“塑戰(zhàn)速決”,生物基塑料助力碳中和

文章來源:零碳風云大蔚2023-06-08 11:03

今天是第50個世界環(huán)境日,今年的主題是“塑戰(zhàn)速決”,呼吁全球為抗擊塑料污染制定解決方案,將展現(xiàn)國家、企業(yè)和個人在怎樣學習更加可持續(xù)地使用塑料,希望有一天塑料污染可以成為歷史。
 
世界環(huán)境日自1973年以來,每年6月5日舉辦,是聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署牽頭舉辦的全球最大環(huán)保宣傳、增強意識和開展行動的平臺之一。
 
塑料是一種便捷、廉價、耐用的材料,經(jīng)過100多年的生產(chǎn)實踐,塑料制品早已深入人類生活的方方面面,廣泛應用于各個領(lǐng)域。然而,塑料制品在生產(chǎn)、使用、處理過程中、不當拋棄后都會對大自然的生態(tài)環(huán)境造成嚴重的影響,從而對生物多樣性產(chǎn)生負面影響。
 
不僅如此,從根本上來說,塑料是化石能源產(chǎn)業(yè)鏈上的相關(guān)產(chǎn)品,塑料的使用直接造成碳排放
 
那么如何解決塑料污染的問題呢?現(xiàn)在,全世界都在探索可降解的生物基塑料,它不僅對環(huán)境友好,而且直接和碳中和有關(guān)。
 
為何要減塑
 
塑料是一種難以降解的材料,即使是在自然界中,塑料想要完全降解,都需要百年左右的時間。這對土壤微生物、植物和其他野生動物造成了危害,破壞了生物多樣性的平衡和生態(tài)系統(tǒng)的功能。
 
塑料長期存在于土壤當中,可能會影響其生態(tài)系統(tǒng)中微生物的數(shù)量以及代謝活動,導致土壤質(zhì)量下降,農(nóng)作物無法從土壤中獲取足夠的營養(yǎng),從而使作物的產(chǎn)量下降。
 
塑料影響植物生長的同時,也會影響陸生動物的存活,如以凋零植物為食的蚯蚓。在塑料分解的過程中,會有鄰苯二甲酸鹽、雙酚A等有毒物質(zhì)析出,這些物質(zhì)具有的具有激素效應有可能影響生物的內(nèi)分泌。微塑料納米顆粒還會誘發(fā)生物的炎癥甚至是基因變化。
 
其次,塑料制品還會對水質(zhì)以及水中生態(tài)產(chǎn)生影響。塑料制品或者是塑料降解產(chǎn)物有可能會直接被排放入江河、海洋,使水中的塑料顆粒濃度升高。在水中生活的各種生物也會難以避免地誤食塑料制品,每年都有眾多的動物因為塑料而出現(xiàn)呼吸困難、窒息的情況,死亡數(shù)量居高不下。
 
塑料還會對人體健康產(chǎn)生影響,如塑料在土壤中分解,會使其中的苯乙烯阻聚劑(DNBP)進入農(nóng)作物中,被人進食后容易引起肝臟損傷、基因突變等問題。水體以及空氣中的微塑料顆粒難以被過濾,進食水生動物、飲水甚至是呼吸,都導致這些微塑料顆粒進入人體。
 
目前,地球表面幾乎任何地方都能找到塑料的存在,哪怕在最深的大洋底部,甚至南極北極都不例外。
 
而塑料的回收處理能力卻依然低下。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署2021年發(fā)布的報告顯示,1950年至2017年期間,全球累計生產(chǎn)約92億噸塑料,其中塑料回收利用率不足10%,約有70億噸成為塑料垃圾。預計到2040年,全球每年將有約7.1億噸塑料垃圾被遺棄到自然環(huán)境中。美國《科學進展》雜志警告,2050年,地球上將有超過130億噸塑料垃圾,藍色地球可能變成“塑料星球”。
 
聯(lián)合國《生物多樣性公約》代理執(zhí)行秘書長戴維·庫珀(David Cooper)近期表示,我們不能允許這種情況發(fā)生,因為塑料污染不僅對海洋生物有害,而且以驚人的速度破壞了水生態(tài)系統(tǒng)和其他我們依賴的生態(tài)系統(tǒng)。
 
減少塑料污染,迫在眉睫。國際社會相繼出臺相關(guān)禁限塑政策,提出禁塑限塑時間表:中國于2020年發(fā)布了《關(guān)于進一步加強塑料污染治理的意見》,鼓勵減少塑料消費,推廣生物可降解塑料的替代制品;歐盟于2021年啟動實施全面禁塑法令;東盟發(fā)布了應對海洋塑料垃圾的區(qū)域行動計劃。截至目前,已有140多個國家明確制定或發(fā)布相關(guān)禁塑限塑政策。此外,還有許多國際公約和國際組織等也在采取行動,支持國際社會減少和淘汰塑料制品,鼓勵發(fā)展替代品,調(diào)整產(chǎn)業(yè)及貿(mào)易政策等來減少塑料污染。
 
2022年3月2日,在第五屆聯(lián)合國環(huán)境大會續(xù)會上,聯(lián)合國各成員國一致通過決議,要建立一個政府間談判委員會,到2024年達成一項具有國際法律約束力的協(xié)議,涉及塑料制品的整個生命周期,包括其生產(chǎn)、設(shè)計、回收和處理等,這將是繼《巴黎協(xié)定》后,最重要的國際多邊環(huán)境協(xié)定。
 
今年的世界環(huán)境日,再次吹響了戰(zhàn)勝塑料污染的號角,作為消費者,我們的選擇將決定塑料進入自然環(huán)境的增加或減少。
 
生物質(zhì)替代前景廣闊
 
除了減少使用一次性塑料制品,尋找塑料替代品,減少化石原料使用,是從源頭解決問題的有效途徑。
 
我國限塑令實施后,實際上很多塑料制品正在被生物質(zhì)塑料所代替。如今走進奶茶店、咖啡館,塑料吸管已經(jīng)很少了,取而代之的是“PLA”材質(zhì)吸管。PLA是什么?它的中文名是聚乳酸,也就是乳酸聚合形成的產(chǎn)物。生產(chǎn)它的原料,來自我們平時吃的玉米、木薯等糧食作物。
 
吸管只是聚乳酸應用的很小一部分,它還可以被做成包裝材料、紡織面料,或者被加工為組織工程支架、骨折內(nèi)固定材料、手術(shù)縫合線等醫(yī)療用品。聚乳酸紡成的衣物,不僅抑菌、除螨,還具備阻燃功能,從原材料到成品,附加值能夠提升10倍以上。
 
這就是生物基塑料。生物基塑料是指生產(chǎn)原料是來源于玉米、甘蔗、竹子或其他植物纖維素的類塑料產(chǎn)品。當生物基材料廢棄時,大部分可經(jīng)由燃燒或堆肥等生物降解法,轉(zhuǎn)變?yōu)樗投趸嫉葻o毒小分子,重新進入自然循環(huán)中,維護整個生態(tài)平衡,無需擔心增加碳排放。
 
目前,竹子在替代塑料上的熱度比較高。與其他生物質(zhì)材料相比,竹材具有高度的彈性與韌性、很好的順紋抗壓力與抗拉力等獨特的物理力學特性。竹材從竹葉到竹根都可以利用,即便是竹廢料也可用做活性炭,使用后的竹制品完全自然降解,對環(huán)境不會產(chǎn)生有害影響。
 
尤其值得一提的是,竹子的減碳固碳能力也遠超普通林木。最新的一項研究表明,一公頃竹林及其竹制品,在60年內(nèi)可以固定300噸的碳,在相同條件下,杉木林固定不到200噸的碳。
 
強中還有強中手,我國科技工作者已經(jīng)研發(fā)出一種比竹子固碳能力更強、也可以替代塑料的植物,那就是武漢蘭多生物有限公司培育的超級蘆竹。
 
中國林業(yè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)合會常務副會長、國家林草局原總工程師封加平此前在接受中國經(jīng)濟時報記者采訪時表示,超級蘆竹是一種高產(chǎn)高效的能源植物,大規(guī)模種植超級蘆竹可助力國家快速實現(xiàn)碳中和。根據(jù)蘭多生物2021年-2022年測產(chǎn)報告,超級蘆竹生長過程中每年產(chǎn)生的干生物量約5噸/畝—10噸/畝,據(jù)此測算出其吸收的二氧化碳量8.5噸/畝—17噸/畝、釋放的氧氣量6噸/畝—12噸/畝,約為熱帶森林的5倍、玉米秸稈的7倍、水稻秸稈的15倍。
 
北京航空航天大學教授、中國航空發(fā)動機低排放燃燒聯(lián)合創(chuàng)新中心首席科學家林宇震在接受媒體采訪時介紹,“超級蘆竹可以直接替代燃煤,也可以通過先進的生物發(fā)酵、熱化學轉(zhuǎn)化等技術(shù),生產(chǎn)氫氣、天然氣、一氧化碳、生物油、乙醇、生物炭、聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)等,并且能進一步深加工生產(chǎn)幾乎所有的高端能源與高端化學品,如甲醇、乙醇、汽柴油、航空煤油(SAF)、液氨、乙二醇、烯烴、芳烴等,從而全面替代煤炭、石油、天然氣及其下游產(chǎn)品。
 
其中的聚乳酸(PLA),就是生產(chǎn)生物基塑料的主要原材料。
 
目前,生物可降解塑料處于發(fā)展初期,仍有巨大的發(fā)展?jié)摿透倪M空間。據(jù)統(tǒng)計,2021年,全球生物降解塑料年產(chǎn)能為155.30萬噸,同比增加26.57%。包裝行業(yè)仍然是生物塑料的最大應用領(lǐng)域,隨著不斷的發(fā)展,生物可降解塑料在其他領(lǐng)域所占的市場份額也在逐漸提升。
 
生物可降解塑料的革命性意義已經(jīng)初見端倪,不過,到目前為止,大部分塑料依然是由石油經(jīng)催化工藝生產(chǎn)制得,全球解決“白色污染”之路任重而道遠。
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