重磅:绿色、低成本,科学家发明实现“净零排放”的塑料生产方法

作者: 撰文:郝景 编审:寇建超 排版:李雪薇

来源: Science

发布日期: 2021-10-02 11:06:51

亚琛工业大学的研究人员及其合作者提出了一种新的塑料生产和处理模型,通过结合回收、生物质利用和碳捕获与利用技术,实现了塑料生命周期中温室气体的净零排放,且能源需求和运营成本更低。该研究强调了提高塑料回收率和可再生资源利用的重要性,以应对全球气候变暖和塑料污染问题。

由温室效应导致的全球气候变暖已经严重影响到了人类的正常生活,对人类的生存产生威胁,为可持续发展带来严峻挑战。塑料制品则是间接导致温室效应的重要原因之一。当前塑料制品生产占全球石油消耗的6%,预计在未来的30年内将上升至近20%,生产塑料和焚烧塑料垃圾会导致大量二氧化碳等“温室气体”的排放。

因此,为了达到全球气候目标(将本世纪全球气温升幅限制在2℃以内,同时寻求将气温升幅进一步限制在1.5℃以内的措施),在塑料经济中实现温室气体净零排放至关重要。

近日,来自亚琛工业大学(RWTH Aachen University)的研究人员及其合作者,基于400多个代表全球90%以上塑料生命周期的技术数据集,提出了一个塑料生产和废塑料处理、自下而上的模型,并利用该模型预测了2050年塑料生命周期温室气体排放的五种不同途径。

研究结果表明,与当前“基于化石燃料的生产技术结合碳捕获和封存技术(CCU)”的方案相比,通过将回收、生物质利用和CCU技术相结合,可以实现塑料在生命周期中产生的温室气体的净零排放,而且能源需求和运营成本更低。研究人员表示,通过机械和化学循环的循环途径,与线性碳途径相比,减少了30亿吨二氧化碳当量或64%的温室气体排放。

通过生物质途径可减少多达45亿吨二氧化碳当量,而塑料垃圾和生物质为转化提供了足够的碳和能量,CCU技术则需要低碳足迹的电力来减少温室气体排放。总体来说,仅仅基于回收利用、生物质利用或CCU的塑料无法达到温室气体净零排放,即使是基于风力发电。相比之下,以风力发电为前提,将回收、生物质利用和CCU优化结合的循环碳途径可减少塑料的温室气体排放,相当于47.3亿吨二氧化碳当量。

研究人员表示,资源需求可以在生物质和可再生电力之间转换,因为CCU和生物质都可以实现净零排放塑料结合回收。为了实现这一目标,研究人员确定了实现塑料净零排放所必需的两项关键技术变革:(1)提高塑料回收率和供应更多的塑料废料原料;(2)根据当地可再生电力和生物质的可用性部署CCU或生物质技术。

根据《2020全球气候报告》显示,自1850年(工业化前)到现在为止,全球的平均温度已经上升了1.2℃,气候变化带来的影响已经波及到了世界各地,包括冰山融化、毁灭性热浪以及强烈的风暴等极端天气。对于应对全球的气候变化的问题,世界各国在2015年达成了《巴黎协定》,该协议设定了在本世纪末将全球升温控制在2℃以内的目标。

而控制升温的最主要问题就是控制温室气体的排放,截至2020年,全球二氧化碳排放量已达375亿吨,已达到450万年以来的最高值,而且温室气体的排放量还在持续上升。

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