Von José Miguel Muñoz Gómez – Auskleidungen aus hochdichtem Polyethylen sind bekannt für ihre Eindämmungsleistung in Deponien, im Bergbau, in der Abwasserentsorgung und in anderen wichtigen Bereichen.Weniger diskutiert, aber eine Bewertung wert ist der bessere CO2-Fußabdruck, den HDPE-Geomembranen im Vergleich zu herkömmlichen Barrieren wie verdichtetem Ton bieten.
Eine 1,5 mm (60 mil) HDPE-Auskleidung kann eine ähnliche Abdichtung wie 0,6 m hochwertiger, homogen verdichteter Ton bieten und eine Durchlässigkeit von weniger als 1 x 10-11 m/s (gemäß ASTM D 5887) erreichen.Die HDPE-Geomembran übertrifft anschließend die allgemeinen Maßstäbe für Undurchlässigkeit und Nachhaltigkeit, wenn man die gesamten wissenschaftlichen Erkenntnisse untersucht und alle Ressourcen und Energie bei der Herstellung von Ton- und HDPE-Geomembranen zur Verwendung als Barriereschicht berücksichtigt.
Der geosynthetische Ansatz bietet, wie die Daten zeigen, eine umweltfreundlichere Lösung.
Kohlenstoff-Fußabdruck und HDPE-Geomembran-Eigenschaften
Der Hauptbestandteil von HDPE ist das Monomer Ethylen, das zu Polyethylen polymerisiert wird.Die Hauptkatalysatoren sind Aluminiumtrialkylitaniumtetrachlorid und Chromoxid
Die Polymerisation von Ethylen und Comonomeren zu HDPE erfolgt in einem Reaktor in Gegenwart von Wasserstoff bei einer Temperatur von bis zu 110 °C (230 °F).Das resultierende HDPE-Pulver wird dann einem Pelletierer zugeführt.
SOTRAFA verwendet ein Kalandrierungssystem (Flachdüse), um aus diesen Pellets seine primäre HDPE-Geomembran (ALVATECH HDPE) herzustellen.
Identifizierung von Treibhausgasen und CO2-Äquivalenten
Die in unserer Bewertung des CO2-Fußabdrucks berücksichtigten Treibhausgase waren die wichtigsten Treibhausgase, die in diesen Protokollen berücksichtigt wurden: Kohlendioxid, Methan und Lachgas.Jedes Gas hat ein anderes globales Erwärmungspotenzial (GWP), das ein Maß dafür ist, wie viel eine bestimmte Masse eines Treibhausgases zur globalen Erwärmung oder zum Klimawandel beiträgt.
Kohlendioxid hat per Definition ein GWP von 1,0.Um die Beiträge von Methan und Lachgas zur Gesamtwirkung quantitativ einzubeziehen, wird die Masse der Methan- und Lachgasemissionen mit ihren jeweiligen GWP-Faktoren multipliziert und dann zur Masse der Kohlendioxidemissionen addiert, um eine „Kohlendioxidäquivalent“-Masse zu berechnen Emission.Für die Zwecke dieses Artikels wurden die GWPs den Werten entnommen, die in der US-amerikanischen EPA-Leitlinie „Mandatory Reporting of Greenhouse Gas Emissions“ aus dem Jahr 2010 aufgeführt sind.
Die GWPs der in dieser Analyse berücksichtigten Treibhausgase:
Kohlendioxid = 1,0 GWP 1 kg CO2-Äquivalent/kg CO2
Methan = 21,0 GWP 21 kg CO2-Äquivalent/kg CH4
Lachgas = 310,0 GWP 310 kg CO2-Äquivalent/kg N2O
Unter Verwendung der relativen GWPs der Treibhausgase wurde die Masse der Kohlendioxidäquivalente (CO2eq) wie folgt berechnet:
kg CO2 + (21,0 x kg CH4) + (310,0 x kg N2O) = kg CO2-Äq
Annahme: Die Energie-, Wasser- und Abfallinformationen von der Gewinnung der Rohstoffe (Öl oder Erdgas) über die Produktion von HDPE-Pellets bis hin zur Herstellung der Geomembran HDPE:
5 mm dicke HDPE-Geomembran mit einer Dichte von 940 kg/m3
Der CO2-Fußabdruck von HDPE beträgt 1,60 kg CO2/kg Polyethylen (ICE, 2008).
940 kg/m3 x 0,0015 m x 10.000 m2/ha x 1,15 (Schrott und Überlappungen) = 16.215 kg HDPE/ha
E = 16.215 kg HDPE/ha x 1,60 kg CO2/kg HDPE => 25,944 kg CO2-Äq/ha
Annahme Transport: 15,6 m2/LKW, 1000 km von der Produktionsstätte zur Baustelle
15 kg CO2/Gallone Diesel x Gallone/3.785 Liter = 2,68 kg CO2/Liter Diesel
26 g N2O/Gallone Diesel x Gallone/3.785 Liter x 0,31 kg CO2-Äquivalent/g N2O = 0,021 kg CO2-Äquivalent/Liter Diesel
44 g CH4/Gallone Diesel x Gallone/3.785 Liter x 0,021 kg CO2-Äquivalent/g CH4 = 0,008 kg CO2-Äquivalent/Liter Diesel
1 Liter Diesel = 2,68 + 0,021 + 0,008 = 2,71 kg CO2-Äquivalent
Emissionen von Lkw-Produkttransporten auf der Straße:
E = TMT x (EF CO2 + 0,021∙EF CH4 + 0,310∙EF N2O)
E = TMT x (0,972 + (0,021 x 0,0035)+(0,310 x 0,0027)) = TM x 0,298 kg CO2-Äquivalent/Tonnenmeile
Wo:
E = Gesamte CO2-Äquivalent-Emissionen (kg)
TMT = Tonnenmeilen zurückgelegt
EF CO2 = CO2-Emissionsfaktor (0,297 kg CO2/Tonnenmeile)
EF CH4 = CH4-Emissionsfaktor (0,0035 g CH4/Tonnenmeile)
EF N2O = N2O-Emissionsfaktor (0,0027 g N2O/Tonnenmeile)
Umrechnung in metrische Einheiten:
0,298 kg CO2/Tonnenmeile x 1,102 Tonnen/Tonne x Meile/1,61 km = 0,204 kg CO2/Tonnenkm
E = TKT x 0,204 kg CO2-Äquivalent/Tonnen-km
Wo:
E = Gesamte CO2-Äquivalentemissionen (kg)
TKT = Tonne – zurückgelegte Kilometer.
Entfernung vom Produktionswerk (Sotrafa) zum Einsatzort (hypothetisch) = 1000 km
Typisches beladenes LKW-Gewicht: 15.455 kg/LKW + 15,6 m2 x 1,5 x 0,94/LKW = 37.451 kg/LKW
641 LKW/ha
E = (1000 km x 37.451 kg/Lkw x Tonne/1000 kg x 0,641 Lkw/ha) x 0,204 kg CO2-Äquivalent/Tonnen-km =
E = 4.897,24 kg CO2-Äquivalent/ha
Zusammenfassung des CO2-Fußabdrucks von Geomembran HDPE 1,5 mm
EIGENSCHAFTEN VON VERDICHTETEN TONBAHNEN UND IHREM CO2-FUSSABDRUCK
Verdichtete Tonauskleidungen wurden in der Vergangenheit als Sperrschichten in Wasserlagunen und Abfallauffanganlagen verwendet.Übliche gesetzliche Anforderungen für verdichtete Tonauskleidungen sind eine Mindestdicke von 0,6 m und eine maximale hydraulische Leitfähigkeit von 1 x 10‐11 m/s.
Der Prozess: Der Ton an der Bohrquelle wird mit Standard-Baugeräten ausgehoben, die das Material auch auf dreiachsige Muldenkipper verladen, um es zur Baustelle zu transportieren.Es wird davon ausgegangen, dass jeder LKW eine Kapazität von 15 m3 lockerem Boden hat.Unter Verwendung eines Verdichtungsfaktors von 1,38 wird geschätzt, dass über 550 LKW-Ladungen Erde benötigt würden, um auf einer Fläche von einem Hektar eine 0,6 m dicke verdichtete Tonauskleidung zu errichten.
Die Entfernung von der Kreditquelle zur Baustelle ist natürlich standortspezifisch und kann stark variieren.Für die Zwecke dieser Analyse wurde eine Entfernung von 16 km (10 Meilen) angenommen.Der Transport von der Tonquelle und der Baustelle ist ein großer Teil der gesamten Kohlenstoffemissionen.Hier wird die Empfindlichkeit des gesamten CO2-Fußabdrucks gegenüber Änderungen dieser standortspezifischen Variablen untersucht.
Zusammenfassung des CO2-Fußabdrucks von verdichtetem Tonliner
ABSCHLUSS
Während bei HDPE-Geomembranen stets die Leistung vor den Vorteilen hinsichtlich des CO2-Fußabdrucks ausgewählt wird, unterstützen die hier verwendeten Berechnungen erneut die Verwendung einer geosynthetischen Lösung aus Gründen der Nachhaltigkeit im Vergleich zu anderen gängigen Baulösungen.
Geomembranen wie ALVATECH HDPE 1,5 mm werden aufgrund ihrer hohen chemischen Beständigkeit, starken mechanischen Eigenschaften und langen Lebensdauer spezifiziert;Aber wir sollten uns auch die Zeit nehmen, zu erkennen, dass dieses Material einen CO2-Fußabdruck hat, der dreimal niedriger ist als der von verdichtetem Ton.Selbst wenn man Ton von guter Qualität und einen Leihstandort nur 16 km vom Projektstandort entfernt bewertet, übertreffen HDPE-Geomembranen aus 1000 km Entfernung immer noch verdichteten Ton in Bezug auf den CO2-Fußabdruck.
Von: https://www.geosynthetica.net/carbon-footprint-hdpe-geomembranes-aug2018/
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 28.09.2022