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塑料种植的生产吸引力
文章出处: 加入时间:2015/1/4 浏览次数:488
绿色经济现实:生产技术可行望着绿浪翻滚的玉米地,美国农民不禁喜上心头。因为他的玉米地与众不同,有着尚不为人知的秘密:不仅玉米在结穗,而且玉米秆和叶子上有塑料颗粒在生长。
在不久的将来就可实现的塑料种植比石化厂的塑料生产吸引力要大得多,因为全世界每年耗费大约两亿七千万吨原油和天然气来制造塑料。
没有塑料制品的生活难以设想,但塑料生产的持续发展力不断受到质疑。已知的全球原油储备大约年后会枯竭,而天然气和煤也会分别于年和年后耗尽。但能源枯竭导致的经济影响所带来的冲击会大大提前。加强研究,力争使用植物资源取代矿物资源来提供燃料和原料,势在必行。
生产塑料的传统方法耗费大量的矿物燃料,因此塑料种植的重大发现令人欢欣鼓舞。从表面上看,这种技术上的突破似乎彻底解决了塑料生产的可持续发展问题。因为这种以植物为本的塑料在两方面对环境有利:一是其源于可再生资源,二是其最终能进行生物降解。源于植物的其它塑料也有同样的吸引力。尽管如此,最新的研究成果却对利用植物来制造塑料的种种方法提出质疑。
其中值得探讨的一点是,生物降解有潜在的成本:塑料生物降解时释放的二氧化碳和甲烷等温室气体,而减少这些难以散发的温室气体是目前全球努力的目标。不仅如此,从植物中加工提炼塑料时仍需为数不少的矿物燃料提供能量。
到目前为止,生物技术界与农业界为实现使用植物塑料代替常规塑料所作的努力主要有三个方面:把植物糖转化为塑料、在微生物里制造塑料、用绿色植物取代不可再生矿物燃料来制造塑料,现在已有了技术上的可能。但是,这些新产品合乎环保人士的理念吗?
包括帝国化学企业在内的其他公司研制开发了塑料产品一样,也是源于植物糖,亦可生物降解。但是,生产时,名为的细菌直接把糖转化为塑料。在微生物外用化学方法来合成塑料,而却是在微生物内聚积成占单个细胞体积的颗粒。其他的公司把这种塑料制成可生物降解的剃刀和洗发水瓶,在生态市场出售。这种塑料与矿物燃料制成的塑料相比,花费大得多,而且除了可生物降解外,使用起来并无其它优越性可言。
包括公司在内的企业和学术机构后来重点研究用第三种方法来生产:塑料种植。即改良农作物的基因结构,使其在生产过程中合成塑料,而不需借助发酵加工方法。换句话说,人们直接从植物中收获塑料,而不必重复以往的生产流程:种庄稼、收庄稼、制糖、发酵、制成塑料。很多研究人员把这种塑料种植方法视为最好、最高效的利用可再生能源制造塑料的方法。
在秸杆上种植塑料不影响农民用传统联合收割机收玉米,收完玉米之后,再到玉米地里收割蕴含塑料的秸杆。从理论上讲,用发酵法生产和塑料要占用可作其他用途的庄稼用地,而利用玉米秆生产塑料的方法能够在同一块地里收获粮食和塑料。
能量和排放物在玉米中增加塑料含量与改变塑料的结构使其更为有用这两个方面,在技术上已有重大进展。从单方面看,研究成果确实令人鼓舞。但是,种植玉米时如何同时实现保持有用成分和高塑料含量的目标,仍然是个难题。同时,从植物中分离塑料的艰巨任务也不容乐观。这种加工分离设施与现有的石化塑料厂大小相当,规模超出原先的玉米加工厂。
不仅如此,塑料种植比大多数利用石化产品制造塑料的方法消耗更多矿物资源。最新研究表明,用矿物燃料制造公斤聚乙烯需要兆焦能量,而从基因改良玉米中获得等量所需能量要多两倍。
利用植物来制造塑料所需的能量导致也许更值得关注的第二个问题―――环境问题。愈来愈多的矿物燃料燃烧产生的二氧化碳等温室气体引发全球性的气候问题。与矿物能源有关的二氧化硫等气体的排放也可能增加,也值得关注。塑料制品在给人们生活带来极大便利的同时,不可避免地对环境造成了污染,更令人担忧的是,这种污染产生的后果并未被使用者意识到。
沿海环境绿色经济因此,塑料种植导致更多的能量消耗和气体排放,令人无法接受,也使得预期的环保好处显得无足轻重。在此类源于植物的塑料制品中,似乎是惟一有竞争力的产品。虽然也许不如塑料种植那么便捷,但较好地利用导致高效率生产的两个要素:一是耗能低,二是高转换率(每公斤植物糖的可制成塑料产品)。但是,尽管在源于植物的塑料制品中一枝独秀,生产比利用石化产品生产塑料时排放的温室气体要多,这一点仍无法避免。
有趣的是,带来明显环保好处的不是植物作为原料,而是植物到能源的转化。一旦把塑料生产和能源生产分开考虑,就会得出以下结论:不管以何种方法制造塑料,许多加工过程应优先考虑使用可再生能源,而不是矿物能源,才是合理的。不幸的是,想同时克服生产塑料方法中存在的环境、技术和经济局限性,这样的方法还找不到。
常规塑料须用矿物燃料作原料,而和不必;常规塑料比和性能更好,但无法生物降解;生物降解能缓解固体废料处理问题,但降解时会释放有损空气质量的温室气体;使用发酵法利用植物生产塑料比在玉米里种植技术更简单,但却占用农业用地;尽管生产塑料比生产石化塑料耗费矿物资源更少,但所需能量更多,因而释放的温室气体也更多。总之,无论生产塑料的方法多么特别,能源使用和排放物都对环境造成严重影响。
为此,我们建议,塑料生产不仅要减少温室气体排放,而且要努力从反面抵消涌入大气层的碳性物质。要实现这个目标,必须探求利用能吸收空气中二氧化碳的植物类资源来生产不可降解塑料的方法。这种经填埋后,能在地下吸收碳性物质,从而使其不再排放到大气层。
对塑料制造业来说,减少大气中的二氧化碳也许力不从心。但是,其他所有的制造业,也和塑料制造业一样,将得益于再生原料和可再生能源的利用。要求全球电力设施转而利用可再生原料和可再生能源所带来的重大变革将不负所作的努力。归根到底,建设可持续发展经济的任何综合规划的关键要素都是可再生能源。就此而言,生产真正具备环保意义的“绿色”塑料仍任重而道远。为了寻找新材料和新能源,人类一直在不懈地努力。
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