چگونه FDCA به کاهش ردپای کربن در صنایع شیمیایی و پلاستیک کمک می کند؟

2،5-فوراندی کربوکسیلیک اسید (FDCA) از مواد اولیه زیست توده تجدید پذیر (مانند قندهای گیاهی) مشتق شده است که آن را در مقایسه با مواد شیمیایی سنتی ساخته شده از مواد خام مبتنی بر نفت، گزینه ای پایدارتر می کند. زیست توده که شامل محصولات جانبی کشاورزی، مواد زائد و محصولات اختصاصی مانند ذرت یا نیشکر است، دی اکسید کربن (CO2) را به عنوان بخشی از فرآیند رشد خود جذب می کند. هنگامی که برای تولید FDCA استفاده می شود، این کربن به طور موثر در محصول نهایی "جنس" می شود. در نتیجه، FDCA به عنوان یک جایگزین کربن خنثی یا کم کربن برای مواد شیمیایی مشتق شده از سوخت فسیلی، که مسئول انتشار قابل توجهی در طول استخراج، پالایش و پردازش هستند، عمل می کند. با تغییر به زیست توده تجدیدپذیر، اتکای کلی به سوخت های فسیلی کاهش می یابد و به طور قابل توجهی ردپای کربن در صنایع شیمیایی و پلاستیک کاهش می یابد.

تولید FDCA به طور کلی با انتشار گازهای گلخانه ای (GHGs) به میزان قابل توجهی در مقایسه با فرآیندهای پتروشیمی مرسوم همراه است. فرآیندهای پتروشیمی مورد استفاده برای تولید موادی مانند پلی اتیلن ترفتالات (PET) و سایر پلاستیک‌های معمولی معمولاً انرژی بر هستند و منجر به انتشار گاز CO2 زیادی می‌شوند، زیرا به سوخت‌های فسیلی تجدید ناپذیر متکی هستند. در مقابل، تولید FDCA مبتنی بر تخمیر معمولاً به انرژی کمتری نیاز دارد و منجر به انتشار کمتری می‌شود. استفاده از FDCA در پلیمرهای مبتنی بر زیستی مانند پلی اتیلن فورانوات (PEF) می‌تواند منجر به انتشار گازهای گلخانه‌ای حتی کمتر در طول چرخه عمر مواد، از تولید تا دفع شود.

پلیمرهای مبتنی بر FDCA مانند PEF در مقایسه با پلاستیک های سنتی مانند PET، بهبود قابل توجهی در تجزیه پذیری زیستی ارائه می دهند. PEF که از FDCA ساخته شده است، تجزیه پذیری زیستی بالایی دارد، به این معنی که وقتی در محیط تجزیه می شود، محصولات جانبی مضر کمتری نسبت به پلاستیک های معمولی تولید می کند. این توانایی برای بازیافت کارآمد در محصولات جدید، تقاضا برای مواد بکر را کاهش می‌دهد و تأثیر کلی محیط‌زیست را کاهش می‌دهد. با افزایش قابلیت بازیافت و زیست تخریب پذیری پلاستیک، FDCA به کاهش ضایعات پلاستیکی کمک می کند و آن را به یک عامل کلیدی برای شیوه های مدیریت مواد پایدارتر و سیستم های حلقه بسته تبدیل می کند.

یکی از مستقیم ترین راه هایی که در آن FDCA ردپای کربن را کاهش می دهد، از طریق پتانسیل آن برای جایگزینی مواد شیمیایی سنتی مبتنی بر نفت در تولید پلاستیک و سایر مواد است. فرآیندهای مرسوم پتروشیمی برای تولید پلاستیک به شدت به سوخت‌های فسیلی وابسته هستند که به میزان قابل توجهی در انتشار کربن کمک می‌کنند. FDCA از منابع تجدیدپذیر مشتق شده است که شدت کربن بسیار کمتری دارند. با استفاده از FDCA به عنوان جایگزینی برای مونومرهای سنتی و مشتق شده از فسیل، تولیدکنندگان می توانند به طور قابل توجهی اتکای خود را به منابع تجدید ناپذیر و انتشار کربن مرتبط با استخراج، پالایش و فرآوری نفت کاهش دهند. این انتقال از مواد اولیه نفتی به مواد اولیه تجدیدپذیر به طور مستقیم به کاهش کربن در سطح کلان کمک می کند.

تولید بیوتکنولوژیک FDCA، معمولاً از طریق تخمیر قندها، بازده انرژی بیشتری را در مقایسه با فرآیندهای با دمای بالا و فشار بالا که در صنایع سنتی پتروشیمی استفاده می‌شوند، ارائه می‌دهد. فرآیندهای تخمیر معمولاً در دماها و فشارهای پایین‌تر انجام می‌شوند و در نتیجه مصرف انرژی کمتری دارند. در مقابل، تولید پلاستیک های مبتنی بر نفت مانند PET به مقادیر قابل توجهی انرژی نیاز دارد، هم از نظر استخراج نفت خام و هم برای تبدیل به پلیمرهای پلاستیکی. همانطور که روش‌های تولید FDCA همچنان در حال بهبود هستند، پیشرفت‌های بیشتری در بهره‌وری انرژی انتظار می‌رود که به کاهش انتشار کربن حتی بیشتر کمک می‌کند.