Пластмасса 20 ғасырдың ең ықпалды өнертабыстарының бірі болып табылады, ол қазіргі өмірге үлкен ыңғайлылық әкеледі. Дегенмен, ол бірте-бірте жаһандық экологиялық проблемаға айналды. Өндіріс деңгейінің жоғарылауымен, пайдалану циклдерінің қысқаруымен және қайта өңдеудің төмен қарқынымен пластмасса өнеркәсібінің көміртегі ізі барған сайын маңызды мәселеге айналды. Біз неғұрлым тұрақты шешімдерді іздеген сайын, пиролиз технологиясына барған сайын назар аударылуда. Бұл мақалада пластмассалардың көміртегі ізі зерттеледі және пиролиз көміртегі бейтараптығына күшті қолдау көрсете отырып, бұл ауыртпалықты қалай тиімді түрде жеңілдететінін талдайды.
Пластикалық жеткізу тізбегі: жаһандық көміртегі шығарындыларының негізгі көзі
Пластмасса өндірісі жаһандық көміртегі шығарындыларының маңызды көзі болып табылады. Пластмассалардың өмірлік цикліне байланысты қызмет жыл сайын шамамен 1.3 миллиард тонна CO₂ эквивалентін шығарады, бұл жаһандық парниктік газдар шығарындыларының шамамен 3.4% құрайды. Пластмассаға сұраныс артып келе жатқандықтан, оның көміртегі шығарындылары да артады деп күтілуде. Пластмассалардың көміртегі ізі өндірістен бастап кәдеге жаратуға дейінгі бүкіл өмірлік циклін қамтиды. Төменде әр кезеңдегі көміртегі шығарындыларының бөлінуі және олардың әсерлері берілген:
1. Шикізат өндіру (35-45% көміртегі ізі)
Қазіргі уақытта пластмассалардың шамамен 99% этилен және пропилен сияқты мономерлер алу үшін қазба ресурстарынан (мұнай, табиғи газ) алынады. Көміртек ізі ең алдымен мыналардан туындайды:
- Мұнай мен табиғи газды өндіру және өңдеу: Бұл процесс CO₂ және метанның (CH₄) айтарлықтай мөлшерін шығарады.
- Этилен, пропилен және басқа мономерлердің синтезі: Олар әдетте күрделі химиялық реакциялар арқылы өндіріледі, көп мөлшерде энергия жұмсалады және CO₂ бөледі.
2. Пластмасса өндірісі (20% көміртегі ізі)
Бұл кезең пластикті полимерлеуді және одан кейінгі өңдеуді қамтиды:
- Этилен мен пропиленнің полимерленуі жоғары молекулалық полимерлер (мысалы, PE, PP, PVC, PET).
- Дайын өнімді жасау үшін бүрку, үрлеу және экструзия сияқты әдістер арқылы өңдеу.
Бұл процестер айтарлықтай жылу мен электр энергиясын қажет етеді. Егер энергия қазбалы отындардан (мысалы, көмір немесе табиғи газ) алынса, нәтижесінде көміртегі шығарындылары айтарлықтай болады.
3. Тасымалдау (5-8% көміртегі ізі)
Бұл кезең шикізаттан соңғы өнімге дейін көп фазалық тасымалдауды қамтиды:
- Шикізат (мұнай/табиғи газ) → МӨЗ → Химиялық зауыт → Пластмасса өндірісі
- Дайын пластик → Өндіріс зауыты → Сатушы → Түпкі пайдаланушылар
Жеткізу тізбегінің әрбір буыны тұрақты парниктік газдар шығарындыларына ықпал ететін тасымалдауды (мысалы, дизельдік жүк көліктері, кеме қатынасы, теміржол) қамтиды.
4. Пайдалану және тұтыну (өте төмен)
Пластмасса пайдаланудың өзі көміртегінің ең аз шығарындыларын тудырады, бірақ пайдалану үлгілері жалпы пластикті тұтынуға айтарлықтай әсер етеді. Мысалы, бір рет қолданылатын пластик қаптамаларды жиі пайдалану және жою жаңа пластмассаларды үздіксіз өндіруді қажет етеді. Өмірлік цикл тұрғысынан бұл айтарлықтай жинақталған көміртегі ізіне әкеледі.
5. Жою (жалпы көміртегі ізінің 20%-30%)
Пластикалық қалдықтарды кәдеге жарату көміртегі шығарындыларына тікелей және жанама әсер етеді:
- Өрту: Пластикалық қалдықтардың шамамен 10%-ы жағылады және тікелей көп мөлшерде СО₂ бөледі. Егер энергияны қалпына келтіру жүзеге асырылмаса, жағудың көміртегі ізі одан да жоғары болады.
- Полигон: Пластикалық қалдықтардың шамамен 50% полигондарға түседі. Пластмассаның ыдырауы көп уақытты қажет ететінімен, қоқыс қалдықтарының өзі бірден парниктік газдарды шығармайды, бірақ ол ресурстарды қайта өңдеуге жол бермейді. Бұл көміртегі шығарындыларын жанама түрде арттыра отырып, болашақта көбірек жаңа пластмасса шығару керек дегенді білдіреді.
- Қайта өңдеу: Пластикті қайта өңдеудің жаһандық деңгейі 10%-дан аз, бұл пластик қалдықтарының көпшілігі әлі де өртеніп немесе полигонға тасталатынын білдіреді. Бұл ресурстарды ысырап етіп қана қоймайды, сонымен қатар жаңа пластик өндірісіне сұранысты арттырады, нәтижесінде көміртегінің қайталанатын шығарындылары пайда болады.
- Басқарылмайтын қалдықтар: Пластикалық қалдықтардың шамамен 32%-ы дұрыс басқарылмайды, көбінесе ашық ауада жағу немесе заңсыз қоқыс тастау арқылы өңделеді. Бұл әрекеттер парниктік газдарды шығарады және бақылаудағы қиындықтарға байланысты нақты көміртегі шығарындылары айтарлықтай бағаланбауы мүмкін.
Пиролиз: ISCC сертификатталған пиролиз майын өндіруді қолдау
Пиролиз - оттегі жетіспейтін немесе оттегі жоқ ортада пластик қалдықтарын қыздырып, оның кішірек молекулалық қосылыстарға ыдырауына әкелетін озық термохимиялық өңдеу технологиясы. Әртүрлі өнімдердің ішінде пиролиз майы пластикалық пиролиз процесінің ең маңызды өнімі болып табылады. Мысалы, полиэтилен (ПЭ), полипропилен (PP) және полистирол (PS) сияқты пластмассалар 80% -дан 90% -ға дейін мұнай шығымдылығына қол жеткізе алады. Пиролиз майы тек отын ретінде ғана емес, сонымен қатар жаңа пластмассаларды немесе басқа да төмен химиялық өнімдерді өндіру үшін пластикалық өндіріс тізбегіне қайта енетін химиялық шикізат ретінде де пайдаланылуы мүмкін.
отырып Beston Group мысал ретінде оның өндіретін пиролиз майы пластикалық пиролиз жабдығы Халықаралық тұрақтылық және көміртекті сертификаттау (ISCC) стандарттарына сәйкес келеді. Бұл пиролиз майының қадағаланатын шикізат көздері, стандартталған өңдеу процедуралары, көміртегі шығарындылары туралы сандық деректері бар екенін және ресурстар айналымы мен парниктік газдарды азайтуға қатысты тұрақтылық талаптарына сәйкес келетінін көрсетеді.
Пиролиз технологиясы жаһандық жасыл өнеркәсіп шеңберіне барған сайын интеграцияланған сайын, ол пластмасса өнеркәсібіндегі төмен көміртекті трансформацияның негізгі мүмкіндігі және айналмалы экономиканың маңызды драйвері ретінде пайда болады.
Пластикалық пиролиздің көміртегі шығарындыларын азайту механизмдері
Пластикалық құн тізбегінің әрбір кезеңі, ең алдымен, қазба байлық ресурстарына үлкен тәуелділік пен қайта өңдеудің төмен жылдамдығына байланысты айтарлықтай көміртегі шығарындыларымен байланысты. Пиролиз пластмасса қалдықтарынан ресурстарды қалпына келтіруге мүмкіндік бере отырып, келесі механизмдер арқылы пластмасса өнеркәсібінде көміртегі шығарындыларын тиімді азайтудың перспективалы жолын ұсынады:
1. Virgin Plastic өндірісінен көміртегі шығарындыларын азайту
Пластмасса пиролизі қалдық пластмассаларды пиролиздік майға ыдыратады, бұл материалды өндірістік циклге қайта біріктіруге мүмкіндік береді. Бұл майды жаңа пластмасса өндірісінде химиялық шикізат ретінде пайдалануға болады. Бұл мұнай өндіру мен өңдеуден шығатын шығарындыларды азайтады. Мұнай мен табиғи газды өңдеу көміртекті көп қажет етеді, бұл жабдықты пайдаланудан, электр энергиясын пайдаланудан және метанның ағуынан болатын шығарындыларды қамтиды. Пиролиздік мұнайдың әрбір тоннасы мұнай өндіруге және өңдеуге байланысты шығарындыларды азайта отырып, таза қазба негізіндегі шикізаттың баламалы мөлшерін ығыстырып жібере алады.
Зерттеулер көрсеткендей, пиролиз өнімдері жаңа пластмассаларды өндіру үшін пайдаланылған кезде өңделген пластмасса қалдықтарының әрбір тоннасы процестің тиімділігіне және энергия көздеріне байланысты парниктік газдар шығарындыларын 1.5-3 тонна CO₂e азайтады.
2. Өртеу кезіндегі парниктік газдар шығарындыларын азайту
Пластикалық қалдықтарды жағу әсіресе көміртекті көп қажет етеді. Пиролиз бірнеше негізгі факторларға байланысты парниктік газдар шығарындыларын айтарлықтай азайтуды ұсынады - әдетте жағуға қарағанда 30% -дан 50% -ға дейін төмен:
Оттегісіз реакция ортасы
Пиролиз жану нәтижесінде пайда болатын тікелей CO₂ шығарындыларын болдырмай, аноксик немесе оттегі аз ортада жүреді.
Төменгі реакция температурасы:
Бұл дизайнда бір негізгі жетек және екі қосалқы дөңгелек бар.
Пиролиз әдетте 400–600°C температурада жұмыс істейді, бұл жағуға қарағанда айтарлықтай төмен (көбінесе 800°C-тан жоғары), нәтижесінде жалпы энергия тұтынуы мен шығарындылары төмендейді.
Шығарындыларды қатаң бақылау
Шикізат ретінде пайдаланылмайтын жанғыш газдарды бақыланатын орталарда толығымен жағуға болады, бұл метан сияқты күшті парниктік газдардың бақылаусыз бөлінуіне жол бермейді (оның жаһандық жылыну әлеуеті CO₂-ден ~25 есе).
Өнімдерде сақталған көміртегі
Пиролиз майындағы көміртегі химиялық байланыста қалады және бірден CO₂ түрінде шығарылмайды. Оны шикізат ретінде қайта пайдалануға болады, бұл оның ақырғы шығарылуын кешіктіреді және жүйеде көміртектің сақталуын жақсартады.
3. Энергияны өзін-өзі қамтамасыз ету арқылы қосымша көміртегі ізін азайтыңыз
Пиролиз процесі жанғыш газдардың үлкен көлемін (мысалы, H₂, CH₄, CO) түзеді, оларды пиролиз реакторының өзін қыздыру үшін пайдалануға болады. Бұл ішкі энергияны қалпына келтіру сыртқы қазбалы отынды енгізу қажеттілігін айтарлықтай азайтады және осылайша процестің жалпы көміртегі ізін азайтады.
Төмен көміртекті болашаққа қарай ілгерілеу
Пластмассаның бүкіл өмірлік циклі көміртегі шығарындыларымен бірге жүреді және оның жұмсарту әлеуеті климаттың өзгеруіне жаһандық жауап беруде маңызды рөл атқарады. Төмен көміртекті және тұрақты емдеу шешімі ретінде пиролиз технологиясы пластикалық құн тізбегін декарбонизациялаудың жаңа жолын ұсынады. Бұл ұжымдық қолдау мен үздіксіз барлауды қажет ететін бағыт.
