Του José Miguel Muñoz Gómez – Οι επενδύσεις από πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας είναι γνωστές για την απόδοση περιορισμού σε χώρους υγειονομικής ταφής, εξόρυξη, λύματα και άλλους ζωτικούς τομείς. Λιγότερο συζητημένο αλλά αξίζει αξιολόγησης είναι η ανώτερη βαθμολογία αποτυπώματος άνθρακα που παρέχουν οι γεωμεμβράνες HDPE σε σύγκριση με τα παραδοσιακά εμπόδια όπως ο συμπαγής άργιλος.
Μια επένδυση HDPE 1,5 mm (60 mil) μπορεί να παρέχει σφράγιση παρόμοια με 0,6 m υψηλής ποιότητας, ομοιογενούς συμπαγούς αργίλου και να αποδίδει διαπερατότητα μικρότερη από 1 x 10-11 m/sec (ανά ASTM D 5887). Η γεωμεμβράνη HDPE υπερβαίνει στη συνέχεια τα μέτρα συνολικής στεγανότητας και βιωσιμότητας όταν κάποιος εξετάζει το πλήρες επιστημονικό αρχείο, λαμβάνοντας υπόψη όλους τους πόρους και την ενέργεια στην παραγωγή πηλού και γεωμεμβρανών HDPE που θα χρησιμοποιηθούν ως στρώμα φραγμού.
Η γεωσυνθετική προσέγγιση παρέχει, όπως δείχνουν τα δεδομένα, μια πιο φιλική προς το περιβάλλον λύση.
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΓΕΩΜΕΒΡΑΝΗΣ CARBON FOOTPprint & HDPE
Το κύριο συστατικό του HDPE είναι το μονομερές αιθυλένιο, το οποίο πολυμερίζεται για να σχηματίσει πολυαιθυλένιο. Οι κύριοι καταλύτες είναι το τετραχλωριούχο αλουμίνιο τριαλκυλιτατανίου και το οξείδιο του χρωμίου
Ο πολυμερισμός του αιθυλενίου και των συν-μονομερών σε HDPE λαμβάνει χώρα σε έναν αντιδραστήρα παρουσία υδρογόνου σε θερμοκρασία έως και 110 ° C (230 ° F). Η προκύπτουσα σκόνη HDPE στη συνέχεια τροφοδοτείται σε έναν σφαιροποιητή.
Η SOTRAFA χρησιμοποιεί ένα σύστημα καλαντέρ (επίπεδη μήτρα) για να φτιάξει την κύρια γεωμεμβράνη HDPE της (ALVATECH HDPE) από αυτά τα σφαιρίδια.
Αναγνώριση GHG και ισοδύναμα CO2
Τα αέρια του θερμοκηπίου που περιλαμβάνονται στην αξιολόγηση του αποτυπώματος άνθρακα ήταν τα κύρια GHG που ελήφθησαν υπόψη σε αυτά τα πρωτόκολλα: διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και υποξείδιο του αζώτου. Κάθε αέριο έχει διαφορετικό δυναμικό υπερθέρμανσης του πλανήτη (GWP), το οποίο είναι ένα μέτρο του πόσο μια δεδομένη μάζα αερίου θερμοκηπίου συμβάλλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη ή στην κλιματική αλλαγή.
Το διοξείδιο του άνθρακα εξ ορισμού εκδίδεται GWP 1,0. Για να συμπεριληφθούν ποσοτικά οι συνεισφορές του μεθανίου και του υποξειδίου του αζώτου στη συνολική επίδραση, η μάζα των εκπομπών μεθανίου και υποξειδίου του αζώτου πολλαπλασιάζεται με τους αντίστοιχους συντελεστές GWP και στη συνέχεια προστίθεται στις μάζες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα για να υπολογιστεί μια μάζα «ισοδύναμου διοξειδίου του άνθρακα». εκπομπή. Για τους σκοπούς αυτού του άρθρου, τα GWP ελήφθησαν από τις τιμές που αναφέρονται στην καθοδήγηση του 2010 EPA των ΗΠΑ «Υποχρεωτική αναφορά εκπομπών αερίων θερμοκηπίου».
Τα GWP για τα GHG που λαμβάνονται υπόψη σε αυτήν την ανάλυση:
Διοξείδιο του άνθρακα = 1,0 GWP 1 kg CO2 eq/Kg CO2
Μεθάνιο = 21,0 GWP 21 Kg CO2 eq/Kg CH4
Οξείδιο του αζώτου = 310,0 GWP 310 kg CO2 eq/kg N2O
Χρησιμοποιώντας τα σχετικά GWP των GHGs, η μάζα των ισοδυνάμων διοξειδίου του άνθρακα (CO2eq) υπολογίστηκε ως εξής:
kg CO2 + (21,0 x kg CH4) + (310,0 x kg N2O) = kg CO2 eq
Υπόθεση: Οι πληροφορίες για την ενέργεια, το νερό και τα απόβλητα από την εξόρυξη των πρώτων υλών (πετρέλαιο ή φυσικό αέριο) μέσω της παραγωγής σφαιριδίων HDPE και στη συνέχεια της κατασκευής της γεωμεμβράνης HDPE:
Γεωμεμβράνη HDPE πάχους 5 mm, με πυκνότητα 940 Kg/m3
Το αποτύπωμα άνθρακα HDPE είναι 1,60 Kg CO2/kg πολυαιθυλενίου (ICE, 2008)
940 Kg/m3 x 0,0015 mx 10.000 m2/ha x 1,15 (σκραπ και επικαλύψεις) = 16.215 Kgr HDPE/ha
E = 16.215 Kg HDPE/Ha x 1,60 Kg CO2/kg HDPE => 25,944 Kg CO2 eq/ha
Υπόθεση Μεταφορά: 15,6 m2/φορτηγό, 1000 km από το εργοστάσιο παραγωγής στο εργοτάξιο
15 kg CO2/γαλλίου ντίζελ x gal/3.785 λίτρα = 2,68 kg CO2/λίτρο ντίζελ
26 g N2O/gal ντίζελ x gal/3.785 λίτρα x 0,31 kg CO2 eq/g N2O = 0,021 kg CO2 ισοδύναμα/λίτρο ντίζελ
44 g CH4/gal diese x gal/3.785 λίτρα x 0,021 kg CO2 eq/g CH4 = 0,008 kg CO2 ισοδύναμα/λίτρο ντίζελ
1 λίτρο ντίζελ = 2,68 + 0,021 + 0,008 = 2,71 kg CO2 eq
Εκπομπές προϊόντων μεταφοράς με φορτηγά στο δρόμο:
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/ton‐mile
Οπου:
E = Συνολικές εκπομπές ισοδύναμου CO2 (kg)
TMT = Ton Miles που έχουν διανυθεί
EF CO2 = συντελεστής εκπομπής CO2 (0,297 kg CO2/τόνο μίλι)
EF CH4 = συντελεστής εκπομπής CH4 (0,0035 gr CH4/ton‐mile)
EF N2O = συντελεστής εκπομπής N2O (0,0027 g N2O/ton‐mile)
Μετατροπή σε μετρικές μονάδες:
0,298 kg CO2/τόνο μίλι x 1,102 τόνοι/τόνο x μίλι/1,61 km = 0,204 kg CO2/τόνο χλμ.
E = TKT x 0,204 kg CO2 eq/tonne‐km
Οπου:
E = Συνολικές εκπομπές ισοδύναμου CO2 (Kg)
TKT = τόνος – χιλιόμετρα που διανύθηκαν.
Απόσταση από το εργοστάσιο παραγωγής (Sotrafa) έως το εργοτάξιο εργασίας (Υποθετικό) = 1000 km
Τυπικό βάρος φορτηγού φορτηγού: 15.455 kg/φορτηγό + 15,6 m2 x 1,5 x 0,94/φορτηγό = 37,451 kg/φορτηγό
641 φορτηγό/στρ
E = (1000 km x 37.451 kg/φορτηγό x τόνος/1000 kg x 0,641 φορτηγό/ha) x 0,204 kg CO2 eq/τόνο‐km =
E = 4.897,24 Kg CO2 eq/ha
Περίληψη Γεωμεμβράνης HDPE 1,5 χιλ. Αποτύπωμα άνθρακα
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΣΥΜΠΙΠΣΩΜΕΝΩΝ ΠΗΛΙΝΩΝ ΕΠΕΝΔΥΣΕΩΝ ΚΑΙ ΤΟ ΑΠΟΤΥΠΩΜΑ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ
Οι επενδύσεις από συμπαγή πηλό έχουν χρησιμοποιηθεί ιστορικά ως στρώματα φραγμού σε λιμνοθάλασσες και εγκαταστάσεις περιορισμού απορριμμάτων. Οι κοινές κανονιστικές απαιτήσεις για τις επενδύσεις από συμπαγή πηλό είναι ένα ελάχιστο πάχος 0,6 m, με μέγιστη υδραυλική αγωγιμότητα 1 x 10-11 m/sec.
Η διαδικασία: Ο πηλός στην πηγή δανείου ανασκάπτεται χρησιμοποιώντας τυπικό εξοπλισμό κατασκευής, ο οποίος επίσης φορτώνει το υλικό σε ανατρεπόμενα φορτηγά τριών αξόνων για μεταφορά στο εργοτάξιο. Κάθε φορτηγό θεωρείται ότι έχει χωρητικότητα 15 m3 χαλαρού χώματος. Χρησιμοποιώντας συντελεστή συμπίεσης 1,38, εκτιμάται ότι θα χρειαστούν περισσότερα από 550 φορτία χώματος για την κατασκευή μιας επένδυσης από συμπαγή πηλό πάχους 0,6 μέτρων σε μια έκταση ενός εκταρίου.
Η απόσταση από την πηγή δανείου μέχρι την τοποθεσία εργασίας είναι, φυσικά, συγκεκριμένη τοποθεσία και μπορεί να ποικίλλει πολύ. Για τους σκοπούς αυτής της ανάλυσης, υποτέθηκε μια απόσταση 16 km (10 μίλια). Η μεταφορά από την πηγή δανείου αργίλου και το εργοτάξιο αποτελεί μεγάλο συστατικό των συνολικών εκπομπών άνθρακα. Η ευαισθησία του συνολικού αποτυπώματος άνθρακα στις αλλαγές σε αυτήν τη μεταβλητή για συγκεκριμένη τοποθεσία διερευνάται εδώ.
Σύνοψη του αποτυπώματος άνθρακα με επένδυση από συμπαγή πηλό
ΣΥΝΑΨΗ
Ενώ οι γεωμεμβράνες HDPE θα επιλέγονται πάντα για απόδοση πριν από τα πλεονεκτήματα του αποτυπώματος άνθρακα, οι υπολογισμοί που χρησιμοποιούνται εδώ υποστηρίζουν για άλλη μια φορά τη χρήση μιας γεωσυνθετικής λύσης για λόγους βιωσιμότητας έναντι άλλων κοινών κατασκευαστικών λύσεων.
Γεωμεμβράνες όπως η ALVATECH HDPE 1,5 mm θα προδιαγραφούν για την υψηλή χημική τους αντοχή, τις ισχυρές μηχανικές τους ιδιότητες και τη μακροχρόνια διάρκεια ζωής τους. αλλά θα πρέπει επίσης να αφιερώσουμε χρόνο για να αναγνωρίσουμε ότι αυτό το υλικό προσφέρει βαθμολογία άνθρακα που είναι 3 φορές χαμηλότερη από τον συμπαγή πηλό. Ακόμα κι αν αξιολογήσετε άργιλο καλής ποιότητας και μια τοποθεσία δανεισμού μόλις 16 km από την τοποθεσία του έργου, οι γεωμεμβράνες HDPE που προέρχονται από 1000 km μακριά εξακολουθούν να υπερτερούν της συμπαγούς αργίλου σε ένα μέτρο αποτυπώματος άνθρακα.
Από: https://www.geosynthetica.net/carbon-footprint-hdpe-geomembranes-aug2018/
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-28-2022