Tylko ułamek materiału, który mógłby zostać przekształcony w nowy plastik, jest obecnie poddawany recyklingowi. Naukowcy z Chalmers University of Technology w Szwecji pokazali teraz, jak atomy węgla w odpadach mieszanych mogą zastąpić wszystkie surowce kopalne w produkcji nowego plastiku. Metoda recyklingu jest inspirowana naturalnym cyklem węglowym i mogłaby wyeliminować wpływ materiałów plastikowych na klimat, a nawet oczyścić powietrze z dwutlenku węgla.
„W odpadach znajduje się wystarczająco dużo atomów węgla, aby zaspokoić potrzeby całej globalnej produkcji tworzyw sztucznych. Wykorzystując te atomy, możemy oddzielić nowe produkty z tworzyw sztucznych od dostaw dziewiczych surowców kopalnych. Jeśli proces jest zasilany energią odnawialną, otrzymujemy również produkty z tworzyw sztucznych o ponad 95% niższym wpływie na klimat niż te produkowane obecnie, co skutecznie oznacza ujemne emisje dla całego systemu” – mówi Henrik Thunman, profesor technologii energetycznych na Uniwersytecie Technologicznym Chalmers i jeden z autorów badania opublikowanego w Journal of Cleaner Production.
Aby osiągnąć cykle cyrkularne, musimy lepiej wykorzystywać zasoby już używane w społeczeństwie. Henrik Thunman i jego zespół badawczy chcą się skupić na ważnym zasobie, który dziś często idzie z dymem: atomy węgla w naszych odpadach, które obecnie są spalane lub kończą na wysypiskach zamiast być poddawane recyklingowi. Jest to możliwe dzięki technologiom ukierunkowanym na węgiel zawarty w odpadach z tworzyw sztucznych, papieru i drewna, z resztkami żywności lub bez, aby stworzyć surowiec do produkcji tworzyw sztucznych o takiej samej różnorodności i jakości jak te, które są obecnie produkowane z surowców kopalnych.
Tak jak natura Obecne metody recyklingu tworzyw sztucznych są w stanie zastąpić nie więcej niż 15-20% surowców kopalnych potrzebnych do zaspokojenia zapotrzebowania społeczeństwa na tworzywa sztuczne. Zaawansowane metody zaproponowane przez naukowców opierają się na technologiach termochemicznych i polegają na podgrzaniu odpadów do temperatury 600-800 stopni Celsjusza. Odpady zamieniają się wtedy w gaz, który po dodaniu wodoru może zastąpić budulec tworzyw sztucznych. Zastosowanie tej metody recyklingu mogłoby uwolnić nowe produkty z tworzyw sztucznych od dostaw nowych surowców kopalnych.
Naukowcy prowadzący badania opracowują termochemiczną metodę recyklingu, w wyniku której powstaje gaz, który następnie może być wykorzystywany jako surowiec w tych samych fabrykach, w których obecnie wytwarza się produkty z tworzyw sztucznych z ropy kopalnej lub gazu. Do reaktorów w Chalmers Power Central trafiają różne rodzaje odpadów, takie jak stare produkty plastikowe i papierowe kubki, z resztkami jedzenia lub bez nich.
„Kluczem do szerszego recyklingu jest spojrzenie na odpady resztkowe w zupełnie nowy sposób: jako na surowiec pełen użytecznych atomów węgla. Odpady nabierają wtedy wartości i można stworzyć struktury ekonomiczne, aby zbierać i wykorzystywać je jako surowiec na całym świecie” – mówi Henrik Thunman.
Zasada działania procesu inspirowana jest naturalnym cyklem węglowym. Rośliny są rozkładane na dwutlenek węgla, gdy usychają, a dwutlenek węgla, wykorzystując słońce jako źródło energii i fotosyntezę, tworzy następnie nowe rośliny.
„Jednak nasza technologia różni się od sposobu, w jaki działa w naturze, ponieważ nie musimy odbywać objazdu przez atmosferę, aby obiegać węgiel w postaci dwutlenku węgla. Wszystkie atomy węgla, których potrzebujemy do produkcji plastiku, znajdują się w naszych odpadach i mogą być poddane recyklingowi przy użyciu ciepła i energii elektrycznej” – mówi Henrik Thunman.
Z obliczeń naukowców wynika, że energię do zasilania takich procesów można pobierać ze źródeł odnawialnych, takich jak energia słoneczna, wiatrowa, wodna lub poprzez spalanie biomasy, a będą one bardziej energooszczędne niż obecnie stosowane systemy. Możliwe jest również pozyskiwanie nadmiaru ciepła z procesów recyklingu, co w systemie cyrkularnym pozwoliłoby zrekompensować produkcję ciepła pochodzącą obecnie ze spalania odpadów, eliminując jednocześnie emisję dwutlenku węgla związaną z odzyskiem energii.
