Artykuły

W obecnym czasie nadmierna eksploatacja zasobów naturalnych, w szczególności paliw kopalnych, stanowi poważny problem środowiskowy. Według danych organizacji Global Footprint Network około 8 miliardów ludzi zużywa zbyt dużo zasobów naturalnych, niż Ziemia jest w stanie odnowić oraz wytwarza zbyt dużo odpadów, niż może wchłonąć. Oceniono, że na obecnym poziomie konsumpcji zużywamy ekwiwalent o wartości 1,7 zasobów naszej planety, co świadczy o bardzo wysokim poziomie naszego zapotrzebowania. Kupujemy za dużo i nie liczymy się z kosztami ekologicznymi. Nadmierne korzystanie z  zasobów  Ziemi  znacznie  osłabia  zdolność  przyrody  do  podtrzymania  życia i funkcjonowania gospodarki światowej. Postępujący rozwój miast, a także aktualne modele produkcji i zużycia, wpływają na degradację i niszczenie przyrody w tempie szybszym niż kiedykolwiek w przeszłości [1].

Regulacje krajowe i unijne

Dane Eurostatu (Urzędu Statystycznego Unii Europejskiej) wskazują, że w 2020 r. w całej UE wyprodukowano 2 miliardy 154 miliony Mg wszystkich odpadów, co w przeliczeniu na obywatela daje niechlubne 4815 kg [2]. W Europie w 2020 r. ilość pokonsumenckich odpadów z tworzyw sztucznych (OTS) osiągnęła wartość 29,5 mln Mg (rysunek 1). Poprzez zbiórkę odpadów zmieszanych zebrano 15 mln Mg, a w sposób selektywny 14,5 mln Mg. Recykling OTS, które zostały zebrane w selektywnej zbiórce osiągnął 13 razy wyższy poziom niż recykling odpadów w strumieniach zmieszanych (do recyklingu trafiło 35% pokonsumenckich OTS). W tym samym roku zebrano 17,9 mln Mg pokonsumenckich opakowaniowych odpadów polimerowych (rysunek 2). Odpady opakowaniowe zebrane w sposób selektywny i poddane recyklingowi osiągnęły 80 razy wyższy poziom niż recykling opakowań ze strumieni zmieszanych. Poziom recyklingu dla Europy został osiągnięty w 46%, co oznacza wzrost o około 9,5% w stosunku do poziomu z 2018 r., który wówczas wyniósł 42% [3].

Rys. 1. Odpady z tworzyw sztucznych zbierane w sposób zmieszany i selektywny (opracowano wg raportu [3])

Rys. 2. Odpady opakowaniowe z tworzyw sztucznych zebrane w 2020 r. (opracowano wg raportu [3])

Według Material Economics podana ilość jest uważana za niedoszacowaną, ponieważ w statystycznych bazach danych nie uwzględnia się znacznych ilości tzw. „brakującego plastiku”, na przykład pochodzącego z odpadów komunalnych [4]. Badania przeprowadzone przez Agora Industry i SYSTEMIQ wskazują, że brakuje ok. 7–15 mln Mg OTS z powodu niedoszacowania  zmieszanych  odpadów  komunalnych,  ustaleniu  ich  cyklu  życia i zastosowania w gospodarce czy przemyśle oraz nieudokumentowanych przepływów strumieni (np. nieuprawniony wywóz lub przetwarzanie odpadów) [5, 6].W Europie Komisja Europejska (KE) w celu zwiększenia udziału tworzyw sztucznych w gospodarce o obiegu zamkniętym uchwaliła rozporządzenia wraz z zobowiązaniami (dobrowolnie) złożonymi przez interesariuszy, np. są nimi producenci samochodów i elektroniki, którzy zobowiązują się do 2030 r. wykorzystać około 25–30% recyklingowanego plastiku w nowych produktach. Opublikowana przez KE Strategia na rzecz tworzyw sztucznych w gospodarce o obiegu zamkniętym zakłada, że 50% odpadów opakowaniowych z tworzyw sztucznych do 2025 r. zostanie poddanych recyklingowi, a do 2030 r. – 55%. Dodatkowo 10 mln Mg pokonsumenckich recyklatów zostanie wykorzystanych do produkcji nowych wyrobów polimerowych. Ponadto aby zarządzanie odpadami było zrównoważone, należy przestrzegać poniższej hierarchii postępowania z odpadami: zapobiegać powstawaniu odpadów, ponownie je wykorzystywać, poddawać recyklingowi, przetwarzać, unieszkodliwiać czy odzyskiwać z nich energię (rysunek 3) [7].

Rys.   3.    Zrównoważone    gospodarowanie    odpadami    zgodnie   z    hierarchią odpadów, (opracowano na podstawie [7])

Wprowadzone przepisy mają na celu zwiększyć wykorzystanie recyklingowanego plastiku w nowych wyrobach, tym samym popyt, a także potencjalnie cenę tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu [8]. Przeprowadzone badania [9] wskazują, że nadal potrzebne są znaczne ulepszenia, aby osiągnąć założone cele. Na przykład w Belgii i Holandii w sektorze elektronicznym nie są wykorzystywane OTS pochodzące z recyklingu, ze względu na nieefektywność w łańcuchach zbiórek, sortowaniu i recyklingu tych odpadów. Inne badania wskazują [10], że tworzywa sztuczne, które znajdują się w pojazdach wycofanych z eksploatacji (z ang. ELV – end of life vehicle) są przetwarzane z mniejszą starannością na odzysk polimerów, a cel „ponowne użycie i recykling” z ELV osiąga się głównie poprzez recykling aluminium i metali, pozostawiając znaczną ilość tworzyw sztucznych do składowania lub spalenia (rysunek 4). Podobna sytuacja dotyczy także odpadów opakowaniowych z tworzyw sztucznych. Znaczna ich część nie jest selektywnie zbierana, prawidłowo sortowana, ani recyklingowana, w związku z tym osiągnięcie do 2030 r. 55% recyklatów z tych odpadów jest nierealne. Należy podkreślić, że gospodarka o obiegu zamkniętym dla tworzyw sztucznych wymaga natychmiastowego pobudzenia.

Rys. 4. Wymagany recykling zużytych samochodów (opracowano na podstawie [11])

Jak recykling chemiczny może wpłynąć na wskaźniki recyklingu polimerów?

Przewidywane są dwa rozwiązania, które mogą przyczynić się do poprawy obiegu zamkniętego OTS i wskaźników recyklingu tych odpadów w Europie. Pierwszym rozwiązaniem jest wdrażanie rozwiązań już podczas projektowania i produkcji polimerów, tj. stosowanie  zasady  ekoprojektowania  z  myślą  o  ich  recyklingu,  wykorzystaniem

w opakowaniach mniejszej różnorodności materiałów polimerowych oraz promowanie ponownego wykorzystania tych odpadów (rysunek 5).

Rys. 5. Dobre praktyki ekoprojektowania tworzyw sztucznych (opracowano na podstawie [12]).

Drugim rozwiązaniem jest koncentrowanie się na technologiach przetwarzania OTS, które często wymagają poprawy istniejących infrastruktur i praktyk gospodarowania tymi odpadami, promowania selektywnych zbiórek oraz sortowania tworzyw według grup polimerów. W Europie dużą rolę w przetwarzaniu OTS odgrywają technologie recyklingu chemicznego, takie jak: piroliza, zgazowanie i depolimeryzacja. Technologie te są postrzegane jako komplementarne z recyklingiem mechanicznym w przetwarzaniu strumieni OTS. Takie podejście przyczynia się do wymiernych korzyści środowiskowych poprzez jednoczesne unikanie nieoptymalnych praktyk zarządzania odpadami z tworzyw sztucznych, a produkcją nowych materiałów wtórnych, których zastosowanie zapobiega wykorzystaniu surowców naturalnych, a także często ich składowaniu i spalaniu. Recykling chemiczny odnosi się do technologii ponownego przetwarzania OTS, w których łańcuchy polimerowe przekształcane są w produkty o wartości dodanej, takie jak: oligomery, monomery, podstawowe chemikalia i węglowodory (gazowe, stałe i ciekłe) [13]. Ponadto technologie recyklingu chemicznego, m.in.: piroliza i zgazowanie wytwarzają nie tylko monomery, ale także inne podstawowe produkty chemiczne (benzen, toluen, ksylen) oraz paliwa (mieszaniny węglowodorów) przyczyniając się w ten sposób do zamknięcia obiegu gospodarki OTS, jak również stwarzają wyzwania prawne, gdyż produkty wtórne zaliczane do paliw i energii nie są uwzględnianie w Dyrektywie 2008/98/WE (Waste Framework Directive - WFD) [14, 15].

W recyklingu chemicznym podejście do bilansu masowego oznacza uwzględnienie całego procesu produkcyjnego – od rozbicia długich łańcuchów polimerowych na podstawowe elementy budulcowe, aż do produkcji nowych chemikaliów. Bilans masowy może być również wykorzystany jako narzędzie do monitorowania wydajności technologii recyklingu chemicznego. W recyklingu chemicznym możliwe jest otrzymanie różnych produktów, np. monomerów, chemikaliów i węglowodorów. Planując procesy recyklingu chemicznego należy zatem jasno określić potencjalne ilości otrzymanych produktów wyjściowych, tak aby odróżnić produkcję tworzyw sztucznych otrzymanych z recyklingu, np. recykling tworzyw sztucznych na odzyskane polimery i recykling tworzyw sztucznych jako źródło energii [16].

Podsumowanie

Dotychczasowe badania wskazują, że wdrożenie recyklingu chemicznego OTS, będzie mieć pozytywny wpływ na wskaźniki recyklingu, ponieważ recykling OTS na tworzywa sztuczne i chemikalia zwiększy ten wskaźnik nawet do 61% (46% - recykling mechaniczny i 15% recykling chemiczny) [17]. Ponadto należy podkreślić, że recykling chemiczny ma stanowić uzupełnienie, a nie być konkurencją recyklingu mechanicznego. Przyszłe badania dotyczące recyklingu chemicznego powinny również dostarczyć informacji na temat aspektów zrównoważonego rozwoju, w szczególności wpływu środowiskowego, społecznego i gospodarczego.