓶、沒有腳蹼和潛水服的潛水器材、沒有橡皮擦的鉛筆、沒有黃色小鴨的童年⋯⋯

如果沒了這種物質,我們可能就會度過一個沒有黃色小鴨的童年。圖/wikipedia

這種質地特殊的材質便是橡膠。橡膠來自原生於亞馬遜叢林、名為「巴西橡膠樹」的樹木(Hevea brasiliensis,命名來源就是因為這種植物生長於巴西)。

不過,歐洲人首次注意到的橡膠樹其實是圭亞那橡膠樹(Hevea guianensis)。樹如其名,這種橡膠樹生長於圭亞那

在歐洲人「發現」橡膠樹的時代(印第安人當然很早就認識了這種植物),圭亞那是個鮮為人知的蠻荒之地,沒有火箭發射場也沒有淘金客。

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當時也不流行生態旅遊、T 潘趣酒(ti-punch,一種蘭姆酒的調酒)或卡宴辣椒。當時的人也從未想到,這種看似平凡的熱帶樹木即將引發高潮迭起的植物和經濟熱潮⋯⋯偶爾還有些悲壯

這種看似平凡的熱帶樹木即將引發高潮迭起的植物和經濟熱潮圖/wikipedia

有位巧手的工程師正在尋找會哭泣的樹木

第一位對橡膠產生興趣的人,是胥修德里領主、加陶迪耶的弗朗索瓦.弗雷諾(François Fresneau de la Gataudière, 1703–1770),他在 1703 年生於牡蠣的原鄉、法國西南部的馬雷訥。他的全名看起來充滿上流社會的氣息,我們在這本書中稱呼他為弗雷諾就好。

弗雷諾本人似乎遭到歷史遺忘,但他的發現和成就改變了世界。就如同法國歌曲〈塑膠超讚〉的歌詞:「塑膠超讚,橡膠超柔軟」!今日的人類已經可以羅列出超過 25,000 種不同的橡膠用途。

路易十五的海軍大臣莫爾帕伯爵菲利波(Jean-Frédéric Phélypeaux de Maurepas, 1701–1781)任命弗雷諾為圭亞那首府開雲的皇家工程師。弗雷諾當年29歲,而且熱情滿滿。

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弗朗索瓦.弗雷諾。圖/wikipedia

弗雷諾的第一份工作便是研究新堡壘如何搭建。他也需要採收植物,以便充實皇家花園。他對當時圭亞那的可可園十分感興趣。工程師弗雷諾的得意作品中,最令他得意的發明作品是⋯⋯蟻巢毀滅器!果真是自由奔放的年輕人。

發明蟻巢毀滅器的天才:弗雷諾

當時,可可園遭受紅螞蟻入侵,而充滿創意與膽識、彷彿十八世紀馬蓋先(譯註 美國冒險影集《百戰天龍》主角)一般的弗雷諾便發明了可以將硫磺吹進蟻巢的機器。

螞蟻因此蒙受苦難。他持續搭建非常實用的引擎:將溝渠斜坡上的泥土提起並移走的起重機、磨碎木薯或小米的手磨機、從木薯根部榨出水分的壓縮機。他還策畫了奧亞波克河新哨所的防禦工事。

弗雷諾被自己的成功沖昏了頭,希望加官晉祿,要求升任上尉。當時的圭亞那監察專員也認為弗雷諾「熱情澎湃,宛如英雄」。

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然而,他卻受到其他殖民地老長官和開雲教士社群的忌妒,升官之路受阻。於是,弗雷諾前往鄉間,僱用 八名「黑人」(請記得,當時的法國人仍使用「黑人」、「野蠻人」、「生番」等稱謂來稱呼和殖民者長相不相似的族群⋯⋯),並種植甘蔗、木藍等植物。

他也持續發展自己的防禦工事專長,發明了一種可以用來製磚的泥沙混和物。真是位天賦異稟的工程師啊!

——本文摘自《植物遷徙的非凡冒險》,2023 年 6 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

時報出版_96
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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。