Forskare som utvecklar förnybar plast och utforskar nya processer för plastcykler och återvinningsteknik kommer nu att enkelt kunna basera sina ansträngningar till nuvarande tillverkningspraxis för att förstå om deras ansträngningar kommer att spara energi och minska utsläppen av växthusgaser.

Benchmarkdata som beräknats och sammanställts vid National Renewable Energy Laboratory (NREL) ger en mätning - på leveranskedjan - av hur mycket energi som krävs och mängden växthusgaser som släpps ut från produktion av en mängd olika plaster i USA.

"I dag, vi använder en övervägande linjär ekonomi för många av de material vi använder, inklusive plast, "sa Gregg Beckham, senior forskare vid NREL. "Många människor och organisationer runt om i världen tittar på sätt att göra vår materialekonomi cirkulär."

För detta ändamål, NREL leder BOTTLE -konsortiet, ett partnerskap som involverar forskningslaboratorier och universitet för att utveckla metoder för att cykla upp dagens avfallsplast och omforma morgondagens plast för att kunna återvinnas genom design. BOTTLE står för biooptimerad teknik för att hålla termoplast borta från deponier och miljö.

Beckham är seniorförfattare till en nyligen publicerad tidning i tidningen Joule . Artikeln, med titeln "Tillverkning av energi och utsläpp av växthusgaser i samband med plastförbrukning, "rapporterar om 18 plaster, var och en med en global förbrukning på mer än 1 miljon ton per år. Studiens medförfattare, allt från NREL, är Scott Nicholson, Nicholas Rorrer, och Alberta Carpenter.

Uppskattningarna drar från en resurs som utvecklats vid NREL, verktyget Materialflow through Industry (MFI), som spårar energi och materialflöden genom hela tillverkningskedjan för att uppskatta energibehov och växthusgasutsläpp.

"MFI är ett allmänt tillgängligt verktyg som enkelt kan anpassas för nya teknikalternativ, "Sade Nicholson." Vi försöker ständigt lägga till nya produktionsprocesser i databasen. Forskare kan begära ett MFI -konto och arbeta med NREL för att införliva sina egna processdata i verktyget och beräkna effekterna för en föreslagen ny leveranskedja. "

Med hjälp av MFI -verktyget, om en föreslagen tillverkningsmetod beräknas kräva mer energi eller producera mer växthusgaser än status quo -processen, Nicholson sa att "en jämförelse av källor och typer av effekter kan hjälpa oss att räkna ut vilka aspekter av en ny process som kan riktas mot förbättringar."

För att ge lite sammanhang med avseende på det bredare industrilandskapet, polymererna som omfattas av denna studie representerar cirka 95% av den globala produktionen, sammanlagt 360 miljoner ton årligen. Enligt U.S. Energy Information Agency, plastproduktion stod för cirka 11% av all tillverkningsenergiförbrukning i USA från och med 2014. USA är ansvarigt för att generera den största andelen avfallplast i världen, enligt en nyligen publicerad analys i Science Advances.

Denna MFI -verktygsanalys återspeglar endast USA:s konsumtion av plast, med tanke på var den används på egen hand eller införlivas i ett annat material. Polyester fiber, till exempel, räknas inte när det används utomlands för att göra kläder som sedan importeras till USA. Framtida möjligheter som för närvarande utvecklas av MFI -verktygsteamet gör det möjligt för användare att analysera globala leveranskedjor istället för bara de som är baserade på amerikansk tillverkning.

Två organisationer inom Department of Energy - Advanced Manufacturing Office och Bioenergy Technologies Office - finansierade forskningen. Arbetet utfördes som en del av det nybildade BOTTLE Consortium, som är en del av Department of Energy's Plastics Innovation Challenge.