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减排的艺术品:减少二氧化碳排放的新技术

Roger Harrabin with Barak Yekutiely and the "de-printer"
图像加注文字,“去打印”化的过程需要带一种保护眼罩才能看到

生产我们生活所需的许多关键材料都产生大量导致地球变暖的二氧化碳气体,如造纸和生产塑料。BBC的环境记者 罗杰·哈拉宾(Roger Harrabin)一直在跟踪那些能够减少排放的低碳新技术。他利用艺术家创作做了如下讲解。

研究人员发明了一个神奇装置,能够把打印机纸张上的墨迹吸收,这样每张纸能够重复使用10次以上。

这样做的目的是减少办公用纸需求,从而减少造纸和纸浆行业产生的导致全球变暖的二氧化碳排放。

这种所谓的“去打印”的诀窍是使用特殊加膜的纸,墨水就不会被纸吸收。一种强有力的激光能将纸上的墨迹气化。

以色列的Reep技术公司的巴拉克·耶库铁里( Barak Yekutiely)是主要的研发人员,他将这种做法称作循环打印。

他说,如果人们真的爱护地球,就必须要减少砍伐如此多的树木。

这项发明被记录在我的一个关于气候技术方案的纪录片里。它被称作减碳的艺术,那是我报道环境问题长达35年后为BBC制作的一部影片。

影片是英格兰康瓦尔郡的伊甸园项目(Eden Project)展出的一部分。展览是有30个足球场那么大的全球花园,内容是自然界和可持续性。

我选择了钢材,水泥,塑料,铝和纸做的雕塑,借助这些展品强调生产这些日常材料,地球上要生成大量的温室二氧化碳气体。

这些无形的“隐藏”排放制造的二氧化碳总量超过了世界上的飞机,货运卡车,轿车,火车和轮船排放的总和。

专家说,解决这些排放问题的一个办法就是发明新技术,以此限制制造二氧化碳。另外一个办法就是减少使用物资。

“去打印”就是诸多的创新之一,这些新技术是顺应低碳时代的产物。

在瑞典北部,一个公司致力于减少钢铁制造过程中的二氧化碳排放。全球的钢铁行业每年的二氧化碳气体排放几乎达到30亿吨——大概相当于印度经济活动产生的二氧化碳的总和。

一般情况下,钢铁冶炼需要将铁矿石同用煤炭制成的焦炭混合,然后用制作高污染的煤或天然气把温度提升到1500度。

高温促成化学反应,把铁变成初钢。但是这个过程产生了更多二氧化碳气体,超过了炼钢过程产生的二氧化碳。

钢铁雕塑。

图像来源,BBC / Mbulu Ngulu, Kedisha Coakley, 2022

图像加注文字,钢铁雕塑。钢铁行业每年全球二氧化碳排放多达30亿吨

目前在北极圈南部的小城吕勒奥(Lulea),国际钢铁制造企业SSAB找到了停止产生二氧化碳的办法。

第一步是使用再生能源,诸如风电或水电,不用煤炭燃烧达到高温。第二步是在反应阶段用氢代替焦炭。

这样就不会产生二氧化碳这种副产品,用氢同铁矿石反应只产生H2O,也就是水。

对于世界第一个零碳排放的钢铁企业的需求很高,该钢铁制造商一直在停止接受新订单。

全球的混凝土行业每年制造出25万亿吨二氧化碳。水泥是人类建筑中不可或缺的混凝土的主要凝结材料。

生产水泥要加热石灰岩,该过程生成二氧化碳。利用煤或天燃气加热就形成双倍的二氧化碳。

混凝土雕塑。

图像来源,BBC / Concrete Truths, Simon Bingle, 2022

图像加注文字,混凝土雕塑。混凝土行业每年在全球产生的二氧化碳排放多达25亿吨

现在混凝土制造商制造试验其他的凝结材料,新材料生产不需要以同样的方法加热,混凝土行业的大企业力图在2050年前实现碳中和。

但是应对气候变化,人类任务紧迫,等不了那么久,因此英国高速铁路2号工程(HS2)在英格兰东南的白金汉郡修建的铁路桥就使用了混凝土和钢材分层的办法。

这种巧妙的设计利用混凝土和钢材的不同属性让他们结合得更牢固 。工程师说这种设计减少了材料费用,同更传统建筑方法相比较,碳排放减少了一半

艺术构想图:使用节能减排技术在英国白金汉郡建造的高架铁路桥

图像来源,HS2

图像加注文字,艺术构想图:使用节能减排技术在英国白金汉郡建造的高架铁路桥

当然,如果当初决定不建设有争议的英国高速铁路2号工程线路,那样就减少了更多的碳排放。

现在在工程师当中有种趋势,即他们会从已有的基础设施当中扩大利用价值,诸如不拆除建筑,而是重新修整已有建筑,利用水泥建造替代物。

塑料生产是另外一个碳排放居前5名的行业。世界上几乎所有的塑料都来自高污染的石油和天燃气。

但是在荷兰生化公司Avantium正在建造世界上第一个用植物生成的塑料同普通塑料(PET:聚乙烯对苯二甲酸脂)产品竞争,塑料是大多数饮料瓶的材料。

这种新产品是一种生物塑料(PEF:聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯),据说生产这种新产品的碳排放要比传统塑料少了1/3。

这种原材料取材于小麦和玉米。我尝过,感觉像吃糖一样。

塑料雕塑:石油里诞生的孩子,Gina Czarnecki, 2022

图像来源,BBC / Child Born of Oil, Gina Czarnecki, 2022

图像加注文字,塑料雕塑:石油里诞生的孩子。塑料行业每年在全球产生18亿吨二氧化碳排放

这些都是能让人兴奋的技术突破。

但还是要面对现实,生物塑料的基础很小,仅占整个塑料行业的1-2%。

另外用来培育制造生物塑料瓶的生物原料的土地进一步扩大,将来世界面临热量袭击的时候,农民生产粮食也会受到更大压力。

联合国已经承诺要限制塑料生产,但是各国政府采取的应对行动远远落后于气候变化的速度。

用生物塑料制造的饮料瓶,原材料取自玉米和小麦
图像加注文字,用生物塑料制造的饮料瓶,原材料取自玉米和小麦

铝行业是5大主要排放行业的最后一个,当然铝行业的二氧化碳排放要远低于混凝土和钢铁行业。

部分原因是用铝土矿炼铝的能源消耗巨大,主要的炼铝企业都选择有再生能源或廉价能源的地方,诸如在冰岛,那里的大部分能源来自地热和水电。

铝行业还表示超过95%的铝制品都被回收,因为铝制品比较昂贵。但是即使那样,回收铝也需要高温才能完成。因此在德国的多特蒙德他们正在重新启用一项100多年前的发明。

一台机器把铝片加热,压制,把已经成型的铝材做出铝管,这个过程所产生的碳排放只有通常铝回收的排放的很小一部分。

铝材雕塑 - 管我叫铝(AL), John Jostins, 2022

图像来源,BBC / Call me AL, John Jostincs, 2022

图像加注文字,铝材雕塑 – 管我叫铝。铝行业每年全球二氧化碳排放量达到6亿吨

只要你注意观察,这种帮助企业减少排放的新发明比比皆是 ,但是这些新发明涌现的速度不足以实现在2030年前将二氧化碳排放减半的全球目标。

排放严重的行业最大的问题是缺少来自再生能源的清洁能源,汽车和住房也缺少这里清洁能源。

剑桥大学的朱利安·奥尔伍德(Julian Allwood)教授总结说,我们许多人都希望发明一种新技术能提供解决方案,但不幸的是,发明并不是问题所在。

“问题是我们能扩大产量的速度。你能发明一个新电话而且实现快速销售,但是你不能很快建成一座发电厂,因此我们需要的解决方案必须是建立在已有技术基础上,只是改变做事情的方式。”

“因为这些材料(纸张,混凝土,塑料和铝)必须要大批量生产,而且造价低廉,使用就很浪费。未来我们要减少这些材料的使用。”

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