跳动城乡网实现净零碳排放的一个主要方法依赖于将经济的各个部分(例如个人车辆和供暖)转变为通过可再生能源产生的电力运行。但碳无法从社会的各个部分消除。现代世界无处不在的塑料无法脱碳，因为它们是由碳基分子制成的。
在西北太平洋国家实验室(PNNL)的化学家温迪·肖(WendyShaw)的领导下，多机构共同努力制定了新的路线图，以减少难以实现电气化的经济领域的排放。多方面的方法包括开发非碳燃料、寻找非化石碳源以及在碳进入循环后保持碳的发挥作用，理想情况下会导致每个碳原子的多种用途。
路线图作者断言，一次性碳不能再广泛使用。碳必须通过循环经济保持发挥作用，其中每个碳原子都被多次使用。碳可以在同一工业部门内重复使用，或者作为新工业部门的原料。例如，开发聚合物升级回收工艺和有效地再利用碳基材料将是净零碳排放未来的核心。
PNNL总监史蒂文·阿什比(StevenAshby)表示：“我们需要新颖且富有创意的解决方案来实现我们的脱碳目标。”“合作是加速催化和分离科学领域以使用为灵感的科学研究的关键，这将支撑这些解决方案。我热切地等待这些结果及其在航空、重型卡车运输和海洋运输中的部署。”
这些想法源于由PNNL、艾姆斯国家实验室、阿贡国家实验室、布鲁克海文国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、橡树岭国家实验室和SLAC国家加速器实验室联合主办的“关闭碳循环”研讨会。每个实验室的负责人分别包括Shaw、JamesMorris、MaxDelferro、SanjayaSenanayake、FrancescaToma、MichelleKidder和SimonBare。
“推进碳回收和转化技术是清洁能源未来的关键，阿贡国家实验室致力于支持其发展，”阿贡国家实验室主任保罗·卡恩斯说。“我赞扬能源部国家实验室综合体中的研究人员，他们正在推动这些变革性创新，以在2050年实现净零排放。”
脱碳路线图
氢和氨都有作为无碳燃料的潜力。然而，两者的实施都面临着明显的挑战。特别是，存储和运输氢气的成本使其对于当前技术而言不切实际。开发载体分子和材料以实现安全且负担得起的氢运输的工作将补充能源部的氢地球计划目标，即以1美元/公斤或更低的价格可再生地生产氢。这种成本的降低有助于创建可行的氢基系统。
使用不同来源的碳是所提出方法的核心。碳对于许多关键经济部门仍然至关重要。这些部门是通过回收和整合多种碳源进行循环碳循环的候选部门。有价值的碳的可能来源包括生物质、食物垃圾和塑料垃圾。
使这一过程成为现实需要有效且高效的分离和转化，因为复杂的混合物构成了大多数非化石碳流。
PNNL物理和计算科学理事会首席科学技术官Shaw表示：“碳应该被视为一种有价值的商品，必须加以保存和再利用。”“我们的愿景是通过在循环经济中多次重复利用每个碳原子来改变碳在我们经济中的作用。”
有效地将“传统”废料转化为可重复使用的材料仍然至关重要。通过反应性分离将分离和转化步骤结合起来可以提供一种实用的方法。反应分离将化学反应与纯化分离相结合，可以提供过程强化，更有效地转化非化石碳。
“我们需要新的基础科学发展来产生综合的工业方法，”莫里斯说。“由此产生的技术将创造新的经济机会、教育发展和额外的就业增长。”
该路线图描绘了一个没有浪费的未来，碳被视为珍贵的商品，而不是一次性资源。将可持续的碳源引入碳循环经济对于这个未来至关重要。
