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详细介绍

再生聚碳酸酯(PC)塑料的生命周期评价

一、背景


在第七十五届联合国大会上,国家主席习近平发表重要讲话指出,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。
石油化工作为资源型和能源型产业,其碳排放量在工业领域居于前列,该行业产品种类众多,产业链长且覆盖面较广,在助推行业绿色低碳发展之路上具有广阔前景。



二、石化产业链


石化源头是从地壳中开采的石油、天然气,石化产业链可以大致分为三部分:上游产业以炼油为主,中游产业是以烯烃和芳烃为主,下游则是三大合成材料(合成树脂、合成橡胶、合成纤维)产业。


表1:炼油产品


表2:中游产品


表3:下游产品

来源:公开资料整理



三、聚碳酸酯产业链


从聚碳酸酯产业链来看,上游是石油化工行业,中间重要化合物是DMC,由于聚碳酸酯具有良好的透光性、耐热性和机械强度,且密度小,下游的应用领域为建筑行业的采光材料、电子电器中的背光组件、汽车领域的轻量化材料等。




 来源:公开资料整理



三、研究目的和研究范围


以下游产业中的再生聚碳酸酯(PC)塑料产品为例,开展生命周期评价工作,量化分析再生聚碳酸酯(PC)塑料产品各个生命周期阶段对于环境的潜在负荷。
研究范围为从摇篮到大门,包含原材料获取、生产加工及包装阶段等。



四、数据收集


聚碳酸酯(PC)塑料产品(图源:网络)


生产工艺:以废弃的聚碳酸酯塑料为原料,经筛选、分类、清洗、熔融挤出、剪切制粒等工艺制成再生聚碳酸酯塑料颗粒。


再生PC塑料生产工艺流程图(示例)


数据收集:需要系统边界内各个工序的数据,数据清单包括洗涤工序、干燥工序、再生造粒工序、包装工序的原材料、辅料、能源投入以及排放,以下数据和结果仅作示例,不代表实际生产工艺的真实数据。



五、生命周期评价建模(模拟)


GaBi软件是一款专业的生命周期评估软件,广泛应用于汽车、建筑、化工、电子等领域,搭载了权威的LCA数据库,包括超过1.7万个不同的能源和材料过程,以及400个工业过程,分为10个基本过程,如工业制造、物流、采矿、电力设备、服务和维护。


GaBi模型(图源:GaBi软件)



六、生命周期结果(模拟)


在GaBi软件中建立生命周期评价模型并核算,即可得到该案例的生命周期结果。以全球增温潜势为例,通过废料再生造粒工艺,处理1t的聚碳酸酯废料的碳排放为462kg CO2eq(不代表企业实际值)。


表6-1:全球增温潜势结果(示例)


GaBi软件中含有多种环境影响评价体系和环境影响指标,除备受关注的全球增温潜势外,还可以查看酸化潜势、富营养化潜势、CO2、SO2、PM2.5等各项指标。


表6-2:其他生命周期评价结果(示例)


通过开展生命周期评价工作,帮助用户量化分析产品在生命周期过程中的输入、输出对于环境的潜在影响,协同上游重点供应商全面掌握LCA基础理论知识和GaBi软件操作技能,为建立绿色供应链奠定基础,助推实现行业碳达峰和碳中和目标。