Αποτίμηση του Κύκλου Ζωής Παράδειγμα 1

Transcript

1 Αποτίμηση του Κύκλου Ζωής Παράδειγμα 1 Γιατί επιλέχθηκε η μελέτη αυτή σαν παράδειγμα Οι απαιτήσεις μιας αποτίμησης κύκλου ζωής, όπως περίγραφεται στον κανονισμό ISO/DIN είναι ορισμένες φορές δύσκολο να γίνουν κατανοητές. Η μελέτη «Αποτίμηση του κύκλου ζωής επιλεγμένων πρώτων υλών για βαφές: μία σύγκριση ανάμεσα σε διαλύτες βασισμένους σε ανανεώσιμες και σε πετροχημικές πρώτες ύλες» επιλέχθηκε έτσι ώστε να διευκρινιστούν ασαφείς πτυχές της αποτίμησης. Η μελέτη διεξήχθη σύμφωνα με το πρότυπο ISO. Τα κεφάλαια «εκτίμηση επιπτώσεων» και «κριτική ανασκόπηση» δεν συμπεριλήφθηκαν στην μελέτη. Παρ όλα αυτά, μπορούν να διαφανούν μέσα από το παράδειγμα αυτό τα απαραίτητα βήματα μίας αποτίμησης κύκλου ζωής. Υπόβαθρο μελέτης Η χρήση ανανεώσιμων πηγών θα αποκτήσει πιο μεγάλη σημασία στο μέλλον. Για να είναι ανταγωνιστικά τα προϊόντα που προκύπτουν από την αξιοποίηση των ανανεώσιμων αυτών πηγών, θα πρέπει να είναι τόσο τεχνολογικά όσο και οικονομικά ισάξια με τα προϊόντα που παράγονται από πετροχημικές πρώτες ύλες. Επιπλέον, θα πρέπει να είναι περισσότερο αποδεκτά. Η μελέτη περιέχει μία σύγκριση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που έχει η παραγωγή πετροχημικών συγκολλητικών επικάλυψης ξύλου και προϊόντων ξύλου σε σχέση με τις επιπτώσεις αντίστοιχων συγκολλητικών τα οποία προέρχονται από ανανεώσιμες πηγές. Η ανταγωνιστικότητα αξιολογείται με βάση μία οικολογική σκοπιά. Πως ορίστηκαν οι γενικές συνθήκες; Ο σκοπός της μελέτης αυτής Σκόπος της μελέτης αυτής ήταν μία ολιστική καταχώρηση δεδομένων για τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις που προκαλούνται από την παραγωγή της εποξειδικής κόλλας λινελαίου. Σαν υλικό αναφοράς χρησιμοποιήθηκε ένα πετροχημικό

2 συγκολλητικό επικάλυψης, αποτελούμενο από μίγμα 50:50 tripropyleneglycol diacrylat (TPGDA) και bisphenol-a-diclycidetheracrylate (DGEABA). Η επιλεγμένη λειτουργία ή λειτουργική μονάδα Σαν λειτουργία εξετάστηκε η παρασκευή των εναλλακτικών συγκολλητικών φορέων. Οι ιδιότητες εφαρμογής των εναλλακτικών συγκολλητικών φορέων (π.χ. αντιδραστικότητα, αντοχή στην τριβή, προσκόλληση, αντίσταση στην ακετόνη) θεωρήθηκαν ίδιες. Ως λειτουργική μονάδα λήφθηκε ένας τόνος επεξεργασμένου συγκολλητικού επικάλυψης. Αυτό σημαίνει ότι όλα τα ρεύματα ροής ενέργειας και υλικών θα πρέπει να καταγραφούν και να καταχωρηθούν στο διάγραμμα ροής, αναφορικά με την παραγωγή της λειτουργικής αυτής μονάδας. Τα όρια του συστήματος της έρευνας Σύμφωνα με τους στόχους της ολιστικής εξετάσης, ληφθήκαν υπ όψιν όλες οι διεργασίες τόσο των ανερχόμενων όσο και των κατερχόμενων ρευμάτων. Αυτό σημαίνει ότι συμπεριληφθήκαν στην εξέταση και οι εκτός της εγκατάστασης διεργασίες προμήθειας των πρώτων υλών και ενέργειας. Οι ροές υλικών και ενέργειας που βρίσκονταν μέσα στα όρια του συστήματος παρατηρήθηκαν και απογραφήθηκαν στο σημείο όπου γινόταν η πρόσληψη ή η αποβολή προς το περιβάλλον. Το περιβάλλον μπορεί να χρησιμεύει είτε σαν πηγή είτε σαν καταβόθρα για ροές υλικών. Το όριο του συστήματος ορίστηκε ως η πύλη του κατασκευαστή του επεξεργασμένου συγκολλητικού επικάλυψης. Το ορίο αυτό της «πύλης» τέθηκε αφ ότου πρώτα υποτέθηκε ότι υπάρχει τεχνική ισοδυναμία ανάμεσα στα διάφορα προϊόντα, δηλαδή ότι δεν υπάρχουν διαφορές ως προς την χρήση των προϊόντων, την απόρριψη κ.α. Για την επιλογή των ορίων της απογραφής είναι απαραίτητοι και άλλοι προκαθορισμοί, οι οποίοι περιγράφονται παρακάτω. Κριτήρια αποκοπής Από την παρούσα μελέτη κατά κανόνα δεν παραλήφθηκαν ρεύματα ροής υλικών. Όλες οι ροές που ήταν απαραίτητες για την ερμηνεία παρατηρήθηκαν και επαληθεύτηκαν από την είσοδο μέχρι την έξοδό τους από τα όρια του συστήματος, όταν η βάση δεδομένων ήταν επαρκής. Κατανομές

3 Η ολική ενέργεια της διεργασίας κατανεμήθηκε ανάλογα με το ποσοστό του κάθε προϊόντος στην ολική παραγωγή. Εξετάστηκαν επίσης οι εκπομπές και οι απόθεσεις που οφείλονταν στην παραγωγή. Κατανεμηθήκαν και αυτές αναλογικά με το ποσοστό τους στην ολική παραγωγή. Αντικείμενα αξιολόγησης Στα πλαίσια της έρευνας θεωρήθηκε ότι ενδιάμεσα προϊόντα δεν παράγονται σε καμία τοποθεσία, όπως επίσης και ότι δεν γίνεται αξιοποίηση της θερμότητας χαμηλού επιπέδου. Αξιολόγηση έλαβε χώρα μόνο για την παραγωγή ακρυλικού οξέος, λόγω της καλής βάσης δεδομένων που υπήρχε. Δεν αξιολόγηθηκε η αναφορά που υπήρχε στην απογράφη για χρήση ή αξιοποίηση συζευγμένων προϊόντων, παρ όλο που η σχετική δυνατότητα υποδείχθηκε. Γεωγραφική και χρονολογική αναφορά Οι θεωρήσεις αναφέρονται στα πολιτικά σύνορα της ομοσπονδιακής δημοκρατίας της Γερμανίας. Όταν οι ουσίες παρέχονταν από άλλες χώρες, η χώρα προέλευσης ορίζοταν ως αναφορά σε αναλόγια με το μερίδιο της ουσίας στην αγορά της Γερμανίας. Το έτος 1999 επιλέχθηκε ως χρονιά αναφοράς για τις επισκοπήσεις. Πως καταστρώθηκε η ανάλυση απογραφών; Στην παράγραφο που ακολουθεί οι λεπτομέρειες της κατάστρωσης μίας ανάλυσης απογραφών θα περιγραφούν με μεγαλύτερη ακρίβεια. Ο χρονικός ορίζοντας και οι ποσότητες των δεδομένων που είναι απαραίτητες θα πρέπει να αναδεικτούν από την περιγραφή αυτή. Η δομή του συστήματος αναδιοργανώθηκε εξαιτίας του γεγονότος ότι συγκριθήκαν μεταξύ τους δύο διαφορετικές μεθόδοι παρασκευής οι οποίοι αποτελούνται από διάφορα στάδια. Η διαδικασία περιγράφεται παρακάτω. Οι λεπτομέρειες της δομής του συστήματος Τα όρια του συστήματος διαιρέθηκαν στους τομείς «Εποξείδιο ελαίου λινόσπορου» και «Πετροχημικό συγκολλητικό επικάλυψης» για την διεξαγωγή μίας σύγκρισης. Επιπλέον υποκατηγοριοποιήσεις εξαρτώνται από την λογική σειρά των τιμών που προστίθενται στην αλυσίδα κάθε συστήματος. Ο τομέας της απογραφής «Εποξείδιο ελαίου λινόσπορου» υποκατηγοριοποιήθηκε στις διεργασίες που φαίνονται στην Εικόνα 3, σύμφωνα με την αλυσίδα των οικονομικών τιμών που αθροίζονταν.

4 Έντος του συστήματος «Εποξείδιο ελαίου λινόσπορου», πραγματοποιήθηκε μία ανάλυση ευαισθησίας για το στάδιο «Εξαγωγή ελαίου-ραφινάρισμα». Εξετάστηκαν δύο σενάρια, κεντρική και περιφερειακή εξαγωγή. Το σύστημα «Πετροχημικό συγκολλητικό επικάλυψης» υποδιαιρέθηκε και αυτό σύμφωνα με την διαδικασία παραγωγής, όπως φαίνεται στην Εικόνα 4. Παραδείγματα επιμέρους διεργασιών Η υλοποίηση μίας ανάλυσης απογραφών για την υποδιεργασία «προπυλενοξείδιο» περιγράφεται λεπτομερώς έτσι ώστε να αναδεικτεί η διαδικασία της επαλήθευσης. Στην περίπτωση αυτή θα πρέπει να εξεταστεί η παραγωγή προπυλενοξειδίου μέσω της σύνθεσης με χλωροϋδρίνη. Το προπύλενιο που παράγεται από την διάσπαση ορυκτού ελαίου μετατρέπεται σε προπυλενοξείδιο κατά την διάρκεια της σύνθεσης με χλωροϋδρίνη. Προπύλενιο και αέριο χλώριο αντιδρούν πρώτα προς χλωροπροπανόλη και άλλα ενδιάμεσα προϊόντα. Η χλωροπροπανόλη προστίθεται σε έναν σαπωνοποιητή και μετατρέπεται σε προπυλενοξείδιο με υδροξείδιο του ασβεστίου σε ένα δεύτερο στάδιο. Το υδροξείδιο του ασβεστίου που παράγεται σαν συζευγμένο προϊόν απορρίπτεται στο σύστημα απορροής μαζί με τα υπόλοιπα υγρά απόβλητα. Η ενέργεια που απαιτείται για την διεργασία παρέχεται υπό την μορφή ατμού. Έχουν αναπτυχθεί εναλλακτικές διεργασίες για την σύνθεση του προπυλενοξειδίου, λόγω και των μεγάλων ποσοτήτων άλατων που απαιτούνται στην σύνθεση με χλωροϋδρίνη. Παρ όλα αυτά, η τελευταία παραμένει η πιο διαδεδομένη στην Γερμανία. Τα αντιδραστήρια της σύνθεσης με χλωροϋδρίνη έχουν ήδη παραχθεί σε άλλες διεργασίες. Για τον λόγο αυτό, θεωρούνται προκαταρκτικές αλυσίδες της παραγωγής προπυλενοξειδίου. Προκαταρκτική διεργασία παρασκευής προπυλενίου Η διαδικασία παραγωγής προπυλενίου καταγράφηκε από το στάδιο εξόρυξης των πρώτων υλών, περιλαμβάνοντας όλες τις διεργασίες που εμπλέκονται. Την παραγωγή αργού πετρελαίου ακολουθούσε ο καθαρισμός και η κατεργασία στο διυλιστήριο. Στην διεργασία αυτή, το αργό πετρέλαιο χωρίζεται σε διάφορα κλάσματα, (βαρύ έλαιο, βενζόλιο, διάφορα αποστάγματα ενδιαμέσων σημείων ζέσεως, υγροποιημένα

5 αέρια, νάφθα και αέρια κλάσματα) με την εφαρμογή κλασματικής απόσταξης. Το κλάσμα της νάφθας κατεργάζεται πυρολυτικά με ατμό. Για τον σκοπό αυτό, το κλάσμα θερμαίνεται με ατμό σε διάφορα στάδια, σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από C μέχρι C. Τα κύρια προϊόντα της διεργασίας είναι αιθυλένιο, προπυλένιο, βουτάνιο, όπως επίσης και άλλες ολεφίνες και διολεφίνες τα οποία μετατρέπονται σε μία πολύ μεγάλη ποικιλία μεγαλύτερων μορίων. Ανεπιθύμητα παραπροϊόντα και αντίστροφες αντιδράσεις αποφεύγονται ψύχοντας γρήγορα τα αέρια και εκπλύοντάς τα με νερό. Το προπυλένιο μπορεί τελικά να διαχωριστεί από το προκύπτον αέριο μίγμα. Προκαταρκτική διεργασία παρασκευής χλωρίου Η διαδικασία παραγωγής χλωρίου καταγράφηκε και αυτή από το στάδιο εξόρυξης των πρώτων υλών, περιλαμβάνοντας όλες τις διεργασίες που εμπλέκονται. Η πιο σημαντική μέθοδος παραγωγής χλωρίου είναι η ηλεκτρόλυση με άλκαλι η οποία περιλαμβάνει τρείς εναλλακτικές διεργασίες: την διεργασία αμαλγάματος, την διεργασία διαφράγματος και την διεργασία μεμβράνης. Όλες οι παραπάνω διεργασίες περιλαμβάνουν την ηλεκτρόλυση ενός διαλύματος χλωριούχου νατρίου και την ταυτόχρονη παραγωγή υδρογόνου, χλωρίου και υδροξειδίου του νατρίου. Η ηλεκτρόλυση της διεργασίας αμαλγάματος λαμβάνει χώρα σε ένα κελλί υδραργύρου με άνοδο τιτάνιο ή γραφίτη και κάθοδο υδράργυρο. Στην άνοδο σχηματίζεται χλώριο ενώ νάτριο αντιδρά με υδράργυρο στην κάθοδο και απομακρύνεται σαν αμάλγαμα. Το νάτριο αντίδρα με νέρο στην καταλυτική επιφάνεια ενός αντιδραστήρα αποδόμησης του αμαλγάματος προς υδρογόνο και υδροξείδιο του νατρίου. Οι χώροι ανάμεσα στην κάθοδο και την άνοδο διαχωρίζονται από ένα διάφραγμα στην διεργασία διαφράγματος. Το διάλυμα χλωριούχου νατρίου αντιδρά προς χλώριο στον χώρο της ανόδου, πέρναει από το διάφραγμα και σχηματίζει υδρογόνο ή υδροξείδιο του νατρίου στην κάθοδο αντίστοιχα. Η ανάμιξη του υδρογόνου με το χλώριο αποφεύγεται με την βοήθεια του διαφράγματος. Για τον λόγο αυτό, η παραλαβή του τελικού προϊόντος είναι ευκολότερη. Στην διεργασία της μεμβράνης, οι χώροι ανάμεσα στην άνοδο και την κάθοδο διαχωρίζονται από μία μεμβράνη η οποία είναι αδιάβροχη άλλα διαπερατή από ιόντα. Το διάλυμα χλωριούχου νατρίου αντιδρά προς χλώριο στον χώρο της ανόδου, ενώ το νερό αποσυντίθεται προς υδρογόνο και υδροξείδιο στον χώρο της καθόδου. Τα ιόντα νατρίου διαχέονται μέσω της μεμβράνης στον χώρο της καθόδου, όπου και

6 απομονώνονται ως υδροξείδιο του νατρίου. Οι κατανομές στο πολυπαραγωγικό σύστημα της ηλεκτρόλυσης με χλωροαλκάλι έγινε σύμφωνα με τις αρχές που περιγράφηκαν προηγουμένως. Υδροξείδιο του ασβεστίου Ασβεστόλιθος θα πρέπει να καεί για να παραχθεί υδροξείδιο του ασβεστίου. Σε ένα δεύτερο στάδιο το παραγόμενο οξείδιο του ασβεστίου «σβήνεται» με νερό για να παραληφθεί υδροξείδιο του ασβεστίου. Ο ασβεστόλιθος εξορύσσεται συνήθως επιφανειακά. Για τον σκοπό αυτό, απομακρύνεται το πρώτο στρώμα γης και ο ασβεστόλιθος εξορύσσεται στην συνέχεια με την βοήθεια των κατάλληλων εκσκαπτικών μηχανημάτων. Η καύση του ασβεστόλιθου είναι μία διεργασία πυρόλυσης. Η πυρόλυση πραγματοποιείται στην πράξη σε ένα εύρος θερμοκρασιών από C. Η καύση του ασβεστόλιθου μπορεί να λάβει χώρα σε διάφορους τύπους αντιδραστήρων. Στην παρούσα μελέτη η καύση του ασβεστόλιθου απογραφήθηκε για έναν κλίβανο περιστρεφόμενου τυμπάνου τροφοδοτούμενο από κωκ ο οποίος απαιτούσε 5200 ΜJ θερμότητας ανά τόνο «άσβηστου» ασβεστίου. Για την παραγωγή ενός τόνου «άσβηστου» ασβεστίου απαιτούνται 1755 kg ασβεστόλιθου. Απαιτείται επίσης ηλεκτρικό ρεύμα δυναμικότητας περίπου 130 ΜJ ανά τόνο «άσβηστου» ασβεστίου ανεξάρτητα από την ανάγκη για ορυκτό καύσιμο. Κατά την διεργασία της καύσης οι εκπομπές CO 2 θα πρέπει να καταγραφούν ως εκπομπές σχετιζομένες με την διεργασία που αποκαλείται αποξίνιση του ασβεστόλιθου. Ένας τόνος ασβεστόλιθου περιέχει 767 kg δεσμευμένο CO 2 από τα οποία 755 ανά τόνο «άσβηστου» ασβεστίου απελευθερώνονται κατά την διάρκεια της πυρόλυσης. Υποτίθεται επίσης ότι ένα ποσό σκόνης ίσο με 0.17 kg ανά τόνο «άσβηστου» ασβεστίου διασπείρεται στο περιβάλλον κατά της διάρκεια της διεργασίας καύσης. Ατμός Η ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή του προπυλενοξειδίου παρέχεται υπό την μορφή ατμού σε πίεση bar. Ένας τόνος ατμού είναι ισοδύναμος με πρωταρχική ενέργεια ίση με 3150 ΜJ. Η ενέργεια αυτή παράγεται από ένα μίγμα που αποτελείται από 31.1% κωκ, 4.1% καύσιμο έλαιο EL, 18.3% καύσιμο έλαιο S, και 46.5% φυσικό αέριο.

7 Ποία είναι η διαδικασία συλλογής των δεδομένων; Οι σχετιζόμενες ροές υλικών και ενέργειας με τις εμπλεκόμενες διεργασίες συλλεχθήκαν για να πραγματοποιηθεί η ανάλυση απογραφών. Για κάθε διεργασία καταγράφηκαν και επεξεργάστηκαν τα δεδομένα εισόδου-εξόδου. Στην συνέχεια, τα αποτελέσματα της ανάλυσης απογραφών υπολογίστηκαν πρώτα και καταχωρήθηκαν. Οι παραδοχές που περιγράφηκαν στην παράγραφο «Στόχος και όρια του συστήματος που διερευνάται» τηρήθηκαν ή προσαρμόστηκαν στις ανάγκες της ανάλυσης απογραφών. Στην παρακάτω εικόνα φαίνονται τα δεδομένα εισόδου-εξόδου της σύνθεσης προπυλενοξειδίου με χλωροϋδρίνη. Στην προβαλλόμενη εικόνα δίνονται τα ποσοστά των συγκεκριμένων συστατικών. Για τον λόγο αυτό, η μονάδα μάζας μπορεί να επιλεγεί ελεύθερα. Ύστερα από την κατάστρωση της ανάλυσης απογραφών, ακολούθησε, με βάση τα αποτελέσματά της, η επαλήθευση. Επαλήθευση Όπως περιγραφήκε προηγούμενως, δεν πραγματοποιηθήκε ανάλυση επιπτώσεων στην απογραφή που περιγράφεται. Βασικά, τέσσερεις παράμετροι της ανάλυσης απογραφών χρησιμοποιήθηκαν για την σύγκριση των δύο μεθόδων μεταξύ τους σε σχέση με τις περιβαλλοντικές τους συνέπειες. Λόγω της διαδικασίας, δεν ήταν δυνατό να προκύψουν απόλυτα αποτελέσματα από την απογραφή. Παρ όλα αυτά, η παρούσα προσέγγιση μπορεί να αποκαλύψει υπάρχουσες τάσεις και να υποδείξει πιθανές βελτιώσεις. Συγκριθήκαν μεταξύ τους τόσο τα επιμέρους στάδια των δύο διεργασιών ( που βρίσκονταν κάθε φορά μέσα στα όρια του συστήματος), όσο και τα δύο προϊόντα. Οι παρακάτω κατηγορίες ληφθήκαν υπόψιν: Αθροιστική απαίτηση ενέργειας Εκπομπές CO 2 Εκπομπές ΝΟ x Κατανάλωση πόρων (πηγών ενέργειας) Οι εκπομπές CO 2 και ΝΟ x όπως επίσης και η κατανάλωση πόρων συνδέονται άμεσα με την παραγωγή και κατανάλωση ενέργειας. Με βάση το υπόβαθρο αυτό, μόνο τα

8 αποτέλεσματα της αθροιστικής απαίτησης ενέργειας παρουσιάζονται στην περίληψη της μελέτης. Το μέγεθος αυτό είτε εμπεριέχει το σύνολο της ενέργειας που καταναλώνεται για την παραγωγή, χρήση και απόρριψη ενός προϊόντος είτε μπορεί να συσχετιστεί άμεσα μαζί του. Αθροιστική απαίτηση ενέργειας-εποξείδιο λινέλαιου Τα διάφορα χαρακτηριστικά της παραγωγής εποξειδίου λινελαίου απογραφήθηκαν. Οι επιμέρους τιμές αθροιστικής απαίτησης σε ενέργεια (ορυκτή, υδροδυναμική, πυρηνική, απροσδιόριστη) προστέθηκαν μεταξύ τους για να δώσουν την ολική αθροιστική απαίτηση ενέργειας. Το στάδιο «Μεταφορές» περιλαμβάνει όλες τις διαδρομές μεταφοράς υλικών που εσωκλείονται στο διάγραμμα ροής της διεργασίας. Η γραφική προβολή (Εικόνα 7) παρουσίαζει την παρακάτω εικόνα για τα δύο σενάρια: Οι τιμές που προκύπτουν για το σενάριο της περιφερειακής εξαγωγής του λινελαίου είναι ελαφρώς μεγαλύτερες απ ότι για το σενάριο της κεντρικής εξαγωγής, όπως επίσης και το στάδιο «Λιπάσματα». Οι διαφορές αυτές οφείλονται στην μέθοδο εξαγωγής του ελαίου. Η ανάκτηση του ελαίου πραγματοποιείται χωρίς κάποιο στάδιο εκχύλισης στο σενάριο της περιφερειακής εξαγωγής. Ο βαθμός ανάκτησης του ελαίου έχει μία τιμή ίση με 81%. Αυτό σημαίνει ότι 76 kg ελαίου ανά τόνο σπόρου παραμένουν στον πολφό. Για τον λόγο αυτό, περισότερος σπόρος θα πρέπει να καλλιεργηθεί, έτσι ώστε να παραχθεί η απαιτούμενη ποσότητα ακατέργαστου ελαίου για την περαιτέρω διεργασία, και συνεπακόλουθα απαιτείται μεγαλύτερη ποσότητα ενέργειας. Η μεγαλύτερη απαίτηση ενέργειας στην περιφερειακή εξαγωγή μπορεί να επιβεβαιωθεί από ένα στάδιο εκχύλισης το οποίο απαιτεί θερμική ενέργεια. Το στάδιο αυτό απουσιάζει από το στάδιο της περιφερειακής εξαγωγής, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως. Οι διαδικασίες μεταφοράς διαφέρουν επίσης ως προς τις απαιτήσεις τους σε ενέργεια. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι το ποσοστό που έχει υποτεθεί για την μεταφορά νέρου είναι πολύ υψηλό στην περιπτώση που οι σπόροι κατεργάζονται σε έναν κεντρικό μύλο, ένω το λινέλαιο που εξάγεται από τοπικούς μύλους μεταφέρεται οδικώς.

9 Αθροιστική απαίτηση ενέργειας Πετροχημικό συγκολλητικό επικάλυψης Σε αντιστοιχία με το σύστημα «Εποξείδιο ελαίου λινόσπορου», οι επιμέρους αθροιστικές απαιτήσεις ενέργειας προστέθηκαν μεταξύ τους για να δώσουν την ολική αθροιστική απαίτηση ενέργειας (Εικόνα 8). Οι διαδρομές μεταφοράς που συνοψίζονται στον τομέα «Μεταφορές» αντιστοιχούν στις μεταφορικές διαδικασίες που εσωκλείονται στο διάγραμμα ροής υλικών. Οι τομείς της διεργασίας TPGDA DGEABA περιλαμβάνουν ήδη το κέρδος σε ενέργεια που προκύπτει από την παραγωγή του ακρυλικού οξέος. Η απαίτηση σε ενέργεια για την παραγωγή του tripropylene glycol diacrylat καθορίζεται από την παρασκευή του προπυλενοξειδίου. Η ολική απαίτηση σε ενέργεια για την παραγωγή ενός τόνου επεξεργάσιμης βαφής καθορίζεται και αυτή σε πολύ μεγάλο βαθμό από τις υψηλές τιμές που έχει η αθροιστική απαίτηση ενέργειας για την παραγωγή του προπυλενοξειδίου. Πολύ υψηλές ποσότητες ενέργειας πρέπει να χορηγηθούν ειδικά για την παραγωγή του προπυλενίου και του χλωρίου. Οι επιμέρους συνεισφορές στην τιμή που παίρνει η αθροιστική απαίτηση ενέργειας για την παραγωγή του προπυλενοξείδιου συγκρίνονται στην Εικόνα 9. Η παραγωγή της τριπροπυλενογλυκόλης επιδεικνύει επίσης μία υψηλή απαίτηση σε ενέργεια. Το γεγονός αυτό μπορεί να αποδοθεί στις μεγάλες ποσότητες νερού που απαιτούνται. Μεγαλές ποσότητες ενέργειας είναι απαραίτητες για την μεταφορά του νερού στην αέρια φάση και την παροχή της απαραίτητης για την αντίδραση πίεσης. Η παρασκευή του TPGDA είναι ένα στάδιο της διεργασίας το οποίο καταναλώνει περίπου 8 GJ, ποσότητα μικρή συγκρινόμενη με την ολική ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή της βαφής. Ανάμεσα σε άλλα, η τιμή αυτή καθορίζεται από το αντικείμενο αξιολόγησης που προκύπτει από την παραγωγή του ακρυλικού οξέος. Άνα τόνο ακρυλικού οξέος αποδόθηκαν στην διεργασία αυτή 18.8 GJ θερμικής ενέργειας τα οποία προωθούνται σε άλλους καταναλωτές και ελαττώνουν την κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας.

10 Η σύνθεση της DGEBA πραγματοποιείται σε διάφορα βήματα τα οποία εσωκλείονται στο στάδιο της διεργασίας «Εποξυ ρητίνη». Πρόκειται για ένα ακόμη ενεργοβόρο στάδιο της παραγωγής, εκτός από την παρασκευή του προπυλενοξειδίου. Το ακρυλικό οξύ χρησιμοποιείται και εδώ και η θερμική ενέργεια που προκύπτει από την παραγωγή του μπορεί να αποδοθεί στην διεργασία. Το αντικείμενο αυτό αξιολόγησης έχει σαν αποτέλεσμα η κατανάλωση ενέργειας από την υποδιεργασία να είναι χαμηλή σε σχέση με την ολική ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή του συγκολλητικού επικάλυψης. Οι μεταφορικές διαδικασίες δεν είναι σημαντικός παράγοντας σε ότι αφορά την αθροιστική απαίτηση ενέργειας για το πετροχημικό συγκολλητικό επικάλυψης. Παρ όλα αυτά, συνεισφέρουν και αυτές στην υψηλή τιμή της ολικής κατανάλωσης ενέργειας. Αθροιστική απαίτηση ενέργειας Σύγκριση των ορίων των δύο συστημάτων H αθροιστική απαίτηση ενέργειας των όριων των δύο συστημάτων συγκρίνεται στην Εικόνα 10. Όπως φαίνεται στην Εικόνα 10, η τιμή που παίρνει η ολική αθροιστική απαίτηση ενέργειας για την παραγωγή του πετροχημικού συγκολλητικού επικάλυψης είναι σημαντικά μεγαλύτερη από ότι εκείνη της εποξειδικής κόλλας λινελαίου. Συζήτηση Τα αποτελέσματα της σύγκρισης υποδεικνύουν ότι η υιοθέτηση της εποξειδικής κόλλας λινελαίου ως βαφής σκληρυνόμενης με ακτίνες Χ είναι ευεργετική, σύμφωνα πάντα με τις δεδομένες οριακές συνθήκες και τις κατηγορίες που έχουν αποτιμηθεί. Παρ όλα αυτά, τα αποτελέσματα δεν θα πρέπει να θεωρηθούν ούτε ως απόλυτα, όυτε ως οριστικά. Η μελέτη στηρίζεται σε δεδομένα της βιβλιογραφίας, σε πληροφορίες των κατασκευαστών, όπως επίσης και σε δικούς της υπολογισμούς και εκτιμήσεις, φαινόμενο σύνηθες σε απογραφές του κύκλου ζώης. Το υπόβαθρο αυτό καθιστά πιθανό ένα ευρύ φάσμα λαθών στα αποτελέσματα. Τροποποίηση των οριακών συνθηκών μπορεί να οδηγήσει σε διαφορετικά αποτελέσματα. Για τον λόγο αυτό, καινοτομίες στην σύνθεση των πετροχημικών συγκολλητικών επικάλυψης μπορεί να έχουν ως αποτέλεσμα δραστικές βελτιώσεις στις τιμές του συστήματος αυτού. Η αντικατάσταση της διεργασίας παραγωγής του προπυλενοξειδίου από μία διεργασία με μικρότερες απαιτήσεις σε ένεργεια και πρώτες ύλες μπορεί να ελαττώσει

11 σημαντικά τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των πετροχημικών συγκολλητικών επικάλυψης. Η επαναχρησιμοποίηση της θερμότητας χαμηλής στάθμης που προκύπτει από επιμέρους υποδιεργασίες σε παρακείμενες τοποθεσίες μπορεί επίσης να οδηγήσει σε ελάττωση των εκπομπών και της κατανάλωσης ενέργειας. Παρ όλα αυτά, είναι απίθανο, με βάση τις δεδομένες συνθήκες, τα πλεονεκτήματα που έχουν αναφερθεί να μετατραπούν σε μειονεκτήματα. Όπως μπορεί να φανεί από την μελέτη αυτή, οι ανανεώσιμοι πόροι είναι πιο πλεονεκτικοί, όταν το ανταγωνιστικό πετροχημικό προϊόν είναι πιο περίπλοκο ή απαιτούνται πιο πολλά στάδια για την σύνθεση του. Αυτό γίνεται προφανές όταν μια μονάδα παρέχει ένα χημικά ανταγωνιστικό «υψηλά εξευγενισμένο» προϊόν. Από την μελέτη αποκαλύπτεται επίσης ότι η «χημική» χρήση βιολογικών προϊόντων είναι υψηλότερης οικολογικής προτεραιότητας από την θερμική τους χρήση. Η πρωτογένης ενέργεια που εξοικονομείται από την βιομηχανική χρήση των ανανεώσιμων πόρων ως πρώτων υλών είναι υψηλότερη από εκείνη που προκύπτει όταν οι ανανεώσιμοι πόροι χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας. Προϋπόθεση για την υπάρξη πλεονεκτημάτων από την χρήση των ανανεώσιμων πόρων είναι ένα παραγωγικό φυτό με υψηλή απόδοση ως προς την επιθυμητή ουσία, συγκριτικά με την έκταση της καλλιέργειας. Τα πλεονεκτήματα των ανανεώσιμων πόρων μπορεί να περιοριστούν ή και να μετατραπούν σε μειονεκτήματα αν οι αποδόσεις είναι χαμηλές ανα επιφάνεια καλλιέργειας. Συμπερασματικά, τα έξοδα είναι πολύ σημαντικά, όπως επίσης και ο αριθμός των σταδίων που απαιτούνται για την παρασκευή μίας ουσίας.

12