Институт Nova провел независимый экспертный анализ жизненного цикла (LCA) применения ПЭФ компании Avantium по сравнению с ПЭТ. Исследование показывает снижение выбросов парниковых газов за счет использования 100% возобновляемого углерода в ПЭФ вместо ископаемого углерода в ПЭТ для производства бутылок объемом 250 и 500 мл. Avantium планирует ввести в эксплуатацию первый в мире коммерческий завод FDCA в 2024 году. FDCA (2,5-фурандикарбоновая кислота) является основным ингредиентом PEF. Исследование является частью европейского проекта PEF-erence.
CO2 поглощается растениями и снова высвобождается в конце жизненного цикла продукта. Углерод растительного происхождения оказывает чисто нейтральное воздействие на концентрацию CO2 в атмосфере. В отличие от этого, материалы и полимеры на основе ископаемого углерода (например, нефти) выделяют в атмосферу дополнительный CO2.
Голландская компания Avantium разработала технологию YXY, которая превращает растительные сахара в полностью перерабатываемый полимер. Новый полимер PEF (полиэтилен фураноат) на 100 % биологической основе обладает превосходными свойствами по сравнению с PET (полиэтилентерефталат). Основной строительный блок ПЭФ, ФДКА (2,5-фурандикарбоновая кислота), может быть получен из сахаров (фруктозы), например, из пшеницы, кукурузы и сахарной свеклы. FDCA полимеризуется с моноэтиленгликолем (MEG) растительного происхождения. В результате получается 100 % полимер ПЭФ на растительной основе.
ПЭФ выдерживает сравнение с ПЭТ
Когда технология будет полностью разработана, ПЭФ можно будет также производить из целлюлозы и, следовательно, из отходов сельского и лесного хозяйства. Текущий процесс Avantium основан на крахмале из европейской пшеницы. ПЭФ обладает улучшенными барьерными свойствами по сравнению с ПЭТ, он поддается механической и химической переработке, а также может быть переработан в рамках установленного процесса переработки ПЭТ.
Теплостойкость ПЭФ на 12 °C выше, чем у ПЭТ, модуль упругости на 60% выше и прочность выше, чем у ПЭТ. Это позволяет разрабатывать легкую упаковку из ПЭФ с меньшим потреблением ресурсов. Компания Avantium уже использовала упаковочный материал на растительной основе в экспериментальном масштабе и недавно начала строительство завода по производству FDCA мощностью 5 000 тонн в год в Дельфзиле, Нидерланды.
Независимая экспертная оценка жизненного цикла (LCA), проведенная Nova Institute, показывает, что ПЭФ имеет значительный потенциал для снижения выбросов парниковых газов и потребления ископаемых ресурсов по сравнению с ПЭТ.
Меньше выбросов парниковых газов
Институт Nova провел полный анализ жизненного цикла (LCA) в соответствии со стандартами ISO 14040/44. LCA оценивает 16 различных категорий воздействия, охватывающих все соответствующие этапы, "от колыбели до могилы". Сравнительный анализ показывает, что бутылки из ПЭФ приводят к значительному сокращению выбросов парниковых газов по сравнению с эталонными бутылками из ПЭТ (-33 %). PEF также приводит к сокращению потребления конечных ресурсов на 45 %.
В рамках LCA также были исследованы многослойные бутылки объемом 250 мл, изготовленные из ПЭТ и ПЭФ с содержанием ПЭФ 10%, и проведено их сравнение с эталонными бутылками из ПЭТ/ПА. Их обычное содержание составляло 7 % ПА (полиамида). Анализ показал, что замена слоя ПА на ПЭФ приводит к сокращению выбросов парниковых газов примерно на 37%, что объясняется возможностью вторичной переработки системы ПЭТ/ПЭФ по сравнению с невозможностью вторичной переработки системы, содержащей ПА. Система ПЭТ/ПЭФ также способствует снижению спроса на конечные ресурсы (-37% на ископаемое топливо и -52% на минералы и металлы).
Коммерциализация рынка ПЭФ
PEF является относительно новым материалом и еще не доступен для коммерческого использования. ПЭТ существует на рынке уже более 40 лет и производится в больших масштабах по очень налаженному, практически максимально эффективному технологическому процессу. Ожидается, что коммерциализация рынка ПЭФ приведет к значительным экономическим, технологическим и экологическим оптимизациям во всей цепочке создания стоимости. Воздействие растительного сырья можно еще больше снизить за счет перехода на лигноцеллюлозное сырье, например, биомассу второго поколения.
Компания Avantium Renewable Polymers проводит испытания в рамках проекта Peference. Цель - подтвердить, что биомасса второго поколения может быть использована в процессе YXY, когда она будет доступна в достаточном количестве и по коммерческим ценам. Планируется обновление LCA. mg
