كيف يساهم بولي (الإيثيلين 2،5-furandicarboxylate) (PEF) في تقليل انبعاثات الكربون مقارنة بالمواد البلاستيكية التقليدية؟

أهم فائدة بيئية بولي (الإيثيلين 2،5-فورانديكاكسيليت) (PEF) يكمن الحيوانات الأليفة التقليدية في اعتمادها على المواد الأولية المتجددة بدلاً من المواد الخام القائمة على البترول. يتم اشتقاق PEF من حمض 2،5-furandicarboxylic (FDCA) ، والذي يتم إنتاجه من خلال عملية تبدأ بالكتلة الحيوية. عادة ما يتم الحصول على الكتلة الحيوية من السكريات النباتية مثل الجلوكوز أو الفركتوز. في المقابل ، يتم تصنيع PET من حمض تيريفثاليك وجليكول الإيثيلين ، وكلاهما مشتق من الوقود الأحفوري. باستخدام الموارد المتجددة مثل قصب السكر أو الذرة أو غيرها من المواد الأولية المشتقة من النباتات ، يساعد PEF على تقليل الاعتماد على المواد غير المتجددة القائمة على البترول ، مما يقلل بشكل كبير من بصمة الكربون المرتبطة بإنتاجها. تمتص النباتات بشكل طبيعي co₂ من خلال التمثيل الضوئي مع نموها ، وعندما يتم إنتاج PEF من المواد النباتية ، يظل الكربون مغلقًا طوال دورة حياة المنتج ، مما يقلل من انبعاثات غازات الدفيئة الإجمالية مقارنة بالبلاستيك المشتق من الحفريات.

عملية إنتاج PEF أكثر كفاءة في الطاقة وتؤدي إلى انخفاض انبعاثات الكربون مقارنة بالحيوانات الأليفة. عادةً ما يكون تخليق حمض 2،5-furandicarboxylic (FDCA) من المواد الأولية للكتلة الحيوية أكثر كفاءة من حيث استهلاك الطاقة عند مقارنته بإنتاج حمض تيريفثاليك ، والذي يتطلب تحسين البتروكيماويات المكثف للطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الطبيعة المستندة إلى FDCA تقلل من شدة الكربون لعملية التصنيع بأكملها. أظهرت الدراسات أن PEF يمكن أن تقلل من انبعاثات الكربون بنسبة تصل إلى 50 ٪ عند مقارنتها بالحيوانات الأليفة بسبب المصادر الحيوية للمونومرات الرئيسية. هذا التخفيض في غازات الدفيئة أثناء الإنتاج ينبع ليس فقط من الطبيعة المتجددة للأمور ولكن أيضًا من القدرة على استخدام مصادر الطاقة الحيوية أو الطاقة المتجددة في عملية التصنيع ، مما يزيد من انبعاثات الكربون خلال مرحلة الإنتاج.

إن استهلاك الطاقة الذي ينطوي عليه إنتاج PEF أقل عمومًا من إنتاج PET. نظرًا لأنه يمكن تحسين إنتاج PEF من خلال استخدام مصادر الطاقة القائمة على الحيوية ، مثل الغاز الحيوي أو الحيوي ، يتم تقليل البصمة الكلية الكلية لإنتاج PEF. على وجه الخصوص ، يمكن أن تكون عملية التخمير المستخدمة لإنتاج FDCA أكثر كفاءة في الطاقة مقارنة بالعمليات عالية الحرارة المطلوبة لتوليف حمض تيريفثاليك من البترول. يترجم هذا الاستهلاك المنخفض للطاقة مباشرة إلى انبعاثات كربونية أقل لكل وحدة من المواد المنتجة ، مما يجعل PEF بديلاً أكثر استدامة في التصنيع.

يقدم استخدام الكتلة الحيوية كمواد وسيطة لـ PEF عنصرًا من عزل الكربون في دورة الكربون الكلية. تجسد الكتلة الحيوية CO₂ من الجو أثناء عملية النمو ، وعندما يتم استخدام هذه الكتلة الحيوية لإنتاج PEF ، يظل الكربون مغلقًا في المادة طوال دورة حياته. في جوهرها ، في حين أن إنتاج PET يطلق الكربون الذي تم تخزينه تحت الأرض لملايين السنين ، يعتمد PEF على الكربون الذي تم امتصاصه من الجو في دورة متجددة. هذا يساهم في تقليل صافي انبعاثات الكربون من PEF ، لأنه يساعد على تعويض بعض الكربون الذي تم إطلاقه أثناء الإنتاج.

مساهمة كبيرة أخرى في الحد من انبعاثات الكربون هي قابلية إعادة تدوير PEF. يشبه إلى حد كبير PET ، PEF قابلة لإعادة التدوير ، ولأنه يشبه كيميائيًا PET ، يمكن معالجته ضمن نفس البنية التحتية لإعادة التدوير المستخدمة للحيوانات الأليفة. تعني القدرة على إعادة تدوير PEF بشكل فعال أنه يمكن إعادة استخدام المادة عدة مرات ، مما يقلل من الحاجة إلى مواد البكر في الإنتاج. تساعد إمكانات إعادة تدوير الحلقة المغلقة لـ PEF على انخفاض انبعاثات الكربون لأنها تقلل من الحاجة إلى استخراج المواد الأولية الجديدة والنقل والمعالجة. إن إعادة تدوير PEF تلغي الآثار البيئية لعلاج الأرض والحرق ، حيث غالبًا ما تولد النفايات البلاستيكية التقليدية انبعاثات الميثان أو الغازات السامة.