MPE 改性劑經濟效益及社會環境效益分析

■林蓉蓉

（1.福建省交通科學技術研究所；2.福建省公路水運工程重點實驗室，福州 350004）

0 前言

MPE 瀝青混合料改性添加劑，是現在常規（PE/SBS 等）聚合物改性瀝青的一種全新的替代，MPE的應用與對改性瀝青的替代除了具有明顯的技術特點外，還具有一定經濟優勢與巨大的社會效益。

傳統的改性瀝青一般是在瀝青加工廠通過膠體磨等進行高溫剪切，將有機高分子改性劑分散到瀝青基體中，使其被瀝青中的輕質組分所溶脹，如SBS、SBR、EVA、PE 等改性瀝青。這類改性瀝青的缺點主要有：設備和加工條件復雜、需要特殊的加熱存儲系統、儲存穩定性不好、耗費大量的能源、生產環節存在環境污染等。本文中的MPE 改性添加劑是對常規廢舊聚乙烯（RPE）的改性，為固體顆粒、圓柱狀，采取直投式改性，即不在瀝青加工廠對瀝青改性，而在瀝青混合料拌和過程中加入，方便易行，既節約了大量的能源，減少二氧化碳排放，又降低了改性成本，同時改善了瀝青改性后存儲的穩定性問題，以及穩定問題帶來的環境污染。此外，MPE 瀝青混合料改性劑采用回收的塑料（以及回收輪胎粉復合）進行生產，不僅降低制造成本，還能減少白色污染，既經濟又環保。

1 經濟效益

MPE 瀝青混合料與常規改性瀝青混合料的應用建設成本有兩個方面不同，一是瀝青混合料中瀝青膠結料的成本，二是應用環節上的生產成本。

1.1 MPE 材料成本效益

MPE 改性瀝青混合料的成本與SBS 改性瀝青對比如表1。

目前市場SBS 改性瀝青改性單價會在1200～1500元/t（遠高于上表中的1000 元/t）。MPE 市場價按16000 元/t 算，其摻量取6%，則分攤到每噸瀝青的成本是960 元。僅此項瀝青改性材料即節省資金40～540元/t。按照國家年消耗400 萬t 改性瀝青計，可直接節約改性材料成本約1.6～21.6 億元。

表1 MPE 改性的瀝青混合料材料成本 （對比SBS 改性的混合料成本）組成分析

根據表1，MPE 拌和的改性瀝青混合料，每噸最少節約3 元，我國目前每年生產的改性瀝青混合料大約6000 萬t，換算成瀝青混合料的材料成本最少節約為1.8 億。

1.2 生產應用效益

MPE 生產應用效益，既有質量等無形效益，也有生產能耗節約的直接效益，當然也存在多個產品應用時的管理成本：

(1)瀝青混合料在實際中應用簡單，更易于施工應用；

(2)瀝青混合料改性劑的供應，無需另外準備改性瀝青的存放罐，同時不會出現改性設備故障或產量不足影響瀝青路面施工的隱患；

(3)一般改性瀝青的存放需要高溫，直接的生產能耗成本高，還存在雨天存放的質量衰減擔心；

(4)一般改性瀝青在存儲和使用時需要的溫度較重交瀝青高（大約30 度），需要的燃料及動力成本高；

(5)使用MPE 要增加投料設備，會產生一些動力費，以及人工費用。

2 社會環境效益

2.1 CO2 排放

2007 年中國二氧化碳排放量為60 億噸，占全球排放的21%，超過美國成為世界上與能源相關二氧化碳排放第一大國。從1990 年到2007 年，中國二氧化碳排放幾乎增至三倍，尤其是近幾年增長很快（2003、2004、2005 和2006、2007）。《世界能源展望》參考情景預測，中國的溫室氣體排放將以每年2.9%的速度緩慢增長至2030。不過，即使是以這個速度緩慢增長，到2030 年的排放水平將幾乎是2007 年的兩倍。未來世界將以低碳經濟發展為目標，中國政府制定了到2020年低碳經濟的發展目標，2020 年單位GDP 二氧化碳的排放量比2005 年降低40%～60%，即單位GDP 的二氧化碳排放降低50%左右，任重而道遠。

使用MPE 替代改性瀝青，可以一定程度上降低CO2排放。單從道路石油改性瀝青和使用MPE 進行對比，二氧化碳的排放差異計算如下。

2.1.1 一般改性瀝青與瀝青混合料改性劑MPE 在生產與應用中能耗與CO2排放對比

計算依據的經驗換算標準：根據通用的二氧化碳排放系數計算公式，節約一度電，相當于減排0.997 千克二氧化碳，節約一升柴油，相當于減排2.63 千克二氧化碳。

一般改性瀝青與瀝青混合料改性劑MPE 在生產與應用中能耗與CO2排放對比如表2。

表2 一般改性瀝青與MPE 在生產與應用中能耗與CO2排放對比

2.1.2 CO2排放差

綜合以上計算結果，用MPE 代替一般改性瀝青建設瀝青路面，每公里瀝青路面將減排CO2大約7000 千克。目前每年全國各種道路合計需求改性瀝青約400 萬噸，即將合計產生33.8 萬tCO2；如果400 萬t 改性瀝青改為MPE 來替代，相應MPE 用量約24 萬t，相應產生的CO2排放為5.74 萬噸。全部應用MPE 帶來的CO2排放每年大約可減少28 萬噸t，約占改性瀝青生產CO2排放的83%，減排效果遠高于國家制定的2020 年低碳經濟減排40%～60%的總體目標。減排對比如圖1 所示。

圖1 使用改性瀝青和MPE 的CO2 排放量對比

2.1.3 2020 年CO2排放

2006 年我國的國內生產總值是21 萬億元，世行統計的CO2排放是61 億t，單位GDP 的CO2排放高達2.90 萬t。2009 年我國國內生產總值達33 萬億元，單位GDP 的CO2排放約為2.78 萬t，年排放CO2總量為91.7 億t。其中，道路改性瀝青的生產和使用排放的CO2約占總排放的0.0368‰。按照經濟年平均增長8%計，到2020 年，國內生產總值將達77 萬億元。根據我國2020 年的碳排放目標單位GDP 的二氧化碳排放要降到1.668 萬t，則那時的總排放為128.4 億t。從2009 年至2020 年，在經濟增長達133%，而CO2排放總量只增加40%的前提下，企業的節能減排、新材料、新技術、新工藝的研究開發應用在低碳經濟發展進程中占據舉足輕重的地位。

2.2 回收材料再生

除減排CO2外，使用MPE 還可消除白色污染、廢舊輪胎等，實現廢物再生利用。

⑴應用到的廢棄物

按照MPE 產品的設計工藝配方，MPE 中可以用到的回收材料主要有兩大類：LDPEHDPE 組成的廢塑料、大型車輛廢舊輪胎的輪胎粉。

⑵回收材料比例

MPE 中回收塑料（或塑料與輪胎粉的混合物）占其質量比大于75%，最高可達90%，所以每噸MPE 產品中回收材料大約750～900 公斤。

⑶回收再生的愿景

按照我國目前每年200～400 萬噸改性瀝青用量的工程建設市場量計，如果改用MPE 改性添加劑方式改性，MPE 按照瀝青用量的6%計，則每年可以處理掉約12～20 萬t 的各種廢舊塑料（或塑料與輪胎粉的混合物）。

2.3 環境效益

由于SBS 改性瀝青，尤其成品供應SBS 改性瀝青，為了確保質量的存放穩定性，都必須添加穩定劑，或有時為了提高指標降低成本，也會添加一些助劑。根據目前技術與成本，基本使用含硫磺（S）材料的穩定劑或助劑，那么“S”在施工時危害人體健康，腐蝕設備，在道路應用中會污染土壤與水源。用MPE 材料改性則不存在這個問題。

3 MPE 應用情況

目前，MPE 已在我省的龍長高速公路、福州灣邊大橋、福寧中修工程、莆秀高速公路、福州繞城高速公路等路段應用。項目經濟社會效益分析如表3。

在“大港口、大通道、大物流”的指引下，福建省高速公路迅速發展，現階段及未來幾年內高速公路年通車里程均在500km 左右。按照雙幅四車道單層改性計算，每公里大約需100t 改性瀝青，全省每年需要道路改性瀝青至少50000t。若采用MPE 改性方案，只計算MPE 改性在原材料上成本效益，按平均節省成本340 元/t 估算，則改性瀝青膠結料一項就可節省資金1700 萬元。

在減排再生方面，若采用MPE 替代改性瀝青，標準四車道瀝青路面減排的CO2達7t/公里，新建高速公路全部使用MPE 將減排3500t CO2，減排幅度高達83%，效果遠高于國家制定的2020 年低碳經濟減排40%～60%的總體目標，同時回收利用舊塑料2500t。還不包括高速公路養護、國省道改造等項目上消耗的改性瀝青。

4 結論

綜合上述分析，MPE 的研究和應用意義重大，一方面可以使改性瀝青的應用步入全新的技術領域，是我國瀝青路面建設技術、瀝青路面建設材料一大突破。另一方面MPE 材料改性可以節省大量的建設成本，是一項十分重要的節能、環保技術，具有巨大的經濟社會效益，為促進低碳經濟建設貢獻巨大力量。

表3 項目經濟社會效益分析

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