Модель выбросов углерода и оценочный анализ различных процессов переработки автомобильных покрышек в контексте сокращения загрязнения окружающей среды

Почему старые шины важны для климата

Каждый легковой и грузовой автомобиль рано или поздно нуждается в новых шинах, а изношенные покрышки часто оказываются на свалках или сжигаются. Эти отходы трудно разлагаются и могут выделять вредные вещества в воздух, почву и воду. В данном исследовании поставлен простой, но важный вопрос: если рассматривать полный жизненный цикл шины — от завода до утилизации — какие способы обращения дают наименьшие выбросы углерода, усиливающего парниковый эффект, и какие варианты переработки наиболее эффективно их сокращают?

От рождения шины до её утилизации

Исследователи составили «учетную книгу» выбросов углерода для шины грузового автомобиля, отслеживая выбросы в четырех этапах: производство, транспортировка, эксплуатация на автомобиле и обращение в конце срока службы. Они использовали стандартный подход — метод коэффициентов выбросов углерода, который умножает объём использованных материалов или энергии на типичное количество выделяемого углерода. На каждом этапе суммировались выбросы, связанные с сырьем (натуральный каучук, сажа и т. п.), электричеством и топливом на заводах и в грузовиках, а также дизелем, сгоревшим во время эксплуатации шины на автомобиле.

Откуда на самом деле приходит большая часть углерода

Результаты показывают, что подавляющая часть климатического воздействия шины не связана с заводом. Для исследованной шины около 96% суммарных выбросов жизненного цикла приходится на стадию эксплуатации, поскольку шина влияет на расход топлива автомобиля в течение десятков тысяч километров. Транспортировка шин даёт лишь около 2% от общих выбросов, а производство — чуть менее 2%. Это означает, что любые меры, продлевающие срок службы шины или позволяющие избежать изготовления новой, могут оказывать гораздо больший эффект, чем небольшие улучшения эффективности на заводах или в логистике.

Сравнение разных способов повторного использования старых шин

Когда шина исчерпывает свой первый срок службы, существуют четыре основных направления переработки: восстановление (перешлифовка) шины для повторного использования; производство регенерированного каучука; измельчение в резиновую муку; или разложение при высокой температуре в процессе пиролиза. В рамках этих направлений команда рассмотрела восемь конкретных промышленных процессов, таких как холодная и горячая перешлифовка, различные технологии получения регенерированного каучука, а также несколько способов измельчения и пиролиза. Для каждого процесса они рассчитали не только выбросы от работы процесса, но и «углеродную экономию», возникающую за счёт замены новых материалов или топлива продуктами, полученными из отходных шин.

Какие варианты переработки экономят больше всего углерода

При сравнении показателей восстановление шины выделяется как явный победитель с точки зрения климата. Из восьми процессов лучше всего показала себя холодная перешлифовка, сокращающая выбросы примерно на 59% по сравнению с производством и использованием совершенно новой шины, за ней следует горячая перешлифовка — примерно на 55%. Атмосферное измельчение шин в резиновую муку и атмосферная непрерывная десульфурация для регенерированного каучука также дают заметные сокращения — около 50%. Напротив, энергозатратные варианты, такие как криогенное измельчение и некоторые формы пиролиза, обеспечивают значительно меньшую выгоду, в некоторых случаях едва компенсируя собственное потребление энергии. В целом ранжирование процессов от наиболее до наименее эффективных в сокращении углерода выглядит так: холодная перешлифовка, горячая перешлифовка, атмосферное измельчение, атмосферная непрерывная десульфурация, экструзия винтовым валом, атмосферный пиролиз, вакуумный пиролиз и криогенное измельчение.

Что сильнее всего влияет на заводе

Исследование также проверило чувствительность суммарных выбросов шины к изменениям на стадии производства. Когда количество материалов, используемых при изготовлении шины, увеличивалось на 40%, выбросы на стадии производства выросли примерно на 31,5%. Но аналогичное увеличение энергопотребления привело лишь к росту выбросов примерно на 9,3%. Это указывает на то, что внутри заводов сокращение использования сырья — или переход на ингредиенты с более низким углеродным следом — важнее для климата, чем умеренные изменения в потреблении электричества или топлива. Тем не менее, поскольку стадия эксплуатации доминирует в общих выбросах, наибольший эффект дает продление срока службы шин или отказ от необходимости в новых покрышках вовсе.

Что это означает для повседневной жизни и политики

Для широкой аудитории вывод прост: самая экологичная шина — та, что дольше безопасно эксплуатируется, вместо того чтобы быть выброшенной. Перешлифовка старых шин, особенно холодным способом, позволяет повторно использовать значительную часть каркаса шины, экономя материалы и уменьшая большой углеродный след производства новых изделий. Авторы утверждают, что поддержка качественной перешлифовки и эффективных технологий получения регенерированного каучука может существенно снизить климатическое влияние дорожного транспорта. Их работа предлагает дорожную карту для политиков, производителей шин и переработчиков по установлению стандартов и инвестициям в пользу наиболее климатически благоприятных решений, помогая превратить растущую проблему отходов в возможность значительного сокращения выбросов углерода.

Цитирование: Wang, Q., Li, A. Carbon emission model and evaluation analysis of vehicle waste tire different recycling processes based on reducing environmental pollution. Sci Rep 16, 5821 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35688-y

Ключевые слова: снятые шины, переработка шин, выбросы углерода, перешлифованные шины, оценка жизненного цикла