Bæredygtighedsbenchmarks for plastgenbrug og redesign

Forskere, der udvikler vedvarende plast og udforsker nye processer for plastgenbrugs- og genbrugsteknologier, vil nu nemt kunne basere deres indsats på nuværende fremstillingspraksis for at forstå, om deres indsats vil spare energi og reducere drivhusgasemissioner.

Benchmarkdata, der er beregnet og kompileret på National Renewable Energy Laboratory (NREL), giver en måling - på forsyningskædeniveau - af, hvor meget energi der kræves og mængden af ​​drivhusgasser, der udledes fra produktionen af ​​en række plastik i USA.

"I dag, vi anvender en overvejende lineær økonomi for mange af de materialer, vi bruger, inklusive plast, " sagde Gregg Beckham, seniorforsker ved NREL. "Mange mennesker og organisationer rundt om i verden ser på måder at gøre vores materialeøkonomi cirkulær."

Til det formål, NREL leder BOTTLE Consortium, et partnerskab, der involverer forskningslaboratorier og universiteter for at udvikle metoder til at upcycle dagens plastaffald og redesigne morgendagens plastik, så det kan genanvendes ved design. BOTTLE står for Bio-Optimized Technologies til at holde termoplast væk fra lossepladser og miljøet.

Beckham er seniorforfatter til et nyligt offentliggjort papir i tidsskriftet Joule . Artiklen, med titlen "Fremstilling af energi og drivhusgasemissioner forbundet med plastforbrug, " rapporter om 18 plastik, hver med et globalt forbrug på mere end 1 million tons om året. Medforfatterne til undersøgelsen, alle fra NREL, er Scott Nicholson, Nicholas Rørrer, og Alberte Carpenter.

Estimaterne stammer fra en ressource udviklet hos NREL, værktøjet Materials Flows Through Industry (MFI), som sporer energi- og materialestrømme gennem hele fremstillingsforsyningskæden for at estimere energibehov og drivhusgasemissioner.

"MFI er et offentligt tilgængeligt værktøj, der let kan tilpasses til nye teknologiske muligheder, " sagde Nicholson. "Vi søger konstant at tilføje nye produktionsprocesser til databasen. Forskere kan anmode om en MFI-konto og arbejde med NREL for at inkorporere deres egne procesdata i værktøjet og beregne virkningerne for en foreslået ny forsyningskæde."

Ved at bruge MFI-værktøjet, hvis en foreslået fremstillingsmetode skønnes at kræve mere energi eller producere flere drivhusgasser end status quo-processen, Nicholson sagde "en sammenligning af kilderne og typerne af påvirkninger kan hjælpe os med at finde ud af, hvilke aspekter af en ny proces, der kan målrettes til forbedring."

For at give en vis sammenhæng med hensyn til det bredere industrielle landskab, de polymerer, der er omfattet af denne undersøgelse, repræsenterer cirka 95 % af den globale produktion, tilsammen 360 millioner tons årligt. Ifølge U.S. Energy Information Agency, Plastproduktion tegnede sig for omkring 11% af alt fremstillingsenergiforbrug i USA fra 2014. USA er ansvarlig for at generere den største andel af plastaffald i verden, ifølge en nyligt offentliggjort analyse i Science Advances.

Denne MFI-værktøjsanalyse afspejler kun USA's forbrug af plastik, overvejer, hvor det bruges alene eller indarbejdet i et andet materiale. polyesterfiber, for eksempel, tæller ikke med, når det bruges i udlandet til at lave tøj, der derefter importeres til USA. Fremtidige kapaciteter, der i øjeblikket udvikles af MFI-værktøjsteamet, vil give brugerne mulighed for at analysere globale forsyningskæder i stedet for kun dem, der er baseret på amerikansk produktion.

To organisationer inden for Department of Energy - Advanced Manufacturing Office og Bioenergy Technologies Office - finansierede forskningen. Værket blev udført som en del af det nystiftede BOTTLE Consortium, som er en del af Energiministeriets Plastics Innovation Challenge.