Med den senaste frackingboomen som orsakade låga gaspriser, fossilbränsleföretag söker andra sätt att stärka sina vinster – genom att tillverka mer plast. Precis som världen börjar ta itu med sitt enorma plastföroreningsproblem, dessa företag fördubblar på plast, med enorma potentiella konsekvenser för klimat och miljö.

Överflödet av naturgas har resulterat i de lägsta gaspriserna sedan 2016. Följaktligen, vissa fossilbränsleföretag tvingas stänga av borriggar och ansöka om konkursskydd. Stora företag som Exxon Mobil, Shell och Saudi Aramco, som ser tecken på en kommande nedgång i användningen av fossila bränslen, kompenserar för de låga priserna genom att investera i plastproduktion, eftersom plast är gjord av olja, gas och deras biprodukter. Som ett resultat, World Economic Forum förväntar sig att plastproduktionen ska fördubblas till 2040.

Naturgas innehåller etan, som är en byggsten av plast. Eftersom USA har utvunnit så mycket etan med sin naturgas, över 200 miljarder dollar har investerats i 333 nya kemikalie- och plastprojekt, från och med slutet av 2019.

Judith Enck, tidigare regional EPA-direktör och en grundare av Beyond Plastics, har sagt att 2020 är ett kritiskt år eftersom många av de nya plastproduktionsanläggningarna i USA är i tillståndsprocessen; "Om ens en fjärdedel av dessa etankrackningsanläggningar byggs, " Hon sa, "det låser in oss i en plastframtid som kommer att bli svår att återhämta sig från." En analytiker från data- och analysföretaget IHS Markit sa att om inte plastproduktionen bromsas, "de kommer bara hitta något annat att slå in i plast."

Etan kex

Etan är en luktfri och färglös beståndsdel i naturgas. För att göra plast, företag separerar den från naturgasblandningen och transporterar den i flytande form via rörledning till en "etankrackare, " en stor industrianläggning som använder intensiv värme för att knäcka eller bryta isär etanmolekyler. Dessa molekyler omvandlas sedan till eten, en grundläggande byggsten i den petrokemiska industrin som används för att tillverka hartser, lim, kemikalier, och plaster. I processen, etankex kan avge föroreningar som kväveoxider, svaveldioxid och partiklar, samt bensen, som är cancerframkallande, och flyktiga organiska föreningar som kan reagera med solljus och bilda marknära ozon.

USA producerar redan cirka 40 % av världens etanbaserade petrokemikalier och är den största exportören av etan, sälja till Norge, Storbrittanien., och Skottland, och till Kina och Indien, där plastefterfrågan ökar.

Department of Energy (DOE) förväntar sig att år 2025, östra USA, inklusive Appalachia, kommer att producera 20 gånger mer etan än det gjorde 2013.

Under 2018, DOE publicerade en rapport om potentialen för Appalachia att bli ett nytt "etanhub" på grund av dess Marcellus- och Utica-skifferresurser, och Trump-administrationen framhåller plast- och petrokemisk industri som nästa stora sak för regionen.

Ohio, Pennsylvania, och West Virginias andel av USA:s naturgasproduktion har gått från 2 % 2008 till 27 % 2017. IHS Markit räknar med att dessa tre stater, även känd som Shale Crescent, kommer att leverera 37 % av USA:s naturgas till 2040, tillräckligt för att stödja fem stora etankex. Shell bygger för närvarande en etanknäckare på 6 miljarder dollar 25 miles nordväst om Pittsburgh.

Nya petrokemiska anläggningar planeras också nära Gulf Coast i Texas och Louisiana och Lower Mississippi River, ett område som redan kallas "Cancer Alley" på grund av de giftiga utsläppen från dess befintliga petrokemiska anläggningar. Två stora etankex kom online på Gulf Coast i december med två mindre anläggningar planerade att öppna snart.

Plastspridning och förorening

Den årliga efterfrågan på plast har nästan fördubblats sedan 2000. Och den växande globala befolkningen, förbättrade ekonomiska förhållanden och tekniska framsteg kommer att skapa ännu mer efterfrågan på plast i framtiden, enligt en rapport från International Energy Agency (IEA). För närvarande, USA och andra utvecklade länder använder upp till 20 gånger så mycket plast per person som Indien, Indonesien och andra utvecklingsländer.

USA producerar också mer plastförpackningsavfall per capita än något annat land. Denna engångsplastförpackning utgör 40 % av all plast, med de flesta som hamnar på soptippar; resten förbränns eller återvinns. En rapport från Center for International Environmental Law (CIEL), Plast &Klimat, fann att i slutet av 2015, 8, 300 miljoner ton jungfrulig plast hade producerats globalt, varav två tredjedelar finns kvar i miljön.

Varje år, nästan 10 miljoner ton plast hamnar i havet, där det konsumeras av marina djur, och plastavfall finns på stränderna även på de mest avlägsna platserna på jorden. Plast förorenar även mark, särskilt på gårdar där avloppsslam används för gödning.

Bisfenol A (BPA), en kemisk komponent i plasten i vissa vattenflaskor och fodret på plåtburkar, har hittats i navelsträngsblodet hos nio av 10 spädbarn och i urinen hos 95 % av vuxna amerikaner som testats. Viss forskning tyder på att det kan störa hormon- och reproduktionssystem. Mikroplast och små plastfibrer har hittats i honung, socker, öl, halvfabrikat, skaldjur, salt, rengöringsmedel, vatten på flaska och kranvatten; dock, mikroplasternas hälsoeffekter är fortfarande oklara.

Klimatkonsekvenserna av plast

Plast utgör inte bara ett enormt föroreningsproblem – det förvärrar också klimatförändringarna. CIEL-rapporten varnar för att växthusgasutsläppen från plast äventyrar vår förmåga att hålla den globala temperaturökningen under 1,5˚C. Om plastproduktionen håller sig på sin nuvarande bana, senast 2030, växthusgasutsläppen från plast kan nå 1,34 miljarder ton per år, motsvarande utsläppen från 300 nya 500MW koleldade kraftverk. Detta beror på att mer än 99% av plasten är gjord av fossila bränslen, både naturgas och råolja – och eftersom plast resulterar i utsläpp av växthusgaser i alla skeden av dess livscykel.

Utvinning och transport

Utsläpp av växthusgaser uppstår initialt när skogsmark och fält röjs för att ge plats åt brunnsplattor och rör för att borra efter olja och naturgas.

Om en tredjedel av de 19,2 miljoner hektar i USA som har röjts för utvinning en gång var skogbevuxen, det betyder att nästan 1,7 miljarder ton koldioxid har släppts ut som en konsekvens av avskogning; dessutom, skogsmarkens förmåga att ta upp ytterligare 6,5 miljoner ton kol varje år har eliminerats.

Frackingprocessen avger metan, en växthusgas som över 20 år, fångar upp mer än 84 gånger mer värme i atmosfären än vad koldioxid gör. Metan orsakas av fackling och läckage, som kan förekomma var som helst från brunnen till slutanvändaren.

Utsläpp produceras också genom att bränslet förbränns för att driva borrutrustningen.

2015, utsläppen från utvinning och transport för plastproduktion var 9,5-10,5 miljoner ton CO ₂ bara i USA – motsvarande utsläppen från 2,1 miljoner personbilar som körts under ett år.

Raffinering och tillverkning

"Plast är bland de mest energikrävande materialen att producera, " enligt chefen för CIEL. Etankrackning är energikrävande på grund av den höga värme som behövs, och ger betydande utsläpp, liksom de kemiska raffineringsprocesser som gör andra plaster.

De årliga utsläppen från den nya Shell-etankrackaren och en ExxonMobil-etenfabrik i Baytown, TX beräknas motsvara att lägga till nästan 800, 000 nya bilar till vägen. Enbart utsläpp av växthusgaser från Shell-anläggningen skulle kunna upphäva alla fördelar med närliggande Pittsburghs koldioxidminskningsåtgärder. Och det här är bara två av de över 300 planerade petrokemiska projekt som byggs i USA främst för att producera plast- och plastråvaror.

Kasserad plast

After it's used, plastic is incinerated, recycled or ends up in a landfill.

Carbon from the fossil fuel feedstock is locked into plastic products and emitted when plastic is incinerated or decomposes. 2015, 25% of global plastic waste was incinerated; i USA., emissions from plastic incineration were equivalent to 5.9 million metric tons of CO ₂ , equivalent to the emissions from heating 681, 000 homes for a year.

Only about 8.4% of plastic is recycled. Men, according to scientists from UC Santa Barbara, even recycling plastic produces greenhouse gas emissions, as fossil fuels are combusted to run the machines that shred plastic waste and heat it up to make other products.

Plastics in the environment, such as those that persist in landfills and litter coastlines all over the world, have been found by University of Hawaii researchers to release the greenhouse gases methane and ethylene when sunlight hits them; dessutom, emissions from plastic on the ocean surface increase as the plastic breaks down.

Could microplastics affect the ocean's ability to absorb carbon dioxide?

The ocean absorbs carbon dioxide from the atmosphere, thus reducing the amount of warming emissions would cause if they remained in the atmosphere. Phytoplankton in the ocean play an essential role in this process, taking carbon dioxide from the atmosphere and storing it in the ocean via photosynthesis. Scientists are currently trying to determine if microplastics in the ocean interfere with phytoplankton's ability to sequester carbon.

Joaquim Goes, a research professor at the Earth Institute's Lamont-Doherty Earth Observatory, said that although he has not seen any studies that show a direct effect of microplastics on phytoplankton, "We have seen microplastics attach onto phytoplankton under the microscope. Phytoplankton can shed extra sticky carbohydrates through photosynthesis, and plastics can attach onto the sticky material. One thing you can assume is that if you have too many microplastic particles, they compete with phytoplankton for light."

Marco Tedesco, en forskningsprofessor vid Lamont-Doherty Earth Observatory, who currently researches microplastic in snow and how it evolves, said that the chemicals used to make plastic could have unknown effects. "The chemicals that have been used during their lifecycle are heavily toxic and there's very little regulation about the use of these elements when it comes to plastics, " said Tedesco. "So the treatment of microplastics requires an extra level of attention because of the potential harm related to the chemicals that are used to treat plastics to make them colorful, more resilient, and impermeable. Efter en viss punkt, all the chemicals can permeate through the plastic and you don't know what the consequences are."

Faktiskt, a 2019 study by researchers from Macquairie University in Australia studied how substances leached from plastic affected Prochlorococcus, a tiny type of phytoplankton considered a key player in the photosynthetic process that fixes carbon. Exposure to the leachate compromised its in vitro growth and photosynthetic capacity and resulted in changes in its genome.

There is still much that scientists don't know about microplastics, their impacts on the environment or what to do about them, but one thing we do know:"Anything that we produce that we put into the atmosphere or on our planet—microplastics and CO ₂ —are going to be around. They're not going anywhere, " said Tedesco, "You can stop producing plastics now and you can stop emitting CO ₂ nu, but the effect of what's left in the atmosphere or what's around in terms of microplastics will still be huge…. And there's really no clear technological path to the removal of microplastics at any scale."

What solutions could yield results?

Återvinning

Just nu, plastic recycling in the U.S. is not working well. I årtionden, the U.S. sent its recycled plastic to China, men 2017, China banned certain types of solid waste—mainly plastics. Without a market for recycled plastic, recycling is no longer economically viable for many municipalities. The Plastic Pollution Coalition estimates that in 2018, only 2% of municipal plastic waste was recycled in the U.S. and six times more plastic was burned than recycled.

Det året, the U.S. sent 68, 000 shipping containers of recycled plastic to countries such as Bangladesh, Laos, Kambodja, Filippinerna, Kalkon, Ethiopia and Senegal—countries that are not able to handle most of their own plastic waste.

Recycled plastic used to be cheaper than new plastic, but because of the boom in petrochemical production in the U.S., and because of the demand for recycled plastic from sustainable companies, virgin plastic is becoming cheaper than recycled. Som ett exempel, Krypa in, which is often considered one of the world's worst plastic polluters, is going to pay above market rate for recycled plastic in an attempt to reach its goal of reducing virgin plastic use by one-third by 2025.

Plastic bans

As of 2018, 127 countries had some type of legislation regulating plastic bags, according to a United Nations Environment Programme report. These bills might involve limiting the bags' manufacture or use, taxing them or regulating their disposal. Twenty-seven countries have banned certain plastic products, such as packaging, tallrikar, cups and straws. Sixty-three countries have required extended producer responsibility for single-use plastics, where producers of the plastic are responsible, financially or physically, to deal with their disposal.

I USA., the only federal ban on plastics is the Microbead-free Waters Act of 2015, forbidding the use of microbeads in cosmetics. Eight states have enacted other plastic restrictions, and 24 states have passed approximately 330 local plastic bag laws.

Christof Ruehl, a senior research scholar at Columbia University's Center on Global Energy Policy, is sanguine about the effectiveness of these bans and recycling. He and a colleague researched the potential impacts of a modest reduction in the demand for packaging material and a small improvement in plastic recycling. They cited three outcomes. "It brings peak oil demand forward by about five years into the mid- to late 2020s, " said Ruehl. "Secondly, it creates stranded assets because a lot of especially national companies are now heavily investing into new petrochemical facilities, because they believe plastic demand will continue rising. And thirdly—this I found really amazing—the impact of a successful campaign globally against the use of single-use plastics has a larger dent in oil demand than the dent caused by electric cars." In other words, effective regulations on plastic could reduce oil demand by at least as much as the adoption of electric cars 20 years from now.

The CIEL report studied possible solutions to the plastic pollution problem and determined that five measures would reduce greenhouse gas emissions the most and deliver environmental and social benefits:

1. Ending the production and use of single-use, disposable plastic;
2. Stopping development of new oil, gas, and petrochemical infrastructure;
3. Promoting zero-waste communities;
4. Requiring extended producer responsibility;
5. Adopting and enforcing ambitious targets to reduce greenhouse gas emissions from all sectors, including plastic production.

It's important to bear in mind, dock, that even if it were possible to achieve these measures and eliminate all demand for plastic, "You will have to replace the plastic with something else, " said Ruehl. "That something else would use energy and produce carbon emissions. Glass and paper, till exempel, are very energy-intensive. So in order to get a complete picture, you would have to study these replacements, but no one has done that yet."

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.