MPE 改性剂经济效益及社会环境效益分析

■林蓉蓉

（1.福建省交通科学技术研究所；2.福建省公路水运工程重点实验室，福州 350004）

0 前言

MPE 沥青混合料改性添加剂，是现在常规（PE/SBS 等）聚合物改性沥青的一种全新的替代，MPE的应用与对改性沥青的替代除了具有明显的技术特点外，还具有一定经济优势与巨大的社会效益。

传统的改性沥青一般是在沥青加工厂通过胶体磨等进行高温剪切，将有机高分子改性剂分散到沥青基体中，使其被沥青中的轻质组分所溶胀，如SBS、SBR、EVA、PE 等改性沥青。这类改性沥青的缺点主要有：设备和加工条件复杂、需要特殊的加热存储系统、储存稳定性不好、耗费大量的能源、生产环节存在环境污染等。本文中的MPE 改性添加剂是对常规废旧聚乙烯（RPE）的改性，为固体颗粒、圆柱状，采取直投式改性，即不在沥青加工厂对沥青改性，而在沥青混合料拌和过程中加入，方便易行，既节约了大量的能源，减少二氧化碳排放，又降低了改性成本，同时改善了沥青改性后存储的稳定性问题，以及稳定问题带来的环境污染。此外，MPE 沥青混合料改性剂采用回收的塑料（以及回收轮胎粉复合）进行生产，不仅降低制造成本，还能减少白色污染，既经济又环保。

1 经济效益

MPE 沥青混合料与常规改性沥青混合料的应用建设成本有两个方面不同，一是沥青混合料中沥青胶结料的成本，二是应用环节上的生产成本。

1.1 MPE 材料成本效益

MPE 改性沥青混合料的成本与SBS 改性沥青对比如表1。

目前市场SBS 改性沥青改性单价会在1200～1500元/t（远高于上表中的1000 元/t）。MPE 市场价按16000 元/t 算，其掺量取6%，则分摊到每吨沥青的成本是960 元。仅此项沥青改性材料即节省资金40～540元/t。按照国家年消耗400 万t 改性沥青计，可直接节约改性材料成本约1.6～21.6 亿元。

表1 MPE 改性的沥青混合料材料成本 （对比SBS 改性的混合料成本）组成分析

根据表1，MPE 拌和的改性沥青混合料，每吨最少节约3 元，我国目前每年生产的改性沥青混合料大约6000 万t，换算成沥青混合料的材料成本最少节约为1.8 亿。

1.2 生产应用效益

MPE 生产应用效益，既有质量等无形效益，也有生产能耗节约的直接效益，当然也存在多个产品应用时的管理成本：

(1)沥青混合料在实际中应用简单，更易于施工应用；

(2)沥青混合料改性剂的供应，无需另外准备改性沥青的存放罐，同时不会出现改性设备故障或产量不足影响沥青路面施工的隐患；

(3)一般改性沥青的存放需要高温，直接的生产能耗成本高，还存在雨天存放的质量衰减担心；

(4)一般改性沥青在存储和使用时需要的温度较重交沥青高（大约30 度），需要的燃料及动力成本高；

(5)使用MPE 要增加投料设备，会产生一些动力费，以及人工费用。

2 社会环境效益

2.1 CO2 排放

2007 年中国二氧化碳排放量为60 亿吨，占全球排放的21%，超过美国成为世界上与能源相关二氧化碳排放第一大国。从1990 年到2007 年，中国二氧化碳排放几乎增至三倍，尤其是近几年增长很快（2003、2004、2005 和2006、2007）。《世界能源展望》参考情景预测，中国的温室气体排放将以每年2.9%的速度缓慢增长至2030。不过，即使是以这个速度缓慢增长，到2030 年的排放水平将几乎是2007 年的两倍。未来世界将以低碳经济发展为目标，中国政府制定了到2020年低碳经济的发展目标，2020 年单位GDP 二氧化碳的排放量比2005 年降低40%～60%，即单位GDP 的二氧化碳排放降低50%左右，任重而道远。

使用MPE 替代改性沥青，可以一定程度上降低CO2排放。单从道路石油改性沥青和使用MPE 进行对比，二氧化碳的排放差异计算如下。

2.1.1 一般改性沥青与沥青混合料改性剂MPE 在生产与应用中能耗与CO2排放对比

计算依据的经验换算标准：根据通用的二氧化碳排放系数计算公式，节约一度电，相当于减排0.997 千克二氧化碳，节约一升柴油，相当于减排2.63 千克二氧化碳。

一般改性沥青与沥青混合料改性剂MPE 在生产与应用中能耗与CO2排放对比如表2。

表2 一般改性沥青与MPE 在生产与应用中能耗与CO2排放对比

2.1.2 CO2排放差

综合以上计算结果，用MPE 代替一般改性沥青建设沥青路面，每公里沥青路面将减排CO2大约7000 千克。目前每年全国各种道路合计需求改性沥青约400 万吨，即将合计产生33.8 万tCO2；如果400 万t 改性沥青改为MPE 来替代，相应MPE 用量约24 万t，相应产生的CO2排放为5.74 万吨。全部应用MPE 带来的CO2排放每年大约可减少28 万吨t，约占改性沥青生产CO2排放的83%，减排效果远高于国家制定的2020 年低碳经济减排40%～60%的总体目标。减排对比如图1 所示。

图1 使用改性沥青和MPE 的CO2 排放量对比

2.1.3 2020 年CO2排放

2006 年我国的国内生产总值是21 万亿元，世行统计的CO2排放是61 亿t，单位GDP 的CO2排放高达2.90 万t。2009 年我国国内生产总值达33 万亿元，单位GDP 的CO2排放约为2.78 万t，年排放CO2总量为91.7 亿t。其中，道路改性沥青的生产和使用排放的CO2约占总排放的0.0368‰。按照经济年平均增长8%计，到2020 年，国内生产总值将达77 万亿元。根据我国2020 年的碳排放目标单位GDP 的二氧化碳排放要降到1.668 万t，则那时的总排放为128.4 亿t。从2009 年至2020 年，在经济增长达133%，而CO2排放总量只增加40%的前提下，企业的节能减排、新材料、新技术、新工艺的研究开发应用在低碳经济发展进程中占据举足轻重的地位。

2.2 回收材料再生

除减排CO2外，使用MPE 还可消除白色污染、废旧轮胎等，实现废物再生利用。

⑴应用到的废弃物

按照MPE 产品的设计工艺配方，MPE 中可以用到的回收材料主要有两大类：LDPEHDPE 组成的废塑料、大型车辆废旧轮胎的轮胎粉。

⑵回收材料比例

MPE 中回收塑料（或塑料与轮胎粉的混合物）占其质量比大于75%，最高可达90%，所以每吨MPE 产品中回收材料大约750～900 公斤。

⑶回收再生的愿景

按照我国目前每年200～400 万吨改性沥青用量的工程建设市场量计，如果改用MPE 改性添加剂方式改性，MPE 按照沥青用量的6%计，则每年可以处理掉约12～20 万t 的各种废旧塑料（或塑料与轮胎粉的混合物）。

2.3 环境效益

由于SBS 改性沥青，尤其成品供应SBS 改性沥青，为了确保质量的存放稳定性，都必须添加稳定剂，或有时为了提高指标降低成本，也会添加一些助剂。根据目前技术与成本，基本使用含硫磺（S）材料的稳定剂或助剂，那么“S”在施工时危害人体健康，腐蚀设备，在道路应用中会污染土壤与水源。用MPE 材料改性则不存在这个问题。

3 MPE 应用情况

目前，MPE 已在我省的龙长高速公路、福州湾边大桥、福宁中修工程、莆秀高速公路、福州绕城高速公路等路段应用。项目经济社会效益分析如表3。

在“大港口、大通道、大物流”的指引下，福建省高速公路迅速发展，现阶段及未来几年内高速公路年通车里程均在500km 左右。按照双幅四车道单层改性计算，每公里大约需100t 改性沥青，全省每年需要道路改性沥青至少50000t。若采用MPE 改性方案，只计算MPE 改性在原材料上成本效益，按平均节省成本340 元/t 估算，则改性沥青胶结料一项就可节省资金1700 万元。

在减排再生方面，若采用MPE 替代改性沥青，标准四车道沥青路面减排的CO2达7t/公里，新建高速公路全部使用MPE 将减排3500t CO2，减排幅度高达83%，效果远高于国家制定的2020 年低碳经济减排40%～60%的总体目标，同时回收利用旧塑料2500t。还不包括高速公路养护、国省道改造等项目上消耗的改性沥青。

4 结论

综合上述分析，MPE 的研究和应用意义重大，一方面可以使改性沥青的应用步入全新的技术领域，是我国沥青路面建设技术、沥青路面建设材料一大突破。另一方面MPE 材料改性可以节省大量的建设成本，是一项十分重要的节能、环保技术，具有巨大的经济社会效益，为促进低碳经济建设贡献巨大力量。

表3 项目经济社会效益分析

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