Postoji jedan umjetni materijal koji možete pronaći u zemlji, zraku i u najdubljim oceanskim brazdama, piše BBC. Toliko je izdržljiv da je većina stvorenog i dalje prisutna u našem ekosustavu. Ušao je u prehrambeni lanac, prožima naša tijela, preko krvi dolazi u naše organe, pronalazi čak i put u ljudsku posteljicu.
Naravno, riječ je o plastici, a njezina trajnost je ono što taj materijal čini tako korisnim. Kablovi koji se protežu preko dna oceana, vodovodne cijevi ispod zemlje i ambalaža koja održava hranu svježom, oslanjaju se na ovo svojstvo.
Učinkovito recikliranje plastike uobičajenim načinima izuzetno je teško, a samo devet posto sve plastike ikad napravljene reciklira se u novu plastiku. Ali što ako postoji način da se plastika vrati u elemente od kojih je izrađena? 'Sljedeći veliki izazov' za kemiju polimera - područje odgovorno za stvaranje plastike - je naučiti kako poništiti taj proces pretvaranjem plastike natrag u naftu.
Ovaj postupak - poznat kao kemijska reciklaža - desetljećima se istražuje kao održiva alternativa konvencionalnom recikliranju. Do sada je kamen spoticanja bila velika količina energije koja je za to potrebna. To, u kombinaciji s nestabilnom cijenom sirove nafte, ponekad čini jeftinijom proizvodnju novih proizvoda od plastike nego recikliranje postojeće plastike.
Svake se godine u svijetu proizvede više od 380 milijuna tona plastike. To je otprilike isto kao 2.700.000 plavih kitova - više od 100 puta više od težine čitave populacije plavih kitova. Samo 16 posto plastičnog otpada reciklira se za izradu nove plastike, dok se 40 posto šalje na odlagalište, 25 posto na spaljivanje, a 19 posto se baci.
Većina plastike koja bi se mogla reciklirati - poput polietilen tereftalata (PET), koji se koristi za boce i drugu ambalažu - završi na odlagalištu otpada. To se često događa zbog zbrke oko prikupljanja na kućnom pragu te onečišćenja hranom ili drugim vrstama otpada.
Ostala plastika - poput vrećica za salatu i raznih posuda za hranu - pronalazi svoj put do odlagališta jer je sastavljena od kombinacije različitih plastika koje se u pogonu za reciklažu ne mogu lako razdvojiti. Otpad bačen na ulicu i lagana plastika ostavljena na odlagalištima ili ilegalno bačena može biti nošena vjetrom ili je kiša otpremi u rijeke pa na koncu završi u oceanu.
Recikliranje kemikalija je pokušaj recikliranja onoga što se ne može reciklirati. Umjesto u sustavu u kojem se neka plastika odbacuje jer je pogrešne boje ili je izrađena od kompozita, kemijska reciklaža može uvesti sve vrste plastike u 'beskonačni' sustav recikliranja koji je pretvaraju natrag u naftu, koja se onda može koristiti da ponovno napravite plastiku.
Način na koji se plastika trenutno reciklira više je nalik silaznoj spirali nego beskonačnoj petlji. Plastika se obično mehanički reciklira: razvrstava se, čisti, usitnjava, topi i preformira. Svaki put kad se plastika reciklira na ovaj način, kvaliteta joj se pogoršava. Kada se plastika topi, polimerni lanci djelomično se razgrađuju, smanjuje im se čvrstoća i viskoznost, što otežava obradu. Nova plastika često postaje neprikladna za upotrebu za pakiranje hrane, a većina plastike može se reciklirati tek ograničen broj puta prije nego što se toliko razgradi da postane neupotrebljiva.
Pozicija Europskog parlamenta
Odbor za okoliš, javno zdravlje i sigurnost hrane Europskog parlamenta, usvojio je 10. srpnja 2018. izvješće u kojem se razmatra uvođenje zahtjeva za minimalnim recikliranim sadržajem za specifične proizvode od plastike stavljene na tržište EU-a; da se, što je prije moguće, odrede standardi kvalitete za recikliranu plastiku u svrhu izgradnje povjerenja i poticanja tržišta sekundarne plastike; za zabranu namjernog dodavanja mikroplastike u proizvode, kao i razgradive plastike.
Izvještaj naglašava da, iako biorazgradiva i kompostibilna plastika može pomoći u prelasku na cirkularno gospodarstvo, ona ne predstavlja kompletno rješenje problema plastike.
Industrija kemijske reciklaže problem neupotrebljivosti reciklirane plastike nastoji izbjeći razbijanjem plastike na kemijske gradivne blokove, koji se potom mogu koristiti za gorivo ili za stvaranje nove plastike.
Najsvestranija inačica kemijskog recikliranja je 'recikliranje sirovine'. Također poznat kao termička pretvorba, recikliranje sirovina je svaki postupak koji polimere razgrađuje u jednostavnije molekule pomoću topline.
Postupak je prilično jednostavan - uzmite, recimo, plastičnu bocu za piće. Izbacili ste je s ostalim otpadom. Odvozi se, zajedno sa svim ostalim otpadom, u postrojenje za sortiranje. Tamo se otpad razvrstava, mehanički ili ručno, na različite vrste materijala i različite vrste plastike.
Vaša boca se opere, usitni i zapakira u balu spremnu za transport do reciklažnog centra - do sada, sve to je uobičajeni postupak. Zatim dolazi kemijsko recikliranje: plastika koja je ranije činila vašu bocu mogla bi se odnijeti u centar za pirolizu gdje se istopi. Zatim se dovodi u reaktor za pirolizu gdje se zagrijava na ekstremne temperature. Ovim postupkom plastika se pretvara u plin koji se zatim hladi da bi se kondenzirao u tekućinu nalik ulju i na kraju destilira u frakcije koje se mogu koristiti u različite svrhe.
Kemijska reciklaža
Tehnike kemijske reciklaže testirane su širom svijeta. Tvrtka Recycling Technologies sa sjedištem u Velikoj Britaniji razvila je stroj za pirolizu koji plastiku, poput filmova, vrećica i laminirane plastike, koja se teško reciklira, pretvara u tzv. Plaxx. Ova tekuća sirovina od ugljikovodika može se koristiti za izradu nove plastike. Prvo postrojenje komercijalnih razmjera instalirano je u Perthu u Škotskoj 2020. godine.
Tvrtka Plastic Energy ima dva postrojenja za pirolizu komercijalnih razmjera u Španjolskoj, a planira se proširiti na Francusku, Nizozemsku i Veliku Britaniju. Ta postrojenja transformiraju plastični otpad koji se teško reciklira, poput omota za slatkiše, vrećica s hranom za kućne ljubimce i vrećica sa žitaricama za doručak, u tvari zvane 'tacoil'. Od ove sirovine može se izrađivati plastična masa za pakiranje hrane.
U SAD-u, kemijska tvrtka Ineos postala je prva koja je u komercijalnim razmjerima koristila tehniku koja se naziva depolimerizacija za proizvodnju recikliranog polietilena od kojeg se rade vreće za manirnice. Ineos također planira izgraditi nekoliko novih postrojenja za recikliranje pirolizom.
U Velikoj Britaniji, Mura Technology započela je izgradnju prve tvornice na svijetu komercijalnih razmjera koja može reciklirati sve vrste plastike. Postrojenje može procesuirati sve vrste plastike: obojenu plastiku, plastiku svih sastava i u svim fazama propadanja, čak i plastiku kontaminiranu hranom ili drugim vrstama otpada.
Murina 'hidrotermalna' tehnika, vrsta je recikliranja sirovine pomoću vode unutar reakcijske komore za ravnomjerno širenje topline. Zagrijana na ekstremne temperature, ali pod pritiskom kako bi se spriječilo isparavanje, voda prelazi u stanje koje nije ni krutina, ni tekućina, ni plin - tzv. supekritična voda. Iz Mure kažu da se upotrebom takve vode izbjegava potreba za zagrijavanjem komora izvana, što tu tehniku čini lakšom.
'Ako reaktor zagrijavate izvana, ravnomjerna raspodjela temperature stvarno je teška. Što je veći, to postaje sve teže. To je pomalo poput kuhanja', objasnio je Murin izvršni direktor Steve Mahon. 'Teško je ispržiti veliki odrezak do kraja, ali ako ga prokuhate, lako je osigurati da se ravnomjerno zgotovi.'
Plastični otpad u postrojenje stiže u balama - kontaminirana višeslojna plastika, poput fleksibilnih filmova i krutih komada koji bi inače išli na spalionice ili u postrojenja za dobivanje energije iz otpada. Bale se dovoze u prednje postrojenje za sortiranje kako bi se uklonila sva anorganska onečišćenja, poput stakla, metala i sličnog. Organska onečišćenja, poput ostataka hrane ili tla, mogu proći kroz postupak. Zatim se plastika usitni i očisti, prije nego što se pomiješa sa superkritičnom vodom.
Jednom kad se u ovom visokotlačnom sustavu smanji pritisak i otpad izađe iz reaktora, većina tekućine pretvara se u paru. Ta se para hladi u destilacijskoj koloni, a kondenzirane tekućine odvajaju se na temperaturi ključanja dajući ugljikovodične tekućine, odnosno naftu, destilirano plinsko ulje, teško plinsko ulje i ostatke teškog voska, sličnog bitumenu. Ti se proizvodi zatim otpremaju u petrokemijsku industriju.
Stopa konverzije veća od 99 posto
Kao i kod ostalih tehnika obrade sirovina, nema smanjenja ciklusa jer se polimerne veze mogu stvoriti iznova, što znači da se plastika može beskonačno reciklirati. Sa stopom konverzije većom od 99 posto, gotovo se sva plastika pretvara u koristan proizvod.
Mahon kaže: 'Ugljikovodični element sirovine pretvorit će se u nove, stabilne ugljikovodične proizvode za uporabu u proizvodnji nove plastike i drugih kemikalija.' Čak ni 'punila' koja se koriste u nekim plastičnim masama - poput krede, bojila i plastifikatora - nisu problem. 'Oni se pretvaraju u naš najteži ugljikovodični proizvod, teški voštani ostatak, koji je vezivo tipa bitumena za upotrebu u građevinskoj industriji.'
Vrući višak plinova stvorenih tijekom postupka koristit će se za zagrijavanje vode, povećavajući njezinu energetsku učinkovitost, a postrojenje će se napajati s 40 posto obnovljive energije. 'Želimo koristiti što više obnovljive energije i nastojat ćemo, gdje god je to praktično, ciljati na 100 posto', kaže Mahon.
Murina tvornica Teesside, koja bi trebala biti završena 2022. godine, namjerava svake godine preraditi 80.000 tona plastičnog otpada koji se nije mogao reciklirati, što će biti nacrt globalnog uvođenja te tehnologije, s lokacijama planiranim u Njemačkoj i SAD-u. Do 2025. godine tvrtka planira osigurati kapacitet od milijun tona za recikliranje u radu ili razvoju na globalnoj razini.
'Naše recikliranje otpadne plastike u izvorne sirovine pruža sastojke za stvaranje 100 posto reciklirane plastike bez ograničenja broja recikliranja istog materijala - odvajanje proizvodnje plastike od fosilnih resursa i ulazak plastike u cirkularno gospodarstvo', kaže Mahon.
Znanstvenici poput Sharon George, više predavačice znanosti o okolišu na Sveučilištu Keele, pozdravili su Murin razvoj. 'Ovo rješava problem kvalitete ponovnim razgradnjom plastičnog polimera kako bismo dobili sirove kemijske građevne blokove za novi početak', kaže George. 'Ovo je istinsko cirkularno recikliranje.'
Kako to financirati?
Ipak, u posljednjih 30 godina reciklaža kemikalija pokazala je ozbiljna ograničenja. Proces je energetski intenzivan, suočen s tehničkim izazovima te se pokazalo da ga je teško povećati do industrijske razine.
Izvještaj Globalne alijanse za alternative spalionicama (Gaia), skupine organizacija i pojedinaca koji promiču društvene pokrete za smanjenje otpada i onečišćenja, 2020. je zaključio da recikliranje kemikalija zagađuje, energetski je intenzivno i podložno tehničkim kvarovima. Izvještaj je zaključio i da recikliranje kemikalija nije održivo rješenje problema plastike, posebno s obzirom na potreban tempo i razmjere.
Uz to, ako je krajnji proizvod kemijske reciklaže nafta koje se koristi za gorivo, taj postupak ne smanjuje potrebu za novom plastikom, a sagorijevanje takvih goriva oslobađa stakleničke plinove baš kao i obična fosilna goriva.
'Ekološke nevladine organizacije pomno prate nove metode recikliranja', kaže Paula Chin, specijalistica za održive materijale u organizaciji za zaštitu prirode WWF. 'Te su tehnologije u povojima i nikako nisu rješenje za problem plastičnog otpada. Trebali bismo se usredotočiti na povećanje učinkovitosti resursa kao načina za smanjenje otpada kroz veće sustave ponovne upotrebe, punjenja i popravljanja - ne oslanjajući se na recikliranje kao spasonosno rješenje'.
No Mura tvrdi da će njihova tvornica popuniti tu prijeko potrebnu nišu. 'Kemijsko recikliranje novi je sektor, ali razmjeri u kojima se razvija, posebno za Muru, pokazuju hitnu potrebu za novom tehnologijom kako bi se riješio rastući problem plastičnog otpada i zagađenja okoliša, kao i priliku za dobivanje novih sirovina koje trenutno propadaju', kaže Mahon.
Murin postupak ima za cilj nadopuniti postojeće mehaničke procese i infrastrukturu, a ne natjecati se s njima te reciklirati materijale koji bi inače išli na odlagališta otpada, u spaljivanje ili u okoliš. Od sve otpadne plastike koju obrade bit će izrađena nova plastika ili drugi materijali, a niti jedna neće biti spaljena za dobivanje goriva.
Mura se nada da će joj uporaba superkritične vode za učinkovit prijenos topline omogućiti da se povećaju na industrijsku razinu, smanjujući potrošnju energije i troškove. To bi mogao biti presudni čimbenik uspjeha tamo gdje drugi nisu uspjeli.
Jedan od glavnih razloga zašto kemijska reciklaža do sada nije započela, bio je financijski kolaps. U izvještaju za 2017. godinu, Gaia je primijetila više projekata koji su propali, uključujući pogon Thermoselect u Njemačkoj koji je tijekom pet godina izgubio više od 500 milijuna američkih dolara, britanski Interserve koji je izgubio 70 milijuna funti na raznim projektima recikliranja kemikalija, i mnoge druge tvrtke koje su se suočile s bankrotom.
Financijske poteškoće sputavale su ne samo recikliranje kemikalija već i sve vrste recikliranja plastike. 'Nema računice. Prikupljanje, sortiranje i recikliranje ambalaže jednostavno je skuplje od proizvodnje nove ambalaže', kaže Sara Wingstrand, voditeljica projekata za ekonomiju nove plastike u Zakladi Ellen MacArthur.
Wingstrand kaže da je jedini put do 'namjenskog, trajnog i dovoljnog financiranja na veliko' recikliranja, putem obveznih, proširenih programa produžene odgovornosti koji se temelje na naknadama. Tada bi sve industrije koje koriste plastiku donirale sredstva za prikupljanje i preradu svoje ambalaže nakon njene upotrebe. 'Bez toga je vrlo malo vjerojatno da će se recikliranje ambalaže ikad povećati do potrebne mjere', kaže Wingstrand.
No Mahon vjeruje da je sustav poput Murinog još jedan način za prebacivanje bilanci u korist recikliranja plastike proizvodnjom nafte koje se može prodati s dobiti. Mura je nedavno najavila partnerstvo s proizvođačima plastike Dow i Igus GmbH te građevinskom tvrtkom KBR.
'Zanimljivo je da Mura može pronaći vrijednost u plastici koju obično nije ekonomski isplativo mehanički reciklirati', kaže Taylor Uekert, istraživač u Cambridge Creative Circular Plastics Center, Sveučilište u Cambridgeu.
Čak i uz mogućnost izrade svih vrsta plastike na način da se mogu ponovno upotrijebiti, teško da će svi problemi s onečišćenjem plastikom nestati. S toliko toga što je završilo na odlagalištu otpada i u okolišu, plastika će i dalje raditi ono za što je stvorena - izdržati.
