교체의 탄소 비용
산업 장비의 지속 가능성 평가는 종종 운영 에너지 효율성에 중점을 둡니다. 이는 사용 중에 배출되는 탄소를 포집하지만 장비 자체의 제조, 운송, 폐기 과정에서 배출되는 탄소는 놓칩니다. 자주 교체되는 장비의 경우, 제조 과정에서 내재된 탄소는 점진적인 효율성 향상으로 인한 운영 탄소 절감을 초과할 수 있습니다.
부식성 화학물질용 스테인리스 스틸 열교환기는 2~4년 동안 지속됩니다. 15년의 플랜트 수명 동안 4~7개의 교체 장치가 제조, 배송, 설치 및 폐기됩니다. 각 단위는 철강 생산, 제조, 운송에서 배출된 탄소를 운반합니다.
동일한 서비스의 PTFE 열교환기는 15+년 동안 지속됩니다. 하나의 장치가 제조, 배송 및 설치됩니다. 결국 한 유닛이 폐기됩니다. 단일 PTFE 장치의 내재 탄소는 단일 강철 장치보다 높을 수 있습니다.-불소중합체 생산은 에너지 집약적-이지만-이를 4-7개의 강철 장치와 교체 물류의 누적 내재 탄소와 비교합니다.
내재된 탄소원
스테인리스강 생산은 재활용된 내용물과 생산 경로에 따라 강철 1kg당 약 2.0-3.0kg CO2를 배출합니다. 50kg 침지 코일은 재료에 100-150kg CO2를 운반합니다. 제작 절단, 굽힘, 용접으로 인해 재료 설치 공간이 20-40% 추가됩니다. 제조업체에서 현장으로의 운송은 무게와 거리에 비례하여 배출량을 추가합니다.
PTFE 생산에서는 불소중합체 kg당 약 8-12kg CO2를 배출합니다. 이는 킬로그램당 스테인레스 스틸보다 3{7}}5배 더 높습니다. 그러나 동일한 용도의 PTFE 열교환기는 일반적으로 튜브의 벽이 얇고 지지 구조가 더 가볍기 때문에 침지 코일의 경우 20kg, 강철 등가물의 경우 50kg 정도 더 가볍습니다.{11}} 단일 PTFE 장치의 총 내재 탄소는 단일 강철 장치보다 160~240kg CO2 더 높지만 크기는 동일합니다.
PTFE의 탄소 이점은-단위당 효율성이 아니라 여러 교체 단위를 제거함으로써 나타납니다.
표 1: 15-년 수명 주기 탄소 배출량 비교(50kW 의무, 부식성 서비스)
| 탄소원 | 스테인레스 스틸(수명 2.5년) | PTFE(수명 15년) |
|---|---|---|
| 15년 이상 제조된 장치 | 6 | 1 |
| 단위당 내재탄소(kg CO2) | 140-200 | 180-260 |
| 총 제조 탄소(kg CO2) | 840-1,200 | 180-260 |
| 교체당 운송량(kg CO2) | 15-25 | 20-30(일회성) |
| 총 운송 탄소(kg CO2) | 90-150 | 20-30 |
| 이벤트별 설치/해체 에너지 | 미성년자(육체 노동 위주) | 미성년자(1-회) |
| 단위당 처리량(kg CO2) | 30-50 (유해 폐기물 처리) | 10-15(비위험 매립지) |
| 총 처분탄소(kg CO2) | 180-300 | 10-15 |
| 15년 총 탄소발자국(kg CO2) | 1,110-1,650 | 210-305 |
| 탄소발자국 비율(강철:PTFE) | 4-6 : 1 |
스테인레스강 및 PTFE 생산에 대해 게시된 수명 주기 목록 데이터를 기반으로 한 구체화된 탄소 추정치-입니다. 운송 거리는 트럭으로 1,000km를 가정합니다. 폐기 시 금속은 유해 폐기물 처리, PTFE는-유해하지 않은 매립으로 처리합니다.
운영 탄소 고려 사항
증기 생성으로 인한 운영 탄소는 열교환기 효율에 따라 달라집니다. 관련 분석에서 논의된 바와 같이, 금속 코일은 스케일링 및 부식으로 인해 시간이 지남에 따라 효율성이 떨어지며 동일한 열량에 대해 더 많은 증기가 필요합니다. 코일의 수명 저하에 따른 추가 연료 소비로 인해 작동 탄소가 추가됩니다.
PTFE 코일은 안정적인 효율성을 유지하며 서비스 수명 내내 일관된 증기를 소비합니다. 운영상의 탄소 차이는 PTFE를 선호하지만 그 크기는 회피된 교체로 인한 내재 탄소 차이보다 작습니다.
회피된 대체 탄소가 지배적입니다
이 비교에서 PTFE의 주요 탄소 이점은 5개의 교체 장치와 관련 제조, 운송 및 폐기 배출이 제거된다는 것입니다. 이는 강철 제조 효율성의 점진적인 개선이 따라올 수 없는 장수명 장비의 구조적 이점입니다.-
분석은 금속이 재활용 가능하기 때문에 금속 장비가 환경적으로 바람직하다는 가정에 도전합니다. 강철은 재활용이 가능하지만 재활용 과정 자체는 에너지를 많이 사용합니다.-화학 서비스 코일의 부식 오염으로 인해 재활용이 불가능해지며 대신 유해 폐기물을 강제로 처리하게 됩니다.
요약
15-년 동안의 라이프{0}}주기 탄소 발자국 분석에 따르면 수명이 긴 단일 PTFE 열교환기는 부식성 화학 물질 서비스에서 여러 교체 강철 장치보다 탄소를 75~85% 적게 생성합니다. 구체화된 탄소 이점은 5개 교체 장치의 제조, 운송 및 폐기 배출을 제거함으로써 발생합니다.
공격적인 화학 환경에서 PTFE의 지속 가능성 사례는 재료 처리량을 줄이는 수명을 기반으로 합니다. 불소폴리머 생산 시 킬로그램당 더 높은 탄소 집약도(-)는 수명이 짧은 금속 대체품에 필요한 반복적인 제조 주기를 제거함으로써 상쇄되고도 남습니다.-
현재 장비 교체 빈도, 재료 사양, 운송 거리 및 에너지원 탄소 집약도를 제출하면 특정 응용 분야의 수명주기 탄소 비교를 위한 엔지니어링 분석이 제공됩니다.
