美科學家用CO2和廢稻稈做出可分解塑膠，成功打造「碳循環」經濟
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製造PEF需要的二氧化碳，可以從燃煤電廠或其他工廠排放的廢氣取得；PEF產品可以透過回收或焚燒而變成二氧化碳回到大氣，由植物再吸收，又可以製造更多的PEF。
王美禧編譯；蔡麗伶審校
今年1月的世界經濟論壇，揭露出塑膠產業的5大醜陋真相。美國史丹佛大學科學家如今藉由創新的研發技術，從二氧化碳和非食用性植物（例如農業廢棄物和草）製成可分解塑膠，或可大幅度降低塑膠產業的碳足跡。
史丹佛大學化學系助理研究教授卡南（Mattew Kanan）說：「我們的目標是用二氧化碳產製的塑膠取代石化產品，如果製作過程能夠減少不可再生能源的使用，更可以大幅度降低塑膠工業的碳足跡。」該研究團隊的成果刊登在3月9日的線上版《自然》期刊。
改變塑膠公式
許多日常塑膠製品是從一種稱為PET（polyethylene terephthalate）的聚合物產生。每年全世界有5000萬噸的PET被用來製造如紡織品、電子、可回收飲料容器和個人照護用品等。
PET由兩個化合物組成——對苯二甲酸（terephthalic acid）和乙二醇（ethylene glycol）——這兩者皆是石油及天然氣再提鍊出而成，製造過程會產生大量助長地球暖化的二氧化碳。「使用石化燃料當原料，加上合併生產PET所需要的能量，1噸的PET會產生超過4噸的二氧化碳。」卡南說。
卡南和同事將目光集中在一種前景看好的替代物——PEF。PEF是由乙二醇和2,5-呋喃二甲酸（2-5-Furandicarboxylic acid，簡稱FDCA）的化合物組成。
卡南表示，PEF可以取代PET，因為FDCA可以取自有機物並取代石油；而阻絕氧氣的密封效果更好，也是PEF比PET優良的另一個原因。
永續生產成挑戰
儘管PEF有許多優點，塑膠工業仍然必須找到低成本的製造方法，FDCA的最大瓶頸在於商業上可行的模式，又能兼顧永續生產。
其中一個辦法是從穀類糖漿中將果糖變成FDCA。荷蘭一家公司Avantium已經和可口可樂及其他公司結盟發展這項科技，但是為工業生產穀物需要許多土地、能源、肥料和水資源。「使用果糖是很難處理的，因為生產果糖會衍生出大量的碳足跡，而且最主要的困難還是與糧食生產對抗。若從不可食用的有機物製造FDCA，例如草或收割之後的廢棄物就比較好。」卡南說。
為此，史丹佛大學研究團隊曾經實驗使用糠酫（C4H3OCH3），一種由農業廢棄物製成的化合物，幾十年來經過廣泛使用，每年生產40萬噸合成樹脂、溶劑和其它產品。但是一般由糠酫和二氧化碳製造FDCA需要昂貴且危險的化學製品，以及使用高耗能源（energy-intensive）。「這確實與我們的目標背道而馳。」卡南說。
回收「碳」 打造循環經濟
史丹佛大學團隊於是使用對氣候、土壤都溫和的化合物——碳酸鹽來解決這個難題。研究主要作者研究生班納吉（Aanindeeta Banerjee）嘗試結合二氧化碳及2-福喃甲酸C4H3OCOOH糠酸（糠醛的衍生物）。她將此混合物加熱到攝氏200度，形成已融化的鹽。非常神奇地，5小時之後，89％的溶化鹽混合物變成FDCA。
「下一步將FDCA變成PEF就非常簡單，其他研究者也已經研發出來了。」卡南說。
製造PEF需要的二氧化碳，可以從燃煤電廠或其他工廠排放的廢氣取得；PEF產品可以透過回收或焚燒而變成二氧化碳回到大氣，由植物再吸收，又可以製造更多的PEF。
史丹佛大學的團隊研究有可能大量減少溫室氣體的排放，因為「我們有信心解決PEF的難關。這只是第一步，我們仍然必須進一步了解，做許多研究看是否有發展可能，又能量化碳足跡。」卡南說。
參考資料：Phys.org（2016年3月9日），Scientists make renewable plastic from carbon dioxide and plants
責任編輯：翁世航
核稿編輯：闕士淵
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能源轉型看數字說話！臺灣成為拚進亞洲第二的淨零優等生
我們想讓你知道的是
為實踐能源轉型，近年來我國再生能源的設置量已大幅成長，不僅光電和風電合計裝置容量已是2016年的7倍，今（2023）年再生能源發電占比更可望達到一成；綠電增加，能源效率亦逐年提升，能效評分已躍升亞洲第二；透過綠能優先、燃氣搭配，同時大減舊型亞臨界燃煤機組使用，空氣品質更是持續改善。為了更好的未來，臺灣將持續加緊轉型腳步，實現2050淨零願景。
再生能源成長幅度優於全球平均
依據國際再生能源總署IRENA所發布之再生能源裝置容量統計，近5年（2018-2022年，以2017年為基期）全球再生能源裝置容量年複合成長率為9.1%；同期臺灣的年複合成長率為21.9%，表現優於全球平均。
2023年9月我國風電與光電裝置容量達14.137GW，為2016年之7.33倍；尤其離岸風電更是在政府與民間協力下，從無到有開始建立產業鏈，累積至2023年11月已有281座離岸風機屹立於海上，裝置容量突破2GW。
風光加速布局
2022年風力發電與太陽光電發電量達142.2億度，為2016年的5.5倍，及時提供了產業界最需要的綠電，支持供應鏈的綠色與低碳轉型。
國際能效評分躍升亞洲第二
能源密集度即生產每單位國內生產毛額（GDP）所消耗的能源數量，是反映能源效率的重要指標，根據能源署統計資料，近10年來臺灣能源密集度年均改善2.9%；根據美國能源經濟學會（ACEEE）最新（2022）發表之「國際能源效率評分卡」（International Energy Efficiency Scorecard），臺灣能源效率從13名（2016）進步到世界第8（2022）；亞洲僅次於日本。在整體政策（national effort）、建築、工業、運輸等四個面向的評分中，整體政策得分最高，名列全球第5；顯示臺灣能源效率持續提升，是產業與全民共同努力的成果。
空汙減排有感
透過發電結構調整、機組汰舊換新、空污改善措施，台電公司火力電廠整體空污排放量已從2016年約10.7萬公噸，降至2022年約4.2萬公噸，減少61%。近年來台電持續落實增氣減煤，不僅有助於提升發電效率，空氣品質也不斷改善，顯示能源轉型過程兼顧環境永續。
近年來政府積極推動能源轉型，不僅有助於減緩氣候變遷影響，再生能源也穩健成長，持續提升我國能源自主與改善環境品質，帶動新興產業蓬勃發展，為整個社會經濟體系注入了新的活力。未來將持續深耕再生能源發展路徑，重點放在極大化發展光電場域、離岸風力及前瞻能源等綠電領域，搭配儲能技術的應用，能夠有效回應再生能源的間歇性發電特性，能源供應更穩定。同時，亦積極推動強化電網韌性的措施，透過多方努力，將如期如質達成政策目標，逐步實現能源轉型，為臺灣打造更加永續、綠色的未來。
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