不知道大家有没有感觉到，这几年的夏天似乎格外长，空调 WIFI 西瓜都无法拯救那些季月烦暑。

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。

以往关于单独或者部分结合循环技术的研究表明，这些技术将大规模减少温室气体的排放。然而，没有研究确定如何结合循环技术来实现塑料的净零排放。

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。

相关研究论文以“Achieving net-zero greenhouse gas emission plastics by a circular carbon economy”为题，发表在权威期刊 Science 上。

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。

塑料问题由来已久

塑料是我们生活中最常见，却也最容易忽视的东西，但是现在塑料所带来的问题，却一点儿也不能被忽视。

自塑料被发明以来，其就以鲸吞蚕食之势席卷市场。从 1950 年到 2015 年，塑料制品的规模就从 200 万吨增加到了 3.8 亿吨，自然环境内的塑料污染不断增加。

然而，要想实现全球气候目标，需要在本世纪下半叶完成净零温室气体排放任务，因此必须减少塑料在生命周期中的温室气体排放。据论文描述，减少温室气体排放的战略包括从石油开采到塑料生产的塑料供应链能源的脱碳，以及循环技术的实施：

（1）化学和机械回收；
（2）生物质利用；
（3）碳捕获和利用-交换化石碳原料。

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（不需要化石燃料发电，风能是一种清洁无公害的可再生能源）。

图｜2050 年全球塑料温室气体排放量通过四个循环途径的减少。（A）从“摇篮到坟墓”的四种途径循环、生物质、CCU 和最优循环碳途径的生命周期GHG排放量减少。（B）线性碳路径和四个循环路径的剩余 GHG 排放量，取决于电的碳强度。（C）以循环碳路径百分比表示的最佳碳输入。（来源：该论文）

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。

图｜风力发电循环碳路径的原料供应和废物处理，每千瓦时 7 克二氧化碳当量，线宽和相应的值表示流量的碳含量（百万吨碳）。（来源：该论文）

然而，这种循环技术实际的可行性将很大程度上取决于可再生资源的可用性。这就出现了两个问题：

（1）是否有足够的可再生资源来满足全球塑料需求？
（2）与其他净零排放塑料的途径（如 CCS）相比，循环碳经济的表现如何？

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。

为了更好地理解可再生能源的需求，研究人员将其与线性碳排放方式进行了比较，线性碳排放方式需要 47 亿吨的二氧化碳储存才能实现塑料净零排放。在这种情况下，需要 76.9 EJ（10^18 焦耳）的化石能源和 1.9-33.9 EJ 的 CCS 额外电力。

而将回收途径与 CCS 相结合，可进一步降低能源需求，以实现塑料净零排放。