Hoe draagt ​​FDCA bij aan het verkleinen van de CO2-voetafdruk van de chemische en kunststofindustrie?

2,5-Furandicarbonzuur (FDCA) is afgeleid van hernieuwbare biomassagrondstoffen (zoals plantaardige suikers), waardoor het een duurzamere optie is vergeleken met traditionele chemicaliën gemaakt van op aardolie gebaseerde grondstoffen. Biomassa, waaronder agrarische bijproducten, afvalmaterialen en speciale gewassen zoals maïs en suikerriet, absorbeert kooldioxide (CO2) als onderdeel van het groeiproces. Wanneer deze koolstof wordt gebruikt om FDCA te produceren, wordt deze effectief "opgevangen" in het eindproduct. Als gevolg hiervan fungeert FDCA als een koolstofneutraal of koolstofarm alternatief voor chemicaliën afgeleid van fossiele brandstoffen, die verantwoordelijk zijn voor aanzienlijke emissies tijdens de extractie, raffinage en verwerking. Door over te stappen op hernieuwbare biomassa wordt de algehele afhankelijkheid van fossiele brandstoffen verminderd, waardoor de ecologische voetafdruk van de chemische en kunststofindustrie aanzienlijk wordt verkleind.

De productie van FDCA gaat over het algemeen gepaard met aanzienlijk lagere broeikasgasemissies (BKG's) vergeleken met conventionele petrochemische processen. Petrochemische processen die worden gebruikt voor de productie van materialen zoals polyethyleentereftalaat (PET) en andere veel voorkomende kunststoffen zijn doorgaans energie-intensief en resulteren in grote CO2-emissies, omdat ze afhankelijk zijn van niet-hernieuwbare fossiele brandstoffen. De op fermentatie gebaseerde productie van FDCA vereist daarentegen doorgaans minder energie en resulteert in minder emissies. Het gebruik van FDCA in biogebaseerde polymeren zoals polyethyleenfuranoaat (PEF) kan resulteren in een nog lagere uitstoot van broeikasgassen gedurende de levenscyclus van het materiaal, van productie tot verwijdering.

Op FDCA gebaseerde polymeren zoals PEF bieden opmerkelijke verbeteringen in de biologische afbreekbaarheid vergeleken met traditionele kunststoffen zoals PET. PEF, gemaakt van FDCA, heeft een superieure biologische afbreekbaarheid, wat betekent dat wanneer het in het milieu wordt afgebroken, het minder schadelijke bijproducten produceert dan conventionele kunststoffen. Dit vermogen om efficiënt te worden gerecycled tot nieuwe producten vermindert de vraag naar nieuwe materialen en verlaagt de algehele impact op het milieu. Door de recycleerbaarheid en biologische afbreekbaarheid van kunststoffen te verbeteren, helpt FDCA het plasticafval te verminderen, waardoor het een belangrijke factor wordt in duurzamere materiaalbeheerpraktijken en gesloten-lussystemen.

Een van de meest directe manieren waarop FDCA de ecologische voetafdruk verkleint, is door zijn potentieel om traditionele op aardolie gebaseerde chemicaliën te vervangen bij de productie van kunststoffen en andere materialen. Conventionele petrochemische processen voor de productie van kunststoffen zijn sterk afhankelijk van fossiele brandstoffen, die aanzienlijk bijdragen aan de koolstofemissies. FDCA is afgeleid van hernieuwbare bronnen, die een veel lagere koolstofintensiteit hebben. Door FDCA te gebruiken als vervanging voor traditionele, van fossiele brandstoffen afkomstige monomeren, kunnen fabrikanten hun afhankelijkheid van niet-hernieuwbare hulpbronnen en de koolstofemissies die gepaard gaan met de winning, raffinage en verwerking van aardolie aanzienlijk verminderen. Deze transitie van op aardolie gebaseerde naar hernieuwbare grondstoffen draagt ​​rechtstreeks bij aan koolstofreductie op macroniveau.

De biotechnologische productie van FDCA, doorgaans door middel van fermentatie van suikers, biedt een grotere energie-efficiëntie vergeleken met de hogetemperatuur- en hogedrukprocessen die in de traditionele petrochemische industrieën worden gebruikt. Fermentatieprocessen worden doorgaans uitgevoerd bij lagere temperaturen en drukken, wat resulteert in een lager energieverbruik. Daarentegen vereist de productie van op aardolie gebaseerde kunststoffen zoals PET aanzienlijke hoeveelheden energie, zowel wat betreft de winning van ruwe olie als de omzetting in kunststofpolymeren. Naarmate de productiemethoden voor FDCA blijven verbeteren, worden verdere verbeteringen in de energie-efficiëntie verwacht, waardoor de CO2-uitstoot nog verder zal worden verlaagd.