Karbon Değiştirme Maliyeti
Endüstriyel ekipmanların sürdürülebilirlik değerlendirmeleri genellikle operasyonel enerji verimliliğine odaklanır. Bu, kullanım sırasında yayılan karbonu yakalar ancak ekipmanın kendisinin üretilmesi, taşınması ve imha edilmesi sırasında yayılan karbonu gözden kaçırır. Sık sık değiştirilen ekipmanlar için, üretimden elde edilen yerleşik karbon, artan verimlilik kazanımlarından kaynaklanan operasyonel karbon tasarruflarını aşabilir.
Korozif kimyasal servisinde paslanmaz çelik bir ısı eşanjörü 2-4 yıl dayanır. 15 yıllık tesis ömrü boyunca 4-7 yedek ünite üretilir, gönderilir, kurulur ve imha edilir. Her birim, çelik üretimi, imalatı ve nakliyesinden kaynaklanan gömülü karbonu taşır.
Aynı hizmetteki bir PTFE ısı eşanjörünün ömrü 15+ yıldır. Bir ünite üretilir, gönderilir ve kurulur. Sonunda bir birim imha edilir. Tek bir PTFE ünitesinin gömülü karbonu, tek bir çelik ünitesinden daha yüksek olabilir-floropolimer üretimi enerji-yoğundur- ancak 4-7 çelik ünitenin kümülatif gömülü karbonu ve bunların değiştirme lojistiği ile karşılaştırılır.
Gömülü Karbon Kaynakları
Paslanmaz çelik üretimi, geri dönüştürülmüş içeriğe ve üretim yoluna bağlı olarak, çelik kg'ı başına yaklaşık 2,0-3,0 kg CO₂ yayar. 50 kg'lık bir daldırma bobini, malzemede 100-150 kg CO₂ taşır. İmalat (kesme, bükme, kaynaklama) malzeme ayak izine %20-40 oranında katkıda bulunur. Üreticiden sahaya nakliye, ağırlık ve mesafeyle orantılı olarak emisyonları artırır.
PTFE üretimi, floropolimerin kg'ı başına yaklaşık 8-12 kg CO₂ yayar. Bu, kilogram başına paslanmaz çeliğin 3-5 katıdır. Bununla birlikte, aynı görev için bir PTFE ısı eşanjörünün ağırlığı genellikle daha azdır-daldırma bobini için belki 20 kg'a karşılık çelik eşdeğeri için 50 kg'dır-çünkü boru ince duvarlıdır ve destek yapısı daha hafiftir. Tek bir PTFE ünitesinin toplam gömülü karbonu, tek bir çelik üniteden 160-240 kg CO₂ daha yüksektir ancak aynı büyüklük sırasına sahiptir.
PTFE'nin karbon avantajı, birim başına verimlilikten değil{0}birden fazla değiştirme biriminin ortadan kaldırılmasından kaynaklanmaktadır.
Tablo 1: 15-Yıllık Yaşam Döngüsü Karbon Ayak İzi Karşılaştırması (50 kW Hizmet, Aşındırıcı Hizmet)
| Karbon Kaynağı | Paslanmaz Çelik (2,5 yıl ömür) | PTFE (15 yıl ömür) |
|---|---|---|
| 15 yılda üretilen üniteler | 6 | 1 |
| Birim başına gömülü karbon (kg CO₂) | 140-200 | 180-260 |
| Toplam üretim karbonu (kg CO₂) | 840-1,200 | 180-260 |
| Değiştirme başına taşıma (kg CO₂) | 15-25 | 20-30 (tek seferlik) |
| Toplam taşıma karbonu (kg CO₂) | 90-150 | 20-30 |
| Olay başına kurulum/devreden çıkarma enerjisi | Minör (el emeği ağırlıklı) | Küçük (bir-kez) |
| Birim başına imha (kg CO₂) | 30-50 (tehlikeli atık işleme) | 10-15 (tehlikeli olmayan çöp sahası) |
| Toplam bertaraf karbonu (kg CO₂) | 180-300 | 10-15 |
| Toplam 15 yıllık karbon ayak izi (kg CO₂) | 1,110-1,650 | 210-305 |
| Karbon ayak izi oranı (Çelik : PTFE) | 4-6 : 1 |
Paslanmaz çelik ve PTFE üretimi için{0}}yayınlanmış yaşam döngüsü envanter verilerine dayanan yerleşik karbon tahminleri. Taşıma kamyonla 1.000 km varsayılmaktadır. Bertaraf işleminde metal için tehlikeli atık arıtımı, PTFE için ise-tehlikeli olmayan atık depolama sahası varsayılmaktadır.
Operasyonel Karbon Konuları
Buhar üretiminden kaynaklanan operasyonel karbon, ısı eşanjörünün verimliliğine bağlıdır. İlgili analizlerde tartışıldığı gibi metal bobinler zamanla kireçlenme ve korozyon nedeniyle verimliliğini kaybeder ve aynı ısıl işlem için daha fazla buhar gerektirir. Bobinin azalan hizmet ömrü boyunca ilave yakıt tüketimi, operasyonel karbonu artırır.
PTFE bobinleri, hizmet ömrü boyunca tutarlı buhar tüketerek istikrarlı verimliliği korur. Operasyonel karbon farkı PTFE lehinedir, ancak büyüklüğü, kaçınılan değiştirmelerden kaynaklanan yerleşik karbon farkından daha küçüktür.
Kaçınılan Yedek Karbon Hakimdir
Bu karşılaştırmada PTFE'nin baskın karbon faydası, 5 yedek ünitenin ve bunlarla ilgili üretim, nakliye ve imha emisyonlarının ortadan kaldırılmasıdır. Bu, uzun-ömürlü ekipmanın, çelik üretim verimliliğindeki hiçbir artımlı iyileştirmenin kıyaslayamayacağı yapısal bir avantajıdır.
Analiz, metallerin geri dönüştürülebilir olması nedeniyle metal ekipmanların çevresel açıdan tercih edilebilir olduğu varsayımına meydan okuyor. Çelik geri dönüştürülebilir olsa da, geri dönüşüm sürecinin kendisi de enerji-yoğundur ve kimyasal servis bobinlerindeki korozyon kirliliği çoğu zaman geri dönüşümü engeller ve bunun yerine tehlikeli atıkların bertaraf edilmesini zorunlu kılar.
Özet
15{- yıllık bir süreyi kapsayan bir yaşam-döngüsü karbon ayak izi analizi, tek bir uzun ömürlü PTFE ısı eşanjörünün, aşındırıcı kimyasal hizmetlerinde birden fazla yedek çelik üniteden %75-85 daha az karbon ürettiğini göstermektedir. Gömülü karbon avantajı, 5 yedek ünitenin üretim, nakliye ve imha emisyonlarının ortadan kaldırılmasından kaynaklanmaktadır.
Agresif kimyasal ortamlarda PTFE'nin sürdürülebilirliği, malzeme verimini azaltan uzun ömürlülüğe dayanmaktadır. Floropolimer üretiminin kilogram başına daha yüksek karbon yoğunluğu, daha kısa ömürlü metal alternatiflerinin gerektirdiği tekrarlanan üretim döngülerinin ortadan kaldırılmasıyla fazlasıyla dengeleniyor-.
Belirli uygulamalardaki yaşam döngüsü karbon karşılaştırmasına yönelik mühendislik analizi, mevcut ekipman değiştirme sıklığı, malzeme spesifikasyonları, nakliye mesafeleri ve enerji kaynağı karbon yoğunluğunun sunulması üzerine elde edilebilir.
