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Special Chinese Edition 2021

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  • Carbon
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  • Bioplastics
Best of 2020 in Chinese Language

意 见 可 再 生 碳

意 见 可 再 生 碳 策 略 由 : 迈 克 尔 词 Carus nova-Institut GmbH 是 一 家 , Hurth( 科 隆 )、 德 国 可 再 生 碳 是 可 持 续 发 展 和 面 向 未 来 的 化 工 和 塑 料 工 业 的 关 键 我 们 星 球 面 临 的 主 要 威 胁 和 挑 战 是 气 候 变 化 和 生 物 多 样 性 丧 失 。 气 候 变 化 的 主 要 原 因 是 人 类 的 二 氧 化 碳 排 放 , 主 要 是 化 石 燃 料 、 原 油 、 天 然 气 和 煤 炭 的 二 氧 化 碳 排 放 。 生 物 多 样 性 丧 失 的 主 要 原 因 是 气 候 变 化 , 以 及 土 地 退 化 和 栖 息 地 丧 失 等 因 素 。 这 些 正 在 成 为 全 球 野 生 动 物 的 最 大 威 胁 。 到 本 世 纪 末 , 气 候 变 化 很 可 能 成 为 生 物 多 样 性 丧 失 的 最 重 要 驱 动 因 素 之 一 。 气 候 变 化 已 经 迫 使 生 物 多 样 性 通 过 改 变 栖 息 地 、 改 变 生 命 周 期 或 发 展 新 的 物 理 特 征 [1] 来 适 应 。 到 本 世 纪 末 , 气 候 变 化 及 其 影 响 可 能 是 全 球 生 物 多 样 性 丧 失 和 生 态 系 统 变 化 的 主 要 直 接 驱 动 因 素 。 与 此 同 时 ,2019 年 的 排 放 量 升 至 创 纪 录 的 550 亿 吨 二 氧 化 碳 当 量 , 而 2018 年 为 500 亿 吨 二 氧 化 碳 当 量 。 然 而 , 为 了 在 2030 年 前 将 气 温 上 升 限 制 在 1.5 摄 氏 度 , 这 些 排 放 必 须 减 少 到 每 年 最 多 24 亿 吨 二 氧 化 碳 。 目 标 很 明 确 : 停 止 化 石 碳 的 使 用 ! 在 全 球 范 围 内 来 看 , 为 了 达 到 从 2010 年 到 2050 年 升 温 少 于 2 摄 氏 度 的 目 标 , 煤 炭 储 量 、 一 半 的 天 然 气 储 量 和 80% 以 上 的 现 有 煤 炭 储 量 应 该 保 持 闲 置 。[3] 只 有 全 面 淘 汰 化 石 碳 , 才 能 帮 助 防 止 二 氧 化 碳 浓 度 的 进 一 步 增 加 。 因 为 所 有 从 地 下 提 取 的 化 石 碳 迟 早 都 会 被 释 放 到 大 气 中 , 从 而 增 加 二 氧 化 碳 的 浓 度 。 “ 可 再 生 能 源 ” 能 源 部 门 的 脱 碳 有 一 个 明 确 的 或 多 或 少 一 致 的 能 源 政 策 , 旨 在 实 现 基 于 太 阳 能 、 风 能 、 水 力 和 其 他 可 再 生 能 源 的 100% 可 再 生 能 源 系 统 。 除 了 生 物 能 源 、 生 物 基 和 二 氧 化 碳 的 燃 料 , 还 有 能 源 和 燃 料 部 门 的 绿 色 电 力 和 绿 色 氢 , 所 有 这 些 都 属 于 “ 脱 碳 ” 的 范 畴 。 “ 可 再 生 碳 ” 为 可 持 续 发 展 的 化 学 和 塑 料 工 业 材 料 行 业 , 特 别 是 化 工 和 塑 料 行 业 , 没 有 相 应 的 政 策 或 战 略 。 对 于 以 碳 为 基 础 的 有 机 化 学 来 说 , 脱 碳 这 个 术 语 完 全 是 无 稽 之 谈 , 它 是 基 于 知 识 的 缺 乏 。 我 们 不 应 该 在 这 种 情 况 下 使 用 脱 碳 这 个 名 词 ! 这 个 词 不 仅 是 无 稽 之 谈 , 而 且 有 偏 颇 , 因 为 它 回 避 了 正 确 的 碳 来 源 的 问 题 , 这 正 是 我 们 要 提 供 的 。 我 们 需 要 一 个 面 向 未 来 的 可 再 生 碳 战 略 。 而 可 再 生 碳 的 来 源 只 有 三 种 。 可 再 生 碳 是 关 键 定 义 : 我 们 提 出 “ 可 再 生 碳 ” 一 词 是 指 所 有 避 免 或 替 代 任 何 来 自 地 球 的 化 石 碳 的 碳 源 。 可 再 生 碳 可 以 来 自 大 气 、 生 物 圈 或 技 术 圈 —— 但 绝 不 能 来 自 地 球 。 可 再 生 碳 在 大 气 、 生 物 圈 和 技 术 圈 之 间 循 环 。 类 似 的 概 念 和 策 略 “ 在 碳 再 利 用 经 济 中 , 化 石 碳 留 在 地 面 , 而 地 面 上 的 碳 在 循 环 而 不 积 累 到 大 气 中 … 我 们 相 信 , 碳 再 利 用 经 济 可 以 在 减 缓 气 候 变 化 和 创 建 基 于 可 持 续 碳 的 新 业 务 方 面 发 挥 重 要 作 用 。”[4]。 2016 年 , 芬 兰 咨 询 公 司 Poyry 已 经 以 类 似 的 方 式 使 用 了 “ 再 碳 化 ” 一 词 , 但 仅 限 于 生 物 碳 [5]。 在 荷 兰 2050 年 的 化 学 工 业 路 线 图 中 , 作 者 使 用 了 “ 循 环 和 生 物 基 础 ” 一 词 , 但 不 包 括 碳 利 用 , 这 是 [6] 中 提 到 的 另 一 个 领 域 。 欧 盟 委 员 会 在 其 塑 料 战 略 中 包 括 三 种 非 化 石 碳 源 [7]:“ 使 用 更 多 的 回 收 塑 料 可 以 减 少 对 化 石 燃 料 的 依 赖 … 也 可 以 开 发 替 代 原 料 , 包 括 生 物 基 原 料 和 气 态 排 放 物 ( 如 二 氧 化 碳 或 甲 烷 ), 以 避 免 使 用 化 石 资 源 。” 可 再 生 碳 的 来 源 只 有 三 种 - 可 再 生 碳 来 自 回 收 现 有 塑 料 和 其 他 有 机 化 学 产 品 , 来 自 科 技 圈 - 从 所 有 类 型 的 生 物 质 和 生 物 圈 中 获 得 的 可 再 生 碳 - 技 术 圈 和 大 气 直 接 利 用 二 氧 化 碳 产 生 的 可 再 生 碳 相 当 于 能 源 部 门 脱 碳 的 是 化 工 和 塑 料 行 业 向 可 再 生 碳 的 过 渡 。 详 细 的 策 略 - 这 三 种 碳 源 对 于 向 可 再 生 碳 的 完 全 过 渡 是 必 不 可 少 的 。 - 这 三 种 方 法 都 应 该 被 业 界 采 用 , 并 得 到 政 界 的 支 持 。 - 不 打 兄 弟 之 战 ! 只 有 一 个 赢 家 : 停 用 化 石 碳 。 - 分 享 赢 ! - 为 了 替 代 所 有 额 外 的 化 石 碳 , 我 们 需 要 这 三 种 最 聪 明 的 组 合 。 - 我 们 需 要 一 个 未 来 的 材 料 政 策 —— 一 个 关 于 可 再 生 碳 的 政 策 。 哪 些 可 再 生 碳 选 项 将 发 挥 作 用 , 应 该 由 技 术 和 市 场 力 量 决 定 —— 而 不 是 由 政 治 决 定 。 这 取 决 于 区 域 因 素 和 具 体 应 用 。 化 学 工 业 和 气 候 变 化 化 学 工 业 的 二 氧 化 碳 排 放 大 约 占 2018 年 全 球 人 为 温 室 气 体 排 放 的 7%。 到 2030 年 , 这 一 比 例 将 上 升 到 15%, 到 2050 年 将 上 升 到 25%。 为 什 么 ? 未 来 几 十 年 , 化 工 行 业 的 全 球 复 合 年 增 长 率 预 计 为 7%, 远 高 于 能 源 行 业 (1- 2%) 的 预 测 。 此 外 , 能 源 行 业 正 在 进 行 脱 碳 进 程 。 换 句 话 说 , 化 学 工 业 在 未 来 很 可 能 成 为 温 室 气 体 的 主 要 排 放 者 之 一 。 使 用 可 再 生 碳 是 关 键 。 化 工 和 塑 料 行 业 只 有 永 远 告 别 原 油 、 天 然 气 和 煤 炭 等 化 石 原 料 , 只 使 用 可 再 生 碳 作 为 有 机 化 学 的 原 材 料 , 才 能 发 展 成 为 一 个 可 持 续 的 行 业 。 在 能 源 领 域 , 相 当 于 脱 碳 的 是 化 工 和 塑 料 行 业 向 可 再 生 碳 的 过 渡 。 原 油 价 格 平 价 为 每 桶 200 美 元 2019 年 由 德 国 化 学 协 会 和 FutureCamp 发 布 的 《2050 化 学 路 线 图 —— 迈 向 德 国 温 室 气 体 中 性 化 学 工 业 》[9] 为 德 国 化 学 工 业 开 发 了 三 种 可 能 的 场 景 。 根 据 “ 温 室 气 体 中 性 路 径 2050” 的 设 想 :“ 从 2030 年 代 中 期 开 始 , 新 的 以 电 力 为 基 础 的 工 艺 将 使 德 国 化 工 行 业 的 电 力 需 求 增 加 到 每 年 685 太 瓦 时 ( 太 瓦 时 ), 这 比 德 国 2018 年 的 总 发 电 量 还 要 多 . .. 在 2020 年 至 2050 年 期 间 , 企 业 将 需 要 再 投 资 约 680 亿 欧 元 , 其 中 大 部 分 投 资 将 从 2040 年 开 始 。 仅 路 线 图 中 提 到 的 基 本 化 学 过 程 的 转 化 就 需 要 额 外 投 资 450 亿 欧 元 左 右 。” 14 bioplastics MAGAZINE Vol. 16 | 中 文 版

意 见 太 阳 能 风 能 水 电 Co 2 生 物 质 回 收 低 碳 化 可 再 生 能 源 氢 气 可 再 生 碳 工 业 - 家 庭 - 移 动 性 可 再 生 碳 基 燃 料 化 学 品 - 塑 料 - 其 他 材 料 STOP STOP 来 源 :nova 研 究 所 基 于 这 项 研 究 的 数 据 , 我 们 计 算 出 了 完 全 转 向 二 氧 化 碳 的 油 价 将 是 成 本 中 性 的 。 其 结 果 是 每 桶 200 美 元 , 是 目 前 原 油 价 格 的 三 倍 多 。 来 自 化 学 工 业 的 非 能 源 需 求 我 们 的 计 算 表 明 , 生 产 20 瓦 时 的 太 阳 能 电 力 , 只 需 要 撒 哈 拉 地 区 0.9% 的 光 电 (PV)。 撒 哈 拉 沙 漠 的 光 伏 产 量 一 般 在 250 吉 瓦 时 / 平 方 公 里 / 年 [10] 左 右 。 这 意 味 着 需 要 80000 平 方 公 里 的 面 积 便 能 产 生 20pwh 的 光 伏 发 电 。 与 撒 哈 拉 沙 漠 920 万 平 方 公 里 的 总 面 积 相 比 , 这 仅 仅 是 撒 哈 拉 地 区 的 0.9%( 世 界 上 的 沙 漠 总 面 积 为 3000 万 平 方 公 里 )。 在 将 其 应 用 于 碳 捕 获 和 利 用 (CCU) 过 程 时 , 该 领 域 产 生 的 能 源 可 以 覆 盖 化 学 和 塑 料 行 业 的 全 球 非 能 耗 碳 需 求 , 就 像 2018 年 那 样 。 生 物 基 塑 料 在 危 机 中 ! - 上 述 问 题 在 于 没 有 从 政 治 层 面 上 认 识 到 生 物 基 和 生 物 可 降 解 聚 合 物 的 好 处 、 潜 力 和 必 要 性 。 - 成 本 高 企 导 致 增 长 缓 慢 。 - 障 碍 多 于 政 策 支 持 。 - 与 生 物 燃 料 和 生 物 能 源 形 成 鲜 明 对 比 , 生 物 燃 料 和 生 物 能 源 受 到 配 额 的 大 力 支 持 ( 欧 洲 可 再 生 能 源 指 令 ,REDI 和 II)。 - 联 合 国 的 GNO 说 :“ 生 物 质 的 使 用 给 土 地 和 生 物 多 样 性 带 来 了 不 可 接 受 的 压 力 。” 虽 然 这 一 说 法 是 错 误 的 , 但 是 这 样 的 说 法 比 50 份 科 学 报 告 更 有 破 坏 力 。 - “ 粮 食 作 物 不 能 成 为 工 业 生 产 的 原 料 ” 是 不 合 理 呼 吁 ! 甚 至 纸 也 比 生 物 塑 料 使 用 更 多 的 淀 粉 。 欧 洲 的 甜 菜 糖 也 生 产 过 剩 , 占 用 食 品 资 源 的 形 象 是 营 销 的 障 碍 。 - 回 收 塑 料 通 常 是 首 选 。 - 绿 色 交 易 : 几 乎 没 有 提 到 生 物 经 济 , 似 乎 已 经 成 为 一 个 管 理 问 题 , 而 不 是 未 来 的 选 择 。 - 但 同 时 : 市 场 对 更 环 保 材 料 的 需 求 。 我 们 需 要 一 个 新 的 战 略 , 包 括 与 其 他 可 持 续 材 料 的 利 益 和 盟 友 。 分 享 赢 。2020 年 战 略 必 须 是 : 可 再 生 碳 是 可 持 续 发 展 和 面 向 未 来 的 化 工 和 塑 料 工 业 的 关 键 。 未 来 的 塑 料 所 需 的 总 生 物 量 ( 图 1) 将 达 约 1% 的 全 球 目 前 在 各 领 域 的 生 物 量 应 用 (130 - 140 亿 吨 , 其 中 60% 是 由 于 动 物 饲 料 生 产 的 牛 奶 和 肉 )。 利 用 撒 哈 拉 沙 漠 的 面 积 通 过 光 伏 和 二 氧 化 碳 的 使 用 就 足 以 覆 盖 70% 的 民 用 电 力 需 求 。 唯 一 的 无 限 资 源 与 金 属 和 矿 物 相 比 , 可 再 生 碳 是 唯 一 实 际 上 真 正 的 无 限 资 源 —— 无 论 是 作 为 大 气 中 的 二 氧 化 碳 , 它 可 以 通 过 可 再 生 能 源 或 生 物 质 能 加 以 利 用 。 这 些 原 料 足 以 供 应 下 一 个 千 年 。 这 就 是 为 什 么 塑 料 的 重 要 性 会 越 来 越 大 , 而 塑 料 的 时 代 才 刚 刚 开 始 。 这 就 是 为 什 么 塑 料 必 须 尽 快 成 为 可 持 续 的 , 并 恢 复 良 好 的 形 象 。 支 持 快 速 向 可 再 生 能 源 过 渡 的 政 治 措 施 - 对 用 于 化 学 品 和 塑 料 的 化 石 碳 征 税 - 征 收 原 材 料 税 比 征 收 排 放 税 容 易 得 多 。 - 我 们 不 允 许 使 用 更 多 的 化 石 碳 —— 这 正 是 税 收 有 效 和 重 要 的 原 因 。 - 该 税 只 需 要 在 几 个 点 ( 提 取 和 进 口 ) 征 收 。 - 自 动 捕 获 所 有 使 用 化 石 碳 的 部 门 和 应 用 程 序 - 没 有 任 何 例 外 或 特 殊 规 则 。 - 回 收 、 生 物 质 和 二 氧 化 碳 自 动 免 税 。 - 停 止 化 石 领 域 的 任 何 资 助 计 划 。 - 碳 排 放 交 易 系 统 (ETS) 中 化 石 二 氧 化 碳 排 放 需 要 更 高 成 本 。 - 开 发 表 明 可 再 生 碳 份 额 的 证 书 和 标 签 。 - 建 立 可 再 生 碳 “ 进 入 ” 化 学 品 和 塑 料 的 最 低 配 额 比 例 , 以 及 以 二 氧 化 碳 为 基 础 的 煤 油 最 低 配 额 比 例 。 - 关 于 化 工 和 塑 料 工 业 生 产 过 程 中 使 用 的 可 再 生 碳 百 分 比 的 报 告 ( 排 名 ) 找 到 温 室 气 体 排 放 的 根 源 !95% 的 温 室 气 体 含 有 碳 。 停 止 使 用 化 石 碳 。 从 原 油 、 天 然 气 和 煤 炭 完 全 转 向 可 再 生 碳 : 基 于 生 物 的 二 氧 化 碳 直 接 利 用 和 回 收 。 诺 瓦 研 究 所 的 专 家 们 全 面 支 持 企 业 走 向 可 再 生 碳 的 道 路 。 他 们 正 在 寻 找 在 生 态 、 经 济 、 战 略 和 形 象 方 面 利 用 生 物 质 、 二 氧 化 碳 和 循 环 利 用 的 最 聪 明 的 方 法 。 www.nova-institute.com | https://renewable-carbon.eu www.nova-institute.com References: [1] Climate Change and Biodiversity https://www.cbd.int/climate/intro.shtml [2] Biodiversity & Human Well-being https://www.greenfacts.org/en/ biodiversity/l-3/4-causes-desertification.htm [3] McGlade & Ekins 2015: The geographical distribution of fossil fuels unused when limiting global warming to 2°C. Nature 2015; 517:187–190. [4] N.N.: VTT 2019: The Carbon Reuse Economy – Transforming CO2 from a pollutant into a resource. Discussion paper, Espoo 2019 [5] N.N.: Pöyry 2016: The Recarbonisation Trilogy. Pöyry Point of View, January 2016 [6] N.N.: VNCI 2018: Chemistry for Climate – Acting on the need for speed. Roadmap for the Dutch Chemical Industry towards 2050, February 2018 [7] N.N.: EC 2019: A EUROPEAN STRATEGY FOR PLASTICS IN A CIRCULAR ECONOMY, European Commission, Brussels 2019, (https://ec.europa.eu/ environment/circular-economy/pdf/plastics-strategy-brochure.pdf) [8] www.globalefficiencyintel.com [9] ROAD MAP CHEMIE 2050 - Towards a Greenhouse Gas Neutral Chemical Industry in Germany https://dechema.de/dechema_media/Downloads/ Positionspapiere/2019_Studie_Roadmap_Chemie_2050-p-20005590.PDF [10] Breyer, LUT University, Personal communication, summer 2019 [11] N.N.: Emissions Gap Report UN 2018 https://wedocs.unep.org/ bitstream/handle/20.500.11822/26879/EGR2018_ESEN.pdf?sequence=10 bioplastics MAGAZINE Vol. 16 | 中 文 版 15

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