De nouvelles recherches du Cornell College of Engineering visent à faciliter le processus de recyclage chimique, une industrie émergente qui pourrait transformer les déchets en ressources naturelles en décomposant physiquement le plastique en molécules plus petites à partir desquelles il a été produit à l'origine.

Dans un nouveau journal, « Analyse du cycle de vie et optimisation du recyclage chimique des déchets plastiques en polyéthylène haute densité, " publié dans le numéro du 13 septembre de la revue ACS Chimie et Ingénierie Durables , Fengqi vous, le professeur Roxanne E. et Michael J. Zak en ingénierie des systèmes énergétiques, et le doctorant Xiang Zhao détaillent un cadre incorporant plusieurs modèles et méthodologies mathématiques qui tiennent compte de tout, des équipements de recyclage des produits chimiques, procédés et sources d'énergie, aux effets environnementaux et au marché des produits finis.

Le cadre est la première analyse complète de ce type qui quantifie les impacts environnementaux du cycle de vie du recyclage chimique des déchets plastiques, comme le changement climatique et la toxicité humaine.

Des milliards de tonnes de plastique ont été produites depuis les années 1950, pourtant la plupart — 91 %, selon une étude souvent citée, n'a pas été recyclé. Alors que les décharges croissantes et les zones naturelles contaminées font partie des préoccupations, l'incapacité de réduire et de réutiliser le plastique est également considérée par certains comme une opportunité économique manquée.

C'est pourquoi l'industrie émergente du recyclage chimique attire l'attention de l'industrie des déchets et des chercheurs comme You, qui aide à identifier les technologies optimales pour le recyclage chimique et fournit une feuille de route pour l'avenir de l'industrie.

Non seulement le recyclage chimique crée une « économie circulaire, " dans lequel un déchet peut être retransformé en ressource naturelle, mais cela ouvre la porte aux plastiques tels que le polyéthylène haute densité, utilisés pour produire des articles tels que des bouteilles rigides, jouets, canalisations souterraines, et les enveloppes de colis postaux—à recycler plus fréquemment.

Le cadre de You peut quantifier les conséquences environnementales de la dynamique du marché que les évaluations typiques de la durabilité du cycle de vie négligeraient. C'est également le premier à combiner l'optimisation de la superstructure - une technique de calcul pour rechercher dans un grand espace combinatoire de voies technologiques pour minimiser les coûts - avec l'analyse du cycle de vie, l'information du marché et l'équilibre économique.

L'article met en évidence les avantages de l'optimisation du cycle de vie par rapport aux outils analytiques plus traditionnels. Dans un scénario, maximiser les résultats économiques tout en minimisant les impacts environnementaux, L'optimisation du cycle de vie a produit une diminution de plus de 14 % des émissions de gaz à effet de serre et une réduction de plus de 60 % de la pollution atmosphérique photochimique par rapport à l'approche d'évaluation attributionnelle du cycle de vie généralement utilisée dans les études d'évaluation environnementale.

Alors que l'analyse donne aux experts de l'industrie et aux décideurs politiques une voie générale pour faire progresser le recyclage chimique et une économie circulaire pour les plastiques, une myriade de choix et de variables tout au long de la voie technologique doivent être pris en considération. Par exemple, si la demande du marché pour les produits chimiques de base comme l'éthylène et le propylène est suffisamment forte, le cadre recommande un type spécifique de technologie de séparation chimique, tandis que si le butane ou l'isobutène sont souhaités, une autre technologie de type est optimale.

"C'est un processus chimique et il y a tellement de possibilités, " Vous avez dit. " Si nous voulons investir dans le recyclage chimique, quelle technologie utiliserions-nous? Cela dépend vraiment de la composition de nos déchets, les variantes de plastique polyéthylène, et cela dépend des prix actuels du marché pour les produits finaux comme les carburants et les hydrocarbures."

Les conséquences environnementales du recyclage chimique dépendent de variables telles que le processus du fournisseur de matières premières et de produits chimiques. Par exemple, le cadre a révélé que la production de butène sur site, par opposition à son approvisionnement, peut réduire de près de 20 % la pollution photochimique de l'air provenant des usines de recyclage, tandis que l'utilisation sur site de gaz naturel augmente de plus de 37 % les rayonnements ionisants potentiellement nocifs.

"Il y a toujours quelque chose que nous pouvons tordre et ajuster dans la technologie et le processus, et c'est la partie délicate, " tu as dit, qui a ajouté qu'avec l'émergence de nouvelles techniques de recyclage chimique et l'évolution des marchés, l'optimisation conséquente du cycle de vie restera un outil puissant pour guider l'industrie émergente.