不知道大家有沒有感覺到，這幾年的夏天似乎格外長(zhǎng)，空調(diào) WIFI 西瓜都無(wú)法拯救那些季月煩暑。
由溫室效應(yīng)導(dǎo)致的全球氣候變暖已經(jīng)嚴(yán)重影響到了人類的正常生活，對(duì)人類的生存產(chǎn)生威脅，為可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
塑料制品則是間接導(dǎo)致溫室效應(yīng)的重要原因之一。當(dāng)前塑料制品生產(chǎn)占全球石油消耗的 6%，預(yù)計(jì)在未來(lái)的 30 年內(nèi)將上升至近 20%，生產(chǎn)塑料和焚燒塑料垃圾會(huì)導(dǎo)致大量二氧化碳等“溫室氣體”的排放。
因此，為了達(dá)到全球氣候目標(biāo)（將本世紀(jì)全球氣溫升幅限制在 2℃ 以內(nèi)，同時(shí)尋求將氣溫升幅進(jìn)一步限制在 1.5℃ 以內(nèi)的措施），在塑料經(jīng)濟(jì)中實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放至關(guān)重要。
以往關(guān)于單獨(dú)或者部分結(jié)合循環(huán)技術(shù)的研究表明，這些技術(shù)將大規(guī)模減少溫室氣體的排放。然而，沒有研究確定如何結(jié)合循環(huán)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)塑料的凈零排放。
近日，來(lái)自亞琛工業(yè)大學(xué)（RWTH Aachen University）的研究人員及其合作者，基于 400 多個(gè)代表全球 90% 以上塑料生命周期的技術(shù)數(shù)據(jù)集，提出了一個(gè)塑料生產(chǎn)和廢塑料處理、自下而上的模型，并利用該模型預(yù)測(cè)了 2050 年塑料生命周期溫室氣體排放的五種不同途徑。
相關(guān)研究論文以“Achieving net-zero greenhouse gas emission plastics by a circular carbon economy”為題，發(fā)表在權(quán)威期刊 Science 上。
研究結(jié)果表明，與當(dāng)前“基于化石燃料的生產(chǎn)技術(shù)結(jié)合碳捕獲和封存技術(shù)（CCU）”的方案相比，通過(guò)將回收、生物質(zhì)利用和 CCU 技術(shù)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)塑料在生命周期中產(chǎn)生的溫室氣體的凈零排放，而且能源需求和運(yùn)營(yíng)成本更低。
塑料問題由來(lái)已久
塑料是我們生活中最常見，卻也最容易忽視的東西，但是現(xiàn)在塑料所帶來(lái)的問題，卻一點(diǎn)兒也不能被忽視。
自塑料被發(fā)明以來(lái)，其就以鯨吞蠶食之勢(shì)席卷市場(chǎng)。從 1950 年到 2015 年，塑料制品的規(guī)模就從 200 萬(wàn)噸增加到了 3.8 億噸，自然環(huán)境內(nèi)的塑料污染不斷增加。
然而，要想實(shí)現(xiàn)全球氣候目標(biāo)，需要在本世紀(jì)下半葉完成凈零溫室氣體排放任務(wù)，因此必須減少塑料在生命周期中的溫室氣體排放。據(jù)論文描述，減少溫室氣體排放的戰(zhàn)略包括從石油開采到塑料生產(chǎn)的塑料供應(yīng)鏈能源的脫碳，以及循環(huán)技術(shù)的實(shí)施：
（1）化學(xué)和機(jī)械回收；
（2）生物質(zhì)利用；
（3）碳捕獲和利用-交換化石碳原料。
研究人員表示，通過(guò)機(jī)械和化學(xué)循環(huán)的循環(huán)途徑，與線性碳途徑相比，減少了 30 億噸二氧化碳當(dāng)量或 64% 的溫室氣體排放。
通過(guò)生物質(zhì)途徑可減少多達(dá) 45 億噸二氧化碳當(dāng)量，而塑料垃圾和生物質(zhì)為轉(zhuǎn)化提供了足夠的碳和能量，CCU 技術(shù)則需要低碳足跡的電力來(lái)減少溫室氣體排放。
總體來(lái)說(shuō)，僅僅基于回收利用、生物質(zhì)利用或 CCU 的塑料無(wú)法達(dá)到溫室氣體凈零排放，即使是基于風(fēng)力發(fā)電（不需要化石燃料發(fā)電，風(fēng)能是一種清潔無(wú)公害的可再生能源）。
圖｜2050 年全球塑料溫室氣體排放量通過(guò)四個(gè)循環(huán)途徑的減少。（A）從“搖籃到墳?zāi)埂钡乃姆N途徑循環(huán)、生物質(zhì)、CCU 和最優(yōu)循環(huán)碳途徑的生命周期GHG排放量減少。（B）線性碳路徑和四個(gè)循環(huán)路徑的剩余 GHG 排放量，取決于電的碳強(qiáng)度。（C）以循環(huán)碳路徑百分比表示的最佳碳輸入。（來(lái)源：該論文）
相比之下，以風(fēng)力發(fā)電為前提，將回收、生物質(zhì)利用和 CCU 優(yōu)化結(jié)合的循環(huán)碳途徑可減少塑料的溫室氣體排放，相當(dāng)于 47.3 億噸二氧化碳當(dāng)量。
圖｜風(fēng)力發(fā)電循環(huán)碳路徑的原料供應(yīng)和廢物處理，每千瓦時(shí) 7 克二氧化碳當(dāng)量，線寬和相應(yīng)的值表示流量的碳含量（百萬(wàn)噸碳）。（來(lái)源：該論文）
然而，這種循環(huán)技術(shù)實(shí)際的可行性將很大程度上取決于可再生資源的可用性。這就出現(xiàn)了兩個(gè)問題：
（1）是否有足夠的可再生資源來(lái)滿足全球塑料需求？
（2）與其他凈零排放塑料的途徑（如 CCS）相比，循環(huán)碳經(jīng)濟(jì)的表現(xiàn)如何？
研究人員表示，資源需求可以在生物質(zhì)和可再生電力之間轉(zhuǎn)換，因?yàn)?CCU 和生物質(zhì)都可以實(shí)現(xiàn)凈零排放塑料結(jié)合回收。
為了更好地理解可再生能源的需求，研究人員將其與線性碳排放方式進(jìn)行了比較，線性碳排放方式需要 47 億噸的二氧化碳儲(chǔ)存才能實(shí)現(xiàn)塑料凈零排放。在這種情況下，需要 76.9 EJ（10^18 焦耳）的化石能源和 1.9-33.9 EJ 的 CCS 額外電力。
而將回收途徑與 CCS 相結(jié)合，可進(jìn)一步降低能源需求，以實(shí)現(xiàn)塑料凈零排放。
圖｜2050 年實(shí)現(xiàn)塑料凈零排放的生物質(zhì)和電力需求。循環(huán)碳途徑的數(shù)據(jù)與線性碳和 CCS 循環(huán)碳途徑的數(shù)據(jù)，CCS 的范圍反映了不同的二氧化碳來(lái)源，線性碳能源需求是以化石資源為基礎(chǔ)的，化石資源在能源基礎(chǔ)上被轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)和電力。（來(lái)源：該論文）
總體來(lái)看，研究人認(rèn)為，使用現(xiàn)有商業(yè)化的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)凈零排放塑料。
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員確定了實(shí)現(xiàn)塑料凈零排放所必需的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)變革:
（1）提高塑料回收率和供應(yīng)更多的塑料廢料原料；
（2）根據(jù)當(dāng)?shù)乜稍偕娏蜕镔|(zhì)的可用性部署 CCU 或生物質(zhì)技術(shù)。
全球變暖危害近在咫尺
根據(jù)《2020 全球氣候報(bào)告》顯示，自 1850 年（工業(yè)化前）到現(xiàn)在為止，全球的平均溫度已經(jīng)上升了 1.2℃，氣候變化帶來(lái)的影響已經(jīng)波及到了世界各地，包括冰山融化、毀滅性熱浪以及強(qiáng)烈的風(fēng)暴等極端天氣。
對(duì)于應(yīng)對(duì)全球的氣候變化的問題，世界各國(guó)在 2015 年達(dá)成了《巴黎協(xié)定》，該協(xié)議設(shè)定了在本世紀(jì)末將全球升溫控制在 2℃ 以內(nèi)的目標(biāo)。
而控制升溫的最主要問題就是控制溫室氣體的排放，截至 2020 年，全球二氧化碳排放量已達(dá) 375 億噸，已達(dá)到 450 萬(wàn)年以來(lái)的最高值，而且溫室氣體的排放量還在持續(xù)上升。
面對(duì)全球變暖，很多人都不以為意，認(rèn)為這些似乎并沒有影響到自己的切身利益。
但是，當(dāng)前全球出現(xiàn)的各種問題，比如干旱、缺水、重大火災(zāi)、海平面上升、極地冰層融化、風(fēng)暴以及生物多樣性的減少，無(wú)不警示著我們?nèi)蛏郎貛?lái)的災(zāi)難性的后果，氣候變化已經(jīng)影響到我們的健康、糧食生產(chǎn)能力、住房、安全和工作。
事實(shí)上，如今生活在小島嶼國(guó)家和其他發(fā)展中國(guó)家的人們?cè)跉夂蜃兓媲耙呀?jīng)顯得尤為脆弱，而“氣候難民”的數(shù)量預(yù)計(jì)會(huì)在未來(lái)繼續(xù)增加。
如果我們?nèi)耘f不注意節(jié)能減排等問題，就會(huì)像美國(guó)電影《后天》中展示的那樣，由于溫室效應(yīng)造成全球變暖，地球進(jìn)入下一個(gè)冰川期，給人類帶來(lái)毀滅性的災(zāi)難。
13861291831