Recyklace odpadů a materiálové využití v České republice

Recyklace odpadů a materiálové využití je cestou úspory primárních surovin, a tedy ekologického chování. Toto téma hýbe evropskou i národní legislativou, pojmy „cirkulární ekonomika“, česky „oběhové hospodářství“, jsou všudypřítomné. Stále platí, že nejlepší odpad je ten, který nevznikne. Legislativa to označuje jako předcházení vzniku odpadů, známý je také pojem „vedlejší produkt“, který lze v některých případech s úspěchem použít.

Vzniklé odpady se mají především opětovně používat, je-li to možné, nebo recyklovat a vytvářet z nich nové výrobky. Abychom zjistili, které odpady jsou vhodné pro recyklaci, zda pro ně máme vyhovující technologie a zda jsou produkty vzniklé jejich zpracováním žádané na trhu, musíme se na různé druhy průmyslových odpadů podívat komplexně. Podívejme se na některé odpady, které by se měly stát opětovně použitelnými surovinami nebo materiály.

Druhy odpadů a jejich recyklace

Stavební a demoliční odpady (SDO) a zemina

V ČR nejvíce produkujeme stavební a demoliční odpady (SDO) a zeminu. Recyklace SDO je řešena ve vyhlášce o podrobnostech nakládání s odpady v § 83, zatím ale dočasně do konce letošního roku. Velký problém je přitom se zeminou, pokud není v režimu „vedlejšího produktu“. Její využití v režimu odpadu k zasypávání je omezeno velmi malou kapacitou takových zařízení. V současné době čekáme, jak se situace změní s plánovaným vydáním vyhlášky, která má řešit nakládání se zeminou a SDO.

Plasty

Další velice zajímavou skupinou odpadů jsou plasty, jejichž technologie zpracování jsou relativně složitější - čištění, třídění, regranulace. Jejich vyvedení z režimu odpadu by mělo probíhat podle výrobkových norem, ale zároveň se musí brát v úvahu i plánované materiálové využití recyklátů, aby byla stanovena požadovaná minimální kvalita recyklátu; jiná kvalita bude např. pro automobilový průmysl, jiná pro obaly apod. Dále se u plastů posuzuje nutnost registrace látky podle evropského nařízení o registraci, hodnocení, povolování a omezování chemických látek REACH (pokud neznáme původ primární látky).

Textilní odpady

Velkým tématem jsou i textilní odpady, jejichž zpracování (jiné než opakované použití např. jako oblečení) je náročné na kvalitu vstupní suroviny a důležité je proto jejich správné vytřídění. Potom se z nich dají vyrobit například netkané textilie.

Čtěte také: Jak recyklovat starý šicí stroj

Kovy a papír

Historicky není problém s kovy, které se bez větších problémů sbírají v „kovošrotech“ a následně zpracovávají. Obdobné je to se sběrem papíru, oleje, obecně s tradičně vykupovanými surovinami. Pro recyklaci je přitom vždy klíčové, zda je produktivní a zisková, bez dotací, bez podpory státu a zda je pro materiál odbyt.

Technologie zpracování odpadů

Podívejme se na jednotlivé technologie zpracování odpadů. Ty jsou definovány v zákoně o odpadech v příloze č. 2, katalogu činností:

• mechanické úpravy - demontáž, drcení, dělení, třídění, lisování odpadů
• biologické úpravy - biodegradace, bioplynové stanice, kompostování
• chemické, fyzikálně-chemické úpravy - biodegradace, stabilizace, solidifikace, deemulgace, regenerace kyselin a zásad, rozpouštědel
• termické úpravy - tavení skla, kovů, natavování plastů (pro regranulaci)

Zpracování elektroodpadů a baterií

Příkladem spojení řady recyklačních technologií je zpracování elektroodpadů a baterií různého druhu. Při zpracování baterií s náplní, ať již alkalickou, nebo kyselou dochází k oddělení hlavy baterie a prvotnímu zpracování náplně. Probíhá demontáž kovů a plastů, ty jsou od žíraviny a musí být očištěny před dalším zpracováním, např. drcením plastů před dalším využitím. Kovy jsou dále zpracovány - provádí se jejich demontáž a dělení anod, katod, případně barevných kovů, ze kterých jsou připojovací konektory. Kovy jsou recyklovány tavením - termickou úpravou.

Vidíme tedy, že již u baterií jsme si ukázali procesy, jako jsou mechanické úpravy, fyzikálně chemické a termické úpravy. Někdy jsou to elektrolyty, pokud jde o plasty, většina jich končí ve výrobě TAP (ať z kyselých, nebo alkalických baterií). Ziskové jsou nepochybně kovy. U kyselých baterií olovo, u alkalických nikl a především kadmium, obojí na nosiči železa. Potom lze lehce dovodit, že tyto technologie budou ziskové a surovina má odbyt, recyklace tedy má smysl.

Pokud se podíváme na elektroodpady, je způsob jejich úpravy ještě složitější. Tyto odpady jsou složeny z poměrně velkých a sofistikovaných obalů okolo cílové elektroniky. Stačí se podívat např. na mikrovlnnou troubu, vysavač, kuchyňský sporák, z menších např. fén, žehličku, rádio.

Čtěte také: Zodpovědný přístup k recyklaci kávových kapslí

Zde je potřeba oddělit kabely, plasty, příp. kovy tvořící obal elektrozařízení. Tyto části je nutné vytřídit do použitelné podoby - směs kovů a plastů, směsi plastů a jejich určení podle typu. U kovů je potřeba oddělit železné a neželezné kovy a ty dále roztřídit na jednotlivé druhy, většinou hliník a měď. Pokud se mají dále využít plasty, potom je potřeba roztřídit je podle druhu (PE, PP, PS apod.) tak, aby bylo možné jejich další zpracování. Velice často mají tyto komponenty sekundární znečištění, jako jsou zalisované malé kovové části, konektory apod., i s těmi je potřeba nakládat a plast pro finální zpracování vyčistit.

Samotné elektrodíly a drobná elektronika potom prochází drtičem, drť je čištěna profouknutím (lehké podíly - papír, folie), magnetickým separátorem (železné kovy), nebo na plavícím stole plavením na hladině na základě rozdílné hustoty u potápivých dílů (potápivé a plovoucí díly). Teprve v tuto chvíli jsou rozděleny materiálové toky a čeká je finále, využití z pohledu materiálu, v tomto případě jde především o barevné a speciálně o vzácné nebo drahé kovy. Plasty a ostatní oddělené odpady jsou využity obvykle na výrobu TAP nebo energeticky.

Ekonomické aspekty recyklace

Z uvedených příkladů vyplývá:

• Recyklace se vyplatí ve chvíli, kdy je vstupující odpadní surovina jednodruhová a ve větších objemech (kovy, papír, plasty apod.).
• Recyklace se vyplatí, pokud získaná složka je dostatečně cenná (elektroodpady - drahé kovy).
• Recyklace se vyplatí tam, kde výsledek vede k náhradě primární suroviny (např. textilie, které lze zpracovat v takové ceně a kvalitě, aby konkurovala primární surovině).

Zároveň bohužel často platí, že nejdražší výrobek je z recyklátu, protože celý proces od získání odpadu, jeho přepravy, zpracování, třídění a další úpravy končí zjištěním, že sekundární surovina je kvalitativně horší a dražší než primární. Procesní postupy jsou také často nákladnější než výroba primárních surovin. A nakonec je problém najít využití pro vytříděné odpady, jejichž část končí ve spalovnách; těch však není dostatek a jejich provozovatelé některý z těchto vytříděných odpadů ani nechtějí. Cementárny kvůli kontaminaci výrobků, spalovny kvůli nevyhovující výhřevnosti.

Problémy a výzvy v recyklaci

Závěrem lze konstatovat, že recyklace odpadů, jakkoliv je nastavena legislativou - povinnost třídit, využívat odpady, zákaz skládkování, je odkázána na vyváženost mezi potřebou původce, kterému takový odpad k recyklaci vznikl, a na druhé straně kapacitou zpracovatelů odpadů na výrobek nebo surovinu. Ti zpracují odpad pouze ve chvíli, kdy mají jistotu, že je pro vyrobený materiál odběratel, tj. někdo, kdo z těchto surovin vyrobí finální výrobky.

Čtěte také: Výzvy v recyklaci tvrzených plastů

Pokud tento tok materiálu není, potom přichází zástupné procesy a technologie, které mohou být využitím (ale nemusí) - spalovny, a poslední v hierarchii je potom odstranění - skládky. V České republice v současné době není dostatek finálních zpracovatelských technologií a především využití recyklovaných surovin ve výrobě resp. tak, aby to bylo ekonomicky rozumné.

Jako příklad lze uvést stavební procesy. Stále vzniká výrazně více odpadů, než je možné vrátit do staveb. Tuto situaci může ovlivnit pouze stát a to:

• legislativně, restriktivně při výstavbě nových projektů a povinnosti použít x % recyklovaných materiálů,
• nebo vyvedením materiálů z režimu odpadů, například zeminy,
• osvětou, když budou projektanti sami aktivně navrhovat do svých staveb recyklované materiály.

Další příklad jsou vytříděné komunální odpady, kde z plastů odchází až 70 % vytříděné složky na spalovnu, protože je neumíme materiálově využít. Přitom je tato složka pro spalování problematická kvůli vysoké výhřevnosti, která způsobuje technologické problémy ve spalovnách.

Další ukázkou jsou textilie, kde kapacita zpracování je zatím lehce nad 30 % celkového vzniklého odpadu. Zbytek je vyvážen z ČR, nebo odstraněn na spalovnách.

Stát nastavil podmínky využití pro složky komunálních odpadů, určil procento jejich sběru (vytřídění) a využití. Nastavil tedy kvóty pro plnění této povinnosti, jejich využití však nezajistil. Stát nevlastní technologie ani pro úpravu odpadů, ani pro finální využití. Dalšími zákonnými podmínkami nastavuje povinnosti i pro firmy a opět nezajistí podmínky pro jejich snadnější využití, když už ne technologické, tak alespoň legislativní.

Jak zlepšit oběhové hospodářství

Pokusme se tedy na závěr zamyslet, jak by oběhové hospodářství mohlo fungovat lépe.

• V první řadě pomůže legislativní jistota. Musí být vydány právní předpisy s trvalou účinností, v tomto případě vyhlášky pro nakládání s odpady a jejich zpracování na výrobky. Tyto předpisy by měly být dostatečně srozumitelné.
• Také by mělo být jasné, jaké parametry musí mít výrobek vzniklý vyvedením z odpadového režimu.
• Dále musí být dostupné technologie, nejen z hlediska vědeckého vývoje, ale také fyzicky vybudované a fungující. Některé jsou relativně jednoduché, jiné vysoce sofistikované a drahé.
• S vývojem technologií je spojena i spoluúčast státu například formou dotací. Investice a jejich zajištění jsou jednou z nejdůležitějších částí pro zajištění procesu zpracování. Stát přitom stále výrazně dotuje třídění, domácí kompostování a podobné „vedlejší“ aktivity místo velkých investic do zásadních technologií.
• S novými technologiemi je bohužel spojeno často velmi složité zajištění povolení k provozu takového zařízení. Ve většině případů se bude jednat o technologie, které díky své plánované kapacitě vyžadují posouzení dle EIA. Není takový problém zpracovat dokumentaci, je složité přesvědčit úřad, ale ještě spíše veřejnost a orgány státní správy na uvedeném území, kde by měla být technologie provozována. Znalý a zkušený úředník je v takovém případě neocenitelnou pomocí.

Chemická recyklace

Chemická recyklace označuje několik různých technologií, které přeměňují použité plasty na jejich základní stavební prvky, speciální polymery, suroviny pro nové plasty, paliva, vosky a další cenné produkty. Největší výhodou technologie chemické recyklace je možnost recyklace plastů, které jsou v jiných podmínkách jen obtížně recyklovatelné, případně nerecyklovatelné. Týká se to zejména kompozitních materiálů či komunálního odpadu obecně.

Často se objevují dotazy, o jaké využití odpadu v případě chemické recyklace vlastně jde. Zařazení těchto technologií z hlediska materiálové nebo energetického využití závisí na tom, jak je nakládáno s výstupem z technologie - např. pokud jde výstup do materiálového využití na nové sloučeniny, výrobky apod., pak se jedná o materiálové využití. Když je výstup určen k energetickému využití (palivo), pak jde o energetické využití. Může se jednat i o kombinaci materiálového a energetického využití.

Termické procesy chemické povahy přetvářejí a vlastně recyklují původní vstupní odpad na nové produkty, které dle celospolečenské poptávky a potřeby nalézají finální materiálově či energeticky smysluplné uplatnění.

Pod pojmem „chemická recyklace“ se ve skutečnosti ukrývá celá řada technologií, jako je například termická depolymerizace, pyrolýza nebo solvolýza, a v jednotlivostech se od sebe tyto technologie mohou velmi lišit. Když se na ně ale podíváme jako na jednu skupinu a ptáme se po jejich recyklačním potenciálu, zjistíme, že jen u malého zlomku technologií a zařízení na takzvanou chemickou recyklaci dochází v praxi k tomu, že by se díky nim odpad, nejčastěji odpadní plast, stával novým materiálem a byl znovu použit.

Místo toho většinou dochází k tvorbě paliva nízké kvality, se kterým je potřeba dále pracovat, aby se stalo použitelným. To vyžaduje další energetické vstupy u technologií, které jsou i bez toho velmi energeticky náročné a z tohoto důvodu prakticky nekonkurenceschopné. Velká energetická náročnost se samozřejmě pojí s velkou uhlíkovou stopou. Výstupy z takovýchto zařízení navíc mohou potenciálně obsahovat řadu zdraví i životnímu prostředí nebezpečných látek.

Takzvaná chemická recyklace proto podle nás není v souladu s oběhovým hospodářstvím. Místo toho, aby ho řešila, jak je to občas prezentováno, přinejlepším odvádí od problému pozornost a jeho řešení jen dále odsouvá. Řešení přitom spočívá v omezení výroby a používání primárních plastů, ve snižování produkce odpadů obecně a v podpoře skutečné recyklace a opětovného používání materiálů.

Třídění a recyklace plastových obalů v ČR

Česko patří mezi nejlépe třídící země v rámci Evropské unie. Díky autorizované obalové společnosti EKO-KOM, která zde provozuje systém sběru a recyklace obalových odpadů, je do třídění zapojeno 21 223 firem a 6160 obcí. „Za uplynulý rok každý obyvatel ČR vytřídil bezmála 67 kilogramů papíru, skla, plastů, kovů a nápojových kartonů. Ve sběrných systémech obcí se shromáždilo více než 713 tisíc tun vytříděného odpadu. Množství vytříděného odpadu představuje nárůst o 1,6 kg oproti roku 2019, ačkoliv podíl aktivně třídících obyvatel zůstal na stejné úrovni 73 %.

Uváděná 70% míra vytřídění plastových obalů je někdy označována za míru jejich recyklace. Třídění však neznamená automaticky recyklaci. Dle stávající legislativy se totiž jako recyklace označuje nejen technologický proces přeměny druhotné suroviny na nový produkt, ale také výroba TAP pro cementárny. Tento způsob vykazování však EU mění a usiluje o navýšení reálné recyklace.

Od roku 2021 mění definici recyklace evropské směrnice z balíčku podporující cirkulární ekonomiku. Za materiálové využití odpadů už nemůže být považována výroba paliv pro cementárny, je to totiž využití energetické. Zároveň se mění tzv. hodnotící bod recyklace z úrovně vstupu odpadu do některého z recyklační procesů úpravy a zpracování odpadu. „Výpočet je nově na místě, kde materiály odpadů z obalů vstupují do konečné fáze procesu recyklace, v níž je odpad přepracován na finální výrobky, materiály nebo látky.

„Díky obsahu obalů ve vyrobené druhotné surovině je účinnost dotřídění obalové složky odpadu na třídicích linkách vyšší než celková účinnost dotřiďování plastů, která bohužel v celoevropsky těžkých podmínkách roku 2020 klesla na 28 %,“ zmiňuje zároveň shrnutí autorizované obalové společnosti s tím, že dotřídění a následná recyklace plastových odpadů je složitější než u ostatních materiálů.

Zvýšení míry materiálové recyklace komplikují různé druhy plastů i jejich kombinace používané pro výrobu obalů i další odpad, který se dostane do žlutých popelnic. Data shromážděná v letech 2008 - 2016 ukazují vývoj skladby tříděného plastu v Česku. K nejlépe recyklovatelným plastovým materiálům patří PET. Přispívají k tomu nejen parametry tohoto polymeru, ale také zájem o recyklát rPET.

I když se daří PET lahve dostávat v Česku do žlutých kontejnerů - v roce 2019 se míra jejich sběru pohybovala okolo 80 %, zpět do potravinářství se dostane jen část. Značnou část odpadu ve žlutých kontejnerech tvoří různé kelímky, vaničky, obaly na kečup, drogerii nebo kosmetiku. Co se týká jejich materiálů, tak své využití nacházejí i polypropylen či polyetylen. Pokud se na tyto materiály nezaměřuje přímo třídicí a recyklační technologie nebo se nerecyklují chemicky, je v procesu mechanického třídění náročné kelímky separovat.

Zatímco vytříděné PET lahve recyklací alespoň částečně naleznou uplatnění ve stejném segmentu, a uzavřou tak pomyslnou cirkulární smyčku, PP či PE kelímky se z procesu mechanické recyklace do nových obalů potravin jen tak nedostanou.

Recyklace polymerních materiálů

Zcela obecně platí, že ekologický i ekonomický smysl recyklace jakéhokoliv odpadu tkví ve využití jeho materiálového a energetického obsahu. Nejefektivnější je tedy recyklace materiálů vyrobených energeticky náročným procesem z obtížně dostupných surovin. Nutnou podmínkou je dostatečně vysoký rozdíl mezi energetickým vkladem do primární výroby a do recyklace. V tomto ohledu jednoznačně vede hliník následovaný ostatními kovy.

V případě polymerních materiálů jsou předpoklady k úspěšné recyklaci podstatně horší. Energetický vklad do výroby polymerů není výrazně vyšší než energetická náročnost jejich recyklace, a proto musí být případ od případu pečlivě váženo, jakým postupem odpadní plasty zhodnotit, aby výsledek ekonomické a ekologické bilance procesu skončil pozitivně. Naštěstí se všechny polymerní materiály vyznačují vysokým energetickým obsahem daným jejich chemickým složením, a tak vždy zbývá jako poslední možnost jejich zhodnocení energetické.

Přes uvedené nepříznivé okolnosti byla do průmyslové praxe úspěšně zavedena řada recyklačních postupů a polymerní materiály jsou recyklovány již desítky let. Málo známá je skutečnost, že průkopníkem recyklace polymerních odpadů byl Henry Ford.

Oblíbeným omylem tradovaným v komunitě „zelených“ aktivistů je, že recyklovat se dá všechno. Realita je však taková, že recyklovat lze jen některé druhy plastového odpadu, pro které jsou splněny základní technické a ekonomické podmínky. Technologický odpad se recykluje ve zpracovatelských závodech již od počátků výroby a zpracování polymerů, tedy již od čtyřicátých let.

Složitější je to již s recyklací průmyslového odpadu, zvláště pokud sestává z více druhů polymerů. Separace a čištění jednotlivých složek směsného plastového odpadu jsou operace technicky i ekonomicky náročné, a proto se primární recyklace jednotlivých materiálových složek nemusí vždy vyplácet.

Uživatelský odpad obyvatelstvo dobrovolně třídí z komunálního odpadu a tvoří ho především použité plastové obaly a plastové výrobky s kratší dobou životnosti. Materiálově sestává ze směsi komoditních plastů (tj. HDPE, LDPE, PP, PET, PS) s převažujícím podílem polyolefinů a malou příměsí konstrukčních plastů (ABS, PA, PBT, PC). Vzhledem k obrovskému objemu uživatelského plastového odpadu má jeho zhodnocení celospolečenský význam, ale zároveň představuje z hlediska technologie recyklace nejsložitější problém.

Podle výročního shrnutí EKO-KOM bylo na trh v ČR v roce 2018 uvedeno 1 187 087 tun obalů pro jedno použití, z čehož bylo 22 % obalů plastových, tj. 261 159 tun. Ze stejného zdroje vyplývá, že z tohoto množství bylo 67 %, tj. 174 977 tun, recyklováno.

Hlavní překážkou ekonomicky schůdné recyklace uživatelského plastového odpadu je skutečnost, že je to směs plastů, nadto znečištěná. Proto svoz komunálního sběru nejdříve směřuje do třídicích závodů, kde jsou z této směsi jako první vytříděny snadno recyklovatelné složky.

Postupy recyklace PET lahví

Pro recyklaci PET lahví existuje řada postupů. Jednou cestou jsou postupy materiálové recyklace opět na materiál pro výrobu nápojových lahví označované jako B2B (bottle-to-bottle). Všechny postupy B2B jsou založeny na důkladném vyčištění suroviny (PET-flakes) a jejím následném zpracování v tavenině tak, aby nedocházelo ke štěpení řetězců PET.

Společným problémem všech postupů B2B jsou vysoké nároky na čistotu vstupní suroviny. Přednostně jsou technologiemi B2B zpracovávány čiré bezbarvé lahve.

Velké objemy PET lahví jsou zpracovávány na vlákna. Plně postačující formou suroviny pro tento způsob recyklace je vytříděná a dobře vypraná drť odpadního PET. Největší množství odpadního PET se však zpracovává na technické textilie, zvláště pak na ty netkané, a na vláknité výplně nacházející poměrně široké uplatnění jako čalounický materiál. Tyto výrobky se ve velké míře uplatňují ve vnitřní výbavě automobilů.

Polyetylenové fólie jsou tříděny podle barvy (bezbarvé a barevné) a přepracovány opět na materiál pro výrobu fólií (primární recyklace). Postup sestává z mletí fólií na nožových mlýnech, praní, sušení a zpracování extruzí na granulát. Extrudery musí být vybaveny filtrací taveniny, kde se zachytí zbytky nežádoucích příměsí.

Recyklace směsí plastů

Zpracování zbývající směsi plastů po vytřídění PET lahví a PE fólií je obtížnější. Recyklace polymerních směsí prostým míšením jejich taveniny nevede k požadovaným užitným vlastnostem výsledného materiálu. Mechanické a estetické vlastnosti recyklátu směsi plastů významně omezují rozsah jeho aplikací na masivní dílce, které nahrazují dřevo nebo beton a nacházejí uplatnění především v pozemním, dopravním a vodním stavitelství a v zemědělství. V angličtině jsou tyto výrobky označovány jako „plastics lumber“, tedy doslova „plastové řezivo“.

Hlavní výhodou výrobků z recyklátů je jejich chemická a biologická odolnost, která je nesrovnatelně vyšší než odolnost klasických materiálů. Tím také odpadají jakékoliv nároky na povrchovou ochranu výrobků proti účinkům vody, povětrnosti a půdním mikroorganismům, což eliminuje náklady na údržbu v aplikaci.

Dobré mechanické vlastnosti směsí nemísitelných polymerů jsou podmíněny vysokou mezifázovou adhezí a co nejmenšími částicemi dispergované fáze. Separační tendence polymerních složek směsi je možné potlačit vytvořením vazeb (fyzikálních nebo chemických) na mezifázovém rozhraní (kompatibilizací). Výsledkem kompatibilizace je stabilizace vzniklé struktury materiálu.

Fyzikální a chemická recyklace

Pro co nejúčinnější využití surovinového a energetického vkladu do panenského polymerního materiálu je předurčena fyzikální recyklace. Obecně je fyzikální (materiálová) recyklace založena na dodání tepelné a mechanické energie a aditiv (stabilizátorů, barviv, případně i plniv), nutných pro přetvoření odpadní suroviny na nový materiál s mechanickými i estetickými vlastnostmi blízkými panenskému polymeru.

Na znečištění nejsou naopak citlivé chemické procesy recyklace a některé procesy snášejí až 10 % nežádoucích příměsí. Chemický rozklad polykondenzátů účinkem vybraných nízkomolekulárních látek je souhrnně označován jako chemolýza. Tímto způsobem je možné recyklovat materiály na bázi polyamidů (PA), polyuretanů (PUR) a zvláště pak lineárních polyesterů, např. polyetylentereftalátu (PET) a polybutylentereftalátu (PBT).

tags: #recyklace #odpadu #materiálové #využití

Oblíbené příspěvky:

• Objevování přírody v mateřské škole
• Co jsou Projekty Vedení k Přírodě?
• Přírodní léčba kašle
• Recenze školy v přírodě Vrbno
• Nápady na hry o zvířatech