Tworzywa sztuczne są w powszechnym użyciu – ale jesteśmy na coraz lepszej drodze, aby wdrożyć efektywne sposoby pozbywania się zużytego plastiku oraz jeszcze doskonalszego odzysku tego surowca. Bakterie, które zjadają plastik to już dziś nie fantastyka naukowa. Jak będziemy przeciwdziałać nagromadzeniu się zużytego plastiku w przyszłości? Jak to może zmienić rolę tworzyw sztucznych w gospodarce?
Każda gałąź przemysłu wykorzystuje tworzywa sztuczne na ogromną skalę: motoryzacja, medycyna, przemysł spożywczy, budownictwo. Unia Europejska zużywa ponad 49 mln ton tego surowca, a do roku 2050 prognozy mówią o wzroście wykorzystania tego surowca do poziomu 62 milionów ton. Niestety, dziś tylko 30% wyprodukowanych tworzyw sztucznych poddawanych jest recyklingowi. Olbrzymia większość jest składowana lub po prostu wyrzucana. Czy można zwiększyć recykling tworzyw sztucznych? A może są sposoby na bezpieczne pozbycie się plastiku? Sprawdźmy.
Spalanie plastiku – trudna sprawa
Blisko 40% wyprodukowanego plastiku jest spalane. Współczesne technologie wciąż nie mogą poradzić sobie jednak ze spalaniem plastiku w sposób całkowicie bezpieczny dla środowiska. Udoskonalaniu metod spalania tworzyw sztucznych przyświeca cel zarówno nieszkodzenia środowisku naturalnemu, jak i chęć otrzymania w efekcie spalania alternatywnego źródła pozyskiwania energii. Plastik jest przecież wytwarzany z węglowodorów, tak jak ropa, i ma większą gęstość energii niż węgiel . Istnieje jednak kilka przeszkód na drodze do dalszego rozwoju spalania odpadów. Problemem jest już sama lokalizacja takiej spalarni. Chyba niewielu z nas chciałoby mieć taki zakład przemysłowy za sąsiada. Koszty zbudowania takiej spalarni są dodatkowo bardzo duże, o wiele większe niż oszczędności energii związane z recyklingiem. Zagrożeniem jest także potencjalna produkcja toksycznych zanieczyszczeń takich jak dioksyny, kwaśne gazy i metale ciężkie. Eksperci obawiają się, że kraje, w których nie ma przepisów dotyczących ochrony środowiska lub ścisłego ich egzekwowania, mogą próbować zaoszczędzić pieniądze na kontroli emisji. Problemem jest także produkcja gazów cieplarnianych podczas spalania.
Co to jest piroliza? A może rozwijać topienie plastiku?
Konkurencyjną technologią do opisanych spalarni jest proces topienia plastiku w wysokich temperaturach przy minimalnej obecności tlenu, co eliminuje powstawanie szkodliwych toksyn. Proces ten generuje gaz syntetyczny, który jest używany do napędzania turbin. Dotychczas koszt uzyskiwaniu gazu syntetycznego nie był zbyt konkurencyjny wobec cen gazu naturalnego, ale przy obecnej koniunkturze ekonomicznej sytuacja zdaje się zmieniać.
Kolejna technologia spalania tworzyw sztucznych nazywana jest pirolizą. Tworzywa sztuczne są rozdrabniane i topione w jeszcze niższych temperaturach i przy jeszcze mniejszej ilości tlenu. Ciepło rozkłada polimery z tworzyw sztucznych na mniejsze węglowodory, które można rafinować na olej napędowy, a nawet na inne produkty petrochemiczne, w tym nowe tworzywa sztuczne. Taką technologię udoskonaliła polska firma, która rozkładając polimery na węglowodory przetwarza zabrudzone folie, różnego rodzaju opakowania i odpady przemysłowe na paliwo. W roku 2023 zapowiada mocne wejście na rynek paliwowy w Polsce.
Wadą pozbywania się plastiku poprzez spalanie każdego typu jest problem powstania toksyn a także działanie sprzeczne z dyrektywą UE o zamkniętym obiegu gospodarki odpadami – w końcu uzyskane paliwo z tworzy sztucznych jest ponownie spalane, podobnie jak wcześniej kopaliny wydobyte spod ziemi, aby wyprodukować tworzywa sztuczne, których chcemy się pozbyć.
Bakterie które zjadają plastik – to już rzeczywistość
A może da się pozbyć tworzyw sztucznych całkowicie bez śladu? Z pomocą przychodzi biologia i odkryte przez naukowców bakterie Ideonella sakaiensis. Odkrył je w 2016 roku zespół naukowców z Kyoto Institute of Technology i Keio University po pobraniu próbki osadu skażonego PET w zakładzie recyklingu plastikowych butelek w Sakai w Japonii. Ustalono, że bakterie potrafią rozkładać i zużywać plastikowy politereftalan etylenu (PET), wykorzystując go zarówno jako źródło węgla, jak i energii. Społeczność drobnoustrojów mineralizuje 75% zdegradowanego PET do dwutlenku węgla po jego wstępnej degradacji i asymilacji. Bakteria Ideonella sakaiensis jest w stanie rozbić cienką miękką folię PET w ciągu około 6 tygodni, a odpowiedzialny enzym PETaza, jak wykazano, degraduje produkty z twardej folii PET prze ok. 180 tygodni. Ponieważ PET to głównie plastikowe butelki, naukowcy chcąc przyspieszyć proces rozkładu będą musieli być genetycznie zoptymalizować enzym PETazy wytwarzany przez bakterie.
Drugie życie plastiku – w co zamienia się plastikowa butelka?
Nowoczesny recykling pozwala nadać nowe życie tworzywom sztucznym. I choć niektóre z nich mogą ponownie trafić na wysypisko śmieci, to dzięki pomysłowości w przetwarzaniu plastiku ograniczamy zużycie surowców naturalnych oraz zmniejszamy ilość odpadów. Wiele z takich nowych wcieleń plastiku to przedmioty codziennego użytku.
Przetworzony plastik znajduje zastosowanie w produkcji tekstyliów. Włókna syntetyczne powstałe z granulatu na bazie butelek PET czy sieci rybackich znajdziemy w ubraniach sportowych, torbach, plecakach czy dywanikach. Na rynku znajdziemy także buty, pudełka czy kubki.
Granulat uzyskany z przemielonych butelek PET jest także materiałem budowalnym. Zmieszany w odpowiednich proporcjach z masa bitumiczną jest wykorzystywany do budowy dróg. Okazuje się, że plastikowe drogi są 3-krotnie bardziej wytrzymałe niż tradycyjne drogi wykonane z asfaltu. Koszt wybudowania drogi z plastiku nie przewyższa ponad to w znaczny sposób kosztów, które generuje budowa drogi asfaltowej. Dodatkowo budowa 3 km takiej drogi oznacza, że milion plastikowych butelek nie trafi na wysypisko a do atmosfery nie ulotni się 12 tysięcy kilogramów CO2.
Obrazy: freepik.com