将碳排放转化为可持续增长机遇

杨联文 作

本文于2023年10月31日首发于《联合早报》。如需转载请联系A*STAR。

利用二氧化碳来制造替代沙子是很好的例子。新加坡科技研究局（A*STAR，简称新科研）正与新加坡国立大学和新加坡南洋理工大学合作，利用二氧化碳和焚烧底灰（incineration bottom ash，简称IBA）等废弃物，以及再生混凝土骨料（recycled concrete aggregates，简称RCA）来制造替代沙子。它具有封装焚烧底灰中重金属的独特能力，可防止重金属渗入环境，因此适用于建筑和制造业。

这种创新又可持续的替代沙，平均碳化能力约为10%，可从新加坡每年产生的约50万吨焚烧底灰，和150万吨再生混凝土骨料废弃物中，捕获并储存20万吨二氧化碳排放，生产出220万吨具有价值的沙子。

此外，新科研的科学家也在开发利用二氧化碳，生产碳中和可持续航空燃料的技术。

与目前须要先将二氧化碳转化为一氧化碳 (CO) 的间接生产流程相比，新的简化流程可使二氧化碳直接与氢气结合，用更少的能源和更高的效率生产航空燃料。

化废为宝

新加坡的塑料回收率非常低，在每年大约100万吨塑料垃圾中，仅有6%被回收利用，大部分都被送去焚烧。为了解决这个问题，新科研的科学家开发出一种技术，可以直接将不同类型的塑料垃圾（包括受污染的塑料垃圾和混合塑料垃圾）转化为氢气，用作洁净能源；还可以转化为固体碳，用于制造汽车车身、电池组件、传感器和建筑材料。

这种制造氢气的替代方法，不会直接排放二氧化碳，与利用天然气制造氢气的传统方法相比更为环保。以可持续方式生产氢气，有助进一步推动本地能源转型计划，通过氢气等低碳能源使我国电力组合更多样化，朝实现去碳化的目标迈进。

食物垃圾占全国垃圾总量的2%，是最大的垃圾来源之一，丢弃的食物通常被焚化，这给空间有限的实马高垃圾埋置场造成压力，因为预计到2035年就会被填满。此外，腐烂的食物垃圾会产生甲烷这种温室气体，会加剧全球变暖。因此善用科技来解决食物垃圾问题，还能将它们转化为有用的材料。

由新科研开发的特殊流程，可将水果废料升级再造为可生物降解的可持续塑料、皮革和木材，减少对通常用于制造这些重要材料的化石燃料的依赖。新科研还与本地公司Westcom Bio-Tech合作，开发生物发酵系统中使用的微生物处理技术，可在24小时内将食物垃圾转化为无味的有机堆肥。Westcom公司已在多个中央厨房、医院、商业购物中心、学校和办公室茶水间部署了这些系统。

用数码科技打造更宜居城市

在本地城市景观中，密集的建筑物是吸热表面，与绿化较多的区域相比，建筑物会导致气温骤升。为了减少对冷气机等能源消耗率高的人工降温解决方案的依赖，我们亟需探索创新方法来为建筑密集区降温。

我们甚至必须在兴建之前就进行有效规划，以创造更清凉、更舒适的建筑环境。数码科技虽然需要能源作为计算资源，但在这阶段却能真正有效地设计出长期可持续发展的建筑和市镇。

举个例子，登加新镇的规划者使用一种名为“综合环境建模器”(Integrated Environmental Modeller，简称IEM) 的创新工具，来设计最通风的建筑布局。由新科研和建屋发展局共同开发的这个工具，可以自动计算阴凉、日照、风雨等环境因素之间的权衡，通过模拟优化建筑布局，来实现更好的城市规划。

如何才能迈向更绿色的未来？

在当前不断变化的环境中，采用环保做法可以为企业和环境带来无数好处。然而，准确的数据收集、分析和报告既具有挑战性又耗时，可能会妨碍企业推动可持续发展。

为了支持企业踏上可持续发展之路，新科研开发了生命周期评估 (Life Cycle Assessment，简称LCA) 平台，帮助企业量化他们对环境的影响，并找出减少碳足迹的方法。

大约有15家政府机构和企业，使用了生命周期评估平台，以了解可持续发展绩效，如原材料使用、能源消耗及其相关的环境影响，以此制定可持续发展报告。这让他们能够依据数据作出决策，将原始数据转化为有意义的绿色目标，为采用更多可持续发展作业方式铺平道路。

将新兴的低碳技术转化为现实，可能是一个漫长又昂贵的过程。新科研正与公共和私营伙伴合作，创建一个转化试验台设施，通过即插即用、模块化的反应器—催化剂装置，以及通过数码孪生实时监控流程的能力，让企业能够以更高效、更具成本效益的方式，试点和推广其低碳技术。

有了对可持续发展的坚定承诺，加上实用的科技创新，新加坡可以加快可持续发展的步伐，创造一个更绿色的未来。

(作者是新加坡科技研究局首席可持续发展官)