Удивительные способы пластики могут реально помочь бороться с изменением климата

Удивительные способы пластики могут реально помочь бороться с изменением климата
Более 99 процентов сегодняшних пластмасс поступает из нефти, но новые варианты на основе биодоступности становятся доступными.
Иконки по векторам рынка, Freepik и srip, CC BY

Что общего у вашей машины, телефона, бутылки соды и обуви? Все они в основном сделаны из нефти. Этот невозобновляемый ресурс обрабатывается в универсальный набор химических веществ, называемых полимерами, или, чаще всего, из пластмасс. Над 5 миллиард галлонов нефти каждый год превращаются только в пластмассы.

Полимеры стоят за многими важными изобретениями за последние несколько десятилетий, например 3D печать, Так называемые «инженерные пластмассы», используемые в приложениях от автомобильной промышленности до строительства до мебели, обладают превосходными свойствами и могут даже помочь решить экологические проблемы. Например, благодаря инженерным пластикам, автомобили теперь легче, поэтому они получают лучший расход топлива. Но по мере роста числа применений, так и спрос на пластмассы, Мир уже производит более 300 миллионов тонн пластика каждый год. Число может быть в шесть раз больше, чем 2050.

Петро-пластики не являются принципиально плохими, но это упущенная возможность. К счастью, есть альтернатива. Переключение с нефтяных полимеров на полимеры, которые основаны на биологическом отношении, может ежегодно уменьшать выбросы углекислого газа на сотни миллионов тонн. Биополимеры являются не только возобновляемыми и более экологически чистыми для производства, но они могут действительно иметь полезный эффект на изменение климата, действуя как поглотитель углерода. Но не все биополимеры созданы равными.

Биопласты не зависят от бурения для нефти, так как они получают углерод из CO₂ уже в атмосфере. (удивительный способ, которым пластмассы могли бы помочь бороться с изменением климата)Биопласты не зависят от бурения для нефти, так как они получают углерод из CO₂ уже в атмосфере. QiuJu Song / Shutterstock.com

Разлагаемые биополимеры

Возможно, вы столкнулись с "биопластика«Прежде, как одноразовая посуда в частности - эти пластмассы производятся из растений вместо масла. Такие биополимеры получают путем подачи сахаров, чаще всего из сахарного тростника, сахарной свеклы или кукурузы, в микроорганизмы, которые продуцируют молекулы-предшественники, которые могут быть очищены и химически связаны друг с другом с образованием полимеров с различными свойствами.

Пластиковые пластмассы лучше подходят для окружающей среды по двум причинам. Во-первых, происходит резкое сокращение энергии, необходимой для производства пластмасс на основе растений - на столько же, сколько 80 процентов, В то время как каждая тонна пластмассы, полученной из нефти, генерирует 2 до 3 тонн CO₂, это может быть уменьшено до приблизительно 0.5 тонн CO₂ на тонну биополимера, и процессы только улучшаются.

Во-вторых, растительные пластики могут быть биоразлагаемыми, поэтому они не накапливаются на свалках.

В то время как это удобно для одноразовых предметов, таких как пластмассовые вилки для биодеградации, иногда более длительный срок службы - вам, вероятно, не хотелось бы, чтобы приборная панель вашего автомобиля медленно превращалась в кучу грибов с течением времени. Многие другие приложения требуют такой же устойчивости, как строительные материалы, медицинские устройства и бытовая техника. Биодеградируемые биополимеры также не подлежат вторичной переработке, что означает, что все больше растений нужно выращивать и обрабатывать непрерывно, чтобы удовлетворить спрос.

Биополимеры в качестве хранилища углерода

Пластмассы, независимо от источника, в основном состоят из углерода - около 80 процентов по весу. В то время как нефтяные пластмассы не выделяют CO₂ таким же образом, что и сжигание ископаемого топлива, они также не помогают секвестрировать какой-либо избыток этого газообразного загрязнителя - углерод из жидкого масла просто превращается в твердые пластмассы.

С другой стороны, биополимеры являются производные от растений, которые используют фотосинтез для преобразования СО2, воды и солнечного света в сахара. Когда эти молекулы сахара превращаются в биополимеры, углерод эффективно заперт из атмосферы - до тех пор, пока они не подвергаются биодеградации или сжиганию. Даже если биополимеры окажутся на свалке, они все равно будут выполнять эту функцию хранения углерода.

CO₂ составляет только около 28 процентов углерода по весу, поэтому полимеры содержат огромный резервуар для хранения этого парникового газа. Если нынешние мировые годовые поставки около 300 миллионов тонн полимеров были бы небиодеградируемыми и основанными на биодизелях, это было бы эквивалентно гигатонному - миллиард тонн - секвестрированного CO₂, примерно 2.8 процентов от текущие глобальные выбросы. В Недавний доклад, Межправительственная группа экспертов по изменению климата указала на захват, хранение и повторное использование углерода в качестве ключевой стратегии смягчения последствий изменения климата; биополимерные полимеры могут внести ключевой вклад, вплоть до 20 процентов удаления CO₂, необходимого для ограничения глобального потепления до 1.5 градусов Цельсия.

Неразлагаемый рынок биополимеров

Текущие стратегии секвестрации углерода, включая геологическое хранение который откачивает CO₂ выхлопные газы или восстановительное сельское хозяйство который хранит больше углерода в почве, сильно опирается на политику, чтобы добиться желаемых результатов.

Хотя это важнейшие механизмы смягчения последствий изменения климата, секвестрация углерода в виде биополимеров может использовать другой драйвер: деньги.

Конкуренция, основанная только на цене, была сложной задачей для биополимеров, но ранние успехи показать путь к большему проникновению. Одним из захватывающих аспектов является возможность доступа к новым химическим веществам, которые в настоящее время не найдены в нефтяных полимерах.

Петропластиковые бутылки можно перерабатывать только раз в пару раз. (удивительный способ, которым пластмассы могли бы помочь бороться с изменением климата)Петропластиковые бутылки можно перерабатывать только раз в пару раз. Ханса / pixabay, CC BY

Рассмотрите возможность повторной утилизации, Немногие традиционные полимеры по-настоящему перерабатываемый, Эти материалы на самом деле чаще всего сокращаются, что означает, что они подходят только для малоценных приложений, таких как строительные материалы. Однако благодаря инструментам генетической и ферментной инженерии такие свойства, как полная рециркуляция - который позволяет использовать материал повторно для одного и того же применения - с самого начала можно конструировать в биополимеры.

Биополимеры сегодня основаны главным образом на натуральных продуктах ферментации некоторых видов бактерий, таких как продукция Lactobacillus молочной кислоты - того же продукта, который обеспечивает терпкость в кислых пивах. Хотя они представляют собой хороший первый шаг, новые исследования показывают, что истинная универсальность биополимеров должна быть развязана в ближайшие годы. Благодаря современная способность инженерить белки и модифицировать ДНК, заказная разработка биополимерных прекурсоров теперь доступна. Благодаря этому становится возможным создание новых полимеров - материалов, в которых нынешний CO₂ будет находиться в более полезной и более ценной форме.

Планы также начинаются с полимеров, а следующие - биополимеры. (удивительный способ, которым пластмассы могли бы помочь бороться с изменением климата)Планы также начинаются с полимеров, а следующие - биополимеры. Эрик Салард / Wikimedia Commons, CC BY-SA

Чтобы реализовать эту мечту, необходимы дополнительные исследования. Хотя ранние примеры здесь сегодня - как частично био-основанный Coca-Cola PlantBottle - биоинженерия, необходимая для достижения многих из наиболее перспективных новых биополимеров, все еще находится на стадии исследования - как возобновляемая альтернатива углеродному волокну которые могут использоваться во всем: от велосипедов до лопастей ветряных турбин.

Правительственная политика, связанная с улавливанием углерода, также будет способствовать принятию решений. При такой поддержке на месте значительное использование биополимеров в качестве хранилища углерода возможно только в ближайшие пять лет - график, который может внести значительный вклад в помощь решению климатического кризиса.Беседа

Об авторах

Джозеф Роллин, почетный научный сотрудник в области биоэнергетики, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии и Дженна Э. Гальегос, аспирант по химической и биологической инженерии, Университет штата Колорадо

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

Рынок InnerSelf

Амазонка

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

Следуйте за InnerSelf

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeзначок Instagramпиктограммазначок rss

 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

Последние видео

Великая миграция климата началась
Великая миграция климата началась
by Супер Пользователь
Климатический кризис вынуждает тысячи людей по всему миру бежать, поскольку их дома становятся все более непригодными для жилья.
Последний ледниковый период говорит нам, почему мы должны заботиться об изменении температуры на 2 ℃
Последний ледниковый период говорит нам, почему мы должны заботиться об изменении температуры на 2 ℃
by Алан Н. Уильямс и др.
В последнем докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) говорится, что без существенного снижения…
Земля оставалась пригодной для проживания миллиарды лет - насколько нам повезло?
Земля оставалась пригодной для проживания миллиарды лет - насколько нам повезло?
by Тоби Тиррелл
Эволюции потребовалось 3-4 миллиарда лет, чтобы произвести Homo sapiens. Если бы климат хоть раз в этом ...
Как картографирование погоды 12,000 лет назад может помочь предсказать будущее изменение климата
Как картографирование погоды 12,000 лет назад может помочь предсказать будущее изменение климата
by Брайс Ри
Конец последнего ледникового периода, около 12,000 лет назад, характеризовался заключительной холодной фазой, называемой младшим дриасом.
В этом столетии Каспийское море может упасть на 9 метров или более
В этом столетии Каспийское море может упасть на 9 метров или более
by Франк Весселинг и Маттео Латтуада
Представьте, что вы находитесь на берегу и смотрите на море. Перед вами 100 метров бесплодного песка, который выглядит как…
Венера когда-то была больше похожа на Землю, но изменение климата сделало ее непригодной для проживания
Венера когда-то была больше похожа на Землю, но изменение климата сделало ее непригодной для проживания
by Ричард Эрнст
Мы можем многое узнать об изменении климата с Венеры, нашей сестринской планеты. В настоящее время температура поверхности Венеры составляет…
Пять недоверие к климату: ускоренный курс дезинформации о климате
Пять недоверие к климату: ускоренный курс дезинформации о климате
by Джон Кук
Это видео представляет собой ускоренный курс дезинформации о климате, в котором резюмируются ключевые аргументы, используемые для того, чтобы поставить под сомнение реальность ...
Арктика не была такой теплой уже 3 миллиона лет, и это означает большие перемены для планеты
Арктика не была такой теплой уже 3 миллиона лет, и это означает большие перемены для планеты
by Джули Бригам-Гретт и Стив Петч
Ежегодно в середине сентября морской ледяной покров в Северном Ледовитом океане сжимается до минимума. В этом году он составляет всего 1.44…

ПОСЛЕДНИЕ СТАТЬИ

зеленая энергия2 3
Четыре возможности использования зеленого водорода для Среднего Запада
by Кристиан Тэ
Чтобы предотвратить климатический кризис, Среднему Западу, как и остальной части страны, необходимо будет полностью обезуглерожить свою экономику путем…
ug83qrfw
Основное препятствие для реагирования на спрос должно быть устранено
by Джон Мур, На Земле
Если федеральные регулирующие органы поступят правильно, потребители электроэнергии на Среднем Западе вскоре смогут зарабатывать деньги, в то время как…
деревья для посадки для климата2
Посадите эти деревья, чтобы улучшить жизнь в городе
by Майк Уильямс-Райс
Новое исследование утверждает, что живые дубы и американские платаны чемпионы среди 17 «супер-деревьев», которые помогут сделать города…
дно северного моря
Почему мы должны понимать геологию морского дна, чтобы справляться с ветрами
by Наташа Барлоу, доцент кафедры четвертичных экологических изменений, Университет Лидса
Для любой страны, имеющей легкий доступ к мелководному и ветреному Северному морю, морской ветер будет ключом к встрече с сетью ...
3 урока лесных пожаров для лесных городов, когда Дикси Файер разрушает исторический Гринвилл, Калифорния
3 урока лесных пожаров для лесных городов, когда Дикси Файер разрушает исторический Гринвилл, Калифорния
by Барт Джонсон, профессор ландшафтной архитектуры, Орегонский университет
Пожар, пылающий в жарком, сухом горном лесу, прокатился по городу Золотой лихорадки в Гринвилле, штат Калифорния, 4 августа…
Китай может достичь целей в области энергетики и климата, ограничив угольную мощь
Китай может достичь целей в области энергетики и климата, ограничив угольную мощь
by Элвин Лин
На апрельском саммите лидера по климату Си Цзиньпин пообещал, что Китай будет «строго контролировать угольную энергетику ...
Голубая вода в окружении мертвой белой травы
Карта отслеживает 30 лет сильного таяния снегов в США
by Микайла Мейс-Аризона
Новая карта экстремальных снеготаяний за последние 30 лет проясняет процессы, которые вызывают быстрое таяние.
Самолет сбрасывает красный огнезащитный состав на лесной пожар, когда пожарные, припаркованные вдоль дороги, смотрят в оранжевое небо.
Модель предсказывает 10-летнюю вспышку лесных пожаров, а затем постепенное снижение
by Ханна Хики-Ю. Вашингтон
Взгляд на долгосрочное будущее лесных пожаров предсказывает начальную примерно десятилетнюю вспышку лесных пожаров,…

 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

Новое отношение - новые возможности

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholistPolitics.com | Рынок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Публикации. Все права защищены.