Каскадная переработка: ключ к циркулярной экономике для пластмасс

Джастин Вуд, вице-президент и глава европейского, ближневосточного и африканского подразделений Альянса за ликвидацию пластиковых отходов, объясняет, почему каскадная переработка — лучший метод для создания круговой экономики пластмасс.

Пластик, получивший признание за свою универсальность, долговечность, удобство и экономичность, стал вездесущим в современном обществе и используется в качестве основного материала в самых разных отраслях, включая упаковку, строительство, здравоохранение и другие. Однако его использование привело к тому, что ежегодно образуется 360 миллионов тонн пластиковых отходов, причем большая часть этих отходов неправильно утилизируется и остается неутилизированной.

Неуправляемые пластиковые отходы представляют собой серьезную глобальную экологическую проблему: они часто остаются неубранными, просачиваются в окружающую среду или попадают на свалки.

Ключевым моментом в решении проблемы пластиковых отходов является фундаментальный переход от линейной модели «взять-изготовить-утилизировать» к круговой модели. Наряду со стратегиями сокращения, повторного использования и переработки, рециклинг является двигателем перехода к циркулярной экономике, позволяющим сохранить существующие материалы и продукты в обороте и использовать их в полной мере.

Рециклинг — это процесс, в ходе которого из пластиковых отходов производятся новые изделия или упаковка. Оптимальная система переработки направлена на то, чтобы максимально увеличить количество отходов, сохранить ценность материалов и уменьшить углеродный след. Среди множества различных технологий, существующих сегодня, рециклинг часто подразделяют на механический и химический.

Однако ни одно решение по переработке не является оптимальным. Напротив, последовательность нескольких технологий — это то, что приблизит нас к циркулярности. При каскадной переработке используются различные технологии и методы — механические, химические, замкнутый цикл, открытый цикл, вторичная переработка и вторичная переработка — последовательно друг за другом, чтобы сохранить материалы на самом высоком уровне качества, экономической и экологической ценности как можно дольше.

Переработка по замкнутому циклу

В настоящее время наиболее распространенной формой переработки является механическая переработка — процесс, при котором пластиковые отходы превращаются во вторсырье без существенного изменения химической структуры материала. На сегодняшний день это наиболее экономически эффективная, экологичная и доступная форма переработки, которая дает значительные экологические преимущества по сравнению с другими способами утилизации.

Например, исследования показывают, что, избегая производства первичных материалов, механическая переработка позволяет сэкономить от 1,4 до 2,1 тонны углекислого газа на тонну переработанного пластика. Кроме того, при идеальных условиях механическая переработка может перерабатывать такие пластики, как ПЭТ-бутылки, в новые бутылки, а в некоторых ситуациях — в текстиль с высокой добавленной стоимостью.

Изначально концепция замкнутой цепи поставок была направлена на повторное использование или переработку материалов в процессе производства, что позволяет сократить или даже устранить отходы. Если перенести это понятие в более широкий контекст, то под замкнутым циклом можно понимать переработку до качества, аналогичного исходному материалу, при котором продукт может быть использован в исходном или столь же требовательном применении.

Несмотря на то, что замкнутый цикл является идеальным вариантом утилизации, он имеет свои ограничения. Недостаточное разделение, сбор и сортировка использованного пластика может повлиять на доступность высококачественного сырья. Это может быть связано с несколькими факторами. Например, утилизация отходов по-прежнему представляет собой серьезную проблему — на сегодняшний день 2,7 миллиарда человек все еще не имеют возможности собирать свои отходы, а во многих менее развитых странах сортировка отходов на этапе их образования или после сбора практически отсутствует.

В то же время наличие различных видов пластика, смешение сортов одного и того же пластика и органические загрязнения также снижают качество доступного пластика. Все это препятствует использованию замкнутого цикла переработки, тем самым способствуя недостаточному предложению качественного сырья. Кроме того, некоторые виды пластика деградируют после каждого цикла переработки и после трех-десяти циклов становятся непригодными для использования.

Переработка по открытому циклу

Если качество снижается, использованный пластик может быть механически переработан в более низкокачественный материал — процесс, известный как «вторичная переработка», — для создания продуктов, не требующих пластика высшего сорта, таких как садовая мебель, основные строительные материалы и текстиль.

Хотя этот метод не столь экономически и экологически эффективен, как переработка по замкнутому циклу, он все же обеспечивает экономическую выгоду и сокращение углеродного следа по сравнению с производством нового первичного пластика или отправкой пластика на свалки или на предприятия по переработке отходов в энергию. Что делает вторичную переработку практичным вариантом, так это длительный жизненный цикл таких изделий, когда углерод, используемый для производства продукта, содержится в нем, а не выбрасывается в атмосферу в течение определенного периода времени.

Однако, как и при переработке по замкнутому циклу, при переработке по открытому циклу все еще возникают проблемы масштабируемости из-за сложности поиска достаточно крупных рынков, чтобы принять все производство, даже если бы сырье было легкодоступным. Кроме того, механическая переработка не может осуществляться бесконечно — то есть, как только качество пластика ухудшится до такой степени, что качество продукта, подвергшегося переработке, станет неприемлемым.

Химическая переработка

В настоящее время разрабатываются различные технологии химической переработки — от пиролиза и газификации до деполимеризации, которые предлагают решения различных задач по утилизации. Принимая различные потоки чистых пластиковых отходов, включая деградировавшие пластики, технологии химической переработки могут расщепить или деполимеризовать пластиковый продукт до исходного материала. Затем это сырье может быть использовано для замены ископаемого сырья, что позволяет получить пластик качества, аналогичного первозданному, что помогает удовлетворить потребности в более требовательных областях применения, таких как пищевая промышленность или медицина.

Однако химическая переработка, как правило, влечет за собой более высокий углеродный след и эксплуатационные расходы, чем переработка по замкнутому или открытому циклу. В этом контексте можно утверждать, что химическая переработка должна применяться только после того, как исчерпаны возможности механической переработки. Поэтому при выборе технологии переработки важно определить, какие решения по химической переработке являются наиболее подходящими для различных видов пластиковых отходов, чтобы их общий экологический след был соизмерим с выгодами от кругооборота материалов.

Каскадная переработка

Хотя дебаты о переработке часто сводятся к сравнению механических и химических методов, очевидно, что не существует какого-то одного оптимального решения. Вместо этого ряд взаимодополняющих технологий переработки должен работать в тандеме, чтобы обеспечить дальнейший рост кругооборота материалов, позволяя перерабатывать пластик снова и снова, чтобы сохранить качество вторсырья и максимально долгое время поддерживать материал в обороте.

Понятие «каскадная переработка» определяется как „нечто, расположенное или происходящее в виде серии или последовательности этапов, так что каждый этап вытекает из продукта предыдущего или действует на него“, и именно это и есть каскад — серия методов переработки, осуществляемых в последовательном порядке. Думайте о переработке как о каскаде качества и ценности, где механическая переработка должна быть первым вариантом в каскаде. После того как все возможности механической переработки исчерпаны, в качестве последнего этапа каскада может быть использована химическая переработка, позволяющая вернуть материал к первозданному качеству.

Чтобы проиллюстрировать, как работает каскадная переработка, давайте рассмотрим путь ПЭТ-бутылки для напитков. Механическая переработка хорошо известна и должна использоваться в качестве первого этапа каскада, чтобы максимально переработать бутылку в новую бутылку для напитков.

Однако при каждой механической переработке бутылки состав пластика становится все более смешанным, и его качество ухудшается. Когда качество ухудшается, пластик можно перерабатывать в другие продукты, не требующие качества пищевых или медицинских продуктов, например, бутылки для бытовых чистящих средств, подносы для еды или ведра. И только когда все эти возможности исчерпаны, мы обращаемся к химическим методам переработки, таким как гликолиз или метанолиз, чтобы переработать материал в первичную пластмассу.

Циркулярность в действии

Сегодня в мире перерабатывается менее 10% пластиковых отходов. Для создания каскада замкнутого цикла, открытого цикла и химической переработки необходимы дополнительные инвестиции для увеличения мощностей по переработке. Несмотря на это, уже существуют решения, способствующие такому переходу, и многие новые технологии разрабатываются огромными темпами. Технологии второго и третьего поколения будут и дальше значительно улучшаться — инновационные концепции, позволяющие увеличить масштабы, повысить надежность и производительность, а также использование теплоинтегрированной конструкции и возобновляемых источников энергии — вот лишь некоторые из возможностей.

При правильных инвестициях и ноу-хау каскадная переработка способна повысить уровень утилизации, прокладывая путь к более круговой экономике для пластмасс. Как путь в тысячу миль начинается с одного шага, так и путь к циркулярности. Как и в каскадном процессе переработки — сначала замкнутый цикл переработки, затем открытый цикл переработки и, наконец, химическая переработка — каждый шаг приближает нас к достижению циркулярности.

А затем мы повторяем этот цикл — снова и снова. Это и есть циркулярность в действии.

Ранее ученые заявили, что перерабатывать мусор будут бактерии.

Источник

16.12.2024