Экологический профиль полиуретана и экологическая декларация
Задача
Цель работы – выполнить оценку экологического профиля полиуретанового изделия фирмы SPU Systems Oy, а также составить экологическую декларацию изделия. При проведении оценки в качестве исходных данных использовались сведения, взятые из литературы по вопросу воздействия сырья на окружающую среду, а также сведения, сообщенные изготовителем касательно потребления энергии и материалов в процессе производства, сведения о возникающих при этом выбросах и о транспортировке изделия.Экологический профиль сырья
Экологический профиль сырья для полиуретана, приведенный в таблице 1, основывается на ссылке 1. При производстве полиуретана смешивают между собой два или более жидких компонента полиуретана (сырье). Окончательный полимер (и изделие) изготавливается обычно на отдельном заводе, а не на заводах, производящих компоненты полиуретана. Состав компонентов полиуретана и коэффициент смешивания подбираются для каждого изделия отдельно в зависимости от целей производственного процесса.Компонентами полиуретана являются полиолы и диизоцианаты. В промышленности строительных материалов из диизоцианатов используется дифенилметан диизоцианат (MDI). Кроме полиолов и MDI при производстве полиуретановых изделий также используются катализаторы, поверхностно-активные вещества и пигменты. Сведения о жизненном цикле этих веществ обычно отсутствуют, но их доля, как правило, составляет всего 1–2 %. С точки зрения инвентаризации жизненного цикла наиболее проблемными являются антипирены и газы-вытеснители, т.к. их удельная доля может достигать в зависимости от изделия 2–20 %. Информации об их жизненном цикле тоже очень мало.
Экологический профиль, представленный в таблице 1, основывается на типичном полиуретане, применяемом в строительных материалах и изделиях. В качестве газа-вытеснителя используется бутан. Экологический профиль охватывает производство полиолов, MDI и пентана, а также расстояние перевозок в среднем. Профиль также включает в себя потребление энергии, расходуемое на добычу материального и энергетического сырья для всех вышеперечисленных компонентов, а также выбросы. Экологические нагрузки от производства топлива, необходимого для перевозок, также были учтены.
1Boustead: 1997. Ecoprofiles of the European plastic industry. Report 9: Polyurethane precursors (TDI, MDI, polyols) (Second edition). 64 стр.)
Таблица 1. Экологический профиль сырья полиуретана (PUR) и газа-вытеснителя на один килограмм PUR.
| Энергетические ресурсы |
||
| - возобновляемый |
МДж |
1,1 |
| - невозобновляемый |
МДж |
99 |
| - итого |
МДж |
100 |
| Сырьевые ресурсы |
||
| - возобновляемый |
кг |
0,047 |
| - невозобновляемый |
кг |
3,2 |
| - вода |
кг |
358 |
| Выбросы в атмосферу |
||
| - CO2 | кг |
3,4 |
| - CO | г |
2,8 |
| - NOx | г |
16 |
| - SO2 | г |
15 |
| - HCl | г |
0,18 |
| - NH3 | г |
0,12 |
| - CxHy / VOC (прочие) |
г |
3,7 |
| - CH4 | г |
19 |
| - твердые частицы |
г |
5,9 |
| - тяжелые металлы |
мг |
- |
| Сбросы в воду |
||
| - COD | г |
4,6 |
| - BOD | г |
0,75 |
| - Na+ | г |
290 |
| - Cl- | г |
511 |
| - SO42- | г |
4,7 |
| - Ca 2+ | г |
50 |
| - CO3 2- | г |
0,87 |
| - взвеси в воде |
г |
24 |
| Твердые отходы |
||
| - отходы |
г |
410 |
В экологических профилях под возобновляемой энергией подразумевается энергия, вырабатываемая на гидроэлектростанциях и электростанциях, работающих на биотопливе. К биотопливу относятся, например, сырье на древесной основе и биогаз. В настоящем исследовании под невозобновляемой энергией подразумевается ископаемое топливо, как например, каменный уголь, природный газ, виды топлива на основе нефти и торф.
Под использованием невозобновляемого сырья подразумевается общее использование невозобновляемых природных материальных и энергоресурсов.
Выбросы углеводородов (CxHy/VOC), указанные в экологических профилях, не включают в себя выбросов метана.
В выбросах тяжелых металлов учитываются следующие вещества:
- мышьяк
- ртуть
- кадмий
- хром
- свинец
Экологический профиль изделия
Экологический профиль изделия был получен путем умножения экологического профиля сырья на расход сырья и добавления к полученному результату выбросов от расхода энергии на производство продукции, износ ресурсов, а также выбросы от технологического процесса. Расход энергии на производство продукции и выбросы от технологического процесса представлены в таблице 2. Экологический профиль изделия представлен в таблице 3. В таблице не учитывается часть параметров (см. таблицу 2).При расчете результата таблицы 3 в качестве экологического профиля электроэнергии, расходуемой на производство изделия, использовался средний государственный профиль электроэнергии 2. Согласно сообщению изготовителя при производстве изделия, однако, используется ветровая энергия (по договору с поставщиком электроэнергии). Для ветровой энергии нет своего экопрофиля. При расчете экопрофиля изделия, представленного в таблице 4, вместо первичного значения ветровой энергии использовалось потребительское значение, а также предполагалось, что электроэнергия является безвыбросной 3.
Разница между результатами таблиц 3 и 4 небольшая, поскольку доля электроэнергии, потребляемой при производстве изделия, в общей нагрузке и общих ресурсах является незначительной.
Таблица 2. Энергопотребление, расходуемое при производстве изделия, и технологические выбросы, а также расстояние перевозки в среднем.
|
Расход энергии в процессе производства |
|
Электроэнергия 0,33 кВтч/кг (ветровой энергии) |
|
Технологические выбросы |
|
Пентан, примерно 5 г/кг |
|
Потери при обработке полиуретановых плит, примерно 2 г/кг |
|
Расстояние перевозок и транспортные средства |
|
220 км на грузовом автомобиле |
2Экопрофиль электроэнергии и централизованного теплоснабжения в 1998 году с использованием метода распределения полезного действия. Кай Таттари. VTT, отдел Строительной технологии. Экологическое воздействие и показатели ОЖЦ (оценки жизненного цикла) инженерных систем и оборудования.
1При составлении экологических деклараций RT (см. Фонд строительной информации www.rts.fi) для расчета других строительных изделий в качестве экопрофиля электроэнергии использовалось общегосударственное среднее значение.
Таблица 3. Экопрофиль полиуретановых плит (результат рассчитан на основе использования в качестве экопрофиля электроэнергии среднего профиля).
|
Энергетические ресурсы |
||
|
- возобновляемый |
МДж |
1,7 |
|
- невозобновляемый |
МДж |
100 |
|
Материальные ресурсы |
||
|
- возобновляемый |
кг |
0,047 |
|
- невозобновляемый |
кг |
3,2 |
|
- вода |
кг |
360 |
|
Выбросы в атмосферу |
||
| - CO2 |
кг |
3,4 |
| - CO |
г |
2,9 |
| - NOx |
г |
16 |
| - SO2 |
г |
15 |
| - CxHy / VOC |
г |
8.7 |
| - CH4 |
г |
20 |
|
- твердые частицы |
г |
6,0 |
|
- тяжелые металлы |
мг |
- |
|
Сбросы в воду |
||
| - COD |
г |
4,6 |
| - BOD |
г |
0,75 |
|
Твердые отходы |
||
|
- отходы |
г |
410 |
Таблица 4. Экопрофиль полиуретановых плит (результат рассчитан, исходя из предпосылки, что при производстве плит в качестве электроэнергии используется возобновляемая энергия).
|
Энергетические ресурсы |
||
|
- возобновляемый |
МДж |
2,3 |
|
- невозобновляемый |
МДж |
99 |
|
Материальные ресурсы |
||
|
- возобновляемый |
кг |
0,047 |
|
- невозобновляемый |
кг |
3,2 |
|
- вода |
кг |
360 |
|
Выбросы в атмосферу |
||
| - CO2 |
кг |
3,4 |
| - CO |
г |
2,8 |
| - NOx |
г |
16 |
| - SO2 |
г |
15 |
| - CxHy / VOC |
г |
8.7 |
| - CH4 |
г |
19 |
|
- твердые частицы |
г |
5,9 |
|
- тяжелые металлы |
мг |
- |
|
Сбросы в воду |
||
| - COD |
г |
4,6 |
| - BOD |
г |
0,75 |
|
Твердые отходы |
||
|
- отходы |
г |
410 |