神奇材料天然橡膠面臨消耗殆盡危機

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種植農戶小心割開橡膠樹皮,收集樹幹流出的橡膠乳液。這就是天然橡膠。
種植農戶小心割開橡膠樹皮,收集樹幹流出的橡膠乳液。這就是天然橡膠。

天然橡膠是一種堅硬而又柔韌,並且高度防水的獨特材料,用途極廣,是我們車輛輪胎的原料,能做我們鞋子的鞋底,能為我們的引擎和冰箱製造密封圈,還可以製作絶緣電線和其他電子元件。天然橡膠也用於避孕套和衣服,運動球類,甚至不起眼的彈力鬆緊帶。在新冠病毒大爆發的一年裏,橡膠在全球醫生和護士穿戴的個人防護裝備中也起到了不可或缺的作用。

橡膠確實為當今世界一種廣泛使用且舉足輕重的大宗商品,已列入歐盟的關鍵原材料清單。

很不幸,有跡象顯示,全球的天然橡膠可能快要消耗殆盡。橡膠樹病害、氣候變化和全球橡膠價格的暴跌已使全球橡膠供應下降到危險程度。這促使科學家們必須未雨綢繆,尋找解決方案。

但如此重要的大宗商品一開始是如何陷入窮途末路?

全球現年產大約2000萬噸的天然橡膠,幾乎完全來自於熱帶森林小農戶經營的小規模橡膠園。在泰國、印尼、中國和西非的這些橡膠種植園有數以百萬計的工人,他們小心翼翼地割開樹皮,提取裂縫處流出的乳白色樹液,然後把生橡膠汁壓成片狀,在陽光下曬乾。這些小規模種植農戶提供了全世界85%的天然橡膠。

而這種脆弱的供應現正受到威脅。橡膠樹原產於巴西亞馬遜熱帶雨林,一種災難性的病害,即南美黃葉病的流行,在20世紀30年代扼殺了巴西的橡膠工業,巴西從此不再商業種植橡膠樹。目前人們已採取嚴格的隔離措施防止橡膠樹黃葉病從南美洲蔓延到全球,但最終抵達亞洲幾乎是遲早之事。

而世界其他地方的橡膠種植農戶還面臨著本地的病害,如橡膠樹白根病和從鄰近油棕種植園傳來的其他類枯葉病。氣候變化也衝擊到東南亞的橡膠種植。泰國的橡膠生產近年來即受到了乾旱和水災的影響,而且水災還在橡膠種植區傳播致病的微生物。

橡膠需求增長而供應短缺對橡膠種植農戶來說本應該是個好消息,因為這使得種植生產橡膠的利潤會升高。但不幸的是,現實恰恰相反。因為橡膠的價格是由遠在一隅的上海期貨交易所所定。期貨交易的經紀人對橡膠以及黃金、鋁和燃料的價格進行投機炒賣,是他們決定著橡膠價格的高低。橡膠業合盛集團(Halcyon Agri)聯合創始人羅伯特•邁耶(Robert Meyer)表示,橡膠交易的「價格與生產成本毫無關係」。由於期貨炒賣,每噸橡膠的價格會在一個月到下一個月之間起伏變化達三倍之多,而近年價格一直保持在非常低的位置。

橡膠在期貨市場的價格偏低進一步危及橡膠的生產。邁耶解釋說,「小種植農戶的計算法是,收入等於價格乘以產量。」價格偏低迫使種植農戶要從橡膠樹過量採集橡膠乳液,結果使橡膠樹的生長孱弱,較容易感染病害。價格低廉也阻礙了種植者種植新的橡膠樹來取代已經老化而失去商業價值的老樹。而許多種植農戶則乾脆放棄了種植園。

威爾士班戈大學(Bangor University)的研究員埃莉諾·沃倫-托馬斯(Eleanor Warren-Thomas)專研究橡膠種植園的動態。她表示:「在每單位土地上,油棕和天然橡膠的收入相同,但橡膠的勞動力投入較高。由於橡膠價格下跌,農民們為了短期利潤,正從生產橡膠轉向銷售木材,或種植油棕。」

上述種種因素相加意味著,目前世界上的天然橡膠生產已到達供不應求之時。2019年末,國際橡膠三方理事會(International Tripartite Rubber Council)警告,到2020年,全球橡膠供應將短缺近100萬噸(實際90萬噸),約佔產量的7%。然後新冠病毒大爆發。

隨著各國進入鎖國封城,橡膠需求立即下降,衡量橡膠最終需求高低的關鍵指標,即車輛行駛里程也大幅下降。但對橡膠的需求很快就反彈上升。邁耶說,「需求量甚至超過了最樂觀的預測」。由於對公共交通安全的擔憂,中國民眾在封城結束後,購買了大量新車。預計全球也會出現類似的情況。邁耶說,「需求已經超過了供給。現在許多地方(橡膠)嚴重短缺,輪胎製造商的橡膠庫存量非常低。」

雖然有石化產業生產的合成橡膠,但品質無法與具有獨特物理屬性的天然橡膠相比。例如,天然橡膠手套比丁腈手套耐撕裂,使用天然橡膠的飛機輪胎有更高的彈性和耐熱性,可抗飛機著陸摩擦地面產生的高熱。

橡膠短缺的部分原因是負責收集橡膠的外地勞工至今不能入境,所以不能收割橡膠樹的橡膠汁。而且將橡膠加工為成品的工廠從去年春季已停工了好幾個月。但最大的問題是,橡膠短缺是難以解決的深層次結構性問題造成的。這迫使人們要尋找緊急辦法以解決橡膠危機。

顯而易見的解決之道是多種植橡膠樹。橡膠供應短缺,價格上漲,種植農戶就會有獲利的動機去開發熱帶雨林,廣種橡膠樹。沃倫-托馬斯說,棕櫚油種植園對地球生態的破壞受到比較多的關注,但實際上,橡膠種植園同樣有害於生態,也會加速地球生物多樣性的喪失。

2011年,在中國需求不斷增長的推動下,橡膠價格飆升,曾導致東南亞大規模砍伐熱帶森林。當時各國政府著眼於中國需要推動橡膠種植帶來的利益,紛紛釋放林地用於開發。僅在柬埔寨一國,橡膠種植園就佔森林砍伐總面積的四分之一。然而,新種植的橡膠樹到生長成熟可以收割乳膠是一段很長的時間,一般需要7年。

另一個解決之道是嘗試從現有的種植園中擠壓出更多的橡膠產量。美國俄亥俄州立大學研究生物新興材料的教授卡特裏娜‧科尼西(Katrina Cornish)說:「印度尼西亞提高橡膠產量的可能性很大。印尼種植的橡膠樹與泰國和馬來西亞都是一樣的無性繁殖體,但印尼產量要低很多,所以可以提高管理來增加產量。提高現有的橡膠樹產量可以解一時之急。」

一個辦法是為橡膠樹施用刺激樹木產生更多乳膠樹液的化學物質乙烯利,但施用過量會導致橡膠樹死亡,因此一些農民不願意採用。

另一個選擇是完全放棄巴西橡膠樹這個物種。科尼西說,「增加產量需要替代品來填補,而不是橡膠樹」。俄亥俄州立大學是天然橡膠替代品卓越計劃(PENRA)的參與機構之一。此計劃是橡膠業者為解決迫在眉睫的天然橡膠短缺危機而推行的項目,參與的科研人員正在探索可能取代橡膠樹的植物。

其中一種被研究的可替代植物是橡膠草,這是一種蒲公英屬的草本植物,第二次世界大戰期間亞洲橡膠供應中斷時,前蘇聯曾大量種植來生產橡膠,美國也曾把橡膠草作為一種緊急橡膠替代作物進行試驗。科尼西警告說,「千萬別稱之為俄羅斯蒲公英,因為原生地是哈薩克斯坦。哈薩克人對這種叫法很生氣。」

哈薩克蒲公英每英畝的橡膠產量僅為橡膠樹的十分之一,人們通過碾壓這種橡膠草的根部來提取橡膠乳液。但是橡膠草下種三個月內就可以收獲,並且可以產生大量的種子,因此很容易不斷栽種和擴大種植。

去年,德國弗勞恩霍夫硅酸鹽研究所(Fraunhofer ISC)推出了一款名為「Biskya」的輪胎,其名是德文「仿生合成橡膠」的縮寫。該公司稱,這種橡膠由蒲公英橡膠製成,耐磨性和延展性比普通橡膠還要好。科尼西和她在俄亥俄州立大學的同事們正在開發各種替代品種,及研究橡膠草的栽培技術,包括水培和垂直種植等,以讓橡膠草可以達到商業化規模的種植。按照他們研究的種植系統,充滿乳液的橡膠草一年可以收成五次。

另一種令人感興趣的植物是灰白銀膠菊,這是一種生長在美國和墨西哥邊境沙漠中的木質灌木。第二次世界大戰期間,由於缺乏橡膠,美國一度緊急生產銀膠菊。雖然其化學成分與天然橡膠相似,但卻不含有產生乳膠過敏反應的蛋白質。

根據美國當年的緊急橡膠計劃,一小群科學家和工人辛苦地種植了13000公頃的銀膠菊,很快每月就能生產約400噸的橡膠。這種灌木需要栽種兩年後才會有第一次收成,但之後可以通過剪枝嫁接,實現每年都可以收獲。然而,到二戰結束,廉價的亞洲橡膠重返市場,銀膠菊緊急種植計劃遂被放棄。

如今,只有兩家公司在商業上使用過銀膠菊生產的橡膠,其中一家公司Yulex通過戶外服裝品牌巴塔哥尼亞(Patagonia)推出一款有銀膠菊橡膠成份的潛水服。另一家公司,日本輪胎製造商普利司通(Bridgestone)在亞利桑那州保留了一塊114公頃的銀膠菊試驗田,2015年用銀膠菊橡膠生產了第一批輪胎。該計劃得到了意大利石油巨頭埃尼集團(Eni)的協助,埃尼集團在西西里島也擁有一塊銀膠菊試驗田。

擴大這類試驗的迫切性只會越來越強。現在全球對天然橡膠的需求將持續增長,特別是隨著發展中國家越來越富裕。科尼西說。「汽車佔了橡膠市場的最大份額,如果今後每個非洲家庭擁有兩輛汽車,那就需要巨量的橡膠。」

事情出現了轉機。許多橡膠大買家,包括普利司通、德國大陸集團(Continental)和固特異輪胎與橡膠公司(Goodyear)都已簽署了「可持續天然橡膠全球平台」(Global Platform for Sustainable Natural Rubber)的協議,該協議禁止購買在新近開墾砍伐森林的土地上所種植之橡膠。

邁耶目前正在開展活動,爭取訂立橡膠最低固定價格標凖。就像咖啡和可可的公平貿易計劃一樣,這將保障發展中國家小規模種植農的生計,並有助於確保充足的橡膠生產供應。

邁耶說:「我這樣做不是為了獲利或在一兩個季度內維持利潤,而是著眼於長遠未來。我所尋求的是一種不會違背人類良知,可持續的生產。」

沃倫-托馬斯補充說,「我們必須支持小種植農戶優化生產,讓他們能夠抗衡價格的衝擊,比如改進生產方式,能夠一年兩次收成等。為了生產經濟作物進一步砍伐森林,最終對氣候、生物多樣性和人類來說都是壞消息,這需要我們三思而後行。」

而最令人擔憂的是南美橡膠樹黃葉病會總有一天會傳播到亞洲。科尼西說,「想想綠白蠟蟲、榆樹病、松甲蟲(對生物物種的破壞),我們可能會(因黃葉病)失去整個物種、失去數十億棵橡膠樹,當全部橡膠樹木在一年內統統病死,無法臨時找到3900萬噸橡膠的替代品。」因此需要未雨綢繆。

科尼西認為,如果全球使用的天然橡膠中至少有10%來自替代物種,如遇到黃葉病危機的緊急情況,可以迅速擴大替代生產規模。現在僅美國亞利桑那州就有超過300萬公頃的沙漠土地適合種植銀膠菊。科尼西說,現在的橡膠危機是吸引投資橡膠樹替代品的一個千載難逢的良機。

科尼西說,「我們有足夠的橡膠草種子供40公頃的垂直栽培農場種植,以及可供3000公頃土地的銀膠菊種子,但我們需要資金才能做到。我們需要一些億萬富翁參與進來。我決心在自己有生之年完成。我們必須讓替代系統起作用。如果橡膠樹(大規模)歉收,後果對發達國家會是難以想象的。」

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