Los investigadores que desarrollan plásticos renovables y exploran nuevos procesos para las tecnologías de reciclado y reciclado de plásticos ahora podrán basar fácilmente sus esfuerzos en las prácticas de fabricación actuales para comprender si sus esfuerzos ahorrarán energía y reducirán las emisiones de gases de efecto invernadero.

Los datos de referencia calculados y compilados en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) proporcionan una medida, a nivel de la cadena de suministro, de cuánta energía se requiere y la cantidad de gases de efecto invernadero emitidos por la producción de una variedad de plásticos en los Estados Unidos.

"Hoy dia, empleamos una economía predominantemente lineal para muchos de los materiales que utilizamos, incluidos los plásticos, "dijo Gregg Beckham, investigador senior en NREL. "Muchas personas y organizaciones de todo el mundo están buscando formas de hacer circular nuestra economía de materiales".

Con ese fin, NREL lidera el Consorcio BOTTLE, una asociación que involucra a laboratorios de investigación y universidades para desarrollar métodos para reciclar los plásticos de desecho de hoy y rediseñar los plásticos del mañana para que sean reciclables por diseño. BOTTLE son las siglas de Bio-Optimized Technologies para mantener los termoplásticos fuera de los vertederos y el medio ambiente.

Beckham es el autor principal de un artículo recientemente publicado en la revista. Joule . El artículo, titulado "Energía de fabricación y emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con el consumo de plásticos, "informes sobre 18 plásticos, cada uno con un consumo global de más de 1 millón de toneladas métricas por año. Los coautores del estudio, todo de NREL, son Scott Nicholson, Nicolás Rorrer, y Alberta Carpenter.

Las estimaciones se basan en un recurso desarrollado en NREL, la herramienta Flujos de materiales a través de la industria (MFI), que rastrea los flujos de energía y materiales a lo largo de la cadena de suministro de fabricación para estimar los requisitos de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero.

"MFI es una herramienta disponible públicamente que se puede adaptar fácilmente a las nuevas opciones tecnológicas, ", Dijo Nicholson." Buscamos constantemente agregar nuevos procesos de producción a la base de datos. Los investigadores pueden solicitar una cuenta de IMF y trabajar con NREL para incorporar sus propios datos de proceso en la herramienta y calcular los impactos para una nueva cadena de suministro propuesta ".

Usando la herramienta MFI, si se estima que un método de fabricación propuesto requiere más energía o produce más gases de efecto invernadero que el proceso de statu quo, Nicholson dijo que "una comparación de las fuentes y tipos de impactos puede ayudarnos a determinar qué aspectos de un nuevo proceso podrían ser objeto de mejora".

Para dar algo de contexto con respecto al panorama industrial más amplio, los polímeros cubiertos en este estudio representan aproximadamente el 95% de la producción mundial, un total de 360 ​​millones de toneladas métricas anuales. Según la Agencia de Información Energética de EE. UU., La producción de plásticos representó aproximadamente el 11% de todo el consumo de energía de fabricación en los Estados Unidos a partir de 2014. Estados Unidos es responsable de generar la mayor proporción de plásticos de desecho en el mundo. según un análisis recientemente publicado en Science Advances.

Este análisis de la herramienta de IMF refleja solo el consumo de plásticos en EE. UU., considerando dónde se usa solo o se incorpora a otro material. Fibra de poliester, por ejemplo, no se cuenta cuando se usa en el extranjero para hacer ropa que luego se importa a los Estados Unidos. Las capacidades futuras que está desarrollando actualmente el equipo de herramientas de MFI permitirán a los usuarios analizar las cadenas de suministro globales en lugar de solo aquellas basadas en la fabricación de EE. UU.

Dos organizaciones dentro del Departamento de Energía, la Oficina de Fabricación Avanzada y la Oficina de Tecnologías de Bioenergía, financiaron la investigación. El trabajo se realizó como parte del recién formado Consorcio BOTTLE, que forma parte del Desafío de Innovación de Plásticos del Departamento de Energía.