Drugie życie tworzywa sztucznego Przemysł i Środowisko

Drugie życie tworzywa sztucznego

Na całym świecie odnotowuje się nieustanny wzrost produkcji odpadów z tworzyw sztucznych, które pochodzą z najróżniejszych gałęzi gospodarki i przemysłu. Znaczna część z nich trafia na składowiska odpadów, natomiast zaledwie jedna trzecia odpadów jest ponownie wykorzystywana w efekcie procesu recyklingu. Ponieważ tworzywa sztuczne charakteryzują się długim okresem degradacji (mogą rozkładać się od 50 do nawet tysiąca lat!)
ich składowanie jest wysoce niekorzystne zarówno pod względem ekonomicznym, jak i ekologicznym. Warto dążyć do tego, by jak najwięcej tworzyw znajdujących się w obiegu było zamienianych w procesie recyklingu na recyklaty i ponownie wykorzystane jako surowce do produkcji nowych opakowań i artykułów plastikowych. Tym bardziej, że współcześnie prowadzone badania związane z zastosowaniem i możliwościami recyklatów polimerowych pokazują, że nie ustępują one swoimi właściwościami pierwotnym surowcom.

Czym są i jakie właściwości mają recyklaty?

Mianem recyklatu bądź regranulatu nazywane są tworzywa, które pozyskuje się w zakładzie recyklingu odpadów, by stanowiły bazę do wytwarzania nowych produktów. Mają postać granulek lub płatków. Otrzymuje się je w wyniku ciągu procesów technologicznych, do których należą takie etapy
jak rozsortowywanie zużytych tworzyw sztucznych, kwalifikacja do odpowiednich grup odpadów czy unieszkodliwianie niezdatnych do powtórnego użytku elementów. Pozyskiwanie końcowego recyklatu odbywa się najczęściej na drodze recyklingu materiałowego (mechanicznego) polegającego na rozdrobnieniu odpadów z tworzyw sztucznych celem uzyskania sypkiego, wygodnego do dozowania materiału, który będzie spełniał określone wymagania jakościowe przy jednoczesnym braku zmiany struktury chemicznej oraz wyeliminowaniu obcych wtrąceń. Recyklingowi mechanicznemu są najczęściej poddawane plastikowe butelki oraz sztywne folie pochodzące z opakowań – zwykle wystarczy je tylko oddzielić od takich zanieczy- szczeń jak nakrętki, nalepki, pozostałości kleju czy resztki organiczne przechowywanych w nich produktów.

Jakość powstałych granulek zależy przede wszystkim od właściwości surowca oraz rodzaju maszyny granulującej i jej parametrów pracy. W finalnym procesie recyklaty mogą być uszlachetnione dodatkami podnoszącymi jego wytrzymałość, sztywność czy lepkość. W efekcie uzyskuje się surowiec znacznie tańszy, a nieustępujący właściwościami materiałowi pierwotnemu.

Proces recyklingu mechanicznego tworzyw sztucznych - Przemysł i Środowisko

Tworzywa sztuczne w obiegu zamkniętym

Tworzywa jako materiały wszechstronne i innowacyjne, mają do odegrania kluczową rolę w gospodarce zrównoważonej i zasobooszczędnej. W sektorze transportu zmniejszenie masy pojazdów dzięki zastosowaniu lekkich tworzyw przekłada się na mniejsze zużycie paliw i zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych. W sektorze budownictwa tworzywa są wykorzystywane do produkcji wydajnych i trwałych systemów izolacji,
ram okiennych, czy systemów rurowych oszczędzających energię i wodę. Wreszcie opakowania z tworzyw odgrywają ważną rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa i higieny żywności oraz w zmniejszeniu jej strat i marnotrawstwa. Innymi słowy, dzięki tworzywom możemy osiągnąć więcej, używając mniej zasobów i energii. Jednakże, pełne wykorzystanie potencjału tych materiałów będzie możliwe dopiero wtedy, gdy zmierzymy się z ich fazą odpadową i zamkniemy ich obieg gospodarczy. Co dzieje się z tworzywami sztucznymi po zakończeniu okresu ich użytkowania? A co mogłoby się dziać po domknięciu obiegu?

W 2018 r., Komisja Europejska ogłosiła Europejską Strategię na rzecz tworzyw w Gospodarce Obiegu Zamkniętego, podejście oparte na czterech filarach zakładających zwiększenie opłacalności recyklingu, ograniczenie ilości generowanych odpadów plastikowych, walkę z zaśmieceniem środowiska morskiego oraz zwiększenie inwestycji i innowacji [1].

W odpowiedzi na strategię Komisji Europejskiej Stowarzyszenie Producentów Tworzyw Sztucznych PlasticsEurope ogłosiło dobrowolne zobowiązanie „Plastics 2030” [2] – zestawienie ambitnych celów i inicjatyw, stanowiących wkład przemysłu tworzyw sztucznych w realizację idei obiegu zamkniętego. Szczególny nacisk położono na zapobieganie stratom granulatu tworzyw i jego przedostawaniu się do środowiska naturalnego, a także zwiększenie efektywności surowcowej tworzyw. Jednym z kluczowych zobowiązań zawartych w dokumencie Plastics 2030 jest poszerzenie zakresu zbierania danych dotyczących odpadów tworzyw w celu lepszego zrozumienia, co dzieje się z wyrobami z tworzyw po zakończeniu
ich użytkowania. Raporty PlasticsEurope wskazują na wzrost ilości odpadów przekazywanych do recyklingu w całej Europie, jednakże dane
te nie pozwalają stwierdzić, jaka ilość wyprodukowanych regranulatów i innych recyklatów znajduje zastosowanie w nowych aplikacjach. Dzięki raportom możemy lepiej zrozumieć wyzwania i problemy, z którymi musimy się zmierzyć, aby zwiększyć recykling pokonsumenckich odpadów tworzyw w UE, co z kolei jest konieczne do osiągnięcia celów zawartych w nowych dyrektywach unijnych dotyczących opakowań i odpadów opakowaniowych [3] oraz osiągnięcia poziomów wykorzystania recyklatów określonych w Europejskiej Strategii dla Tworzyw. Komisja Europejska wzywa do podejmowania dobrowolnych zobowiązań w celu zwiększenia stopnia powtórnego wykorzystania tworzyw w wyrobach tak, by do roku 2025 w produkcji wyrobów z tworzyw na rynku europejskim wykorzystywanych było co najmniej 10 mln ton tworzyw pochodzących z recyklingu. Zamknięcie obiegu gospodarczego tworzyw ma pobudzić konkurencyjność gospodarki europejskiej, pomóc stawić czoło zmianom klimatycznym oraz umożliwić realizację Celów Zrównoważonego Rozwoju ONZ, takich jak chociażby cel 12 dotyczący odpowiedzialnej produkcji i konsumpcji,
cel 13 mówiący o przeciwdziałaniu globalnemu ociepleniu, czy cel 14 wskazujący na konieczność dbania o czystość mórz i oceanów oraz ich bioróżnorodność [4].

Obecnie większość tworzyw jest produkowana w oparciu o surowce kopalne: ropę naftową lub gaz ziemny. Jednak w dłuższej perspektywie większość tworzyw będzie produkowana na bazie takich surowców, jak na przykład zużyte oleje, odpady tworzyw, biomasa pozyskiwana z uwzględnieniem zasad zrównoważonego rozwoju czy nawet dwutlenek węgla (CO2). Założenia modelowego systemu o obiegu zamkniętym promują powtórne i wielokrotne użycie plastikowych wyrobów, odzyskiwanie z nich wartościowego materiału i unikanie kierowania surowców wtórnych, jakimi są odpady tworzyw, na składowiskach. Z tworzyw, których recykling jest możliwy, mamy szansę pozyskać surowiec do produkcji nowych tworzyw lub plastikowych części innych wyrobów, natomiast z tworzyw, których recykling jest niemożliwy możemy pozyskiwać energię. Przykładem europejskiego państwa,
które z sukcesami odzyskuje energię z odpadów jest Szwecja.

Ten nowy sposób myślenia oparty na cyrkularności wprowadzony na wszystkich etapach życia produktu – od projektu wyrobu do recyklingu
– może wpłynąć na zwiększenie ilości odpadów poddawanych recyklingowi, maksymalizację wydajności zasobów oraz zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych.

Tworzywa sztuczne w obiegu zamkniętym - Przemysł i Środowisko

Cykl życia tworzyw sztucznych jest bardzo długi. Około 60 proc. wyrobów z tworzyw (na przykład butelki, rury, krzesła itp.) oraz zawierających elementy z tworzyw (na przykład elementy samochodów i samolotów, izolacja budynków, podeszwy butów, itp.) staje się odpadem w czasie
od roku do 50 lat użytkowania, a w przypadku rur z tworzyw sztucznych, które stosowane są w budownictwie okres użytkowania wynosi nawet
100 lat. Właśnie dzięki długiemu czasowi życia (fazie użytkowania) tworzywa sztuczne są tak atrakcyjne pod względem wnoszonej wartości ekonomicznej – oszczędności zasobów i jednocześnie stanowią tak duże obciążenie dla środowiska naturalnego, jeśli staną się odpadem.

Według raportu Stowarzyszenia Producentów Tworzyw Sztucznych PlasticsEurope „Tworzywa Sztuczne w Obiegu Zamkniętym” [5] zawierającego dane za rok 2018 wszystkie zebrane odpady w państwach Unii Europejskiej miały masę 2600 mln ton. Z czego 550 mln ton stanowiły odpady pokonsumenckie zawierające tworzywa, z czego odpady tworzyw zebrane z tych odpadów pokonsumeckich stanowiły zaledwie 29 mln ton,
czyli 1 proc. wszystkich odpadów. Największym źródłem odpadów tworzyw były opakowania (61 proc.) Pozostałe sektory generujące odpady to: budownictwo (6 proc.), rolnictwo (5 proc.), motoryzacja (5 proc.), sprzęt AGD, sportowy i wypoczynkowy (4 proc.). Inne źródła stanowią łącznie
13 proc. Idąc dalej w analizie zagospodarowania pokonsumenckich odpadów wskazano, że aż 25 proc. odpadów tworzyw sztucznych w UE w dalszym ciągu trafia na składowiska (ponad 7 mln ton), natomiast 12,4 mln ton odpadów (42,6 proc. wszystkich zebranych odpadów tworzyw) staje jest źródłem energii w efekcie spalania lub przekształcenia w paliwa alternatywne (RDF/SRF). Recyklingowi poddawane jest ponad 9 mln ton pokonsumenckich odpadów tworzyw sztucznych (32,5 proc. wszystkich odpadów tworzyw), z czego 80 proc. jest przetwarzane w Europie dając około 5 mln ton recyklatu wykorzystywanego w nowych produktach.

W Polsce statystyki te wyglądają następująco: w roku 2018 zebrano 1,9 mln ton pokonsumenckich odpadów tworzyw sztucznych. Ich recykling w roku 2018 stanowił 27,4 proc., w nieco ponad 30 proc. odpady te stały się źródłem energii, natomiast ponad 42 proc. tych odpadów trafiło na składowiska.

Zagospodarowanie pokonsumenckich odpadów tworzyw sztucznych - Przemysł i Środowisko

Selektywna zbiórka odpadów to klucz do sukcesu

Dlaczego tak stosunkowo niewielki procent odpadów tworzyw poddawany jest recyklingowi? Gdzie są luki w procesie obiegu zamkniętego? Po pierwsze około 20 proc. pokonsumenckich odpadów tworzyw sztucznych przekazywana jest do recyklingu poza Europę. Ponadto w każdym procesie przemysłowym otrzymane ilości są mniejsze niż ilości na wejściu ze względu na obecność zanieczyszczeń takich jak na przykład resztki organiczne (woda, mleko, jogurty, soki), tkaniny, materiały kompozytowe, papier, kleje, metale czy fragmenty tworzyw (na przykład folii) odrzucane w procesach recyklingu. Procesu recyklingu nie ułatwia także fakt, że ponad połowa pokonsumenckich odpadów tworzyw sztucznych zbierana jest w różnych strumieniach odpadów zmieszanych, w których udział odpadów tworzyw wynosi od 2 proc. do 8 proc. Wydajność procesów recyklingu mogą poprawić zatem ulepszone systemy zbiórki, techniki sortowania i recyklingu w połączeniu z poprawionym ecodesignem. Jak wynika z raportu PlasticsEurope [5] poziomy recyklingu dla odpadów zbieranych selektywnie są 10 razy większe (62 proc.) niż dla odzyskanych ze strumienia odpadów zmieszanych (6 proc.). Dlatego tak ważna jest rola konsumenta w zwiększaniu recyklingu odpadów tworzyw. Tymczasem składowanie to w dalszym ciągu, niestety, bardzo powszechny końcowy etap cyklu życia tworzyw sztucznych. Może to wynikać nie tylko z prowadzenia zbiórki odpadów zmieszanych, ale również z samego składu tworzyw plastikowych. Obecnie, niektóre rodzaje odpadów tworzyw sztucznych, takie jak na przykład materiały kompozytowe i odpady wielomateriałowe mogą być poddane odzyskowi jedynie w procesach wytwarzania energii elektrycznej lub ciepła. Jednak najnowsze odkrycia w dziedzinie recyklingu chemicznego pokazują, że w bliskiej przyszłości coraz więcej tego typu odpadów będzie można poddać recyklingowi. Takie innowacje, jak recykling chemiczny [6] czy procesy rozpuszczalnikowe [7] z czasem staną się istotnym uzupełnieniem recyklingu mechanicznego [8]. Połączenie tych wszystkich metod może w zdecydowany sposób zmienić zagospodarowanie odpadów.

Gdzie wykorzystywane są recyklaty?

Recyklaty, w zależności od swojej jakości, znajdują zastosowanie w różnego rodzaju wyrobach. Recykling w pętli zamkniętej (na przykład od butelki do butelki) nie zawsze jest możliwy, zwłaszcza w specjalistycznych zastosowaniach, gdzie potrzebna jest najwyższa jakość surowca, by zapewnić funkcjonalność wyrobu i spełnić wymagania prawne. Obecnie regranulaty używane są przede wszystkim w wyrobach dla budownictwa
(jest największym odbiorcą tworzyw z recyklingu na rynku), przemysłu opakowaniowego, a także rolnictwa (wyroby dla tej branży zawierają największy procentowy udział regranulatów). Stosowane są chociażby do produkcji skrzynek narzędziowych czy ogrodowych, doniczek, akcesoriów meblowych, samochodowych. Przykłady te nie wyczerpują wszystkich możliwości – użycie recyklatów zależy wyłącznie od pomysłowości producentów oraz od inwestycji w maszyny do przetwórstwa tworzyw sztucznych. Prognozuje się, że innowacyjne technologie recyklingu i sortowania pozwolą poprawić jakość regranulatów, co umożliwi ich zastosowanie w nowych aplikacjach.

Jednym z najważniejszych tworzyw sztucznych, z których wytwarza się regranulaty, jest poli(tereftalan etylenu), znany skrótowo jako PET. Recyklaty w formie płatków PET mają szerokie zastosowanie m.in. w przemyśle włókienniczym, chemicznym i opakowaniowym. Ponadto wykorzystywane
są do produkcji: żywic poliestrowych, folii poliestrowych (do pakowania produktów spożywczych), włókien tekstylnych (wytwarzanie odzieży sportowej, polarów oraz innych materiałów szybkoschnących i niegniotących się); taśm poliestrowych do pakowania (do wiązania ładunków, także na zewnątrz) a także wykorzystywanych w medycynie protez naczyniowych (do leczenia przewlekłych zatorów naczyniowych).

Według raportów PlasticEurope w roku 2018 z 5 milionów ton recyklatów tworzyw sztucznych wyprodukowanych w Europie, 80 proc. zostało zawrócone do europejskiej gospodarki w celu wytworzenia nowych produktów. Pozostała część została wyeksportowana poza Europę.
4 mln ton recyklatów pochodzących z odpadów pokonsumenckich trafiły głównie do takich sektorów gospodarki jak:

  • 46 proc. budownictwo (elementy konstrukcji drogowych takie jak na przykład pachołki czy stojaki; rury; maty karbowane; panele izolacyjne; płyty i profile; panele; wykładziny podłogowe; okna);
  • 24 proc. opakowania (konsumenckie i przemysłowe: worki na odpady; wiadra i beczki; palety i kanistry; butelki na napoje; taśmy opakowaniowe; butelki na kosmetyki i detergenty; folie transportowe; folia bąbelkowa);
  • 13 proc. rolnictwo i ogrodnictwo (od pojemników na kompost i beczek na deszczówkę do rur i systemów irygacyjnych, a także folie ogrodnicze i rolnicze – folie do ściółkowania, folie na kiszonki; podwyższone grządki; systemy nawadniające; węże; pojemniki na rozsady, pojemniki na kwiaty typu doniczki, cylindry, miski, wiszące koszyki itp.);
  • 3 proc. motoryzacja (klamki samochodowe, części i elementy „pod maską”, zderzaki, trójkąty ostrzegawcze, światła odblaskowe, lusterka samochodowe, osłony do kabli);
  • 2 proc E&E (sprzęt elektryczny i elektroniczny);
  • 1 proc. AGD, wypoczynek, sport (części do odkurzaczy, ekspresy do kawy, skrzynki składane, plecaki, buty sportowe, wieszaki).

Inne przeznaczenie znajduje 11 proc. recyklatów.

Zastosowanie recyklatów tworzyw sztucznych w Europie - Przemysł i Środowisko

Podsumowując, aby osiągnąć ambitny cel wyznaczony przez Komisję Europejską – wprowadzenia na rynek europejski co najmniej 10 milionów
ton tworzyw z recyklingu do 2025 r. konieczne jest zaangażowanie całego łańcucha wartości – od producentów i przetwórców tworzyw, po właścicieli marek, od konsumentów aż po firmy zagospodarowujące odpady. Dzięki temu, przy wsparciu ustawodawców, będą mogły powstać w Europie odpowiednie warunki prawne, technologiczne i ekonomiczne, sprzyjające wykorzystaniu tworzyw z recyklingu i wzmacniające gospodarkę obiegu zamkniętego. Połączenie środków legislacyjnych, inwestycji w innowacyjne technologie oraz działań przemysłu jest niezbędne, aby wykorzystać w pełni potencjał tworzyw w gospodarce obiegu zamkniętego.

Eksperci oceniają, że aby zwiększyć ilość odpadów tworzyw poddawanych recyklingowi i ponownie wprowadzonych na rynek w postaci recyklatów, należy podjąć działania w dwóch obszarach:

  1. zwiększenie i usprawnienie recyklingu,
  2. poprawa jakości i zwiększanie wykorzystania tworzyw z recyklingu,

a konkretnie należy:

  • ograniczyć ilość odpadów z tworzyw sztucznych;
  • poprawić systemy selektywnej zbiórki i technologii sortowania;
  • prowadzić badania i rozwój, a także dalsze inwestycje w dziedzinie recyklingu chemicznego, jako uzupełnienie recyklingu mechanicznego i procesów rozpuszczalnikowych;
  • poprawić proces zbiórki i sortowania odpadów tworzyw;
  • wprowadzać innowacje w całym cyklu życia tworzyw, w tym opracowanie wytycznych ekoprojektowania (nie tylko dla zastosowań opakowaniowych);
  • wprowadzić standaryzację i certyfikację jakości recyklatów.

Z dużym prawdopodobieństwem poprawa jakości tworzyw z recyklingu zwiększy popyt na rynku na te materiały oraz zakres ich zastosowań w stosunku do polimerów pierwotnych. Osiągnięcie tego stanu będzie prawdziwym przełomem w drodze ku stworzeniu obiegu zamkniętego tworzyw. Standaryzacja i certyfikacja jakości recyklatów wyrówna szanse oraz otworzy nowe rynki dla tworzyw z recyklingu o ujednoliconych i powtarzalnych właściwościach przy jednoczesnym zapewnieniu dobrej charakterystyki, jakości i bezpieczeństwa wyrobów.


[1] „A European Strategy for plastics in the circular economy Local and regional dimension” („Europejska strategia dla plastiku w obiegu zamkniętym. Wymiar lokalny i regionalny”) https://cor.europa.eu/en/engage/studies/Documents/Plastic-Strategy.pdf [dostęp: 2021-07-13]

[2] PlasticsEurope’s Plastics 2030 Voluntary Commitment https://www.plasticseurope.org/en/newsroom/press-releases/archive-press-releases-2018/plastics-2030-voluntary-commitment [dostęp:
2021-07-13] 
https://www.plasticseurope.org/en/focus-areas/our-commitment [dostęp: 2021-07-13]

[3] Dyrektywa (UE) 2018/852 Parlamentu i Komisji Europejskiej z 30.05.2018 zmieniająca Dyrektywę 94/62/EC w sprawie opakowań i odpadów opakowaniowych https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/PDF/?uri=CELEX:32018L0852&from=PL [dostęp: 2021-07-13]

[4] Cele Zrównoważonego Rozwoju wyznaczone przez ONZ: https://www.un.org/sustainabledevelopment/sustainable-development-goals/ [dostęp: 2021-07-13]

[5] Raport Stowarzyszenia Producentów Tworzyw Sztucznych PlasticsEurope „Tworzywa Sztuczne w Obiegu Zamkniętym” https://www.plasticseurope.org/pl/resources/publications/2403-tworzywa-sztuczne-w-obiegu-zamknietym [dostęp: 2021-07-13]

[6] Recykling chemiczny (zwany również recyklingiem surowcowym) prowadzi do przekształcenia odpadów tworzyw w surowce chemiczne. Jest to proces, podczas którego struktura chemiczna polimeru ulega zmianie, w wyniku czego otrzymujemy substancje chemiczne, które mogą być ponownie użyte jako surowce do produkcji (np. tworzyw). Uwaga: procesy, w których odpady tworzyw są poddawane działaniu rozpuszczalników bądź pary w celu oczyszczenia polimeru/tworzywa nie są uznawane za recykling chemiczny.

[7] Procesy rozpuszczalnikowe to procesy, w których tworzywo jest poddane działaniu rozpuszczalnika w celu oddzielenia i oczyszczenia żądanego polimeru (-ów) od dodatków i innych zanieczyszczeń. Odzyskiwane polimery, otrzymywane w wyniku tego procesu są niezmienione i mogą być ponownie użyte do produkcji tworzyw. Ten proces umożliwia również odzyskanie innych cennych składników tworzyw sztucznych.

[8] Recykling mechaniczny to proces, w którym odpady tworzyw są odzyskiwane w postaci regranulatu, nadającego się do powtórnego przetworzenia, przy czym struktura chemiczna tworzywa pozostaje praktycznie niezmieniona. Odpady tworzyw zostają posegregowane z wykorzystaniem nowoczesnych technologii sortowania, aby wydzielić poszczególne frakcje polimerowe. Po oczyszczeniu wysortowane tworzywa zostają mechanicznie rozdrobnione, a następnie poddane procesowi uplastycznienia i regranulacji.

Podziel się:

Napisz komentarz

Your email address will not be published. Required fields are marked *