環保好點子,創新綠經濟

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  • 用汗發電!日本「汗水電池」重大突破,銅板價就能擁有

    用汗發電!日本「汗水電池」重大突破,銅板價就能擁有

    環境資訊中心/編譯:謝明珊
    天氣炎熱,動不動就汗流浹背,但如今,惱人的汗水也有大用處。日本東京理科大學研究團隊開發一種「水性酵素墨水」,能以量產方式製造出生物燃料電池,將汗液轉換成電力。未來,穿戴式裝置附上這種電池,就能靠「流汗」而有源源不絕的電力。

    汗水中的乳酸,源源不絕的電池燃料

    現代人追求健康,穿戴式檢測與裝置成為趨勢,但這些又輕又小的設備只能裝上微型電池,電力用完就無法運作。如何讓電池既輕巧,還能源源不絕?用汗水發電的「酵素生物燃料電池」(Enzymatic biofuel cell, EBFC)或許是解答。
    酵素生物燃料電池可利用酵素作為催化劑,將人體的汗液、尿液、唾液等體液轉換成電力。其中,汗液的應用最受期待。
    東京理科大學先進化學科副教授四反田功研究團隊今年 2 月發表研究成果,他們以特殊的墨水配方,克服傳統酵素生物燃料電池製造時程序複雜、品質不穩的問題,可望讓電池進入量產的新紀元,成本大幅下降。
    四反田功表示,這項技術最大的特色在於「人本身就是燃料」,不用擔心電力用完。用在健康管理上,一面運動,一面流汗,還能隨時監測運動狀態。(同場加映:這款電池可吞下肚?義大利團隊用海藻打造可食用電池

    運作原理

    人體的汗液含有多種化學化合物,例如電解質、乳酸等。酵素生物燃料電池就是將乳酸轉化成電力。
    汗液接觸到電池時,與電池內的酵素產生化學反應。乳酸在電池的陽極氧化,釋放電子;電子再沿著外部電路移動,產生電流,最後在陰極跟空氣中的氧氣反應,完成電化學循環。
    酵素生物燃料電池並非新發明,但傳統製程須先印刷碳電極層,再滴覆酵素與電子媒介溶液,待乾燥後再塗下一層。製程繁瑣,且酵素容易分布不均,很難量產,品質也不穩定。
    為克服這項問題,四反田功的研究團隊把酵素、碳材料、電子媒介物、水性黏結劑整合成可印刷的墨水。配方裡有大量微孔、表面積極大的中孔碳(mesoporous carbon)、協助電子傳遞的電子媒介物,與水基黏結劑 POLYSOL。這些物質分布於水基溶液中,透過網版印刷,就能將酵素墨水印在輕量紙質基底,而且僅需要一道製程。
    事實上,過去也有人試驗過酵素墨水,但找不到適合工業網版印刷、並且能應用在電池陰極的配方。如今,日本研究團隊突破了這兩大瓶頸。新的印刷方式能讓陽極和陰極同時印在紙質基底上,而且酵素分布均勻,品質一致,十分適合大量生產。(同場加映:你的衣服就是行動電源!穿上這款 T-shirt,走路跑步都能發電

    銅板價就能擁有

    根據實驗成果,新製程產出的酵素生物燃料電池開路電壓(OCV)可達到 0.63 伏特,最大功率密度為每平方公分 165 微瓦(μW/cm²),比同級產品更好。
    雖然與傳統電池相比,汗液電池的電量很低,但已足夠供電給低功耗的穿戴式生物感測器。不僅如此,還能支援低功耗藍牙(BLE),讓檢測數據能無線傳送到接收端。
    研究團隊嘗試在長達 400 公尺的基底上進行連續印刷,驗證量產可行。團隊評估,流程簡化加上品質穩定,單一裝置的成本可望降至 10 日圓(約新台幣 2 元),有助日後擴大應用。
    四反田功長期研究汗水酵素電池,他 2024 年接受《m-hub》訪問時表示,酵素生物燃料電池應用範圍很廣,可搭配離子濃度感測器,提早偵測熱中暑的前兆,為勞工、高溫作業人員等族群做好健康管理;也可以用在智慧駕駛、兒童安全監測等。未來也可用於農業與畜牧業,更快掌握牲畜健康、土壤的狀況。

    參考資料

    全文轉載自環境資訊中心,原文標題:流汗就能發電!日本「汗水電池」重大突破 成本價可降至台幣2元
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  • 瑞典足球隊邀球迷「為地球而尿」!萬人尿液變身有機肥料

    瑞典足球隊邀球迷「為地球而尿」!萬人尿液變身有機肥料

    環境資訊中心/編譯:謝明珊
    尿尿也能救地球?今年球季,瑞典足球隊馬爾摩足球俱樂部(Malmö FF)的主場,除了要進球得分,還要收集廣大球迷的尿液。

    「為地球而尿」

    據《歐洲新聞台》報導,瑞典足球隊馬爾摩足球俱樂部的主場伊萊達球場(Eleda Stadion),自今年5月起展開「為地球而尿」(Pee for the Planet)計畫,目標收集 1 千公升人類尿液,以免瑞典繼續依賴進口化石燃料化肥 。至今已收集超過 200 公升。
    根據國際環境法中心(CIEL)研究,全球合成氮肥每年大約排放 11.3 億噸二氧化碳當量(CO₂e),比航空業更高。此外,由於伊朗持續封鎖荷莫茲海峽,全球大約 1/3 的化肥貿易受到影響。荷莫茲海峽也是天然氣出口的重要航道,而天然氣正是生產合成氮肥的重要原料。

    足球場變身大型實驗室,球迷上廁所就能參與研究

    人類的尿液富含植物生長最需要的 3 種元素:氮、磷與鉀。參與該計畫的燕麥奶品牌 Oatly 呼籲,不應將尿液視為人體廢棄物,而是一種資源。
    為了驗證這個構想,瑞典農業科學大學(SLU)、Oatly、Sanitation360 與馬爾摩足球俱樂部決定啟動一項大型實驗,把球場蒐集到的尿液加以處理,轉化成肥料。研究團隊初步估計,人類尿液最多可取代瑞典大約 30% 的合成肥料需求。
    於是,伊萊達球場成了實驗場,經過改裝,目前球場內設置的 11 個小便斗、一間性別友善廁所,外加球場戶外 4 座移動式性別友善廁所,將用以收集計畫用尿液,一路持續到 11 月底瑞典賽季的最後一場主場賽事為止。
    收集尿液的過程,研究團隊會添加食品級穩定劑,以免營養素流失,尤其是氮元素,否則氮揮發到空氣中,可能會產生刺鼻的氣味。

    尿液變身顆粒肥料,氮含量高達 15%

    尿液該怎麼變身肥料?從球場收集的尿液並不會直接灑在農田中。尿液會先在密封容器乾燥處理,再跟生產燕麥奶的副產品混合,製成名為 Granurin 的顆粒狀肥料。
    研究團隊表示,Granurin 最大的優勢是氮含量高達 15%,比其他有機肥的營養成分要高上許多。此外,這些養分可溶於水,容易被植物吸收,足以媲美傳統的礦物肥料。研究團隊也把這次的研究核心之一,放在回收尿肥用於糧食作物的安全性上。
    對研究團隊而言,「為地球而尿」不只是有趣的環保實驗,得以減輕大型場館的廢水處理負擔,也可以藉此重新思考整個糧食系統的運作方式。人類從食物中攝取養分,最終循環回到土地,繼續種出更多食物,而非直接沖進下水道。
    全文轉載自環境資訊中心,原文標題:看球賽、上廁所順便救地球 瑞典「為地球而尿」回收球迷尿液當肥料
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  • 足球場下的地下神殿——直擊東京近郊隱形排水道,如何化解城市淹水危機

    足球場下的地下神殿——直擊東京近郊隱形排水道,如何化解城市淹水危機

    環境資訊中心/文:陳文姿
    緊鄰東京的埼玉縣,以江戶老街風情的川越、蠟筆小新的故鄉春日部市、鐵道迷必訪的大宮鐵道博物館著稱。但在人煙稀少的郊區,其實還隱藏一個重要工程。在一個不起眼的足球場場邊上鎖的小門,是通往地底 22 公尺「地下神殿」的入口。

    地底的神祕空間

    進入地底,映入眼簾的是 59 根巨大支柱,撐起近 6 層樓高的空間。昏暗的燈光襯映下,宛若身處科幻電影。
    這座令人驚嘆的地下空間跟神殿相比毫不遜色,它的面積是希臘帕德嫩神殿的 6.4 倍。地上殘留的水窪,顯示曾經蓄水、排水的痕跡。這項浩瀚工程,不為神祇存在,而是「首都圈外圍排水道」的一部分。
    位在東京東北方的中川、綾瀨川流域是盤狀低窪地,自古以來就是易淹水地區。由於河川坡度平緩、水流較慢,不易排水。二戰後,人口急遽增長,有滯洪功能的田地逐漸開發成住宅區,讓災情更為嚴重。1958 年的艾達颱風,就有超過 4 萬戶房舍泡在水裡。
    反覆發生的災情,亟需解決之道,但地面土地取得十分不易,於是有了將排水道地下化的想法。當時日本還處於泡沫經濟中,贊成與反對聲浪都不小,計算利弊後,「首都圈外圍排水道」於 1993 年動工。

    地底 50 公尺處的巨大河川

    首都圈外圍排水道是全球最大規模地下排水道,深埋地底 50 公尺處,長約 6.3 公里,通過倉松川、大落古利根川等河川的下方,目標是將洪水引到寬廣的江戶川。
    為了將暴漲的洪水引入江戶川,洪水先引入連接水道的 5 口深井(豎井)。豎井寬約 30 公尺,深約 70 公尺,足以擺下一架太空梭或自由女神像。豎井間以排水道(地下隧道)相連,將洪水一路引入江戶川附近的巨大蓄水池。
    蓄水池的作用是用來減弱由排水道流過來的水勢,因此稱為「調壓水槽」。調壓水槽裡的水再經由 4 座巨大水泵排至河川。眼前所見的「地下神殿」,工程裡的真實身分就是調壓水槽。

    真實世界的淹水考驗

    首都圈外圍排水道共耗費 2300 億日元,於 2006 年完全開通。依當年匯率,約合新台幣 650 億元。這麼一個龐大工程值得嗎?
    2019 年 10 月,哈吉貝颱風以 61 年來最強颱之姿席捲東日本,緊接著又遇上博羅依颱風外圍環流帶來的豪雨,20 條水系的 140 處河岸設施損壞,房舍淹水、停電、停水外,鐵道、高速公路均傳出重大災情。
    根據官方資料,首都圈外郭放水路在哈吉貝颱風期間共調節 1000 多萬立方公尺的水量,即便降雨量是 1982 年洪災的 1.1 倍,但當地淹水房屋數卻少了 9 成,成功減低淹水衝擊。

    麥塊也瘋狂

    首都圈外圍排水道從部分啟用至今約 25 年,平均每年引入洪水 7 次,累計減輕的災損達 1626 億日元。
    如今,設施沒有運作的日子,這裡就成了絕佳的防災教育場所。高聳的「地下神殿」、深邃的豎井,到內徑 10 公尺高「地下河川」(排水隧道)、每秒可排出一座 25 公尺游泳池滿池水量的水泵設備,防洪專家與遊客驚嘆連連之餘,也想更進一步認識日本的防災規劃。
    奇幻感的空間也成了影視作品的最愛。中央控制室是《超人力霸王》(Ultraman)電影裡的指揮室,調壓水槽成了《假面騎士 Decade》的決戰場,排水泵站則成了《超級戰隊》裡的研究實驗室。
    如果近距離的體驗還不過癮,想感受一下洪水湧入的現場,官方提供的虛擬 AR APP 是個好選擇。想親自探索工程背後的原理與操作閘門的感覺,《當個創世神》(Minecraft,音譯為麥塊)可以幫你實現願望。
    2025 年,日本國土交通省在《Minecraft》遊戲中重現了這座龐大的地下排水設施,玩家可操作閘門、將洪水引入地下隧道,再使用排水泵排出洪水。防洪工作結束後,還有個環節—— 將地下神殿(調壓水槽)的泥土清理乾淨。(同場加映:擊退熱浪惡龍、打造避暑城市!到 Minecraft 挑戰成為氣候實戰家

    參訪「首都圈外圍排水道」的 7 種路線

    決定最心動的課程

    「首都圈外圍排水道」(首都圈外郭放水路)參訪共 7 種路線,均涵蓋地下神殿。有的路線沒有每天開放,如遇到設施運作,參觀路線也可能因應調整,詳細內容請看官網
    1. 地下神殿:最經典行程。簡介排水設施後,即前往調壓水槽(地下神殿),解說後可在規定的範圍內自由拍照
    2. 豎井(立坑)體驗:地下神殿與豎井行程,可行走在工人通道與樓梯,凝視 70 公尺深的豎井。須配戴安全帶與安全帽
    3. 排水泵設備過程:地下神殿與排水泵、逆流設施與葉輪等,可近距離看燃氣渦輪機
    4. 葉輪探索:地下神殿與最內部的大葉輪,會進入 50cm 深的水中,須著涉水褲並配戴頭盔、頭燈
    5. 穿越地下河川:綜合地下神殿、豎井、葉輪等行程,再加上第三豎井(地下隧道)。限額開放,時間長達 4 小時
    6. 麥塊防災:地下神殿參觀並透過官方的麥塊遊戲學習防災,玩家可在真實與虛擬世界體驗排水設施
    7. 地下神殿燈光之旅:地下神殿加聲光情境,模擬大雨預兆、洪水來臨、首都圈外圍排水道運作、災後復原 4 種場景

    GO 出發吧~

    「首都圈外郭放水路」參訪須提前到「龍 Q 館」報到,地址是:埼玉縣春日部市上金崎 720。從東京出發,可先搭電車抵達「南櫻井駅」,再轉乘社區巴士至龍 Q 館,或轉搭計程車,約需 10 分鐘。「南櫻井駅」沒有計程車駐點,若擔心叫車問題,亦可從「春日部駅」轉乘計程車,車程約 20 分。
    全文轉載自環境資訊中心,原文標題:地底 50 公尺防洪大作戰 直擊東京近郊「地下神殿」與首都圈外圍排水道
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  • 擊退熱浪惡龍、打造避暑城市!到 Minecraft 挑戰成為氣候實戰家

    擊退熱浪惡龍、打造避暑城市!到 Minecraft 挑戰成為氣候實戰家

    低碳生活部落格/文:楊軒妮
    氣候變遷刻不容緩,如何寓教於樂提升學生的氣候意識,是學校與政府的重要課題。全球最受歡迎的遊戲之一《Minecraft》(麥塊),推出許多教育版地圖,讓學生在虛擬世界中體驗極端氣候、練習做出決策。例如《氣候戰士》(Climate Warriors)納入了碳排機制,玩家煉礦、烹飪等都會累積碳排,必須想方設法避免情勢惡化。教育現場也開始透過麥塊,引導學生了解地理與氣候知識,並探索可行的永續解方。

    熱浪生存遊戲:擊退惡龍、打造避暑城市

    麥塊推出的教育型遊戲《熱浪生存遊戲》(Heat Wave Survival),玩家在「生存模式」中,必須保護村莊、殺死惡龍,避免遭受熱浪惡龍(heat dragon)的攻擊。這隻惡龍就是熱浪的化身,每當盛夏就會侵襲村莊。
    「預報顯示新一波熱浪即將來襲,請幫助村莊及早做好熱浪準備。」不同於一般生存遊戲架空現實,玩家可以透過遊戲中收到的任務,前往實際存在於生活中的地點,從巴西、希臘一路到印度和奈及利亞,蒐集對抗高溫的解方,了解這些社區如何透過冰袋、太陽能風扇等方式來降溫。玩家還能取得「溫度計」道具的資格,以便隨時知道溫度何時會過高。 而在「建造挑戰」模式中,玩家必須收集工具、制定策略,打造得以對抗高溫的韌性城市,例如建造避暑中心、公園、綠地,以及得以反射光線的設施。

    守護海岸:海岸防禦的自然解決方案

    《守護海岸》(CoastCraft) 是一款保護海岸線的遊戲,由英國康沃爾(Cornwall)議會、環境局(EA)與麥塊合作,專為 9~14 歲的學生打造。
    玩家將作為決策者,在虛擬世界面對康沃爾郡可能會發生的洪災、海岸侵蝕、海平面上升等問題,綜合考量社區、保護野生動物棲地等需求,並設計永續防災策略。首先,玩家會先透過小遊戲了解海岸風化、沙丘生態系等地理知識,並學習如何利用沙丘作為自然解決方案(Nature-based Solution),面對洪水與侵蝕。
    接著,主遊戲共分 3 階段:現在、2040年、2060年。玩家必須在金錢、資源有限的狀況下做出決策:「是否興建堤防、遷移海灘上的設施?是否要加強管理沙丘?」現在的每個決策都將影響2040年時的情境,因此每位玩家的遊戲體驗可能截然不同。每階段結束都會有專家出現,向玩家說明行動後果並公布「永續評分」,讓玩家了解決策與行動會如何影響未來樣貌。
    「如果玩家的決策不當,海水會逐步侵蝕陸地,停車場或廁所等設施就可能消失。」東英吉利大學的資深研究員阿諾德(Elliot Honeybun-Arnolda)玩了 CoastCraft 幾小時後讚賞地表示,讓學生參與決策、取捨,並親眼見證決策如何影響未來,這件事非常重要。

    離岸風電挑戰:風電場的選址難題

    除了讓氣候議題變得好玩,麥塊也能帶領學生提前認識綠領工作樣貌。英國皇家財產局(The Crown Estate)與微軟合作推出的《離岸風電挑戰》(Offshore Wind Power Challenge),即是透過互動遊戲連結相關課程,目標啟發學童學習並思考關於工程、永續與保育相關的職涯發展。
    在《離岸風電挑戰》中,學生將使用綠色代幣買下風機,並考量設置成本、海床適宜性,以及社會環境影響,在再生能源需求與航道、居民、海洋棲地間取得平衡,以了解能供給多少電力,學習到再生能源、風電場設計、流程規劃及場址選定等知識。

    從遊戲到課堂:Minecraft 在教育現場

    森林大火會吞噬家園、水災和海平面上升如何淹沒城市,對許多學生來說可能難以想像。若想在教育現場抓住學生注意力,受學生喜愛的麥塊是個好工具。然而,要讓學生能從麥塊學到氣候變遷,不只是給他們電腦開始蓋房子,教師課前需要做很多準備,上課時也必須妥善引導,才能讓孩子認真思考、嚴肅以待。
    在澳洲多數州,教師必須完成 100 小時的例行進修,而接受麥塊相關培訓也是選項之一。
    來自澳洲新南威爾斯的地理老師古德塞爾(Warwick Goodsell)說道:「你必須花 20 分鐘講解理論,然後帶領學生討論,在白板上畫心智圖。接下來才是進入麥塊遊戲,如此,學生才能運用所學知識打造麥塊家園。」古德塞爾多年來一直將麥塊作為課堂輔助工具,他會和學生一起在遊戲中思考對抗侵蝕、污染的環境解方。
    對許多學生而言,麥塊不只是打造夢想家園的虛擬遊戲,他們在麥塊建立人際關係,找到自己的歸屬與價值。如今,教師與麥塊正攜手善用這股熱情,讓氣候知識更具體、學習更身歷其境,讓學生在遊戲裡理解氣候危機,並學習規劃、適應、克服困難,更重要的是「攜手」打造永續城市。
    參考資料
    本文轉載自《低碳生活部落格》,內容由台達電子文教基金會及環境資訊中心共同企劃。原文標題:麥塊不是只能蓋房子 如何在遊戲中學氣候變遷?文:楊軒妮
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  • 海浪也能買保險?薩爾瓦多開全球首例,守護在地藍色經濟

    海浪也能買保險?薩爾瓦多開全球首例,守護在地藍色經濟

    環境資訊中心/文:王怡棻
    一提到中美洲的薩爾瓦多,不少人可能會聯想到黑幫犯罪猖獗的「謀殺之都」,但對熱愛水上活動的人而言,薩爾瓦多可是不可多得的衝浪天堂。2026 年 6 月,這裡更預計成為全球第一個「幫海浪買保險」的示範場域,用以保護海浪周邊的經濟與生態系。

    全球第一個衝浪生態系保險

    當太平洋的遠洋湧浪撞擊到薩爾瓦多海岸線密集突出的岩石,會出現一波波長且規律的右浪 ,這是許多衝浪者心中的完美浪型,且該區全年海溫暖和舒適,大幅提升了衝浪的舒適度與吸引力。
    2024 年,薩爾瓦多的「Oriente Salvaje」(狂野東部,wild east)被認證為「世界衝浪保護區」(World Surfing Reserve),該保護區擁有 19 公里海岸線和許多世界一流的熱門衝浪點,如曾主辦多場國際衝浪賽事的拉斯弗洛雷斯(Las Flores)和蓬塔曼戈(Punta Mango)。
    今年,Oriente Salvaje 更將成為「衝浪生態系保險」(Surf Ecosystem Insurance)的全球第一個示範場域。衝浪生態系保險是一項創新的金融工具,也是參數型保險的一種。當破壞性風暴等極端天氣事件擾亂衝浪點,衝浪生態系保險就會啟動並釋出資金,用於生態修復,或是補助因此受損的業者,以幫助當地經濟與生態更快復甦。
    不同於傳統「損害後勘查、評估再理賠」的保險形式,衝浪生態系保險採用參數觸發機制,一旦監測數據超過事先設定的門檻,如降雨、風速、浪高、洪水等,便會自動啟動理賠。資金通常會在幾天內迅速撥出,避免冗長的理賠流程,能在損害惡化前改善情況。
    「為了應對災難或損失,世界大多數有價值或珍貴的資產都有保護措施。衝浪點當然也是自然資產,如果實施得當,好處不限於海浪本身,對衝浪點周圍的社區與生態系也有利。」非營利組織拯救海浪(Save The Waves)執行長史強茲維蒂奇(Nik Strong-Cvetich)表示。

    從衝浪愛好者到環境守護者

    「衝浪旅遊是我們的經濟支柱,」在 Oriente Salvaje 經營旅館並創立旅遊協會 ADETCO 的巴拉扎(Rodrigo Barraza)表示,如果沒有衝浪客,當地經濟將陷入停滯,包括旅館、餐廳、衝浪用品店等。
    根據《衛報》,一項針對 Oriente Salvaje 當地 50 家企業的調查顯示,這些商家平均 7 成的收入都仰賴衝浪旅遊。目前保險公司和理賠金額尚在提案討論中,但拯救海浪組織希望保險能順利於今年 6 月啟動。
    拯救海浪組織由來自世界各地的衝浪愛好者發起,「他們目睹自己鍾愛的衝浪點遭到破壞,渴望做出改變,」 史強茲維蒂奇說。
    組織的工作之一是劃定世界衝浪保護區,透過識別「生物多樣性與衝浪點高度重疊的區域」,再與當地團體攜手保護這些地方。他們也會研究衝浪經濟學(Surfonomics),記錄衝浪對當地的經濟貢獻,用以說服地方政府保護衝浪點周邊經濟與生態系。
    拯救海浪組織表示,未來還希望納入生態給付,讓保險更完善。「我們可以利用衝浪運動作為切入點來保護環境。」 史強茲維蒂奇補充。
    參考資料
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  • 讓廢棄塑膠成為飛機動力!科學家研發出生質航空燃料,可轉化塑膠中近 100% 的能量

    讓廢棄塑膠成為飛機動力!科學家研發出生質航空燃料,可轉化塑膠中近 100% 的能量

    環境資訊中心/姜唯(2019 年 6 月 12 日)
    科學家已經找到將塑膠廢棄物轉化為航空燃料的方法。華盛頓州立大學生物系統工程系副教授雷漢武(音譯)帶領的研究小組將塑膠廢棄物在高溫下用活性炭熔化,產生航空燃料。
    根據美國環保署最近期統計資料,2015 年全美垃圾掩埋場共收集了 2600 萬噸塑膠。
    2018 年 1 月 1 日起,中國最近不再接收美國和加拿大的塑膠進行回收再利用,禁止 24 種固體廢棄物進口,包括塑膠瓶中使用的低階聚對苯二甲酸乙二醇酯。
    中國過去至少處理了全世界廢紙、金屬和舊塑膠出口總量的一半,2016 年為 730 萬噸。科學家保守估計,現在全世界每年至少有 480 萬噸塑膠進入海洋。
    在實驗中,雷漢武和研究團隊針對低密度聚乙烯進行測試。他們混合了多種廢塑膠,如水瓶、牛奶瓶和塑膠袋,並將它們磨成米粒大小。接著,將塑膠顆粒置於溫度範圍在 430°C 至 571°C 之間的管式反應器中,下方放置活性炭。碳是一種催化劑,能加速化學反應而不被反應消耗。
    「塑膠難以分解,必須添加一種催化劑來幫助打破化學鍵。塑膠中含有大量的氫,是燃料中的關鍵成分。」雷漢武說。一旦碳催化劑完成任務,就可以分離出來並重新用於下一批廢塑膠。催化劑失去活性後也可以再生。
    測試不同溫度和幾種不同催化劑的組合,最佳結果是產生 85% 航空燃料和 15% 柴油燃料的混合物。「我們可以從測試的塑膠中回收幾乎 100% 的能量,燃料品質非常好,副產品氣體品質也很高,具有實用性。」成果發表在《應用能源》(Applied Energy)期刊。雷漢武說,這個製程很容易擴大規模,可以在大型工廠或農場運作,農民可以自行用塑膠廢棄物製造柴油。「最終產物必須經分離才能產生航空燃料,如果不分離,就是柴油燃料。」
    雷漢武的研究團隊開發出能降低成本並提高生質航空燃料效率的環保催化劑,去年贏得了美國農業部國家糧食和農業研究所 50 萬美元的資助。
    研究人員用酶和玉米秸稈、玉米收穫殘餘物或道格拉斯冷杉樹木屑來產生一種叫做奈米晶纖維素的綠色催化劑。這種催化劑能產生環烷烴石腦油,是航空燃料的主要成分之一。「為了減少能源和氫氣需求,提高生質航空燃料生產催化劑的性能,我們設計出一種新的催化劑,可以利用環保的天然分子。這些棒狀奈米晶體可以從任何農林業廢棄物取得。」雷漢武說。
    2026 最新研究進展 英國 Clean Planet Technologies 表示,將於 2026 年 4 月啟用試點設施,使用 P2SAF (Plastic to Sustainable Aviation Fuel 塑膠轉永續航空燃料)製程處理難回收塑膠(如多層複合塑膠、污染塑膠或低價值廢料等),並在英國交通部資助下,推進燃料測試、驗證與 ASTM 認證流程(ASTM International 美國材料與試驗協會制定的技術標準);美國 Illinois Prairie Research Institute 團隊則聚焦於聚苯乙烯解聚,將其轉化為可作為永續航空燃料添加成分的高品質原料,研究指出其生命週期碳排可較石化來源降低約 50% 至 60%;ASTM International 也於 2025 年發布與廢塑膠加工油分析相關的新標準指南,試圖補上原料檢測與品質分析的基礎規範,為後續循環再利用與燃料應用鋪路。
    商業航班現況 儘管永續航空燃料(SAF)近年成為航空業減碳的重要方向,但塑膠廢棄物轉化為航空燃料,整體發展仍在早期階段。目前,航空公司雖陸續導入 SAF,實際使用的原料仍以廢食用油、動物脂肪或生質來源為主。從現況來看,即使是已投入營運的 SAF,也多採低比例混摻,約落在 1% 至 10% 之間。例如,聯合航空曾在 2021 年完成 100% SAF 試飛,但燃料來源並非廢塑膠;荷蘭皇家航空(KLM)與英國航空,也曾使用以回收油為基礎的 SAF 執飛航班。台灣方面,華航、長榮與星宇已與台塑石化合作採購 SAF,預計自 2025 年起導入超過萬噸,不過目前規劃使用的仍是廢食用油或合成燃料。南韓則包括大韓航空在內的 6 家航空公司,自 2024 年起已在部分國際航線中,每週固定導入 1% SAF。航空業雖正逐步朝低碳燃料轉型,但距離廢塑膠 SAF 走入常規商業應用,仍有一段路要走。
    參考資料
    全文轉載自環境資訊中心,原文標題:廢物再生 科學家成功把 4 號塑膠轉化為航空燃油
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