Phát thải khí nhà kính từ ngành công nghiệp chế biến nhựa- Báo cáo đến từ nrcan.gc.ca

Biến đổi khí hậu là một chủ đề toàn cầu quan trọng, và mối liên hệ giữa nồng độ khí nhà kính trong khí quyển, ô nhiễm không khí, sự nóng lên của khí quyển và các hiện tượng thời tiết cụ thể là rất phức tạp. Những rủi ro tiềm ẩn liên quan đến biến đổi khí hậu là đủ đáng kể để giảm phát thải khí nhà kính là cần thiết.

Bài viết dưới đây cung cấp thông tin cơ bản về mối quan hệ giữa tiêu thụ năng lượng, sản xuất nhựa và phát thải khí nhà kính, và những gì đang được thực hiện để giải quyết vấn đề quan trọng này.

Khí nhà kính là gì?

Có sáu loại khí nhà kính chính bao gồm:

Khí thải nhà kính được tạo ra chủ yếu do tiêu thụ năng lượng trong ngành công nghiệp chế biến nhựa. Có một lượng nhỏ HFC được thải ra từ quy trình sản xuất bọt polystyrene và polyurethane ép đùn sẽ được thảo luận trong phần sau.

Năng lượng và phát thải khí nhà kính

Như đã đề cập ở trên, phát thải khí nhà kính được tạo ra chủ yếu do tiêu thụ năng lượng trong ngành công nghiệp chế biến nhựa. Sự tăng trưởng đáng kể mà lĩnh vực chế biến nhựa đã trải qua trong thập kỷ qua đi kèm với sự tăng trưởng về tiêu thụ năng lượng và phát thải khí nhà kính liên quan. Hiệp hội Công nghiệp Nhựa Canada, hợp tác với Chương trình Công nghiệp Canada về Tiết kiệm Năng lượng (CIPEC), đã ủy quyền Đánh giá Tiêu thụ Năng lượng và Dữ liệu Liên quan ( CIEEDAC, 2005), trong đó nêu bật một số khó khăn trong việc đại diện chính xác về hiệu suất năng lượng và cường độ phát thải của ngành công nghiệp nhựa Canada. Những hạn chế chính đối với dữ liệu cho ngành nhựa liên quan đến sự khác biệt trong định nghĩa dân số ngành và thực tế là không có sẵn dữ liệu sản xuất cho ngành để ước tính xu hướng hiệu suất năng lượng. Mặc dù có những hạn chế, phần dưới đây cung cấp một bản tóm tắt ngắn gọn về xu hướng tiêu thụ năng lượng của ngành và ước tính về hiệu suất sử dụng năng lượng hiệu quả của ngành trong giai đoạn 1999-2004.

Hai dạng năng lượng chính được sử dụng bởi ngành công nghiệp chế biến nhựa là điện và khí tự nhiên. Như đã chỉ ra trong Chương 2, điện là nguồn năng lượng chính với chi phí điện chiếm từ 3 đến 4% giá thành sản xuất. Điện được sử dụng để cung cấp nhiệt cho các thùng máy đùn và cung cấp năng lượng cho các bộ truyền động của máy đùn. Điện cũng được sử dụng như một nguồn năng lượng cho thủy lực, làm lạnh, sưởi ấm và khí nén, đồng thời cung cấp hệ thống thông gió, điều hòa không khí và chiếu sáng cho tòa nhà. Chi phí khí tự nhiên có thể chiếm khoảng 1 đến 2 phần trăm chi phí sản xuất. Khí tự nhiên chủ yếu được sử dụng để làm nóng nước và các thiết bị, nhưng có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác trong quy trình sản xuất chất dẻo.

Tổng năng lượng tiêu thụ của ngành chế biến chất dẻo Canada (theo định nghĩa của NAICS 3261) trong giai đoạn từ 1999 đến 2004 được trình bày trong Hình 3-1. Tổng sản phẩm quốc nội (GDP) của ngành cũng được thể hiện trong Hình 3-1, cho thấy sự tăng trưởng của ngành trong cùng thời kỳ.

Trong giai đoạn sáu năm 1999-2004, tổng năng lượng tiêu thụ trong ngành sản xuất các sản phẩm nhựa đã tăng 36% từ 19.950 terajoules lên 27.050 terajoules. Trong cùng thời kỳ đó, GDP tăng 46% từ 5,7 tỷ USD lên 8,4 tỷ USD.

Hiệu suất phát thải khí nhà kính

Phát thải khí nhà kính được coi là phát thải trực tiếp, do quá trình đốt cháy nhiên liệu tại cơ sở chế biến chất dẻo, hoặc phát thải gián tiếp, do quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch cần thiết để tạo ra điện năng được sử dụng bởi cơ sở chế biến chất dẻo. Các yếu tố được sử dụng để ước tính lượng phát thải CO ₂ , CH ₄ và N ₂ O do đốt cháy khí tự nhiên (chiếm khoảng 85% lượng phát thải trực tiếp của ngành sản phẩm nhựa) được trình bày trong Bảng 3-2.

Các CH ₄ và N ₂ O thải không đáng kể so với CO ₂ phát thải. Quy ước báo cáo phát thải khí nhà kính trên cơ sở tương đương CO ₂ sẽ được sử dụng trong toàn bộ báo cáo này.

Các nhà chế biến sản phẩm nhựa của Canada nên quan tâm đến hiệu suất phát thải khí nhà kính trong các hoạt động của họ, hoặc lượng khí thải trên một đơn vị sản xuất. Trên cơ sở tổng hợp của Canada, không có sẵn dữ liệu để đo lường mức sản xuất hàng năm, nhưng, như thể hiện trong Hình 1, GDP có thể được sử dụng như một giá trị gần đúng. Điều này rất hữu ích để biết được xu hướng hoạt động, nhưng có thể bị sai lệch do giá sản phẩm và các yếu tố tiền tệ khác tăng không cân đối.

Bằng cách nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, các nhà chế biến chất dẻo có thể giảm cả lượng khí thải trực tiếp (do tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch tại chỗ) và lượng khí thải gián tiếp (liên quan đến việc phát điện tại chỗ). Cường độ phát thải gián tiếp sẽ bị ảnh hưởng bởi hình thức phát điện ( tức là nhiệt so với thủy điện), sẽ khác nhau đáng kể giữa các tỉnh / vùng lãnh thổ và sẽ không nằm trong tầm kiểm soát của các nhà chế biến nhựa. Các cơ sở chế biến nhựa có thể kiểm soát được và phát thải trực tiếp. Xu hướng về hiệu suất phát thải trực tiếp, như một hàm của GDP , được trình bày trong Hình 2 dựa trên dữ liệu từ Trung tâm Phân tích Dữ liệu Sử dụng Cuối Năng lượng Công nghiệp Canada (CIEEDAC) cho Canada, trong giai đoạn 1999-2004.

Từ biểu đồ trên, có thể thấy thải khí nhà kính trực tiếp tính theo tỷ lệ phần trăm GDP đã ổn định trong ba năm qua nhưng nhìn chung, đã giảm 15% kể từ năm 1999.

Khí thải hydrofluorocarbon từ chế biến nhựa

Hydrochlorofluorocarbons ( HCFC ) và hydrofluorocarbon ( HFC ) được sử dụng làm tác nhân thổi trong sản xuất bọt polystyrene và polyurethane ép đùn. Việc sử dụng HFC trong chế biến nhựa trên toàn cầu hiện đang gia tăng do khí nhà kính HFC được sử dụng để thay thế cho HCFC làm suy giảm tầng ôzôn . Việc sử dụng HCFC hoặc HFC trong lĩnh vực chế biến nhựa Ontario là rất nhỏ, chỉ có ba công ty báo cáo lượng phát thải HCFC trong cơ sở dữ liệu Kiểm kê Phát hành Ô nhiễm Quốc gia (NPRI) (các công ty không bắt buộc phải báo cáo HFC cho chương trình NPRI ).

Dữ liệu cụ thể về phát thải HFC không có sẵn và phần lớn công việc trong việc đánh giá các lựa chọn thay thế cho việc sử dụng các hợp chất này là độc quyền. Cơ quan Kiểm kê Khí nhà kính của Canada ước tính rằng 10.000 kilotonnes HFC tương đương CO ₂ được thải ra từ quá trình thổi bọt ở Canada vào năm 1997. Không có sẵn dữ liệu để ước tính lượng khí thải HFC từ quá trình chế biến nhựa của Canada, và do đó không thể xác định xem liệu HFC có lượng khí thải ở Canada ngày càng tăng hoặc giảm. Trong các cuộc thảo luận với một nhà chế biến nhựa Canada, người ta báo cáo rằng họ đã loại bỏ thành công việc sử dụng HCFC s và HFCs từ sản xuất của nó.

Cơ hội giảm phát thải khí nhà kính

Lượng khí thải trực tiếp từ quá trình chế biến nhựa ở Canada là nhỏ (dưới 1%) so với lượng khí thải từ các hoạt động sản xuất khác ở Canada. Lượng phát thải trực tiếp đã tăng 8% kể từ năm 1999, nhưng cường độ phát thải đã giảm 15% như trong Hình 2.

Cả phát thải khí nhà kính trực tiếp và gián tiếp đều có thể được giảm thiểu thông qua các cải tiến liên tục về hiệu quả sử dụng năng lượng tại bất kỳ cơ sở chế biến nhựa nào. Các khoản đầu tư vào công nghệ tiết kiệm năng lượng và nâng cấp vốn phải có ý nghĩa về mặt tài chính nếu các nhà chế biến nhựa dự kiến ​​thực hiện các khoản đầu tư đó.

Tỷ lệ đầu tư vào hiệu quả năng lượng được xác định ở mức độ lớn bởi hai yếu tố sau:

1. Tuổi thọ, khả năng và giá trị đã khấu hao của vốn hiện có- tuổi thọ trung bình của máy móc và thiết bị cho ngành sản xuất sản phẩm nhựa là 13 năm. Không có gì lạ khi các hoạt động nhỏ sử dụng thiết bị trong độ tuổi từ 20 đến 30 tuổi.
2. Tỷ suất lợi nhuận kỳ vọng khi đầu tư vào công nghệ và thiết bị mới- hiện tại, số tiền đầu tư được tạo ra từ việc tiết kiệm năng lượng chỉ không đủ bù đắp chi phí vốn của việc thay thế thiết bị hiện có bằng thiết bị tiết kiệm năng lượng cao.

Chương trình Công nghiệp Canada về Tiết kiệm Năng lượng

Chương trình Công nghiệp Canada về Tiết kiệm Năng lượng (CIPEC) là một chương trình quốc gia “thúc đẩy hành động tự nguyện hiệu quả nhằm giảm mức sử dụng năng lượng công nghiệp trên một đơn vị sản xuất, do đó cải thiện hoạt động kinh tế đồng thời tham gia đáp ứng các mục tiêu về biến đổi khí hậu của Canada.” CIPEC bao gồm các lực lượng đặc nhiệm theo ngành, mỗi lực lượng đại diện cho các công ty tham gia vào các hoạt động công nghiệp tương tự.

CIPEC làm việc thông qua Hội đồng Lực lượng Đặc nhiệm của mình để thiết lập các mục tiêu cải thiện cường độ năng lượng của ngành và xuất bản báo cáo tiến độ hàng năm.

Tiết kiệm năng lượng nhựa và khí nhà kính bằng cách sử dụng màng bọc trong nhà

Một nghiên cứu điển hình được chuẩn bị vào năm 2000 cho Hội đồng Nhựa Hoa Kỳ và Hội đồng Công nghiệp Nhựa và Môi trường (EPIC) của CPIA đã chứng minh những lợi ích giảm thiểu khí nhà kính liên quan đến việc áp dụng bọc nhà bằng nhựa cho bên ngoài nhà ở một gia đình ở Hoa Kỳ và Canada. Phương pháp phân tích vòng đời đã chứng minh rằng CO ₂ tương đươngCó thể giảm từ 360 đến 1.800 kg bằng cách giảm sử dụng năng lượng cho một ngôi nhà điển hình của Canada hàng năm. Nghiên cứu cũng báo cáo rằng nếu tất cả các ngôi nhà được xây dựng ở Canada trong giai đoạn 1991–1995 đều được xây bằng vải bọc nhà, thì mức giảm phát thải khí nhà kính liên quan đến năng lượng ước tính đối với Canada sẽ là 1,8 đến 8,2 triệu tấn CO ₂ tương đương. trong cùng một khoảng thời gian.

Kết luận

Việc sử dụng năng lượng của ngành công nghiệp chế biến nhựa ở Canada đã tăng 36% trong giai đoạn 1999-2004. Sản lượng nhựa tăng 46% so với cùng kỳ. Kết quả là cường độ năng lượng (năng lượng trên mỗi đơn vị sản xuất) đã được cải thiện 15 phần trăm trong khoảng thời gian sáu năm. Những con số này cho thấy lĩnh vực chế biến nhựa đã có những cải thiện về hiệu quả năng lượng và lượng phát thải khí nhà kính trên một đơn vị sản xuất đã giảm xuống.

Các cuộc thảo luận với các nhà chế biến nhựa Canada đã chỉ ra rằng có nhiều cơ hội để tăng hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính, sẽ được thực hiện khi các yếu tố kinh tế (hoàn vốn, tỷ lệ hoàn vốn) thuận lợi. Các chương trình hoặc công cụ cụ thể sẽ hỗ trợ các nhà chế biến chất dẻo đánh giá các cơ hội sử dụng năng lượng hiệu quả sẽ có giá trị đối với ngành và sẽ giúp các nỗ lực giảm thiểu khí nhà kính.

Cần phải nghiên cứu thêm để xác định những công cụ nào sẽ hiệu quả nhất trong việc hỗ trợ cải thiện hiệu quả năng lượng.