什麼是質量平衡法?

我們將介紹質量平衡法的概念、熟悉的範例和優點。

什麼是質量平衡?

什麼是質量平衡法?

質量平衡方法(也稱為質量平衡方法)是一種監管鏈,允許追蹤具有某些特性的原材料(例如源自生物質或再生塑料的材料)在生產過程中的總量系統或供應鏈,並確保將這些原材料適當分配給成品。

*出典:バイオプラスチック導入ロードマップ -持続可能なプラスチックの利用に向けて-(環境省、経済産業省、農林水産省、文部科学省)(令和3年1月)

質量平衡方法是透過仔細控製作為輸入接收的原材料和作為輸出產生的最終產品的平衡來確保準確性的框架。例如,假設我們將 4 噸生物質衍生原料與 8 噸石油衍生原料混合,以生產 12 噸最終產品。嚴格按照混合比例,我們生產了 12 噸產品,其中 33%(或三分之一)來自生物質。然而,在質量平衡方法中,我們可以將這 12 噸中的 4 噸指定為 100% 生物質衍生產品,而其餘 8 噸指定為石油衍生塑膠。

質量平衡法質量平衡方法圖

隔離方法
分離一詞是指傳統的生產方法,其中作為投入收到的原材料按原樣使用,不加修改,用於作為產出生產的產品。這是傳統上做事的方式。在上面討論的例子中,由 33%(或三分之一)生物質衍生成分生產的 12 噸產品將以這種方式出售——作為 12 噸 33% 生物質衍生產品。
還有其他幾種方法;有關更多詳細信息,請參閱什麼是監管鏈? (關聯)

因此,即使對於生物質衍生原料與石油衍生原料混合的生產過程,採用質量平衡方法也允許最終產品的某些部分(與輸入混合物中生物質衍生材料的比例成比例)被指定為完全生物質衍生的。

請注意,ISO 22095:2020(en)監管鏈 - 一般術語和模型將質量平衡方法稱為質量平衡模型;它是管理整個供應鏈的幾個現有模型之一,即所謂的監管鏈,包括從原材料到最終產品的所有階段的加工和物流。

日常生活中的質量平衡方法

品質平衡方法已經開始在許多工業領域取得進展,其中包括在日常生活中發揮著熟悉作用的幾個領域:造紙和紙漿行業的FSC 認證、棕櫚油的RSPO 認證以及可可豆和可可豆的公平貿易認證。類似的產品只是質量平衡技術日益普遍採用的幾個例子。

以棕櫚油為例,仔細平衡經過認證的棕櫚油輸入量與最終產品輸出量,可以在整個市場上控制經過認證的棕櫚油的供應,即使是未經認證的棕櫚油在物流過程中與來自RSPO認證種植園的認證棕櫚油混合。

隨著客戶優先選擇RSPO認證的棕櫚油產品,整個市場對RSPO認證棕櫚油的需求將會成長,從而產生越來越多的RSPO認證種植園,並推動整個供應鏈走向永續模式。

質量平衡法的優點

生物質塑膠有幾個缺點:它們需要專門的生產設備和專門的原材料,它們只適用於有限的產品範圍,而且它們在整個市場上的傳播相當緩慢。塑膠產品品質平衡方法的採用使生產商可以選擇用更可持續的資源逐步取代現有材料,這是邁向未來碳中和社會道路上的一個有希望的發展。塑膠品質平衡生產的主要優勢包括:

プラスチックに対してもマスバランス方式を適用させる、主なメリットは以下の通りです。

  • 減少環境足跡:推廣使用生物質衍生材料可減少化石燃料資源的消耗。此外,大氣中的二氧化碳在生物質生長過程中保持固定,並且只要生物質被重新製造,燃燒生物質就不會增加大氣中的二氧化碳,從而有助於總體上減少二氧化碳排放。*此外,該計劃不僅限於生物質衍生的成分:它還可用於整合從廢物中提取的資源。

    *資料來源:塑膠資源流通部(教育部)

  • 在現有設施中使用傳統製程:除了將生物質衍生物質混合到輸入材料中之外,無需對生產流程進行修改;現有的設施和流程可以以與以前相同的方式和條件下使用。這確保了產品的物理性能和其他特性與傳統同類產品相同。相較之下,透過分離方法生產需要將生物質衍生成分和石油衍生成分完全分離;這增加了繁瑣的額外工藝步驟,例如在生物質和石油材料之間切換時細分生產桶以及暫時停止生產以清潔桶。
  • 適用於廣泛的產品:質量平衡方法允許將生物質引入許多不同類型的生產過程中,包括涉及傳統上難以從生物質中獲取的材料的過程(例如需要多個不同過程來生產的衍生物質) ,其中石腦油也許是最基本的例子。

質量平衡方法的挑戰

儘管具有上述許多優點,質量平衡方法的採用確實帶來了一些挑戰,包括:

  • 可追溯性和可靠性:強大的可靠性框架——涵蓋整個供應鏈,以驗證生物質衍生材料是否正確納入生產過程、製造的產品是否正確分配給各種名稱以及其他關鍵條款得到遵守——是一個重要的先決條件用於質量平衡操作。確保可靠性的黃金標準是接受 ISCC、RED cert 和 RSB 等外部國際認證機構的審核和認證。
  • 意識:由於品質平衡概念相對較新,生產者必須進行外展活動來教育消費者和企業夥伴。過去,生物質認證協議根據產品中實際含有的生物質衍生成分的比例來確定生物質含量,並在產品上貼上以此方式確定的生物質含量統計數據。這適用於傳統的基於分離的生產,其中產品顯示的生物質含量實際上與其所含的生物質比例一致。相較之下,在質量平衡方法中,生物質含量是透過分配和指定來確定的,如上所述,這對許多消費者來說將是一個新的、陌生的概念。展望未來,改變生物質含量的表達和展示方式以及產品的定位和描述方式將非常重要。
  • 經濟性:雖然質量平衡方法使製造商更容易將生物質衍生成分納入其生產過程,但不幸的現實是許多生物質衍生材料仍然比石油替代品昂貴得多。隨著生物質衍生產品繼續逐步滲透到現有市場,我們預計生物質衍生原料的產量將會增加,幫助生產者以更容易接受的價格交付貨物。

透過質量平衡方法使用生物質衍生成分的樹脂材料(ISCC PLUS 認證)

旭化成正在開發透過質量平衡方法使用生物質衍生成分的工程塑膠。這些材料已獲得 ISCC PLUS*(可持續產品國際認證計劃)的認證。

使用生物質原料的個人防護裝備

我們的XYRON™改質 PPE 樹脂已獲得 ISCC PLUS 認證,作為 PPE 材料,其成分包括透過質量平衡方法從生物質中提取的甲醇/苯酚。
由於經過生物質認證的PPE 樹脂保留了與傳統石油基PPE 樹脂相同的性能(包括耐熱性、阻燃性、重量輕、電絕緣性、尺寸穩定性和低吸水性),因此它們可以幫助實現永續發展廣泛的應用領域。

採用生質原料的TENAC™ POM樹脂

透過獲得ISCC PLUS認證,我們可以使用透過品質平衡法指定的可持續原材料來生產和銷售POM樹脂。
透過應用質量平衡方法,我們能夠支持世界各地的客戶努力實現可持續發展,同時保持 POM 樹脂的優異性能(摩擦磨損性能、強度和剛性、耐油和有機溶劑等) 。

*ISCC(國際永續發展和碳認證)是一個國際認證體系,為廢棄物和殘渣原料、非生物再生能源以及回收碳材料和燃料的實施和認證提供解決方案。 ISCC PLUS是一個認證體系,主要涵蓋在歐盟以外生產並供應全球的生物基碳材料,並管理和確保供應鏈中的永續原料。

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