科学家说|厌氧消化处置餐厨垃圾可助我国餐厨垃圾碳排放减半

益科循环

益科循环定期跟踪筛选循环经济领域的最新科研报告,内容包含回收再生、塑料污染、分类模式等等议题。

本月益科简报为大家精心挑选了3篇今年9月最新发表的环境保护与循环经济领域的科研报告进行导读。


1. 厌氧消化餐厨垃圾可以使中国处置餐厨垃圾所产生的温室气体量减半


2. 关于生物塑料以及化石制塑料的温室气体排放的生命周期评估


3. 关于影响中国年轻消费者使用可回收快递包装的意愿的因素



厌氧消化餐厨垃圾可以使中国处置餐厨垃圾所产生的温室气体量减半


在中国,超过90%的餐厨垃圾被混入了城市生活固体垃圾,然后被填埋和焚烧处置,造成了严重的环境影响。对餐厨垃圾进行厌氧消化不仅可以回收能源,还被认为是一种可以减少温室气体排放的处置餐厨垃圾方法。为了可以对厌氧消化餐厨垃圾的温室气体减排潜能进行基准测试和量化,来自中国科学院、澳大利亚阿德莱德大学以及中国浙江工商大学的研究者们建立了一种动态模型来描述中国从2001年至2040年的与餐厨垃圾生产、废物流以及其处置相关的温室气体排放情况。结果表明:


由家庭以及餐营业所生产的餐厨垃圾的总量在2018年约为140~200兆吨,并且会稳定增长至2040年达到278~262兆吨。


与餐厨垃圾处置相关的温室气体排放量在2018年约为111~163兆吨二氧化碳当量,如果维持现在的处置模式,那么到2040年将达到147~213兆吨二氧化碳当量。


如果推进餐厨垃圾的厌氧消化方案,那么可以显著地减少温室气体的排放并帮助实现第十三个五年计划中的减排计划,即在2030年的二氧化碳排放量要比2005年减少65%。


在乐观的方案中,即若到2040年60%的家庭厨余垃圾、80%的餐饮垃圾以及80%的废食用油被厌氧消化处置,从2019年到2040年累计的温室气体总减排量约为19亿吨二氧化碳当量。采用厌氧消化来将餐厨垃圾转化成能源的技术可以将中国处置餐厨垃圾所产生的温室气体量减半。


Zhang, H. et al. Anaerobic digestion based waste-to-energy technologies can halve the climate impact of China’s fast-growing food waste by 2040. J. Clean. Prod. 277, 123490 (2020).


关于生物塑料以及化石制塑料的温室气体排放的生命周期评估


生物塑料已成为一种用于替代传统的石油制塑料的具有吸引力的可行且受欢迎的产品,被给予着可以减少的温室气体和化石能源消耗的希望。生物塑料的产业正在鼓励研发更加创新的产品来强化诸如塑料的生物降解性等特性,来为塑料管理业提供可持续的解决方案。但是,生物降解也意味着会把生物塑料中的碳元素以温室气体的形式排放入大气中。来自美国阿贡国家实验室的研究者们,对可生物降解聚乳酸以及生物聚乙烯塑料进行了生命周期评估,以了解这些生物塑料从原料生产到产品寿命终止为止所造成的环境影响。该结果与两种化石制的塑料产品,高密度聚乙烯以及低密度聚乙烯分别进行了对比。该评估中,假设了低密度聚乙烯、高密度聚乙烯以及生物聚乙烯塑料在寿命终期不会降解,因而所有的碳元素都将被保留至塑料产品内。而三种生物降解聚乳酸的寿命终期的假设方案分别被用于评估中,即没有发生生物降解,被土地填埋后其60%发生生物降解,被堆肥后其60%被生物降解。结果表明:


1. 如果生物降解聚乳酸在寿命终期时没有发生降解,整个生命周期中化石原料制的塑料的温室气体排放量都要高于生物材料制的塑料,尤其是生物聚乙烯塑料的温室气体排放量最低。


2. 虽然在假设生物降解聚乳酸的寿命终期时没有发生降解的情况下,整个生物降解聚乳酸的生命周期温室气体排放量要比高密度聚乙烯低35%,比低密度聚乙烯低42%。但是当假设其在生命终期时有发生生物降解,其生命周期温室气体排放将会显著地上升,甚至超过化石制塑料。尤其是土地填埋的方案中,如果60%的生物降解聚乳酸被降解,则其生命周期温室气体排放量会增至比高密度聚乙烯塑料的高40%,比低密度聚乙烯塑料的高26%。如果采用堆肥后降解60%的方案,则其生命周期温室气体排放量会增至比高密度聚乙烯塑料的高27%,比低密度聚乙烯塑料的高15%。


3. 关于化石能源消耗,生物聚乙烯的消耗量最小,其次为生物降解聚乳酸,而高密度及低密度聚乙烯塑料的消耗最大。


4. 采用可持续能源发电的电网来生产生物聚乙烯塑料并不会改变其生命周期温室气体排放,而对高密度及低密度聚乙烯塑料的影响也是微乎其微。但是使用可持续能源发电来生产生物降解聚乳酸可改善其生命周期温室气体排放。


5. 比起使用的电力系统的种类,采用的塑料制造技术的种类对温室气体排放的影响更大。采用低能耗的塑料制造技术可以有效地降低温室气体的排放。


Benavides, P. T., Lee, U. & Zarè-Mehrjerdi, O. Life cycle greenhouse gas emissions and energy use of polylactic acid, bio-derived polyethylene, and fossil-derived polyethylene. J. Clean. Prod. 277, 124010 (2020).


关于影响中国年轻消费者使用可回收快递包装的意愿的因素


随着快递需求量的迅速增长,一次性快递包装所造成的资源浪费和环境污染的问题变得日益显著。来自河北工业大学、台湾亚洲大学、台湾中国医药大学和马来西亚国民大学的研究者们使用扩展计划行为理论,分析了1303份有效问卷调查, 探索了可以促进中国年轻消费者们使用可回收快递包装的主要因素,并对发展绿色快递包装提出了建设性意见。结果显示:


1. 使用意愿和感知行为控制对14~35岁的中国年轻人使用可回收快递包装的行为有着显著的正面影响,其中使用意愿的影响更大。


2. 便捷性、主观规范、道德规范、态度以及感知行为控制对使用可回收包装的意愿都有着显著的正面作用,其中便捷性、主观规范和道德规范是影响年轻人对于可回收快递包装的使用意愿以及使用行为的最为重要的因素。而后果意识则对使用意愿没有影响。


3. 政府应当设立宣传与教育以加强消费者对于使用可回收快递包装的意识,以及提供一种良好的提倡使用可回收快递包装的社会氛围。同时,快递运营商应当优化管理系统,尽力给消费者提供更为便利及舒适的服务体验。


Wang, Q., Zhang, W., Tseng, C. P. M.-L., Sun, Y. & Zhang, Y. Intention in use recyclable express packaging in consumers’ behavior: An empirical study. Resour. Conserv. Recycl. 164, 105115 (2021).

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