Možnosti recyklace plastu s minimálním dopadem na životní prostředí

Plasty se pro nás za zhruba 200 let své existence staly v mnoha oblastech nenahraditelným materiálem. Plasty začaly hrát v našich životech velmi důležitou roli zejména po 2. světové válce. Jisté vystřízlivění nastalo na přelomu milénia, kdy se začaly objevovat názory upozorňující i na negativa používání plastů, zejména pak tzv. mikroplastů.

Užívání plastů má i odvrácenou tvář - mikroplastové částečky se už nachází na souši, ve vodě i v ovzduší. Ekologický fenomén se v současnosti zaměřil zejména na tzv. mikroplasty, které „jsou všude“.

Makroplasty vs. Mikroplasty

Jaký je rozdíl mezi makroplasty a mikroplasty? Jako makroplasty lze z pohledu ekologické terminologie označit produkty z plastů.

Současné snahy o řešení situace s plasty jsou nedostatečné

Výslednou zprávu s názvem „Plastové obaly v oběhovém hospodářství“ zveřejnila EASAC 10. 3. K tomuto závěru dospěla Expertní rada pro vědu evropských akademií (EASAC - European Academies Science Advisory Council), která připravila 7 doporučení pro zákonodárce Evropské unie (EU). Expertní rada ve zprávě dospěla k závěru, že stávající snahy o vyřešení neutěšené situace s používáním plastových obalů jsou nedostatečné. Mimo jiné uvádí, že od 60. let 20. století se produkce plastů neustále zvyšuje.

Za Českou republiku se na zprávě podílel ředitel Ústavu makromolekulární chemie AV ČR Jiří Kotek, který ke zprávě EASAC uvedl:„… plast v současné době nemá v řadě aplikací jinou rovnocennou alternativu. Základem by proto mělo být jejich efektivní využívání a zdokonalení recyklačních technik včetně rozkladu pomocí pyrolýzy, která probíhá za zvýšené teploty bez přístupu kyslíku. Pyrolýzní produkty lze následně využít pro další výrobu plastů. Pokud plastový odpad nelze žádným způsobem recyklovat, určitě nepatří na skládku. Jak už víme, pro mnoho živočišných druhů jsou smrtící, přenášejí se i potravním řetězcem.

Čtěte také: Sazba DPH pro dřevěné odpady

Jak na plasty?

1. Značná část plastového odpadu vyprodukovaného v EU není recyklována v Evropě. Obrovské množství odpadu, který je často kontaminovaný a obtížně se recykluje, je odváženo z Evropy do jiných zemí. Tam často končí v ilegálních továrnách, odkud uniká do přírody a poškozuje tak životní prostředí.
2. Jako důležitý cíl určuje nulové skládkování pro plastový odpad. Současně poukazuje na nutnost minimalizace spotřeby plastů a užívání jednorázových plastových výrobků.
3. Požadavek směřuje na výrobce plastů, ale také na prodejce - cílem je úhrada poplatků za znečištění životního prostředí (třeba za velkoobjemové plastové obaly) a naopak snížení poplatků za recyklované plasty.
4. Podle vědců dochází u biologicky rozložitelných plastů ke střetu dvou protichůdných požadavků, proto je jejich potenciál limitovaný. Nelze současně splnit požadavek na delší trvanlivost obalů potravin či spotřebního zboží, které jsou z nich vyráběny, a současně splnit požadavek jejich rychlého rozkladu v půdě či ve vodě. Označení „bio“ rozhodně neznamená, že se vždy jedná o produkt, který má méně závažný dopad na životní prostředí z hlediska emisí skleníkových plynů nebo využití půdy.
5. Současné znalosti a moderní technologie je třeba posunout k vývoji integrovaných recyklačních systémů, v jejichž rámci bude možné zpracovat veškerý plastový odpad - tak by se předcházelo jeho skládkování či exportu mimo Evropu.
6. Pro recyklace představují značnou komplikaci tzv. vícedruhové (kompozitní) obaly, zejména ty, jejichž vrstvy se od sebe oddělují složitě, nebo vrstvy zcela neoddělitelné. Sklo s papírovou etiketou problém pro zpracovatele nepředstavuje, ale např. PVC sleeves (smršťovací fólie na PET láhvích) už komplikací jsou. Nejnovější technologie umožňují nahradit dokonce i vícevrstvé obaly, ideální je ale takové obaly nepoužívat.

Legislativa a ekomodulace

Novela zákona o obalech přijatá v rámci cirkulárního balíčku klade důraz především na snadno recyklovatelný design obalů výrobků. K 1. lednu 2021 vzešla v účinnost nová odpadová legislativa Ministerstva životního prostředí, která přináší razantní změny v nakládání s odpady. Díky těmto změnám bychom měli být v následující letech schopni naplnit povinné evropské cíle v rámci tzv. cirkulární ekonomiky. Novela zákona o obalech klade důraz na obaly jako takové - především pak na jejich ohleduplnost k životnímu prostředí a na jejich lepší recyklovatelnost.

Ekomodulace spadá do systémů EPR (z anglického Extended Producer Responsibility) neboli rozšířené odpovědnosti výrobce. Ta funguje v České republice ve vybraných oblastech již řadu let. Setkávat jsme se s ní doposud mohli běžně například u elektroodpadů nebo autovraků.

Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (OECD) definuje rozšířenou odpovědnost výrobce jako environmentálně-politický přístup, při kterém je odpovědnost výrobce za jeho produkt rozšířena i na tzv. post-spotřebitelskou fázi životního cyklu daného produktu. Politiku EPR charakterizují především dva klíčové body - přesun větší či menší části odpovědnosti přímo na výrobce a s tím související poskytování pobídek výrobcům, aby již při samotném vývoji produktů brali ohled na jejich dopad na životní prostředí.

Ekomodulace v praxi zavádí škály poplatků za uvádění obalů na trh, kdy budou zvýhodňovány právě ty způsoby balení, které jsou šetrnější k životnímu prostředí. „Nová regulace tedy bude umožňovat, aby obaly snadno recyklovatelné (například z jednoho druhu materiálu) byly levnější než obtížně recyklovatelné obaly, například takové, které kombinují různé nekompatibilní druhy plastů (typicky PET lahve s rukávem z PVC),“ uvedla mluvčí ministerstva životního prostředí Petra Roubíčková.

U obalů jako takových bude brán zřetel především na to, jak obtížné je obal třídit a následně recyklovat za pomoci dostupných technologií současných třídicích linek. Do popředí zájmu se dostanou nejen fyzické vlastnosti obalů, ale třeba také schopnost snadné identifikace použitých materiálů či jejich dostatečné množství na trhu, aby byla jejich tříditelnost a recyklace ekonomicky výhodná. Současně se bude také posuzovat schopnost recyklace obalu nejen „doma“, ale také v zemích, kam je výrobek v daném obalu exportován.

Čtěte také: Kompostování krok za krokem

Česká republika je již řadu let skutečně proaktivní, co se třídění odpadu týče. Podle výsledků společnosti EKO-KOM bylo v roce 2019 vytříděno celkem 73 % všech obalů. „Češi jsou úžasní v třídění, ale utřídili bychom se k smrti. Daleko lepší a logičtější je, aby obalový odpad pokud možno vůbec nevznikl,“ uvedl pro Lidové noviny Richard Brabec, ministr životního prostředí, a dodal: „Na co třeba často upozorňují i sami lidé: koupí si maličký výrobek a mají ho v obrovské krabici plné polystyrenu. Ekomodulace by měla řešit i tento jev. Cílem ekomodulace je tedy motivovat výrobce a dodavatele, aby již od samotného vzniku produktu brali ohled také na množství a typ odpadu, který díky němu dříve či později vznikne. Hnacím motorem je v tomto případě především cena.

Environmentální dopady pěnového polystyrenu (EPS)

Environmentální dopady plastů v souvislosti s pěnovým polystyrenem (EPS) se týkají celého životního cyklu tohoto materiálu - od výroby přes použití až po recyklaci. EPS se vyrábí s minimální spotřebou surovin a energie, protože více než 98 % jeho objemu tvoří vzduch. To znamená menší materiálovou náročnost, nižší emise při dopravě a celkově menší uhlíkovou stopu ve srovnání s mnoha jinými izolačními a obalovými materiály.

Z hlediska environmentálních dopadů plastů je klíčová také možnost recyklace. Pěnový polystyren (EPS) je 100% recyklovatelný materiál. Lze jej mechanicky drtit a znovu využívat jako přísadu do nových izolačních výrobků, lehčených betonů, podkladních vrstev nebo obalových materiálů. Moderní technologie umožňují i pokročilé recyklační postupy, které vracejí EPS zpět do surovinového cyklu.

V oblasti obalů má EPS pozitivní vliv na snížení poškození výrobků při přepravě. Chrání citlivé zboží, elektroniku, domácí spotřebiče i potraviny před nárazy a teplotními výkyvy, čímž omezuje ztráty zboží a s tím spojené plýtvání energií a zdroji, které byly vloženy do výroby těchto produktů.

Důležitým aspektem environmentálních dopadů plastů je i zdravotní a emisní stránka při používání v interiéru a ve stavbách. Pěnový polystyren (EPS) je zdravotně nezávadný, neuvolňuje vlákna ani škodlivé látky do vnitřního prostředí a je dlouhodobě stabilní. Správně navržený systém sběru, třídění a recyklace EPS dále zlepšuje jeho environmentální profil. Čistý stavební a obalový EPS od zákazníků i z průmyslu lze účinně recyklovat a vracet zpět do výroby, čímž se minimalizuje množství plastového odpadu.

Čtěte také: Škoda a emisní normy

Udržitelný rozvoj a cirkulární ekonomika

Udržateľný rozvoj je typ rozvoja, ktorého cieľom je odstrániť alebo zmierniť negatívne účinky doterajšieho spôsobu rozvoja ľudskej spoločnosti, teda rozvoja založeného predovšetkým na hospodárskom raste, ktorý má nezvratný vplyv na podobu a fungovanie našej planéty. Většina přírodních zdrojů je konečná a jejich nadměrné čerpání naši planetu poškozuje, tj. Součástí udržitelného rozvoje není jen ekonomický růst, ale i společenské hodnoty a přírodní bohatství.

Udržitelný rozvoj sice historicky vychází z potřeby lépe chránit přírodu a životní prostředí - tedy oblast environmentální,v současné době se vztahuje i na oblast dobrého a efektivního vládnutí a správy věcí veřejných - oblast sociální a finanční nástroje - oblast ekonomická,která se skládá ze všech hospodářských aktivit probíhajících v dané společnosti,zabývá se i interakcí mezi nimi,životním prostředím a společností. Je nutné pochopit, že sociální, environmentální a ekonomické součásti udržitelného rozvoje jsou úzce propojeny a že nelze jednu z nich upřednostnit na úkor ostatních.

Jednou z integrálních ( nedílných ) součásti udržitelného rozvoje je cirkulární ekonomika,nebo-li oběhové hospodářství. Zjednodušeně : produkce - využití - recyklace, ale i oprava nebo nahrazení opotřebované součástky - znovuvyužití - sdílení - prodloužení životnosti výrobku.

Klíčové je, aby používané materiály byly navzájem odděleny do dvou nezávisle cirkulujících okruhů, jež se řídí rozdílnou logikou. První operuje s látkami organického původu, které jsou snadno odbouratelné a není u nich proto problém navrátit je zpět do biosféry. Druhý operuje se syntetickými látkami,například s plasty vyrobenými z ropných zdrojů,z uhlí,apod., jež by měly být do produktů vkládány tak, aby bylo možné je z nich následně extrahovat ( získávat ) a opět použít, a nebylo by nutné je do biosféry navracet.

Samozřejmě,že uvedené rozlišení neplatí absolutně ( z energetického hlediska by to znamenalo porušení druhého termodynamického zákona - v praktických aplikacích tento zákon znamená, že žádný tepelný motor nebo podobné zařízení založené na principech termodynamiky nemůže být ani teoreticky ze 100% efektivní ) a tak i cirkulární ekonomika obsahuje část ekonomiky lineární. Lineární ekonomika, opět zjednodušeně : suroviny - produkce - využití - odpad.

Přechod na cirkulární ekonomiku nás bude stát mnoho času, úsilí i investic. Ale každá inovace směrem k vyššímu ekologickému standarduse nám mnohonásobně vrátí. Plastikářský průmysl,včetně oboru vstřikování termoplastů, je postaven před nový trend, úkol,před Udržitelný rozvoj. Environmentální legislativa tlačí na co nejrychlejší zavádění různých předpisů,konečných množství,procent,atp. do běžného života,ale průmyslová realita legislativní požadavky neumí,v krátkém časovém horizontu,implementovat.

Jako příklad je možno uvést požadavky na vstřikovací termoplasty, které mají za sebou dlouhé roky vývoje a používání a není tedy možné je ze dne na den nahradit novými plasty,které budou více přispívat k udržitelnému rozvoji. Jednou z oblastí udržitelného rozvoje je oblast plastového odpadu. Jediným z možných řešení je přechod od lineárního k cirkulárnímu nakládání s plastovými výrobky. Zatímco v rámci lineární ekonomiky je směr od zdrojů k výrobkům a odpadu, cirkulární ekonomika je založena na přeměňování odpadů znovu na zdroje. Nejde přitom jen o uzavření kruhu zdrojů, ale i o zpomalení toku nebo-li zvýšení životnosti výrobků ( pomocí promyšlených technologií,jejich konstrukce a designu ). Dále je to zvýšení možnosti náhrady dílů, jejich opravami,vylepšením,přestavbou ( například zavedení větší modularity produktů ).

Spotřeba plastů v Evropě

Civilizační rozvoj na jedné straně přináší zdokonalování technologií a zvyšuje uspokojování lidských potřeb. V Evropské unii nejvíce plastů spotřebovává obalový průmysl,v roce 2020 to bylo 39,7 % ze spotřebovaného množství ( v roce 2020 se v Evropě vyrobilo cca 55 milionů tun plastových výrobků,ve světě cca 367 milionů tun ). Druhým největším odbytištěm plastových výrobků v Evropě je stavební průmysl, 19,8 %. Na třetím místě byl automobilový průmysl s podílem 10,1 %, elektrotechnický a elektronický průmysl spotřebuje 6,2 %,domácí spotřebiče,bílé zboží 4,1 % z celkové spotřeby, zemědělství 3,4 %.

V posledních letech se v Evropě zvyšuje množství recyklovaného plastového odpadu, současně klesá množství odpadu ukládaného na skládky a udržuje se úroveň odpadu určeného k energetickému využití. Od roku 2019 boj proti plastům v Evropské unii zintenzivněl. V březnu 2019 Evropský parlament schválil směrnice o plastech na jedno použití. V EU začíná platit řada předpisů, které postupně vyřazují z výroby nerecyklovatelné výrobky z plastů. Přes uvedené požadavky a omezení dochází ke stálému růstu spotřeby plastů.

V současné době plasty po splnění své užitné funkce většinou končí na skládkách. Protože naprostá většina z nich není biologicky odbouratelná, představují stále závažnější problém, zejména v oblastech s vysokou mírou urbanizace. Proces biologického rozkladu plastů vyrobených z fosilních zdrojů je velmi pomalý.

Průmysl plastů,jeho jedním z obecných úkolů je,mimo jiné, zajištění požadavku, který říká,že plasty musí přinášet výhody s minimálním dopadem na životní prostředí. Stále restriktivnější právní předpisy v evropských zemích omezují možnost skladování plastového odpadu, nutí k rozumnějšímu nakládání s plasty a nasazování různých řešení pro neutralizaci plastového odpadu a recyklaci.

Recyklace plastů je velmi důležitá nejen z důvodu vysokých nákladů na skládkování odpadů, ale také z důvodu možnosti energetického využití plastů a toho, že recyklované produkty jsou levnější než produkty panenské. Nevhodné zacházení s plastovým odpadem může zapříčinit,že plasty, respektive výrobky z nich se dostanou do řek,moří,oceánů a půdy.

Přibližně dvě až pět procent plastů je transportováno do oceánu říčními cestami. Jakýkoli plastový odpad na pevnině má potenciál nakonec se dostat do oceánu, protože oceány jsou konečným místem naší zeměkoule. V životním prostředí se plasty pomalu rozkládají na mikroplasty, což jsou fragmenty v průměru menším 5 mm. Mikroplasty se mohou do životního prostředí dostat také degradací plastového oblečení do odpadních vod.

Celkově se zhruba čtyřicet procent plastů skládkuje. Vyspělé země mají skládky obvykle dobře zajištěné proti úniku do životního prostředí. Méně rozvinuté země však mají často otevřené skládky, kde mohou plasty snadno unikat do životního prostředí. Čtrnáct procent plastů se spaluje při energetickém využití. To sice nevytváří problém s pevným odpadem, ale vytváří se nežádoucí skleníkové plyny. Množství recyklovaných plastů se v jednotlivých zemích liší, v USA recyklují 10 % a v zemích EU 31 % spotřebovaných plastů. U PIW obvykle lze zajistit jednotnější složení a nižší obsah kontaminantů než u jiných typů plastových odpadů. Plastikářský průmysl PIW často recykluje v uzavřených recyklačních procesech.

Výroba plastů

Hlavními a základními surovinami pro výrobu termoplastů jsou zemní plyn a nafta ( nafta = určitá vroucí frakce ropy ). Existují dvě základní klasifikace, které zahrnují většinu polymeračních schémat : krokový růst ( kondenzace - zhušťování ) a polymerace s růstem řetězce ( adiční - slučovací ). Lineární a nelineární krokové růstové polymerace jsou procesy, ve kterých k polymeraci dochází prostřednictvím reakce více než jednoho molekulárního druhu. Na druhé straně procesy řetězové polymerace probíhají u monomerů, které mají nenasycenou skupinu.

Polypropylen ( PP ), celosvětově nejrozšířenější termoplast, je výjimečný díky své výrobní nákladové efektivitě a širokým aplikacím,včetně aplikací technických a jako matrice do kompozitů. Kopolymerizace se používá k úpravě vlastností vyrobených plastů tak, aby splňovaly specifické požadavky a průmyslové potřeby, což umožňuje zlepšení mechanických a chemických vlastností. Prostřednictvím manipulace s chemií monomerů byly vytvořeny a úspěšně komerčně zavedeny materiály přizpůsobené potřebám zákazníků, jako jsou kopolymery. Polymerace se stupňovitým růstem se používá k výrobě většiny polyamidů, například polymerů PA 12 a PA 66, stejně jako rodiny PET.

Po krátkém exkurzu po metodách výroby plastů z fosilních zdrojů se podíváme na problematiku výroby bioplastů z obnovitelných zdrojů. Základní surovinou pro výrobu PLA je rostlinná biomasa například kukuřice, obilniny, brambory, cukrová řepa, cukrová třtina, sója, tabák a přírodní suroviny jako například celulóza nebo lignit. Bioplast je vyráběn ze škrobu těchto rostlin. Aby se škrob přeměnil na látku vlastnostmi odpovídající plastům z fosilních zdrojů , je nutné jej vystavit vysokým teplotám a pomocí izolace z něj získat glukózu.

Problém s výrobou PLA je v náročnosti její výroby. Analýza životního cyklu ( LCA - Life Cycle Analysis ) u PLA ukazuje, že jeho dopad na životní prostředí je ještě horší než dopad u klasických plastů. Dalším z problémů je značení výrobků z PLA. Značení musí být takové,aby je bylo možno rozeznat od výrobků z fosilních zdrojů,vizuální porovnání to nezvládne. Výrobky často bývají špatně nebo nedostatečně označené,rozlišitelné a tak se může snadno stát, že si nevšimneme, že držíme v ruce právě výstřik z PLA. Často u nich navíc chybí dostatečné informace o tom, kam je vyhodit. Není totiž bioplast jako bioplast. Díky tomu PLA nepatří ani do hnědé popelnice na bioodpad. Většina průmyslových kompostáren v ČR není na zpracovávání bioplastů připravená, nezpracovává je a nepřijímá. Takové materiály pak ve výsledku končí na skládce.

Z uvedeného pohledu je jediným biodegradabilním polymerem polyhydroxyalkanoát PHA. Polyhydroxyalkanáty jsou polyestery organických hydroxykyselin akumulované, nahromaděné ve formě intracelulárních ( nitrobuněčný ,uvnitř buňky ) granulí celou řadou prokaryotických mikroorganizmů. Při výrobě PHA se využívá průmyslových fermentorů ( fermentor - bioreaktor, je zařízení s umělým prostředím,které slouží ke kultivaci virů,mikroorganizmů,buněk ), kde jsou simulované životní podmínky pro bakterie syntetizující PHA. Ve fermentoru jsou eliminací esenciální,základní živiny ( fosforu, dusíku, kyslíku nebo stopových prvků ) bakterie donuceny k ukládaní uhlíku ve formě PHA.

Klíčovým požadavkem je i cena vstupní suroviny. Pro výrobu PHA může sloužit melasa, siláž, odpadní oleje, vedlejší produkty výroby biopaliv, celulóza a lignocelulóza, syrovátka a odpady vznikající při výrobě mléčných produktů a potravin vůbec, odpadní voda z různých průmyslových procesů i domácností, methan a další suroviny bohaté na uhlík.

Výroba funkčních plastů

Výše jsem se věnoval výrobě plastů jako základní suroviny pro další zušlechťování. Takové plasty nemají vlastnosti vhodné k dalšímu zpracování a zejména jim chybí užitné vlastnosti. Obecně lze výrobu funkčních plastů ( plastů s užitnými vlastnostmi ) rozdělit do tří hlavních výrobních fází. První fází je modifikace surového polymerního materiálu,kdy jde o záměrnou přeměnu vlastností polymerů prováděnou za účelem získání nového polymerního materiálu s odlišnými vlastnostmi než měl nemodifikovaný materiál. Do skupin modifikací řadíme i síťování polymerů - pod tímto pojmem rozumíme vzájemné spojování polymerních řetězců,za vzniku prostorové sítě.

Obecně je možno uvést,že zesíťováním se u polymerů snižuje jejich rozpustnost ( v rozpouštědlech pouze bobtnají,zvětšují svůj objem ),ztrácejí tavitelnost a termoplasticitu,ale naopak se u nich zvyšuje tvarová stálost za zvýšených teplot, u některých se zvyšuje i odolnost vůči chemikáliím.

Podíl spotřeby plastů v Evropě dle odvětví (2020)

tags: #možnosti #recyklace #plastu #s #minimálním #dopadem

Oblíbené příspěvky:

• Česká republika a ovzduší
• Praktické řešení pro odpad: Stojany na pytle
• Otevírací Doba Sběrných Dvorů
• Harmonogram svozu odpadu v Lysé nad Labem
• O kosu horském