将废物中的碳原子转化为化石原料替代品，可以让塑料生产更低碳

2022-07-02 09:07:08  信息编号：K222114  浏览次数：65

目前，只有一小部分可以转化为新塑料的材料被回收利用。Chalmers的研究人员现在已经证明，在生产新塑料的过程中，混合废物中的碳原子可以替代所有化石原材料。这种回收方法受到自然碳循环的启发，可以消除塑料材料对气候的影响，甚至可以清洁空气中的二氧化碳。

“废物中有足够的碳原子来满足全球所有塑料生产的需要。利用这些原子，我们可以将新塑料产品与原始化石原材料的供应脱钩。如果这个过程是由可再生能源驱动的，我们还可以得到比现在生产的塑料产品对气候影响低95%以上的塑料产品，这实际上意味着整个系统的负排放量。”Chalmers理工大学能源技术教授Henrik Thunman说，他也是该研究的作者之一，该研究发表在《清洁生产杂志》上。

为了实现循环，我们需要更好地利用社会上已经在使用的资源。Henrik Thunman和他的研究团队希望专注于一种如今经常冒烟的重要资源：我们垃圾中的碳原子，这些碳原子目前被焚烧或最终进入垃圾填埋场，而不是回收利用。这可以通过针对塑料、纸张和木材废物中所含碳的技术实现，无论是否有食物残渣，都可以为生产塑料创造一种与目前使用化石原料生产的塑料品种和质量相同的原料。

就像大自然一样

目前的塑料回收方法能够替代不超过15-20%的化石原材料，以满足社会对塑料的需求。研究人员提出的先进方法基于热化学技术，将废物加热到600-800摄氏度。然后，废物转化为气体，在添加氢气后，可以取代塑料砌块。使用这种回收方法可以使新的塑料产品与新化石原材料的供应脱钩。

这项研究背后的研究人员正在开发一种热化学循环方法，该方法可以产生一种气体，然后可以在目前使用化石油或天然气制造塑料产品的工厂中用作原材料。不同类型的废物，如旧塑料制品和纸杯，有或没有食物残渣，被放入查尔默斯动力中心的反应堆。

更广泛回收利用的关键是以全新的方式看待残余废物：将其作为一种富含有用碳原子的原材料。然后，废物就会获得价值，你可以创建经济结构，在全球范围内将其作为原材料进行收集和使用。该过程的原理受到自然碳循环的启发，植物枯萎时分解成二氧化碳，二氧化碳利用太阳作为能源和光合作用，然后创造出新的植物。

然而，我们的技术不同于它在自然界中的工作方式，因为我们不必绕道大气层以二氧化碳的形式循环碳。我们生产塑料所需的所有碳原子都可以在我们的垃圾中找到，并可以利用热能和电能回收。

研究人员的计算表明，为这些过程提供动力的能源可以来自可再生能源，如太阳能、风能或水力发电，也可以通过燃烧生物质来获得，而且它们将比目前使用的系统更节能。还可以从回收过程中提取多余热量，在循环系统中，回收过程将补偿目前垃圾焚烧产生的热量，同时消除与能源回收相关的二氧化碳排放。

可以替代化石原料

这项研究是FUTNERC项目的一部分。研究人员已经证明，该工艺可以与瑞典斯滕农松的塑料制造商Borealis合作，他们在那里验证了结果，并表明该原材料可以用于制造塑料，取代目前使用的化石原材料。

Borealis AB首席执行官安德斯·弗雷伯格（AndersFröberg）说：“我们的目标是为塑料创造一个循环经济。我们的塑料产品是向可持续社会转型的关键，因此支持这样的研究对我们来说很重要。我们已经有了为我们的塑料产品创造循环的项目，但还需要更多的解决方案。因此，我们对这些出色的结果感到高兴，这有助于我们更接近我们的目标。”

这项研究名为“为可持续循环经济共同回收天然和合成碳材料”，发表在《清洁生产杂志》上。