- 石油、天然气和煤炭的开采正在破坏所有九个地球边界的稳定，并导致气候变化、生物多样性丧失和污染三重危机。专家们说，解决办法是从碳氢化合物中转移出来Sed线性生态经济向多元化循环经济发展。这是三集迷你剧的第三集。
- 从危险的环境中退后一步政府的底线是，人类需要减少对化石燃料，石油和天然气的使用Sed合成化肥和石化产品(尤其是塑料)，许多分析师对此毫不含糊关于利用石油、天然气和煤炭资源来实施全球循环经济的可能性。
- 为了实现循环经济，化石燃料需要逐步淘汰，替代能源需要到位。需要采用和扩大生物肥料的规模，必须更好地管理氮肥，以防止过度使用。需要遏制塑料生产，从禁止使用一次性塑料开始。
- 不幸的是，由于美国、沙特阿拉伯和俄罗斯的石油和天然气产量激增，预计全球气温将超过2015年《巴黎协定》所规定的2摄氏度(3.6华氏度)的上限，地球将面临气候灾难的风险。
本文是调查化石燃料工业对全球环境影响范围的三部分迷你系列的第三部分。第一部分和第二部分回顾了对九个地球边界的危害，而第三部分则着眼于循环经济的解决方案。
开采化石燃料——燃烧它们，将它们转化为塑料、合成氮肥或其他石化产品——是基于过时的“获取-制造-浪费”线性经济模型的老技术，现在对我们所知的地球生命构成了生存威胁，许多专家在接受Mongabay独家系列采访时表示。
联合国环境规划署工业和经济部门副主任史蒂文·斯通说，尽管化石燃料带来了许多社会效益，但它们也“以巨大的成本为我们的经济提供动力，创造了大量的负债……消耗而不是恢复”。
斯通补充说，石油、天然气和煤炭生产是线性工业模式的“象征”，迫切需要被循环经济解决方案所取代。
循环经济模式围绕着3R:“减少、再利用和再循环”，通过闭环控制浪费，使自然再生，最大限度地减少资源使用，用可再生能源发电，使人们摆脱无情的消费主义。
利兹大学(University of Leeds)高级研究员安妮·韦伦图夫(Anne Velenturf)说，化石燃料(由于其毒性和持续的环境危害)本质上与发展循环经济不相容。“循环”必须是关于改善环境、加强社会和保持经济繁荣。继续开采化石燃料不会带来这些问题，”她说。
但实现循环意味着快速重塑我们的社会。它要求在气候变化、森林砍伐、污染和第六次大灭绝使地球无法居住之前，对能源和材料生产部门进行彻底转型。
大量有前途的循环解决方案正在开发中，它们可以促进繁荣，同时使地球回到安全的地球边界范围内——应对气候变化，减少人类的环境足迹。
然而，在全球经济依赖化石燃料、农用化学品和石化产品的情况下，实现这些目标是一项巨大的挑战，而这些经济正变得越来越线性和浪费，而不是减少。
专家表示，如果要将气候变化控制在2摄氏度(3.6华氏度)以下，就必须加快向可再生能源转型的步伐。建立能源效率制度是实现这一目标的关键工具。图片由Tom Jutte通过Flickr提供(CC by - nc - nd 2.0)。
循环解决方案一:逐步淘汰化石燃料，促进可再生能源
考虑到气候变化带来的极端生存威胁，以及能源部门约占温室气体排放量的一半，专家们表示，很明显，削减化石燃料的生产，同时大规模转向替代能源，将使人类朝着减排和循环迈出大胆的一步。
首先，需要停止进一步开采石油、天然气和煤炭，同时迅速增加可再生能源。这一目标在11月30日于迪拜召开的COP28气候峰会前夕得到了活动人士的大力倡导。
但从以往联合国峰会的表现来看，这次会议似乎不太可能取得多大成果，因为世界各国仍在提供数万亿美元的化石燃料补贴，而美国、沙特和俄罗斯的石油和天然气钻探将使全球气温至少比工业化前水平高出2摄氏度(3.6华氏度)，这可能带来不可逆转的灾难性危害。
爱尔兰梅努斯大学(Maynooth University)的气候科学家彼得·索恩(Peter Thorne)说，即使只是燃烧目前开采的所有化石燃料储备，也会导致气温超过1.5°C(2.7°F)。寻找更多的地下碳氢化合物燃烧只会加剧气候混乱，同时可能搁浅化石燃料投资资产，“具有重大的经济影响”。
根据国际能源署(IEA)的数据，可再生能源，尤其是太阳能，每年都在进一步增加，但速度太慢。尽管可再生能源的年发电量创下历史新高，但化石燃料仍占全球电力的80%左右。为了实现净零目标，从2023年到2030年，非生物质可再生能源必须每年增长13%;是过去五年的两倍。
日本的一个石油钻井平台。能得到 包括联合国在内的所有机构都呼吁停止扩大石油和天然气开采。研究人员指出，可持续的循环生态 经济应该由可再生能源提供动力，可再生能源本身必须根据循环原则设计。图片由Koichi Hayakawa通过Flickr提供(CC by - sa 2.0)。
化石燃料淘汰的替代方案仍然围绕着未经证实的碳捕获技术——从空气中吸收二氧化碳并将其掩埋或循环再利用，形成“循环碳经济”。一些人认为碳捕获是解决排放问题的“关键”，同时吹捧它是一种经济上不那么痛苦的解决方案，可以继续使用化石燃料。怀疑论者基于成本、功效和部署的漫长时间提出了许多反对意见。
索恩说，重点应该放在现在可以做的事情上，而不是几年以后。“所有的解决方案都在那里:这是(新)技术、能源效率、饮食习惯……金融和立法政策的结合。”
实现循环经济是至关重要的，Jonathan Foley表示赞同，他是Project Drawdown的执行董事，但现在“关键是要摆脱化石燃料，用可再生能源取代这些能源。”
“这不会在一夜之间发生，”Foley说。他的组织在不同的时间尺度上评估了近100种以气候为导向的解决方案，以减少或取代对化石燃料的依赖——从集中太阳能到“过渡”解决方案，如废物转化为能源的系统。他指出，我们的行动速度还不够快，但最终“技术将胜出”。我们将实现这种(能源)转型，但真正的挑战是要多快、多优雅、多公平。”
福利说，在完全过渡之前，一些分析人士建议采取气候变化“紧急刹车”措施，减少化石燃料生产过程中的甲烷排放。人类释放的甲烷——一种比二氧化碳更强的温室气体——大约有三分之一是在石油和天然气生产过程中排放的，经常明显地燃烧到大气中。
另一个迫在眉睫的重要优先事项是:加倍努力制止森林砍伐(目前在全球范围内日益减少)，加强碳储存，因为目前树木的损失约占排放量的10%。
福利认为，减少甲烷排放和保护森林的速度可能“快得不成比例”，这给了我们“更多的时间来实施其他可能需要更长时间的气候解决方案”。国际能源署(International Energy Agency)估计，目前的技术可以减少70%与化石燃料相关的甲烷排放。
极地之夜能源公司，一家芬兰的酒吧 Sed公司开发了一种“沙电池”，作为最大限度地发挥可再生能源潜力的一种方式，同时解决了人们对电池的反复批评:它们的间歇性。这个解决方案从可再生能源中获取多余的能量，并将其储存为热量，以后可以在工业或建筑中使用。从长远来看，该公司的目标是开发一种能够以电力形式释放能量的系统。图片来自极夜能量。
虽然减少导致气候变化的温室气体排放至关重要 保护和恢复亚马逊和其他地方的自然区域 E也是必需的。循环生态 经济解决方案可以通过限制对大量资源开采和大量材料足迹的需求来提供帮助，从而减少环境 nmental压力。图片由CIAT/Neil Palmer通过Flickr提供(CC by - sa 2.0)。
解决方案二:减少材料需求
根据《2023年循环差距报告》，为了让人类回到安全的地球边界护栏内，全球的材料开采和消费需要下降三分之一。考虑到人类目前每年的材料使用量超过1000亿吨，这是一个艰巨的任务。将化石燃料(尤其是煤炭)从能源组合中剔除，同时大幅削减对矿物的需求，可能是实现这一目标的核心战略。
积极将循环原则应用于水泥、钢铁、铝、塑料和食品等关键化石燃料密集型行业，每年可减少93亿吨碳排放，同时通过大幅减少支撑这些技术的原材料开采，支持向可持续发展的过渡。
但要实现这些削减将是困难的，尤其是现在，世界正转向拥抱可再生能源，而可再生能源本身就对锂、钴和镍等矿物产生了材料密集型需求。随着资源使用的增加，预计在未来十年内，报废的风能和太阳能设施将产生“废物海啸”。
“在建设可再生能源(产能)时，我们应该推广使用可持续材料。这包括促进耐用性、再利用、再制造和最小化材料使用的设计。”
例如，为了充分释放交通运输部门的碳节约潜力，我们需要大大提高电动汽车材料(如电池)的循环利用率，以回收而不是浪费资源。这与其他循环战略(如减少需求、增加替代运输形式和采用共享模式)一起，可以在很大程度上减少排放，并减少与采矿相关的土地利用变化。
使用可再生能源为电动汽车提供动力，并在其供应链中增加循环，有可能改善其环境 在减少材料需求的同时，提高内燃机的环保性能。图片由Cindy Shebley通过Pexels提供(公共领域)。
解决方案三:重新思考石化产品，尤其是塑料
石化行业对削减石油、天然气和煤炭产量构成了特别的挑战。该行业目前依赖化石燃料作为能源和原料，生产各种各样的材料;其中最主要的是塑料。
根据联合国环境规划署的数据，在整个塑料供应链中应用循环原则可以减少80%的污染，同时将一次性塑料产量减少一半。不幸的是，大肆宣传和恶意中伤的塑料回收是一个巨大的失败，全球仅收集了约14%的塑料，回收率徘徊在9%左右。
公司和研究人员正在创新，以解决这一最终导致大量塑料被填埋或焚烧的问题。法国Carbios公司就是一个例子。Carbios首席执行官Emmanuel Ladent表示，该公司将于2025年开设一家工厂，利用酶分解PET塑料，使塑料可重复使用多达10次，同时与原始塑料相比，二氧化碳排放量可减少50%。
一旦投入运营，该工厂每年将处理约5万吨PET。这是许多其他寻求改变游戏规则的塑料废物解决方案的人所追求的路线。“如果我们想要阻止塑料污染，我们需要赋予废物价值，而今天的废物价值为零，”Ladent说。
但是像丹麦罗斯基勒大学的生态毒理学家和副教授克里斯蒂安·西伯格这样的专家强调，根据预测，石油化工等“新实体”造成的污染不能仅仅通过回收来解决。例如，PET塑料(目前约占所有塑料产量的五分之一)将在未来继续增长。
研究人员和公司正在创新以取代 化石燃料 使用替代化学品。Finnish-ba 例如，sed Innomost正在用从林业废弃物中提取的产品取代化学成分。图片由MPCA通过Flickr提供(CC by - nc 2.0)。
有限公司 一家工厂正在建设中，该工厂每年可回收5万吨PET塑料，使用酶分解塑料，使其再利用。“我们能够挽救一个 大约50%的二氧化碳 Carbios首席执行官Emmanuel Ladent说。据估计，全球每年生产7000万吨PET，用于一次性塑料和纺织品。专家强调，需要采取包括减少需求在内的整体方法来解决全球塑料废物危机。图片由Carbios提供。
“我们显然需要在回收方面做得更好，”西伯格说，但为了实现循环，必须减少消耗，抑制塑料生产。“最重要的是减少浪费。为了做到这一点，我们需要减少消费。”
将塑料——以及更广泛的化学工业——从化石燃料原料中分离出来，需要转向可再生或“更清洁”的供应，如生物基材料。但西伯格警告说，如果人们不开始减少消费，生物基替代品最终可能会给已经突破的地球土地利用边界带来巨大压力。
斯德哥尔摩弹性中心的博士候选人帕特里夏Villarrubia-Gómez说，减少不必要的一次性塑料的生产可能是减少消费的快速途径。她补充说，改变必须从塑料生产层面开始，设计出真正可重复使用、可回收、毒性更低的产品。
行业透明度也是必须的。目前，塑料中含有数千种潜在的有毒化合物，有关这些化学成分的数据是专有的，无法公开获取。一组研究人员最近表示，确保透明度和报告是循环解决方案的基础。
Syberg说:“我们需要减少化学物质的数量，并摆脱塑料中的有害化学物质，以便从环境和人类健康的角度来看，它们是可持续的。”“回收的黄金法则是，你的原料越干净，回收出来的材料就越好。”
隆德大学(Lund University)研究员弗雷德里克·鲍尔(Fredric Bauer)表示，分析人士说，更广泛的化工行业需要通过投资替代原料，并通过最大限度地减少各种产品的产量，而不仅仅是塑料，来实现化石燃料的替代。鲍尔说:“通过投资可再生能源，这个行业可能有很大的潜力成为能源转型的一部分，就像它以前投资化石能源一样。”
替代燃料，如“先进生物燃料”，为在“难以脱碳”的生态环境中减少对化石燃料的依赖提供了潜在的途径 经济部门，如航空。但是这些替代燃料都有自己的环境 政府和技术问题。“绿氨”是co 被认为是航运等其他行业的长期燃料。图片由Ozzy Delaney通过Flickr (CC by 2.0)提供。
解决方案四:减少合成氮肥的使用
农用化学品，尤其是合成氮基肥料，是另一个依赖化石燃料原料的行业。目前，煤和甲烷是通过哈伯-博世工艺生产氨的核心，氨是许多肥料的关键活性成分。
“绿色氨”被认为是在全球范围内使肥料脱碳的一种方法。绿色工艺使用可再生能源(如风能或太阳能)、水和空气来制造氨。由公司和政府(包括美国、丹麦和挪威)支持的多个项目正在扩大无化石燃料氨的生产规模。
总部位于美国的初创公司Talus Renewables正在寻求这种解决方案，该公司在肯尼亚建立了一个模块化的绿色氨生产厂。Talus工厂与肯尼亚坚果公司合作，每天可以生产一吨绿色氨。Talus Renewables的首席执行官Hiro Iwanaga说:“我们的氨的无碳特性非常有吸引力。”“我们认为，(种植)一种基本作物的)(碳强度)分数将降低25%左右。”
Iwanaga指出，绿色氨还有其他潜在用途，包括作为远洋船舶的燃料来源，或作为清洁能源的“储存”氢，这可能会产生“显著更大的影响”。但这些替代方案在技术、规模和成本方面都存在不确定性，尤其是绿色氢的产量不足，目前绿色氢的产量不到全球总产量的1%。
不使用化石燃料生产氨，虽然对气候有利，但并不能解决另一个巨大的环境问题:大量氮肥(无论氨是如何生产的)浸出到水道中，这在全球范围内造成了巨大的河口死亡区。
致力于可持续粮食系统的非政府组织climate - eat的首席创新策略师布鲁斯·坎贝尔(Bruce Campbell)虽然看好绿色氨的未来，但他指出，还有其他方法可以减少氮肥需求，并带来更广泛的环境效益。他指出:“正在施肥的大片[作物]区域是用来喂养动物的。”他补充说，改变人类的饮食(特别是减少肉类消费)将实现“大量节约”。
坎贝尔补充说，利用有机肥料、改善肥料农场管理、创新生物刺激剂(诱导植物吸收氮)和实施可再生农业实践都是解决肥料过度使用和滥用的一揽子措施的一部分。其他专家强调，有必要通过解决食物浪费问题和捕获原本会损失的营养物质，来增加粮食部门的循环性。
U.S.-ba 美国公司Talus Renewables在肯尼亚推出了一个模块化的“绿色氨”工厂。据首席执行官Hiro Iwanaga介绍，该系统可以减少对化石燃料的依赖，并解决冗长而不可靠的肥料供应链问题。绿色的弹药 据说妮娅要打一场篮球赛 作为一种储存氢的方式和燃料来源，在未来的能源供应中扮演着重要的角色。图片来自Talus Renewables。
未来，石化行业在石油需求中所占的份额将会上升。一份名为“对地球有益的化学物质”的报告概述了如何采用循环原则，到2050年将化学品需求减少30%左右。替代化石燃料原料，推出可再生氢和二氧化碳捕获等解决方案，都是控制全球石化环境的一整套解决方案的一部分 nmental足迹。图片由Rudy和Peter Skitterians通过Pixabay提供(公共领域)。
为每个人创造一个宜居的未来
逐步淘汰化石燃料、以石油为基础的农用化学品和石化产品是一项艰巨的社会任务，但专家表示，其带来的好处将远远超过仅应对气候变化所带来的好处。
福利说:“作为一个副作用，我们将建立一个更美好的世界。”这个世界有更清洁的空气、更健康的生活方式、更少的环境危害，“如果我们做得对，至少有可能实现公平和正义。”
专家表示，减少所有经济部门的浪费，减少材料消耗，用清洁的可再生能源为工业提供动力，前景广阔。
“当我们谈论从化石燃料转型时，我们并不是在谈论牺牲我们过去一个世纪的成果，”《柳叶刀倒计时》的执行董事玛丽娜·罗曼内洛说。“这是关于利用技术来减少我们的能源需求，提高能源效率，并转向为每个人提供无害但宜居的未来的燃料。”
横幅图片:化石燃料是“取用-制造-浪费”生态系统的象征专家说，这种经济模式正在把人类推向安全极限之外。Circle Eco的一份报告经济学指出，全球经济我是0。只有7.2%的人循环使用，低于2018年的9.1%。在关键部门采用循环方法，并将这一数字翻一番，可以大大减少全球排放量，最多可减少39%，同时减轻对水和土地的压力。图片来源:Dennis Schroeder/ nationatio可再生能源实验室通过Flickr (CC BY-NC-ND 2.0)。
