Autor: José Miguel Muñoz Gómez – Wykładziny z polietylenu o dużej gęstości są znane ze swojej wydajności zabezpieczającej na wysypiskach śmieci, w górnictwie, w gospodarce ściekowej i w innych kluczowych sektorach.Mniej omawiana, ale zasługująca na ocenę, jest doskonała ocena śladu węglowego, jaką zapewniają geomembrany HDPE w porównaniu z tradycyjnymi barierami, takimi jak zagęszczona glina.
Wykładzina HDPE o grubości 1,5 mm (60 mil) może zapewnić uszczelnienie podobne do 0,6 m wysokiej jakości, jednorodnej zagęszczonej gliny i zapewnić przepuszczalność mniejszą niż 1 x 10-11 m/s (wg ASTM D 5887).Geomembrana HDPE przekracza następnie ogólne miary w zakresie nieprzepuszczalności i zrównoważonego rozwoju, gdy bada się pełny zapis naukowy, z uwzględnieniem wszystkich zasobów i energii potrzebnych do produkcji geomembran gliniastych i HDPE, które mają być stosowane jako warstwa barierowa.
Podejście geosyntetyczne zapewnia, jak pokazują dane, rozwiązanie bardziej przyjazne dla środowiska.
CECHY ŚLADU WĘGLOWEGO I GEOMEMBRANY HDPE
Głównym składnikiem HDPE jest monomer etylen, który jest polimeryzowany z wytworzeniem polietylenu.Głównymi katalizatorami są czterochlorek trójalkilitatanu glinu i tlenek chromu
Polimeryzacja etylenu i komonomerów do HDPE zachodzi w reaktorze w obecności wodoru w temperaturze do 110°C (230°F).Powstały proszek HDPE jest następnie wprowadzany do granulatora.
SOTRAFA wykorzystuje system kalandrowania (płaska matryca) do wytwarzania z tych peletek swojej podstawowej geomembrany HDPE (ALVATECH HDPE).
Identyfikacja gazów cieplarnianych i równoważniki CO2
Gazy cieplarniane uwzględnione w naszej ocenie śladu węglowego były głównymi gazami cieplarnianymi uwzględnionymi w tych protokołach: dwutlenek węgla, metan i podtlenek azotu.Każdy gaz ma inny potencjał tworzenia efektu cieplarnianego (GWP), który jest miarą tego, w jakim stopniu dana masa gazu cieplarnianego przyczynia się do globalnego ocieplenia lub zmiany klimatu.
Dwutlenek węgla z definicji ma współczynnik GWP wynoszący 1,0.Aby ilościowo uwzględnić udział metanu i podtlenku azotu w ogólnym wpływie, masę emisji metanu i podtlenku azotu mnoży się przez ich odpowiednie współczynniki GWP, a następnie dodaje do masowych emisji dwutlenku węgla w celu obliczenia masy „równoważnika dwutlenku węgla” emisja.Na potrzeby tego artykułu współczynniki GWP przyjęto na podstawie wartości podanych w wytycznych amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska (EPA) z 2010 r. „Obowiązkowe raportowanie emisji gazów cieplarnianych”.
GWP gazów cieplarnianych uwzględnionych w tej analizie:
Dwutlenek węgla = 1,0 GWP 1 kg ekwiwalentu CO2/kg CO2
Metan = 21,0 GWP 21 kg ekwiwalentu CO2/kg CH4
Podtlenek azotu = 310,0 GWP 310 kg ekwiwalentu CO2/kg N2O
Korzystając ze względnych współczynników GWP gazów cieplarnianych, masę równoważników dwutlenku węgla (CO2eq) obliczono w następujący sposób:
kg CO2 + (21,0 x kg CH4) + (310,0 x kg N2O) = kg równoważnika CO2
Założenie: Informacje o energii, wodzie i odpadach z wydobycia surowców (ropy naftowej lub gazu ziemnego) poprzez produkcję peletów HDPE, a następnie produkcję geomembrany HDPE:
Geomembrana HDPE o grubości 5 mm i gęstości 940 Kg/m3
Ślad węglowy HDPE wynosi 1,60 kg CO2/kg polietylenu (ICE, 2008)
940 Kg/m3 x 0,0015 mx 10 000 m2/ha x 1,15 (odpady i zakładki) = 16 215 Kgr HDPE/ha
E = 16 215 kg HDPE/ha x 1,60 kg CO2/kg HDPE => 25,944 kg CO2 eq/ha
Założenie Transport: 15,6 m2/ciężarówka, 1000 km od zakładu produkcyjnego do miejsca pracy
15 kg CO2/gal oleju napędowego x gal/3785 litrów = 2,68 kg CO2/litr oleju napędowego
26 g N2O/gal oleju napędowego x gal/3785 litrów x 0,31 kg równoważnika CO2/g N2O = 0,021 kg równoważnika CO2/litr oleju napędowego
44 g CH4/gal diesla x gal/3785 litrów x 0,021 kg CO2 eq/g CH4 = 0,008 kg CO2 eq/litr oleju napędowego
1 litr oleju napędowego = 2,68 + 0,021 + 0,008 = 2,71 kg ekwiwalentu CO2
Emisje produktów z transportu drogowego ciężarówkami:
E = TMT x (EF CO2 + 0,021∙EF CH4 + 0,310∙EF N2O)
E = TMT x (0,972 + (0,021 x 0,0035)+(0,310 x 0,0027)) = TM x 0,298 kg CO2 eq/tonomil
Gdzie:
E = Całkowita emisja ekwiwalentu CO2 (kg)
TMT = przebyta tona mil
EF CO2 = współczynnik emisji CO2 (0,297 kg CO2/tonomila)
EF CH4 = współczynnik emisji CH4 (0,0035 gr CH4/tonomila)
EF N2O = współczynnik emisji N2O (0,0027 g N2O/tonomil)
Konwersja na jednostki metryczne:
0,298 kg CO2/tonomila x 1,102 tona/tona x mila/1,61 km = 0,204 kg CO2/tononokilometr
E = TKT x 0,204 kg ekwiwalentu CO2/tononokm
Gdzie:
E = Całkowita emisja ekwiwalentu CO2 (kg)
TKT = tona – przebyte kilometry.
Odległość od zakładu produkcyjnego (Sotrafa) do miejsca pracy (hipotetyczna) = 1000 km
Typowa masa załadowanej ciężarówki: 15 455 kg/pojazd + 15,6 m2 x 1,5 x 0,94/pojazd = 37 451 kg/pojazd
641 ciężarówek/ha
E = (1000 km x 37 451 kg/ciężarówka x tona/1000 kg x 0,641 ciężarówka/ha) x 0,204 kg ekwiwalentu CO2/tononokm =
E = 4897,24 kg ekwiwalentu CO2/ha
Podsumowanie śladu węglowego geomembrany HDPE 1,5 mm
CECHY WYKŁADZIÓW Z ZAPASOWANEJ GLINY I JEGO ŚLADU WĘGLOWEGO
W przeszłości zagęszczone wykładziny gliniane były stosowane jako warstwy barierowe w lagunach wodnych i obiektach magazynujących odpady.Typowe wymagania prawne dotyczące wykładzin z zagęszczonej gliny to minimalna grubość 0,6 m i maksymalna przewodność hydrauliczna 1 x 10-11 m/s.
Proces: Glinę u źródła wydobywa się przy użyciu standardowego sprzętu budowlanego, który ładuje również materiał na trójosiowe wywrotki w celu transportu na plac budowy.Przyjmuje się, że na każdą ciężarówkę przypada 15 m3 luźnej gleby.Przyjmując współczynnik zagęszczenia wynoszący 1,38, szacuje się, że do budowy zagęszczonej wykładziny glinianej o grubości 0,6 m na obszarze jednego hektara potrzeba ponad 550 ciężarówek ziemi.
Odległość od źródła pożyczki do miejsca pracy jest oczywiście zależna od miejsca i może się znacznie różnić.Na potrzeby tej analizy przyjęto dystans 16 km (10 mil).Transport ze źródła pożyczonej gliny i miejsca pracy stanowi duży składnik całkowitej emisji dwutlenku węgla.W tym miejscu zbadano wrażliwość całkowitego śladu węglowego na zmiany tej zmiennej specyficznej dla danego miejsca.
Podsumowanie śladu węglowego wykładziny z zagęszczonej gliny
WNIOSEK
Chociaż geomembrany HDPE będą zawsze wybierane pod kątem wydajności, a nie korzyści wynikających ze śladu węglowego, zastosowane tutaj obliczenia po raz kolejny potwierdzają zastosowanie rozwiązania geosyntetycznego ze względu na zrównoważony rozwój w porównaniu z innymi powszechnymi rozwiązaniami budowlanymi.
Geomembrany takie jak ALVATECH HDPE 1,5 mm będą wybierane ze względu na ich wysoką odporność chemiczną, silne właściwości mechaniczne i długoterminową żywotność;powinniśmy jednak poświęcić trochę czasu na rozpoznanie, że materiał ten charakteryzuje się śladem węglowym 3 razy niższym niż zagęszczona glina.Nawet jeśli ocenisz glinę dobrej jakości i miejsce wypożyczenia znajdujące się zaledwie 16 km od miejsca projektu, geomembrany HDPE pochodzące z odległości 1000 km nadal mają lepsze wyniki od zagęszczonej gliny pod względem śladu węglowego.
Od: https://www.geosynthetica.net/carbon-footprint-hdpe-geomembranes-aug2018/
Czas publikacji: 28 września 2022 r