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The transformation of plastics production from net positive greenhouse gas emissions to net negative: An environmental sustainability assessment of CO2-based polypropylene
Journal of CO2 Utilization ( IF 7.2 ) Pub Date : 2021-08-16 , DOI: 10.1016/j.jcou.2021.101672
K. Kuusela 1 , V. Uusitalo 1 , J. Ahola 2 , J. Levänen 1
Affiliation  

The production of plastics is heavily dependent upon fossil feedstocks, thus contributing to global warming. Power-to-X technologies provide new routes to chemicals and plastics production from captured CO 2 and renewable electricity. In this study, CO 2 -based polypropylene production via the methanol-to-olefins route is investigated. The main questions are twofold: 1) whether CO 2 -based polypropylene could be produced with negative net greenhouse gas emissions; and 2) if there is a risk that power-to-polypropylene production would lead to increased land use and water consumption. We performed a cradle-to-gate life cycle assessment with GaBi software to assess the global warming potential, land use and water consumption of CO 2 -based polypropylene. The net global warming potential of power-topolypropylene was found to be negative (-0.35 kgCO 2eq kg -1), meaning that more CO 2 from air is embedded in the polypropylene than is emitted during its production.Compared to fossil polypropylene production, power-to-polypropylene has little effect on water consumption but may lead to increased land use, especially through renewable power consumption. It seems that power-to- polypropylene production does have the potential to transform polypropylene production from being a carbon source to having a net negative global warming potential, which globally could play a significant role in climate change mitigation. A long-term carbon sink effect can be possible, if polypropylene is used in durable long-term applications, such as in infrastructure and construction, and its incineration and release of carbon can be avoided.



中文翻译:

塑料生产从净正温室气体排放转变为净负排放:基于二氧化碳的聚丙烯的环境可持续性评估

塑料的生产严重依赖化石原料,从而导致全球变暖。Power-to-X 技术为利用捕获的 CO 2 和可再生电力生产化学品和塑料提供了新途径。在这项研究中,研究了通过甲醇制烯烃路线生产基于 CO 2 的聚丙烯。主要问题有两个:1) 是否可以生产基于 CO 2 的聚丙烯,其净温室气体排放量为负;2) 是否存在电力转聚丙烯生产会导致土地使用和用水量增加的风险。我们使用 GaBi 软件进行了从摇篮到大门的生命周期评估,以评估基于 CO 2 的聚丙烯的全球变暖潜能、土地利用和水消耗。发现电力聚丙烯的净全球变暖潜势为负值 (-0. 35 kgCO 2eq kg -1),这意味着聚丙烯中嵌入的空气中的 CO 2 比其生产过程中排放的要多。使用,特别是通过可再生能源消耗。看来,电力到聚丙烯的生产确实有可能将聚丙烯生产从碳源转变为具有净负全球变暖潜势,这可以在全球范围内在减缓气候变化方面发挥重要作用。如果将聚丙烯用于基础设施和建筑等耐用的长期应用,并且可以避免其焚烧和释放碳,则可能产生长期的碳汇效应。这意味着更多来自空气的 CO 2 嵌入聚丙烯中,而不是在其生产过程中排放。与化石聚丙烯生产相比,聚丙烯对水消耗的影响很小,但可能会导致土地使用增加,特别是通过可再生能源消耗。看来,电力到聚丙烯的生产确实有可能将聚丙烯生产从碳源转变为具有净负全球变暖潜势,这可以在全球范围内在减缓气候变化方面发挥重要作用。如果将聚丙烯用于基础设施和建筑等耐用的长期应用,并且可以避免其焚烧和释放碳,则可能产生长期的碳汇效应。这意味着更多来自空气的 CO 2 嵌入聚丙烯中,而不是在其生产过程中排放。与化石聚丙烯生产相比,聚丙烯对水消耗的影响很小,但可能会导致土地使用增加,特别是通过可再生能源消耗。看来,电力到聚丙烯的生产确实有可能将聚丙烯生产从碳源转变为具有净负全球变暖潜势,这可以在全球范围内在减缓气候变化方面发挥重要作用。如果将聚丙烯用于基础设施和建筑等耐用的长期应用,并且可以避免其焚烧和释放碳,则可能产生长期的碳汇效应。电力转聚丙烯对用水量几乎没有影响,但可能会导致土地使用量增加,尤其是通过可再生能源消耗。看来,电力到聚丙烯的生产确实有可能将聚丙烯生产从碳源转变为具有净负全球变暖潜势,这可以在全球范围内在减缓气候变化方面发挥重要作用。如果将聚丙烯用于基础设施和建筑等耐用的长期应用,并且可以避免其焚烧和释放碳,则可能产生长期的碳汇效应。电力转聚丙烯对用水量几乎没有影响,但可能会导致土地使用量增加,尤其是通过可再生能源消耗。看来,电力到聚丙烯的生产确实有可能将聚丙烯生产从碳源转变为具有净负全球变暖潜势,这可以在全球范围内在减缓气候变化方面发挥重要作用。如果将聚丙烯用于基础设施和建筑等耐用的长期应用,并且可以避免其焚烧和释放碳,则可能产生长期的碳汇效应。看来,电力到聚丙烯的生产确实有可能将聚丙烯生产从碳源转变为具有净负全球变暖潜势,这可以在全球范围内在减缓气候变化方面发挥重要作用。如果将聚丙烯用于基础设施和建筑等耐用的长期应用,并且可以避免其焚烧和释放碳,则可能产生长期的碳汇效应。看来,电力到聚丙烯的生产确实有可能将聚丙烯生产从碳源转变为具有净负全球变暖潜势,这可以在全球范围内在减缓气候变化方面发挥重要作用。如果将聚丙烯用于基础设施和建筑等耐用的长期应用,并且可以避免其焚烧和释放碳,则可能产生长期的碳汇效应。

更新日期:2021-08-17
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