自 1950 年代初以来,塑料已进入现代生活的几乎每个领域。1964 年至 2014 年间,塑料消费量增加了 20 倍,从每年 15 吨增加到 3.11 亿吨。在此期间,不仅塑料垃圾造成的环境污染增加,而且其制造消耗的石油量很大,相关的温室气体排放量也很大。
苏黎世联邦理工学院、亚琛工业大学和加州大学圣巴巴拉分校的研究人员创建了一个新的全球塑料生产和处置计算模型。该团队由安德烈·巴多 (André Bardow) 领导,他曾任职于亚琛工业大学,现任苏黎世联邦理工学院能源与过程系统工程教授。科学家们通过他们的模型证明,可以经济地生产在整个生命周期内实现净零温室气体排放平衡的塑料。
这是通过三种现有技术的巧妙组合实现的:塑料回收和通过生物质和 CO2通过碳捕获和利用 (CCU)生产塑料。研究人员在最新一期的《科学》杂志上发表了他们的研究
增加塑料回收
计算表明,关键是尽可能多地使用再生塑料,并辅以其他两种制造方法。这三种制造方式符合循环经济的原则。通过优化组合这三种技术,与目前基于化石的制造实践相比,所需的能源数量可以减少 34% 至 53%,并辅以广泛的碳捕获和储存 (CCS)——特别是在垃圾焚烧厂,其中塑料制品在生命周期结束时被烧毁。
新提出的制造方法的成本与这种替代化石制造方案的成本相当。在有利条件下,到 2050 年,与替代方案相比,全球塑料生产成本每年可减少多达 2880 亿美元。为了实现这一目标,必须以低成本获得生物质、CO2和可再生电力,石油的开采和供应必须变得更加昂贵,并且必须为回收投资提供激励措施。ETH 教授 Bardow 说:“较低的能源需求似乎有悖常理,但它是由回收在整个生命周期中节省的能源量造成的。”
作者在研究中得出结论,政策制定者可以通过鼓励更多塑料回收和增加使用生物质和 CCU 来促进气候中性塑料的发展。“我们不应该单独考虑用于塑料制造的不同技术,因为以巧妙的方式将它们结合起来具有巨大的潜力,”Bardow 说。