塑料真的能帮助对抗气候变化吗?

什么是你的汽车，手机，汽水瓶和鞋有什么共同点？他们都主要由石油制成。这种不可再生资源被加工成一种多功能集化学品称为聚合物 - 或者更常见的是，塑料。过度每年有50亿加仑的石油可以单独使用转化为塑料。

聚合物是过去几十年落后于许多重要的发明，如3 d打印技术。所谓的“工程塑料”，应用范围从汽车到建筑到家具，具有优越的性能，甚至可以帮助解决环境问题。例如，由于工程塑料，车辆现在更轻了，所以他们获得更好的燃油里程。但是随着使用数量的增加，这样做对塑料的需求。世界上已经每年生产超过300万吨塑料。该数字可能是6倍，到2050年。

石化塑料是不能从根本上所有的坏，但他们是一个错失的机会。幸运的是，有一种替代。从石油基聚合物切换到具有生物学基础可能每年数百万吨的减少碳排放量的聚合物。生物聚合物不仅是可再生能源，更环保，产生，但它们实际上可以通过充当碳汇对气候变化的净有利影响。但并不是所有的生物基聚合物是相等的创建。

可降解生物聚合物

你可能遇到过“生物塑料”(PDF)以前，特别是作为一次性器具，这些塑料来自于植物而不是石油。这种生物聚合物是通过向微生物提供糖(通常来自甘蔗、甜菜或玉米)来制造的，微生物会产生前体分子，这些前体分子可以被提纯，并通过化学方式连接在一起，形成具有各种性质的聚合物。

植物基塑料是更好的环境有两个原因。首先是能源的大幅降低所需的制造工厂为基础的塑料 -高达80%。虽然每吨石油提炼的塑料会产生2到3吨的二氧化碳，但每吨生物聚合物可以减少0.5吨的二氧化碳，而且这一过程只会越来越好。

其次，植物基塑料能生物降解，这样他们就不会在垃圾填埋场堆积。

虽然这是伟大的一次性用品，如塑料叉子生物降解，有时更长的寿命是很重要的 - 你可能不会希望你的车的仪表板，随着时间的推移慢慢变成一堆蘑菇。许多其他应用程序需要相同类型的弹性，如建筑材料，医疗设备和家用电器。可生物降解的生物基聚合物也不能回收利用，这意味着更多的工厂需要进行种植，并不断进行处理，以满足需求。

生物聚合物作为碳存储

塑料，不管来源，主要是由碳（PDF）-大约80%的体重。虽然从石油中提取的塑料不像燃烧化石燃料那样释放二氧化碳，但它们也不能帮助隔离任何多余的气体污染物——液态石油中的碳只是被转化成固体塑料。

生物基聚合物，在另一方面，是来自植物它们利用光合作用将二氧化碳、水和阳光转化为糖。当这些糖分子转化为生物聚合物时碳是有效地锁定了只要它们不被生物降解或焚烧。即使生物聚合物最终被填埋，它们仍将发挥碳储存的作用。

二氧化碳中只有28%是碳重量，所以聚合物包括在其中存储此温室气体的巨大储器。如果约3亿多吨聚合物目前世界每年的供应都是非生物降解和生物基，这将等同于十亿吨 - 一个十亿吨 - 封存的二氧化碳，约2.8％目前全球温室气体排放。在一个最近的报告的政府间气候变化专门委员会所概述捕获，存储和重新使用碳作为减轻气候变化的关键策略;生物基聚合物可以作出重要贡献，直至脱二氧化碳的20％，对全球变暖限制在1.5摄氏度所需。

不可降解生物聚合物市场

目前碳封存策略，包括地质储存将二氧化碳排到地下再生农业在土壤中储存更多的碳，严重依赖政策来推动预期的结果。

虽然这些是减缓气候变化的关键机制，但生物聚合物形式的碳封存有可能驾驭另一个驱动力:金钱。

仅仅基于价格竞争已具有挑战性的生物基聚合物，但早期的成功展示向更大的渗透路径。一个令人兴奋的方面是访问当前未在石油衍生的聚合物中发现新的化学物质的能力。

考虑再循环能力。传统的聚合物很少真正可回收。这些材料实际上是最经常downcycled，这意味着他们只适合于低价值的应用，如建筑材料。得益于但是遗传工具和酶工程，性能，如完整的再循环能力-这使得材料可以重复用于相同的应用-可以设计成生物聚合物从一开始。

今天的生物聚合物主要基于细菌的某些物种，如生产乳酸的乳杆菌的天然发酵产物 - 其提供在酸啤酒酸味相同的产品。虽然这些构成了一个良好的开端，新的研究表明，生物基聚合物的真正的多功能性被设置在未来几年将被释放。非常感谢设计蛋白质和修改DNA的现代能力在美国，生物聚合物前体的定制设计已经触手可及。有了它，一个新的聚合物世界成为可能——今天的二氧化碳将以一种更有用、更有价值的形式存在于其中的材料。

要实现这个梦想，还需要更多的研究。虽然早期的例子今天在这里-如部分生物可口可乐PlantBottle- 实现许多最有前途的新的生物基聚合物所需的生物工程尚处于研究阶段 -如一个可再生的替代碳纤维它可以用于从自行车到风力涡轮机叶片的任何东西。

支持碳汇也是政府政策将有助于推动采纳。有了这样的支持到位，显著使用生物基聚合物的碳储存是可能的，一旦未来五年 - 与潜在的时间表做出帮助解决气候危机一显著的贡献。