由于世界各国政府的目标是在未来几十年内实现净零排放，政府间气候变化专门委员会（IPCC）的最新报告明确指出，需要采取更加协调一致的方法来减少温室气体（GHG）排放。 最新报告.
迄今为止，我们的努力主要集中在减少能源生产方式中的排放，例如减少对化石燃料的依赖。这也难怪，燃烧化石燃料是迄今为止最大的 人类最大的人类活动产生的温室气体排放的最大来源。为此，自 20 世纪 90 年代以来，可再生能源部门（不包括水电）取得了令人印象深刻的十倍增长。在过去十年中，可再生能源领域的投资增长了 100%，达到了 每年亿美元。
尽管取得了这些巨大进步，但预测显示 煤炭到 2040 年，煤炭仍可能构成我们能源供应的主体。因此，专家们认为，我们不能只关注所谓的 "能源转型"，还要关注 "材料转型"。对于面向消费者的公司来说，供应链是减少排放的最大机会。 80%的温室气体排放都集中在这里。在材料转型中，我们必须设法减少在产品制造过程中使用材料所产生的排放。
材料过渡框架
1970 年至 2017 年间，从地球上开采的材料总量增长了近 250%而且增长速度还在不断加快。材料生产导致 一半以上的温室气体排放来自工业。 这种对地球资源的不可持续的消耗，又因方便、短期满足和过度一次性的文化而加剧--例如所谓的 "快时尚"。快速时尚'.
材料转型关注的是我们如何将更好的材料设计到产品中，同时关注材料在制造过程中产生的排放，以及与产品性能、处置或再利用相关的排放。材料转型框架由 世界经济论坛世界经济论坛提出的材料转型框架由三大支柱或行动要点组成，旨在从各个角度重新思考现有的材料格局。它们是
材料引发的效率
材料引发的效率是指通过我们使用的各种材料在产品价值链中寻找效率。与传统材料相比，在使用先进材料的过程中，制造商能够提高产品在重量和耐用性等方面的性能。先进材料的使用既能延长产品的使用寿命，又能减少排放。例如，在风力涡轮机的转子叶片中使用碳纤维增强聚合物（CFRP）代替钢材，可使重量减轻 30%。 轻 30叶片的重量减轻了 30%，从而提高了可再生能源的效率。
材料替换
材料替代是指用排放密集度较低的替代品取代排放密集度较高的材料。因此，如果说排放引起的效率是指功能更好、寿命更长的产品，那么替代则是指更清洁的生产过程--减少生产过程中的排放。这通常意味着使用可再生材料，无论是 竹子代替棉花，还是 绿色钢材代替传统汽车用钢。 研究发现研究发现，在建筑和轻型汽车领域，材料替代的一些成果最大。在实践中，材料替代可能意味着用以下材料替代传统水泥等温室气体排放量高的材料 聚合物混凝土.聚合物混凝土几乎在所有指标上都优于传统水泥；重量轻 75%，热性能和机械性能更优越。因此，传统水泥的生产过程产生的二氧化碳排放量要大得多。
对于材料替代的概念来说，快速时尚也许是一个更具启发性的案例研究。时装业对土地和水资源的消耗巨大，这主要是由于棉花等农作物的生长需求。预计从 2015 年到 2025 年，服装业的二氧化碳排放量将增长 77%。麻、藻类、竹子甚至橡胶等可再生材料可以减少生产过程中的排放，并有可能生产出更持久的产品，在产品生命周期结束后更容易被重复使用。
循环性
材料转型的第三个支柱是加强我们所使用材料的循环性。这意味着在可能的情况下，将材料再利用或回收，制成新产品或能源。这符合更广泛的循环经济概念 循环经济从美国的 国家回收战略到 欧盟循环经济计划。
循环还包括碳捕集与封存/利用（CCS/CCU），即把从工业中捕获的二氧化碳重新用于燃料、化学品和建筑材料的生产。 碳循环可以帮助将一些排放密集型工艺（如废物变能源工厂）转化为碳汇。以风力涡轮机为例，通用电气可再生能源公司（GE Renewable Energy）和威立雅公司（Veolia）最近制定了一项计划，将废旧风力涡轮机回收用于水泥生产。该计划预计将 减少 27相关的生产排放。
请注意，材料循环不仅是发达经济体的选择，新兴经济体也有机会。例如，从混合可回收材料中回收以下材料 PET(聚对苯二甲酸乙二酯）瓶的混合可回收材料的回收价值可达每公吨 315 美元。另一种是回收废轮胎，将其粉碎后可制成有价值的骨料，用于路基。另一个例子是冶炼电子废物以提取黄金。
挑战与优势
替代技术和材料必须具有可扩展性，才能以现实的成本取代工业中的传统材料。这也是许多有前景的能源（如生物燃料）和可持续材料（如藻类）的绊脚石。另一个更为抽象的挑战是改变消费模式。建立材料再利用或再循环的设施固然很好，但这需要消费者的行为，甚至文化发生改变。
这同样可以被视为一种机遇，甚至值得纳入世界经济论坛框架中没有出现的第四个支柱。 世界经济论坛框架改变消费模式。例如，我们可以通过按使用付费的模式来减少消费，从而取代完全拥有的模式。企业是否愿意或有预见性地寻找材料转型的机遇也是一个挑战。在接受可持续发展联盟（Sustainability Consortium）调查的 1,700 家公司中，只有不到 20% 的公司愿意在材料转型中寻找机会。 可持续发展联合会正在其供应链中积极寻找减排机会。
尽管存在这些挑战，但材料转型的最大好处，除了直接减少排放之外，还在于通过减少生产同样产品所需的能源，为能源转型提供了一些急需的松弛空间。反过来，这将使全球能源转型更加顺利，本身也更具可持续性。此外，新技术还能创造新的就业机会，增加经济活动，从而带来附带的社会效益。例如，燃料精炼厂的工人可以转行生产某些先进可再生材料所需的初级化学品。 此外，建筑物效率的提高和可再生能源在所有社区的普及也会带来社会效益。除了能源转型，材料转型也是政府间气候变化专门委员会（IPCC）建议的应对气候变化的共同努力的重要组成部分。
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