由温室效应导致的全球气候变暖已经严重影响到了人类的正常生活，为可持续发展带来严峻挑战。而塑料制品则是间接导致温室效应的重要原因之一，生产塑料和焚烧塑料垃圾会导致大量二氧化碳等 " 温室气体 " 的排放。
以往关于单独或者部分结合循环技术的研究表明，这些技术将大规模减少温室气体的排放。然而，没有研究确定如何结合循环技术来实现塑料的净零排放。
近日，来自亚琛工业大学（RWTH Aachen University）的研究人员及其合作者，基于 400 多个代表全球 90% 以上塑料生命周期的技术数据集，提出了一个塑料生产和废塑料处理、自下而上的模型，并利用该模型预测了 2050 年塑料生命周期温室气体排放的五种不同途径。
相关研究论文以 "Achieving net-zero greenhouse gas emission plastics by a circular carbon economy" 为题，发表在权威期刊Science上。
研究结果表明，与当前 " 基于化石燃料的生产技术结合碳捕获和封存技术（CCU）" 的方案相比，通过将回收、生物质利用和 CCU 技术相结合，可以实现塑料在生命周期中产生的温室气体的净零排放，而且能源需求和运营成本更低。
｜文献基本内容｜
据论文描述，减少温室气体排放的战略包括从石油开采到塑料生产的塑料供应链能源的脱碳，以及循环技术的实施：
（1）化学和机械回收；
（2）生物质利用；
（3）碳捕获和利用 - 交换化石碳原料。
实现塑料净零排放
研究人员表示，通过机械和化学循环的循环途径，与线性碳途径相比，减少了 30 亿吨二氧化碳当量或 64% 的温室气体排放。
通过生物质途径可减少多达 45 亿吨二氧化碳当量，而塑料垃圾和生物质为转化提供了足够的碳和能量，CCU 技术则需要低碳足迹的电力来减少温室气体排放。
总体来说，仅仅基于回收利用、生物质利用或 CCU 的塑料无法达到温室气体净零排放，即使是基于风力发电。
相比之下，以风力发电为前提，将回收、生物质利用和 CCU 优化结合的循环碳途径可减少塑料的温室气体排放，相当于 47.3 亿吨二氧化碳当量。
可再生资源需求
循环技术实际的可行性将很大程度上取决于可再生资源的可用性。这就出现了两个问题：
（1）是否有足够的可再生资源来满足全球塑料需求？
（2）与其他净零排放塑料的途径相比，如碳捕捉和储存(CCS)，循环碳经济的表现如何？
研究人员表示，资源需求可以在生物质和可再生电力之间转换，因为 CCU 和生物质都可以实现净零排放塑料结合回收。
为了更好地理解可再生能源的需求，研究人员将其与线性碳排放方式进行了比较，线性碳排放方式需要 47 亿吨的二氧化碳储存才能实现塑料净零排放。在这种情况下，需要 76.9 EJ（10^18 焦耳）的化石能源和 1.9-33.9 EJ 的 CCS 额外电力。
而将回收途径与 CCS 相结合，可进一步降低能源需求，以实现塑料净零排放。
运营成本
线性碳途径和循环碳途径的运营成本在两个主要方面有所不同：
（1）生产塑料的原料和能源成本；
（2）消费后塑料的“寿命结束”处理成本（例如填埋、能源回收以及化学和机械回收）。
循环碳路径的成本范围与线性碳路径相同，其运营成本在839亿至11100亿美元之间。假设所有资源的成本处于低端，线性碳路径（8390亿美元）和循环路径（8220亿美元）的成本几乎相同，循环碳路径将节省2880亿美元的运营成本。就运营成本而言，当前碳价格情景足以达到净零排放塑料。对资本支出进行更深入的评估，以指导未来的投资决策，并正确定义相应的二氧化碳减排成本，从而实现净零排放。
循环和净零排放政策
总体来看，研究人认为使用现有商业化的技术可以实现净零排放塑料。
为了实现这一目标，需要设计和实施促进循环碳技术应用的政策，研究人员确定了实现塑料净零排放所必需的两项关键技术变革 :
（1）提高塑料回收率和供应更多的塑料废料原料；
（2）根据当地可再生电力和生物质的可用性部署 CCU 或生物质技术。
促进这种变化需要经济激励。经济激励措施在提高塑料的循环率和实现塑料净零排放方面起着至关重要的作用。
在目前的结构下，碳排放定价最多只能在激励塑料循环方面产生有限的影响。目前的排放交易计划（如EU ETS）侧重于生产过程，并将焚烧等寿命终止管理过程排除在范围之外，导致从生命周期的一个阶段转移到另一个阶段的问题。例如，通过延长生产者责任政策，将塑料废物焚烧纳入垃圾处理定价计划，将进一步鼓励回收利用。为了使碳定价能够在塑料的整个生命周期内有效减少温室气体排放，并改善塑料的循环性，必须将塑料的整个生命周期纳入碳定价的范围。
收集和分类通常是回收行业的瓶颈。政策制定者的目标应该是在废物价值链的起点—塑料消费者—激励增值。
总结
与当前 " 基于化石燃料的生产技术结合碳捕获和封存技术（CCU）" 的方案相比，通过将回收、生物质利用和 CCU 技术相结合，可以实现塑料在生命周期中产生的温室气体的净零排放，而且能源需求和运营成本更低。
展望未来，循环碳经济可以兑现其重新设计塑料生产系统的承诺，从而实现与化石碳资源的脱钩，实现净零排放塑料，降低能源需求，同时降低运营成本，从而将经济和环境福祉结合起来。