W jaki sposób FDCA przyczynia się do zmniejszenia śladu węglowego przemysłu chemicznego i tworzyw sztucznych?

Kwas 2,5-furodikarboksylowy (FDCA) pochodzi z odnawialnych surowców z biomasy (takich jak cukry roślinne), co czyni go bardziej zrównoważoną opcją w porównaniu z tradycyjnymi chemikaliami wytwarzanymi z surowców ropopochodnych. Biomasa, która obejmuje produkty uboczne rolnictwa, materiały odpadowe i uprawy specjalne, takie jak kukurydza czy trzcina cukrowa, pochłania dwutlenek węgla (CO2) w ramach swojego procesu wzrostu. Węgiel używany do produkcji FDCA jest skutecznie „sekwestrowany” w produkcie końcowym. W rezultacie FDCA działa jako neutralna pod względem emisji dwutlenku węgla lub niskoemisyjna alternatywa dla substancji chemicznych pochodzących z paliw kopalnych, które są odpowiedzialne za znaczne emisje podczas ekstrakcji, rafinacji i przetwarzania. Przejście na biomasę odnawialną zmniejsza ogólną zależność od paliw kopalnych, znacznie zmniejszając ślad węglowy przemysłu chemicznego i tworzyw sztucznych.

Produkcja FDCA generalnie wiąże się ze znacznie niższą emisją gazów cieplarnianych (GHG) w porównaniu z konwencjonalnymi procesami petrochemicznymi. Procesy petrochemiczne stosowane do produkcji materiałów takich jak politereftalan etylenu (PET) i inne powszechnie stosowane tworzywa sztuczne są zazwyczaj energochłonne i powodują duże emisje CO2, ponieważ opierają się na nieodnawialnych paliwach kopalnych. Natomiast produkcja FDCA oparta na fermentacji zazwyczaj wymaga mniej energii i skutkuje mniejszą emisją. Zastosowanie FDCA w polimerach pochodzenia biologicznego, takich jak furanian polietylenu (PEF), może skutkować jeszcze niższą emisją gazów cieplarnianych w całym cyklu życia materiału, od produkcji po utylizację.

Polimery na bazie FDCA, takie jak PEF, oferują zauważalną poprawę biodegradowalności w porównaniu z tradycyjnymi tworzywami sztucznymi, takimi jak PET. PEF wytwarzany z FDCA charakteryzuje się doskonałą biodegradowalnością, co oznacza, że ​​rozkładając się w środowisku, wytwarza mniej szkodliwych produktów ubocznych niż konwencjonalne tworzywa sztuczne. Możliwość wydajnego recyklingu w celu uzyskania nowych produktów zmniejsza zapotrzebowanie na materiały pierwotne i zmniejsza ogólny wpływ na środowisko. Zwiększając możliwość recyklingu i biodegradowalności tworzyw sztucznych, FDCA pomaga zmniejszyć ilość odpadów z tworzyw sztucznych, co czyni go kluczowym czynnikiem umożliwiającym bardziej zrównoważone praktyki zarządzania materiałami i systemy obiegu zamkniętego.

Jednym z najbardziej bezpośrednich sposobów, w jaki FDCA zmniejsza ślad węglowy, jest potencjał zastąpienia tradycyjnych chemikaliów na bazie ropy naftowej w produkcji tworzyw sztucznych i innych materiałów. Konwencjonalne procesy petrochemiczne do produkcji tworzyw sztucznych w dużym stopniu opierają się na paliwach kopalnych, które w znacznym stopniu przyczyniają się do emisji dwutlenku węgla. FDCA pochodzi z zasobów odnawialnych, które charakteryzują się znacznie niższą intensywnością emisji dwutlenku węgla. Stosując FDCA jako substytut tradycyjnych monomerów pochodzenia kopalnego, producenci mogą znacznie zmniejszyć swoją zależność od zasobów nieodnawialnych oraz emisję dwutlenku węgla związaną z wydobyciem, rafinacją i przetwarzaniem ropy naftowej. To przejście z surowców ropopochodnych na surowce odnawialne przyczynia się bezpośrednio do redukcji emisji dwutlenku węgla na poziomie makro.

Biotechnologiczna produkcja FDCA, zazwyczaj poprzez fermentację cukrów, zapewnia większą efektywność energetyczną w porównaniu z procesami wysokotemperaturowymi i wysokociśnieniowymi stosowanymi w tradycyjnym przemyśle petrochemicznym. Procesy fermentacji są zwykle przeprowadzane w niższych temperaturach i ciśnieniach, co skutkuje niższym zużyciem energii. Z kolei produkcja tworzyw sztucznych na bazie ropy naftowej, takich jak PET, wymaga znacznych ilości energii, zarówno pod względem wydobycia ropy naftowej, jak i konwersji na polimery tworzyw sztucznych. W miarę ciągłego doskonalenia metod produkcji FDCA oczekuje się dalszych postępów w zakresie efektywności energetycznej, co pomoże jeszcze bardziej obniżyć emisję dwutlenku węgla.