Aktualnie jedynie część materiału przekształcanego w nowy plastik, jest poddawana recyklingowi. Badacze z Chalmers University of Technology w Szwecji wykazali, że atomy węgla w odpadach mieszanych są dobrą alternatywą dla wszystkich surowców kopalnych w produkcji nowego plastiku. Naturalny cykl węglowy to inspiracja dla metody recyklingu, która może ograniczyć wpływ tworzyw sztucznych na klimat oraz oczyścić powietrze z dwutlenku węgla.
,,W odpadach znajduje się wystarczająco dużo atomów węgla, aby zaspokoić potrzeby całej światowej produkcji tworzyw sztucznych. Wykorzystując te atomy, możemy oddzielić nowe produkty z tworzyw sztucznych od dostaw pierwotnych surowców kopalnych. Jeśli proces jest zasilany energią odnawialną, otrzymujemy również produkty z tworzyw sztucznych o ponad 95% niższym wpływie na klimat niż te produkowane obecnie, co oznacza ujemne emisje dla całego systemu” – tłumaczy Henrik Thunman, profesor technologii energetycznych na Uniwersytecie Technologicznym Chalmers i jeden z autorów badania.
Osiągnięcie cyklu obiegowego jest możliwe przy lepszym wykorzystaniu zasobów używanych w społeczeństwie. Atomy węgla w odpadach często są spalane lub lądują na wysypiskach zamiast być poddawane recyklingowi. Zespół badaczy chce skupić się właśnie na tym ważnym zasobie. Umożliwiają to technologie skoncentrowane na węglu w odpadach z tworzyw sztucznych, papieru i drewna, w celu utworzenia surowca do produkcji tworzyw sztucznych o podobnej różnorodności i jakości, jak te wytwarzane aktualnie z surowców kopalnych.
Aktualne metody recyklingu tworzyw sztucznych mogą zastąpić około 15-20% surowców kopalnych wykorzystywanych do zaspokojenia zapotrzebowania społeczeństwa na plastik. Metody proponowane przez badaczy bazują na technologiach termochemicznych i opierają się na podgrzaniu odpadów do temperatury 600-800 stopni Celsjusza. Odpady przekształcają się wtedy w gaz, który w połączeniu z wodorem może zastąpić budulec tworzyw sztucznych. Skorzystanie z takiej metody recyklingu może ułatwić uniezależnienie się nowych produktów z tworzyw sztucznych od dostaw nowych surowców kopalnych. Eksperci pracują nad termochemicznym sposobem recyklingu, w wyniku którego powstaje gaz, który może być używany jako surowiec w tych samych fabrykach, w których produkuje się produkty z tworzyw sztucznych z ropy kopalnej lub gazu. Reaktory w Chalmers Power Central są pełne różnych rodzajów odpadów jak na przykład stare produkty plastikowe i kubki papierowe, z resztkami jedzenia lub bez.
,,Kluczem do szerszego recyklingu jest spojrzenie na odpady resztkowe w zupełnie nowy sposób: jako na surowiec pełen użytecznych atomów węgla. Odpady nabierają wtedy wartości i można stworzyć struktury ekonomiczne, aby zbierać i wykorzystywać je jako surowiec na całym świecie” – informuje Henrik Thunman.
Zasada działania procesu czerpie inspiracje z naturalnego cyklu węglowego. Rośliny rozkładają się na dwutlenek węgla, gdy usychają, a dwutlenek węgla, wykorzystując słońce jako źródło energii i fotosyntezę, tworzy następnie nowe rośliny.
,,Nasza technika różni się jednak od natury, ponieważ nie musimy przemieszczać się przez atmosferę, aby umożliwić cyrkulację węgla w postaci dwutlenku węgla. Wszystkie atomy węgla, których potrzebujemy do produkcji plastiku, znajdują się w naszych odpadach i mogą być poddane recyklingowi przy użyciu ciepła i energii elektrycznej” – wskazuje Henrik Thunman.
Obliczenia naukowców sugerują, że energia wykorzystywana do zasilania takich procesów może pochodzić ze źródeł odnawialnych, jak na przykład energia słoneczna, wiatrowa, wodna czy biomasa, a przy tym mogą stać się one bardziej energooszczędne niż obecnie stosowane systemy. Pozyskiwanie nadmiaru ciepła jest możliwe także z procesów recyklingu, co w systemie cyrkularnym ułatwiłoby zrekompensowanie produkcji ciepła, które pochodzi ze spalania odpadów, niwelując przy tym emisję dwutlenku węgla związaną z odzyskiem energii.
Badania przeprowadzono w ramach projektu FUTNERC. Badacze wykazali, że proces może być realizowany we współpracy z producentem tworzyw sztucznych Borealis w Stenungsund w Szwecji, gdzie przeanalizowano wyniki i udowodniono, że surowiec może być wykorzystywany do produkcji tworzyw sztucznych, zastępując stosowane obecnie surowce kopalne.
,,Naszym celem jest stworzenie gospodarki cyrkularnej dla tworzyw sztucznych. Nasze produkty z tworzyw sztucznych są kluczem do transformacji w kierunku zrównoważonego społeczeństwa, dlatego ważne jest dla nas wspieranie badań takich jak te. Mamy już projekty, które tworzą cyrkularność dla naszych produktów plastikowych, ale potrzebujemy więcej rozwiązań. Dlatego cieszymy się z tych doskonałych wyników, które mogą pomóc przybliżyć nas o krok do naszego celu” – tłumaczy Anders Fröberg, dyrektor generalny Borealis AB.
Źródło: chalmers.se
