עלות הפחמן של ההחלפה
הערכות קיימות של ציוד תעשייתי מתמקדות לעתים קרובות ביעילות אנרגטית תפעולית. זה לוכד את הפחמן הנפלט במהלך השימוש אך מחמיץ את הפחמן הנפלט לייצור, שינוע וסילוק הציוד עצמו. עבור ציוד שהוחלף לעתים קרובות, פחמן גלום מייצור יכול לעלות על חיסכון תפעולי בפחמן כתוצאה מרווחי יעילות מצטברים.
מחליף חום מנירוסטה בשירות כימי קורוזיבי מחזיק מעמד 2-4 שנים. במהלך חיי מפעל של 15 שנים, 4-7 יחידות חלופיות מיוצרות, נשלחות, מותקנות ונפטרות. כל יחידה נושאת פחמן מגולם מייצור פלדה, ייצור ותחבורה.
מחליף חום PTFE באותו שירות מחזיק 15+ שנים. יחידה אחת מיוצרת, נשלחת ומותקנת. יחידה אחת נפטרת בסופו של דבר. הפחמן המגולם של יחידת ה-PTFE הבודדת עשוי להיות גבוה יותר מיחידת פלדה בודדת-ייצור פלואורפולימר הוא אנרגיה-עתיר- אך הוא מושווה לפחמן המגולם המצטבר של 4-7 יחידות פלדה פלוס הלוגיסטיקה ההחלפה שלהן.
מקורות פחמן מגולמים
ייצור נירוסטה פולט כ-2.0-3.0 ק"ג CO₂ לק"ג פלדה, בהתאם לתוכן הממוחזר ולמסלול הייצור. סליל טבילה של 50 ק"ג נושא 100-150 ק"ג CO₂ בחומר. חיתוך ייצור, כיפוף, ריתוך- מוסיף 20-40% לטביעת הרגל של החומר. הובלה מיצרן לאתר מוסיפה פליטות פרופורציונליות למשקל ולמרחק.
ייצור PTFE פולט כ-8-12 ק"ג CO₂ לק"ג פלואורפולימר. זה גבוה פי 3- מפלדת אל חלד לקילוגרם. עם זאת, מחליף חום PTFE לאותה עבודה שוקל בדרך כלל פחות-אולי 20 ק"ג עבור סליל טבילה לעומת 50 ק"ג עבור מקביל פלדה-מכיוון שהצינור הוא דק דופן ומבנה התמיכה קל יותר. סך הפחמן המגולם של יחידת PTFE בודדת גבוה ב-160-240 ק"ג CO₂ מיחידת פלדה בודדת אך באותו סדר גודל.
יתרון הפחמן של PTFE נובע לא מיעילות-ליחידה אלא מביטול של מספר יחידות חלופיות.
טבלה 1: 15-השוואת טביעת רגל פחמן במחזור חיים של שנה (50 קילוואט חובה, שירות קורוזיבי)
| מקור פחמן | נירוסטה (אורך חיים של 2.5 שנים) | PTFE (15 שנות חיים) |
|---|---|---|
| יחידות שיוצרו במשך 15 שנים | 6 | 1 |
| פחמן גלום ליחידה (ק"ג CO₂) | 140-200 | 180-260 |
| סך פחמן ייצור (ק"ג CO₂) | 840-1,200 | 180-260 |
| הובלה לכל החלפה (ק"ג CO₂) | 15-25 | 20-30 (חד פעמי) |
| סך פחמן הובלה (ק"ג CO₂) | 90-150 | 20-30 |
| אנרגיה התקנה/פירוק לכל אירוע | קטין (דומיננטי בעבודת כפיים) | קטין (חד-פעם) |
| סילוק ליחידה (ק"ג CO₂) | 30-50 (עיבוד פסולת מסוכנת) | 10-15 (מזבלה לא מסוכנת) |
| סילוק כולל של פחמן (ק"ג CO₂) | 180-300 | 10-15 |
| טביעת רגל פחמנית כוללת של 15 שנים (ק"ג CO₂) | 1,110-1,650 | 210-305 |
| יחס טביעת רגל פחמן (פלדה: PTFE) | 4-6 : 1 |
הערכות פחמן מגולמות המבוססות על נתוני מלאי מחזור חיים- שפורסמו לייצור נירוסטה ו-PTFE. התחבורה מניחה 1,000 ק"מ במשאית. ההשלכה מניחה טיפול בפסולת מסוכנת למתכת, מזבלה שאינה- מסוכנת עבור PTFE.
שיקולי פחמן תפעוליים
פחמן תפעולי מייצור קיטור תלוי ביעילות מחליף החום. כפי שנדון בניתוחים קשורים, סלילי מתכת מאבדים את היעילות עם הזמן עקב אבנית וקורוזיה, הדורשים יותר קיטור לאותה חובת חום. צריכת הדלק הנוספת לאורך חיי השירות המשפילים של הסליל מוסיפה פחמן תפעולי.
סלילי PTFE שומרים על יעילות יציבה, צורכים קיטור עקבי לאורך חיי השירות שלהם. הפרש הפחמן התפעולי מעדיף PTFE, אם כי הגודל קטן יותר מהפרש הפחמן הגלום מהחלפים שנמנעו ממנו.
הפחמן החלופי שנמנע שולט
יתרון הפחמן הדומיננטי של PTFE בהשוואה זו הוא ביטולן של 5 יחידות חלופיות ופליטות הייצור, ההובלה והסילוק הנלוות להן. זהו יתרון מבני של ציוד-לאורך חיים ששום שיפור מצטבר ביעילות ייצור הפלדה אינו יכול להשתוות אליו.
הניתוח מאתגר את ההנחה שציוד מתכת עדיף מבחינה סביבתית מכיוון שמתכות ניתנות למחזור. בעוד פלדה ניתנת למיחזור, תהליך המיחזור עצמו הוא עתיר אנרגיה-, וזיהום הקורוזיה על סלילי שירות כימיים מונע לעתים קרובות מיחזור, ובמקום זאת מאלץ סילוק פסולת מסוכנת.
תַקצִיר
ניתוח-חיים של טביעת רגל פחמן על פני תקופה של 15- שנים מראה שמחליף חום יחיד מסוג PTFE בעל חיים ארוכים מייצר 75-85% פחות פחמן מיחידות פלדה חלופיות מרובות בשירות כימי מאכל. יתרון הפחמן הגלום נובע מביטול פליטת ייצור, הובלה וסילוק של 5 יחידות חלופיות.
מקרה הקיימות של PTFE בסביבות כימיות אגרסיביות מבוסס על אורך חיים הפחתת תפוקת החומר. עוצמת הפחמן הגבוהה יותר לכל- קילוגרם של ייצור פלואורפולימר מתקזזת יותר מביטול מחזורי ייצור חוזרים הנדרשים על ידי חלופות מתכת קצרות יותר-.
ניתוח הנדסי להשוואת פחמן-במחזור החיים ביישומים ספציפיים זמין עם הגשת תדירות החלפת הציוד הנוכחית, מפרטי החומרים, מרחקי התחבורה ועוצמת הפחמן של מקור האנרגיה.
