
最近,nova-Institute在欧洲PEFerence项目的框架内对PEF应用程序进行了同行评审的生命周期评估(LCA)。该研究表明,在PEF中使用100%可再生碳代替PET中的化石碳来生产250毫升和500毫升的瓶子将显着减少温室气体(GHG)排放。植物性碳对大气中的二氧化碳浓度具有净中性影响。与此相反,基于地下化石碳的材料和聚合物会向大气中释放额外的二氧化碳。

Avantium的YXY技术将植物性糖转化为完全可回收的聚合物。与PET相比,新型100%生物基聚合物PEF已被证明具有卓越的性能。其主要组成部分FDCA可由糖(果糖)生产,例如小麦、玉米和甜菜。FDCA与生物基的MEG(单乙二醇)聚合制成100%基于植物的PEF聚合物。当技术得到充分发展时,PEF也可以由纤维素生产,因此也可以由农业和林业废物流生产。Avantium目前的工艺使用来自欧洲小麦的淀粉。
相对于石油基的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)而言,基于FDCA的聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)具有更高的玻璃化转变温度(87℃)和更好的气体阻隔性(对CO2和O2的阻隔性比PET提高了十几倍),这使得生物基PEF被认为是PET理想的替代品之一,尤其是在塑料包装领域。
Avantium已经在试点规模上实施了这种基于植物的创新包装材料,最近开始在代尔夫宰尔(荷兰)建设1100万磅/年的FDCA旗舰工厂。nova-Institute根据ISO标准14040/44进行的经过同行评审的全生命周期评估表明,与PET相比,PEF具有显着减少温室气体排放和化石资源使用的潜力。
该研究的重要同行评审,包括LCA方法学和现有包装解决方案的专家,证实LCA符合方法学、数据、解释和报告的要求。LCA评估了16个不同的影响类别,涵盖所有相关生命周期阶段。比较分析表明,与参考PET瓶相比,PEF瓶将显着减少生态温室气体排放量(-33%)。由于PEF的机械特性能够实现轻量化,PEF还将使化石燃料的有限资源消耗降低45%,并将非生物资源(矿物和金属)的压力降低47%。

然而,PET瓶在其他主要由当前原料供应产生的影响类别中将优于PEF瓶。总体而言,这是一个好处,因为气候变化和资源使用是当前政治议程中最相关的环境影响类别之一。他们正在推动从化石碳向可再生碳的转变。除了单层PEF瓶外,PEF还可用于多层包装。当单层包装无法保证所需的保质期时,可以选择多层瓶。PEF为O2和CO2提供了良好的被动屏障,并可能通过延长产品的保质期、减轻包装重量和提高可回收性来减少包装解决方案的环境足迹。
在此LCA中,还评估了含有10% PEF的250ml PET/PEF多层瓶,并与典型的7% PA(尼龙)的参考PET/PA瓶进行了比较。分析表明,用PEF代替PA层可以显着减少约37%的温室气体排放,这主要归因于PET/PEF系统的可回收性优于含PA系统的不可回收性。这种替代也将有助于显着减少有限资源需求(分别为-37%和-52%的化石燃料以及矿物和金属)。
预计PEF市场的商业化和增长将导致覆盖整个价值链的实质性经济、技术和环境优化。通过改用第二代生物质等木质纤维素原料,也可以进一步减少源自植物原料的影响。这将在BBI-JU PEFerence项目的框架内在Avantium Renewable Polymers进行测试,并且应该确认YXY工艺可以使用第二代生物质,当它以商业数量和定价可用时,之后计划更新LCA。
有关LCA的更详细报告,请访问:
www.renewable-carbon.eu/publications