Recyklace plastů pyrolýzou: Inovativní řešení pro odpad a emise CO2

Produkce plastů neustále roste a otázka recyklace tak nabývá na významu. Evropa však zdaleka nedisponuje potřebnou mírou recyklačních kapacit.

V Evropě je v současné době recyklováno přibližně asi jen 10 % plastového odpadu, a to většinou mechanickou recyklací. Metody termochemické recyklace by mohly podíl recyklace odpadních plastů významně zvýšit.

Plastic Europe uvádí míru recyklace plastu v Evropě 26,9 % za rok 2022. V roce 2020 byla ale míra recyklace téměř 35 %. U recyklace této komodity je tedy velký potenciál ke zlepšení, jelikož meziročně významně klesá a její hodnota je nižší než u ostatních komodit jako je například papír a lepenka, sklo, nebo třeba kov.

Pokud se však podíváme na míru recyklace konkrétně plastových obalů v České republice za rok 2023, zvýšila se na 49 % oproti původním 46 % za rok 2022, u nápojových kartonů to bylo 37 %.

Recyklaci plastů lze rozdělit na 4 typy. Prvním typem je mechanická recyklace, druhým je chemická, následuje tzv. rozpouštěcí recyklace a nakonec recyklace organická (tj.

Čtěte také: Jak recyklovat starý šicí stroj

Mechanická recyklace

Mechanická recyklace je nejčastěji používaným postupem při recyklaci plastu. Po vhození plastového odpadu do žlutého kontejneru putuje plastový odpad na třídící linku, kde dochází k dotřídění od hrubých nečistot. Dochází také k rozdělení plastů dle druhů jako jsou PET lahve, fólie, duté plasty, také polystyren nebo třeba směsný plast. U PET lahví dochází také k rozdělení dle barev. Následně jsou plasty rozdrceny na malé kusy a poté jsou promyty s cílem odstranit nečistoty a kontaminanty. Dále jsou osušeny a připraveny k tavení pomocí zahřívání. Z nataveného materiálu pak vznikají dlouhá vlákna, která jsou nasekána na granule. V tento moment vzniká tzv. regranulát, který se dále využívá při výrobě dalších produktů, jako je například sportovní oblečení, spacáky, lavičky a další.

Vzniklý regranulát bohužel nelze použít na většinu výrobků, které by následně přišly do styku s potravinami. Výjimkou jsou pouze PET lahve, u kterých jsou však nastaveny přísné vstupní parametry s důrazem na vysokou míru čistoty vstupního materiálu. V tomto případě se pak jedná o tzv.

Pyrolýza jako metoda chemické recyklace

Další možností recyklace plastů je pyrolýza. Jedná se fyzikálně chemický děj v rámci termického procesu, který za pomocí vysokých teplot rozkládá organické látky bez přístupu kyslíku.

Co je pyrolýza? Pyrolýza je termický proces, který působením tepla rozkládá organické látky bez přístupu kyslíku. Jedná se o fyzikálně-chemický děj, řadící se mezi technologie, které působí na odpad teplotou, která přesahuje mez jeho chemické stability.

Výsledným produktem tohoto procesu je plyn (využitelný v kogeneračních jednotkách na výrobu elektřiny a tepla), kapalina (pyrolýzní olej používaný v chemickém průmyslu nebo v rafinériích pro výrobu nafty) a tuhý zbytek (využívaný v průmyslu). Pyrolýza je vhodná pro plastové materiály, které běžné recyklační metody nedokáží zpracovat, například směsné nebo kontaminované plasty. Tento proces přispívá ke snižování objemu plastového odpadu, který by jinak skončil na skládkách nebo ve spalovnách. Nicméně proces pyrolýzy vyžaduje vysoké teploty, což znamená vysokou spotřebu energie.

Čtěte také: Zodpovědný přístup k recyklaci kávových kapslí

Při procesu pyrolýzy plastů, neboli chemické recyklace, vzniká olej, plyn a vosk. Pro vedlejší produkt na bázi uhlíku ovšem neexistuje využití.

Výhody zpracování pyrolýzou

• Na rozdíl od mechanické recyklace dokáže metoda termochemické recyklace zpracovat i směsi odpadních plastů.
• Kompozitní materiály, které by za běžných podmínek skončily na skládce nebo ve spalovně, mohou být recyklovány právě termochemicky.
• Význam termochemické recyklace spočívá zejména v enviromentální rovině, protože tvoří ekologickou alternativu k metodám běžného spalování a neefektivnímu skládkování.

„Termochemická recyklace plastového odpadu je uznávanou terciární, nebo recyklační cestou suroviny, při které se plastové odpadní materiály zpracovávají zpět na výrobu základních petrochemikálií, které lze použít jako surovinu pro výrobu primárního plastu, nebo rafinovaných paliv,“ vysvětluje RNDr. Radek Hořeňovský, předseda klastruWASTen.

Polyethylen ve všech formách (HDPE, LDPE, LLDPE) je hlavní složkou plastového komunálního odpadu. Vedle majoritní kapalné frakce po termochemické recyklaci plastů je jejím vedlejším produktem frakce plynná, tedy směs plynů.

„Získaná kapalná frakce má velký potenciál recyklovat zpět do petrochemického průmyslu jako surovina pro výrobu nových plastů, nebo výrobu rafinovaných paliv,“ dodává Radek Hořeňovský.

Výtěžky a vlastnosti konečného kapalného produktu termochemické recyklace závisí na složení plastového odpadu. Požadovaných vlastností konečných produktů lze dosáhnout odpovídajícím smícháním plastových odpadů. Není to však někdy dosažitelné technicky, nebo i ekonomicky. Sofistikované technické řešení současných technologií termochemické recyklace však umožňuje zpracovat široké spektrum odpadních plastů ve směsi a výsledkem je kapalný produkt stabilní požadované kvality.

Čtěte také: Výzvy v recyklaci tvrzených plastů

Nová metoda amerických vědců: Využití plastového odpadu k vázání emisí oxidu uhličitého

Američtí vědci přišli s novou metodou, kterou lze plastový odpad využít k vázání emisí oxidu uhličitého. Řeší dva problémy najednou. Vědci z americké Rice University vyvinuli novou metodu, která chemicky přeměňuje odpadní plasty na účinný sorbent oxidu uhličitého pro průmyslové účely. Metodu popsali v nové studii, která byla publikována v časopise Americké chemické společnosti ACS Nano.

Chemik James Tour a jeho kolegové Wala Algozeeb, Paul Savas a Zhe Yuan uvádějí, že zahříváním plastového odpadu v přítomnosti octanu draselného vznikají částice s póry v rozsahu nanometrů, které zachycují molekuly oxidu uhličitého. Podle výzkumného týmu je lze použít k odstranění CO2 ze spalin.

„Tento materiál vyrobený z plastového odpadu se může nainstalovat do bodových zdrojů emisí CO2, například do komínů elektráren, což umožní zachytit obrovské množství oxidu uhličitého, který by se za normálních okolností rozplynul v atmosféře,“ vysvětluje James Tour. Metoda pomáhá řešit dva problémy najednou: plastový odpad i emise CO2.

Při pyrolýze plastů za přítomnosti octanu draselného se tvoří porézní částice, které při pokojové teplotě dokážou zadržet CO2 v množství až 18 % jejich vlastní hmotnosti.

Další výhodou metody je, že za přítomnosti octanu draselného produkce sorbentu CO2 funguje i s odpadními polymery s nízkým obsahem fixního uhlíku, například s polypropylenem a polyethylenem s vysokou a nízkou hustotou, které jsou hlavními složkami komunálního odpadu.

Chemická recyklace a nové povinné limity recyklátu

Průmysl, kterého se nejvíce dotknou nová pravidla pro obaly a obalové odpady intenzivně řeší, jak a kdy bude umožněno používat recyklát z pokročilého typu recyklace tzv. chemické recyklace. O připravovaných nových povinných limitech recyklátu v plastových obalech jsme informovali v našich předchozích textech. Adaptace na nová zákonná pravidla se nejvíce dotkne výrobců potravin, nápojů, farmacie a kosmetického průmyslu.

Podle návrhu revize směrnice o obalech a obalových odpadech musí výrobci od roku 2030 zajistit ve svých plastových obalech minimálně 25 % recyklátu u obalů citlivých na kontakt, u jednorázových plastových nápojových lahví alespoň 50 % a u ostatních plastových obalů 45 % a více. Během dalších desíti let, tzn. Toto nové obrovské množství povinného recyklátu není závazkem pouze pro výrobce, ale je závislé na celém systému EPR , tzn.

Pro obaly citlivé na kontakt bude nutné používat recyklát, který splňuje velmi přísné hygienické parametry. Ne všechny stávající recyklační provozy umí zpracovat obalový plastový odpad tak, aby dodržely všechny vysoké bezpečnostní limity. Jsou to technologie zpracovávající obalový odpad mechanicky.

Chemickou recyklací se nyní označují tyto základní typy technologií: pyrolýza, plazmové zplyňování a chemo-termická depolymerace. U pyrolýzy je výsledným produktem převážně pyrolýzní olej, u zplyňování je to primárně syntézní plyn, a z těchto dvou produktů jsou dále vyráběny nové plasty. Pyrolýza a plazmové zplyňování umí zpracovat i více druhové plasty, depolymerace převážně jedno druhové.

Problém nyní vzniká u metody, jak započítat vzniklý recyklát z chemické recyklace do konečných cílů recyklace, závazných pro každý členský stát EU. Platné závazné cíle jsou následující: od roku 2025 musíme zrecyklovat minimálně 50 % všech plastových obalů, od roku 2030 minimálně 55 %.

Pro dosáhnutí nových cílů recyklace a zejména pokrytí zvýšeného objemu požadovaného povinného recyklátu v plastových obalech, speciálně v obalech citlivých na kontakt, je nutné využívat chemickou recyklaci, bez ní není možné legislativní cíle splnit.

Pyrolýzní olej je hlavní produkt chemického procesu pyrolýzy a je surovinou pro tvorbu nového plastu. Z určitém množství plastového odpadu vznikne 70 % - 90 % pyrolýzního oleje, ale dále už jen velmi nízké procento nového plastu, který může být uznán jako recyklát. Tento výpočet se pohybuje do 10 % z původního množství plastového odpadu vloženého do pyrolýzy. Můžeme zde vidět výraznou odlišnost od tradiční mechanické recyklace, kdy například z 1 tuny odpadového plastu vznikne až 0,9 tun recyklátu. U chemické recyklace typu pyrolýza by to bylo do 0,1 tuny uznaného recyklátu.

Společnosti ze sektoru oběhového hospodářství a petrochemického průmyslu ale navrhují jiný, vhodnější postup pro započítávání recyklátu z pyrolýzy. Tato metoda tzv. „volné alokace“ by přinesla započítávání recyklátu v novém plastu okolo 50 %.

tags: #recyklace #plastu #pyrolyza #proces

Oblíbené příspěvky:

• Význam grafických symbolů nebezpečných odpadů
• Správné kompostování zahradního odpadu
• Divoká prasata a kempování
• Samootvírací odpadkové koše do skříňky: Test a srovnání
• Aktivity a události v ochraně přírody