プラスチックが実際に気候変動と戦うのを助けることができる驚くべき方法-InnerSelf.com

: By ジョセフ・ロリンとジェナ・E・ガレゴス

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今日のプラスチックの99％は石油に由来しますが、新しいバイオベースのオプションが利用可能になっています。 ベクトル市場、Freepikおよびsripによるアイコン, CC BY

あなたの車、電話、ソーダのボトルと靴は共通して何をしていますか？彼らは主に石油で作られています。この再生不可能なリソースは、ポリマー（より一般的にはプラスチック）と呼ばれる多様な化学物質に加工されます。オーバー毎年5十億ガロンの石油プラスチックのみに変換されます。

ポリマーは、過去数十年間の多くの重要な発明の背後にあります。 3D印刷。自動車から建築、家具まで幅広い用途に使用される、いわゆる「エンジニアリングプラスチックス」は優れた特性を持ち、環境問題の解決にも役立ちます。例えば、エンジニアリングプラスチックのおかげで、車両は軽量化しました、彼らはより良い燃費を得る。しかし、使用回数が増えるにつれて、プラスチックの需要もそうです。世界はすでに毎年300万トン以上のプラスチックを生産しています。その数は2050の6倍です。

石油は基本的にそれほど悪くはありませんが、彼らは逃した機会です。幸い、代替手段があります。石油ベースのポリマーから生物学的ベースのポリマーに切り替えることで、毎年何億トンもの炭素排出量を削減することができます。バイオベースポリマー再生可能で環境に優しいだけでなく、実際にはカーボンシンクの役割を果たすことで、気候変動に効果的な効果をもたらすことができます。しかし、すべてのバイオポリマーが均等に作られるわけではありません。

バイオプラスチックは二酸化炭素から炭素を得ているため、石油の掘削に依存しません。すでに大気圏に入っています。 QiuJu Song / Shutterstock.com

分解性バイオポリマー

あなたは "バイオプラスチック以前は、特に使い捨ての道具として、これらのプラスチックは油の代わりに植物に由来していました。そのようなバイオポリマーは、サトウキビ、サトウダイコン、またはトウモロコシから、最も頻繁に糖を、精製および化学的に連結して様々な特性を有するポリマーを形成することができる前駆体分子を産生する微生物に与えることによって作製される。

植物由来のプラスチックは、環境にとって2つの理由からより優れています。第一に、プラントベースのプラスチックを製造するのに必要なエネルギーが劇的に減少します。 80％。石油由来プラスチック2トンあたり3～0.5トンのCO₂が発生しますが、これを約XNUMXトンのCO₂に削減できます。バイオポリマーXNUMXトンあたり、そのプロセスは改善されるばかりです。

第二に、植物由来のプラスチックは生分解性であるため、埋立地に蓄積しない。

プラスチックフォークのような使い捨て製品は生分解性に優れていますが、時には寿命が重要になることもあります。車のダッシュボードが徐々にキノコの山になって欲しいとは思わないでしょう。他の多くのアプリケーションでは、建築材料、医療機器、家電製品など、同じタイプの復元力が必要です。生分解性バイオポリマーもリサイクルできません。つまり、需要を満たすためには、より多くの植物を栽培して処理する必要があります。

カーボンストレージとしてのバイオポリマー

プラスチックは、原料にかかわらず、主に炭素で作られています – 重量で約 80 パーセント。石油由来のプラスチックは二酸化炭素を排出しないのに？化石燃料を燃やすのと同じように、このガス状汚染物質の過剰を隔離することもできません。液体の油からの炭素は単に固体のプラスチックに変換されるだけです。

一方、バイオポリマーは、植物に由来する、光合成を使用して CO?、水、太陽光を糖に変換します。これらの糖分子が生体高分子に変換されると、炭素が効果的に排除される生分解されないか焼却されない限り、大気から排出されます。たとえバイオポリマーが最終的に埋立地に入るとしても、彼らは依然としてこの炭素貯蔵の役目を果たします。

ＣＯ？炭素はわずか約 28% 重量でしたがって、ポリマーはこの温室効果ガスを貯蔵するための巨大な貯蔵庫を構成します。現在の世界の年間供給量約 300 億トンのポリマーがすべて非生分解性でバイオベースである場合、これは 2.8 ギガトン、つまり XNUMX 億トンの COXNUMX が隔離されることに相当します。現在のグローバル排出量。で最近の報告、気候変動に関する政府間パネルは、気候変動を緩和するための重要な戦略として炭素を回収、貯蔵、再利用することを概説しました。バイオベースのポリマーは、二酸化炭素排出量の最大 20% に相当する重要な貢献をする可能性があります。地球温暖化を摂氏1.5度に抑えるには除去が必要です。

非分解性バイオポリマー市場

現在の炭素隔離戦略地質学的貯蔵 COをポンプで送り出すのですか？地下に排気するか、再生農業土壌に多くの炭素を蓄積し、望ましい成果を生み出す政策に大きく傾いています。

これらは気候変動緩和のための重要なメカニズムですが、バイオポリマーの形での炭素の隔離は、異なるドライバ、すなわち資金を活用する可能性を秘めています。

価格だけに基づく競争はバイオポリマーにとって挑戦的でしたが、初期の成功より大きな浸透への道を示す。 1つの興味深い側面は、現在石油由来のポリマーには見られない新しい化学物質にアクセスする能力です。

ペトロプラスチックボトルは最大で数回しかリサイクルできません。 ハンス/ピクサベイ, CC BY

リサイクル性を考慮する。従来のポリマーはほとんどありません本当にリサイクル可能。これらの材料は実際にはほとんどの場合ダウンサイクリングされているため、建設資材などの低価値の用途にのみ適しています。しかし、遺伝子工学と酵素工学のツールのおかげで、完全なリサイクル性 - 同じアプリケーションのために材料を繰り返し使用することができます - 最初からバイオポリマーに設計することができます。

今日のバイオポリマー主に、ある種の細菌の天然発酵産物、例えば、乳酸菌の乳酸菌による生産（サワービールの味付けを提供する同じ製品）に基づいている。これらが優れた第一歩である一方で、新興の研究は、バイオポリマーの真の多様性が、今後数年間で解き放たれることを示唆しています。おかげタンパク質を加工してDNAを改変する現代の能力、バイオポリマー前駆体のカスタム設計が可能になりました。これにより、新しいポリマーの世界が可能になります。今日の CO? が含まれる材料です。より便利で価値のある形式で保存されます。

平面もポリマーで作られ始めています。バイオポリマーは次のステップです。 エリック・サラード/ウィキメディアコモンズ, のCC BY-SA

この夢を実現させるためには、より多くの研究が必要です。初期の例は今日ここにありますが - 部分的にバイオベースのコカコーラPlantBottle - 最も有望な新しいバイオポリマーの多くを達成するために必要なバイオエンジニアリングはまだ研究段階にあります。炭素繊維の代替可能性自転車から風力タービンブレードまであらゆるものに使用することができます。

炭素隔離を支援する政府の政策も、採択の推進に役立つだろう。この種の支援によって、今後5年間で炭素貯留としてのバイオポリマーの重要な利用が可能になります。これは気候変動の解決に大きく貢献する可能性のあるタイムラインです。