Pro udržitelnost plastů je klíčové jejich uchování v oběhu po co nejdelší dobu. Jako základní se pro to jeví recyklovatelnost. Aby se maximalizovala, neustále se vyvíjí její efektivní varianty. Kromě mechanické recyklace funguje i chemická. Jsou právě metody rozložení molekulových vazeb pro plasty budoucností nebo chcete-li spásou?
Plasty mají mnoho výhod, kvůli kterým jsou hojně využívány. Problematický je odpad, který vznikne po jejich použití, mnohdy jednorázovém. Ten se dostává kvůli lidem do přírody, ať už volně pohozený nebo s komunálním odpadem odvezený na skládku.
Druhou variantou je, že jej lidé vytřídí a přiblíží recyklaci. Proč přiblíží? Ne všechen plastový odpad, který se dostane do žlutých kontejnerů, je skutečně recyklován. Kromě jeho dalšího zužitkování v tom brání hlavně jeho podoba. Nejčastější komplikací je kombinace více materiálů a použitá dekorace. S tím si dnes mechanická recyklace nedokáže poradit. Příslibem je proto recyklace chemická.
Existuje ale i udržitelný plastový obal, pro který je mimo jiné důležitý jeho design tak, aby byl snadno recyklovatelný.
Co je to chemická recyklace?
Chemickou recyklací se rozumí chemicko-fyzikální rozklad odpadů až do stupně rozložení molekulových vazeb. Za vysoké teploty a bez přítomnosti kyslíku vzniká syntetický olej nebo plyn. Ty mají širokou škálu využití, například pro výrobu pohonných hmot, různých chemikálií, ale zejména monomerů. Ty jsou identické s těmi, které se získávají z ropy a mohou se z nich dále polymerovat plasty podobně jako z virgin materiálu.
“Chemická recyklace plastů je prakticky jediná cirkulární technologie, která umožňuje jeden a ten samý zdroj využívat stále dokola,” říká vedoucí vývoje a technologií firmy greiner packaging slušovice Radek Holubář a dodává, že oproti recyklaci fyzikální ta chemická není limitována problematikou degradace, tj, krácení makromolekul, vytváření dvojných vazeb, které zapříčiňují žloutnutí, či vzniku tzv. NIAS (non intentionally added substances), což jsou látky, které vznikají v průběhu fyzikální recyklace či zpracování plastů.
Plusy a mínusy
I když to zní ideálně, chemická recyklace má své plusy i mínusy. Předností je fakt, že se dají recyklovat i vícevrstvé nebo kombinované materiály lišící se barvou nebo tvrdostí, což by mohlo přispět ke snížení množství směsného plastového odpadu a zároveň k nižší spotřebě neobnovitelných přírodních zdrojů.
Právě primární zdroje a energie spotřebovávané během samotné depolymerizace představují ale zároveň nevýhodu chemické recyklace, protože se jedná o technologii energeticky, ale v konečném důsledku i ekonomicky náročnou.
Rozvoj chemické recyklace mi v současné době připadá logický a přinese posun v nakládání s plastovými obaly. Nicméně je třeba, aby samotná chemická recyklace nebyla příliš energeticky či materiálově náročná.
Vladimír Kočí, VŠCHT Praha
Podle odborníka zabývajícího se metodou analýzy životního cyklu výrobků je třeba, aby proces získání druhotné suroviny měl nižší zátěž vůči životnímu prostředí, než výroba suroviny primární. Tuto podmínku pravděpodobně chemická recyklace splní jen částečně a proto bude “pouze“ jedním z kroků jak omezit množství plastů v odpadech. Mezi další kroky bude třeba zařadit omezení obalů jako takových, inovativní design, logistiku a dopravu zboží k zákazníkovi, upozorňuje Kočí.
Ropa vs. ropa
V podobném duchu nahlíží na chemickou recyklaci i ředitel Plastikářského klastru David Hausner, který upozorňuje: “Základní otázka při všech diskuzích o recyklaci a využití recyklátů, kterou je třeba si vždy položit zní, jestli chceme recyklovat za každou cenu a náklady, tedy i za cenu, že neobnovitelné zdroje použijeme na výrobu energie a pomocných chemikálií nebo recyklovat tak, abychom čerpali méně primárních surovin pocházejících z fosilních zdrojů.”
Hausner k tomu zdůrazňuje, že ačkoliv jsou procesy chemické recyklace polymerů dobře známy již desítky let, její základní problémy zůstávají. Podle něj mezi ně patří:
- nutnost vysoké vytříděnosti plastů podle jednotlivých typů,
- poměrně vysoká energetická spotřeba nutná pro depolymerizaci jednotlivých typů,
- mnohonásobně vyšší investiční náklady a
- zatím ne zcela zvládnuté technologické postupy a procesy.
“Z toho vyplývá, že chemická recyklace má sice své místo a určité priority v oblasti vývoje, ale v žádném případě zatím nelze na dostupných výsledcích stavět recyklační strategii firem, státu nebo EU,” uvádí Hausner.
Vývoj technologií
Kromě energetického a surovinového hlediska je totiž problematická také finanční nákladnost chemické recyklace.
Přesto nebo právě proto odborníci neustále vyvíjejí a posouvají nové technologické postupy chemické recyklace různých polymerů. S inovacemi přišla třeba rakouská společnosti OMV, která se svým procesem ReOil vyrábí po zahřátí plastového odpadu na 400°C recyklovanou ropu. Z přibližně sta kilogramů použitých plastů je zařízení schopno během hodiny vyrobit asi sto litrů syntetické ropy.
Společnost BASF zase odpad zahřívá na 850°C, kdy vznikají ethylen a propylen, které jsou surovinami pro výrobu dalších produktů. Podle jedné z největších chemických firem na světě by díky tomuto procesu bylo možné recyklovat až dvě třetiny všech plastových odpadů. Takto připravený materiál se navíc přibližuje požadavkům na čistotu, které se u recyklátů přísně sledují hlavně v případě použití v potravinářském průmyslu.
V Česku zase přišla s přístrojem, který zpracovává například použité kelímky od jogurtů, polystyrenové obaly na jídlo nebo igelitové sáčky a přeměňuje je na olej k výrobě nových plastů nebo pohonných hmot, firma Pol Oil CZ v rámci projektu Optimus.
Podívejte se na reportáž České televize o projektu Optimus.
Enzymatická recyklace
Směrem k cíli vyvinout postupy pro recyklaci plastů, které nelze v současnosti plnohodnotně recyklovat, pracuje také evropský projekt ENZYCLE, na kterém se podílí 14 společností ze šesti různých zemí, včetně celosvětového hráče v obalovém průmyslu firmy Greiner Packaging.
Sází přitom na enzymatickou recyklaci využívající k rozkladu polymerů na monomery bakterie. Zaměřují se na polyestery i polyolefiny (PE a PP) a snaží se zároveň vypořádávat i s problematikou mikroplastů a jejich vlivu na životní prostředí.
Technologii založenou na zpracování PET a polyesterových vláken speciálními enzymy, které rozkládají plasty na jejich komponenty jen s malou spotřebou energie a bez použití tlaku nebo rozpouštědel, už vyvinula a patentovala i francouzská společnost Carbios. Tento proces se rozhodli podporovat třeba Nestlé Waters spolu s L’Oreal, PepsiCo a Suntory Beverage & Food Europe.
Jedním z nejpokročilejších projektů v Evropě je microwave chemická depolymerizace PET. Podle Hausnera z Plastikářského klastru ale nemá chemická recyklace tohoto materiálu nyní opodstatnění.
“PET má uplatnění v mnoha aplikacích a je jen otázkou úprav legislativy, aby bylo možno klasický recyklát do výrobků zařazovat. Proč jít tedy složitou cestou chemické recyklace, když se zde nabízí již zaběhnuté procesy, které mají mnohem nižší náklady a tím pádem jsou i energeticky úspornější a šetrnější k životnímu prostředí?” ptá se Hausner a připomíná, že u dalších polymerů je stav techniky a poznatků k chemické recyklaci mnohem nižší než u PET, a bude tak ještě mnoho let trvat, než se procesy dostanou do komerční fáze.”
To potvrzuje i výzkumný pracovník IBM Bob Allen, který pracuje na vývoji metody VolCat, díky které se ze směsného plastu chemicky extrahuje polyester k dalšímu použití. “Technologie funguje, ale opravdovou výzvou pro nás je, aby byl tento proces co nejlevnější a prosadil se na trhu,” řekl Allen pro Wall Street Journal.
Spása pro plasty?
V celoevropském měřítku se podle EKO-KOM daří shromáždit k recyklaci asi 30 % plastového odpadu, kterého se vyprodukuje celkem až 28 milionů tun ročně. Cílem Evropské unie je tento podíl výrazně zvýšit a dosáhnout do roku 2025 až 50% podílu, do roku 2030 až 55% podílu recyklovaného plastu (a ruku v ruce s tím snížit skládkování komunálního odpadu až na 10 %)
Právě chemická recyklace by mohla toto množství navýšit a přispět tak k nastavení cirkulární ekonomiky. Sama o sobě však plasty a plastové obaly nespasí.
“Chemická recyklace může část plastových toků z odpadů odklonit a využít, ale sama o sobě nevyřeší problematiku udržitelného balení potravin či jiných výrobků. Napomůže vyčlenit část plastů z odpadů a přispěje ke zlepšení logistiky odpadních toků plastů a také bude vytvářet tlak na design balení – bude vyžadováno méně druhů plastů v obalech a méně jiných příměsí či materiálů,” shrnuje Vladimír Kočí z VŠCHT Praha.
