Борьба с пластиком: Экологи против промышленности

Возможно ли примирить промышленные новшества, бизнес и активистов гринпис? Что думают экологи о инновациях? Какие передовые технологии помогут нам справиться с угрозой тотального загрязнения пластиковым отходами? Читайте в статье.

Много лет я занимаюсь развитием своего проекта Plastic Adios по внедрению новых технологий и оборудования для химической переработки смешанных пластиковых отходов. И я часто замечаю нехватку качественных статей о переработке пластиковых отходов. В зарубежных СМИ регулярно выходят материалы рассказывающие детали и особенности отрасли переработки, проблемы, конфликты и особенности скрытые для обывателя.

Я решил перевести одну обзорную, познавательную статью из издания Chemical and engineering news (ссылка на оригинал статьи), которая подробно описывает проблематику развития очень востребованной в отрасли переработки отходов, химической переработки пластика. Статья длинная, но если Вам искренне интересно узнать чуть больше чем выхолощенных статьях в российских СМИ про отходы и переработку, то приглашаю вас ознакомиться с новым материалом:

Химические компании и крупные потребительские бренды делают ставку на химическую переработку (технологии пиролиза и деполимеризации), которая поможет им достичь поставленных целей в области переработки пластиковых отходов. В ближайшее десятилетие компании планируют инвестировать миллиарды долларов в новые проекты.

Однако экологи настроены скептически. Они полагают, что химическая переработка – это ширма для отвода глаз, которая позволит вести бизнес по прежнему; как следствие, не будет изменений, способствующих улучшению окружающей среды. Они сомневаются, что такие проекты будут реализованы, и говорят, что лучший вариант – сократить потребление пластика. В тоже время промышленный сектор утверждает, что скоро будет доказана эффективность промышленного применения технологии.

В 2022 году компания Mondelēz International планирует запустить производство сливочного сыра под брендом Philadelphia в новой упаковке, сырьем для которой станут пластиковые отходы, переработанные химическим способом. Производитель упаковки Berry Global будет производить упаковочную тару. Нефтехимическая компания Sabic – поставлять полипропилен, а стартап Plastic Energy будет производить сырье для полипропилена, сделанного из пластиковых отходов на заводе, который возводится на территории Sabic в Гелине, в Нидерландах.

Для него этот проект – первый в области химической переработки. «И не удивительно, что такая известная международная компания как Mondelēz International стала подходящим партнером для реализации нашего замысла», - говорит Роберт.

Такое сотрудничество вызывает сомнение у экологов. Они настаивают на том, что компании, вовлеченные в производство пластмасс, используют химическую переработку как прикрытие, и при этом не решат основную проблему, связанную с пластиковыми отходами – чрезмерную зависимость от пластмасс. По словам защитников окружающей среды химическая переработка не может полностью считаться круговой, в противовес заявлениям представителей индустрии производителей пластмасс и потребительских брендов. Они считают, что как средство утилизации пластика, этот метод не будет развиваться достаточно быстро, чтобы справиться с постоянно растущим потоком пластиковых отходов.

Отходы – извечная проблема для индустрии пластмасс, но именно в последние годы возникла потребность безотлагательно решить вопрос переработки. Фотографии мусора в океане и морских обитателей, запутанных в пластике, разбудили общественность. Инженер-химик Дженна Джамбек из Университета Джорджии (University of Georgia) в 2015 году обозначил проблему в цифрах: ежегодно в океаны сбрасывается 8 миллионов тонн пластиковых отходов. Исследование Стефани Б. Боррелла, научного сотрудника Общества сохранения биоразнообразия (the Society on Conservation Biology) и его коллег, опубликованное летом 2020 года в журнале Science, скорректировало данную оценку до 19–23 миллионов тонн в год. И эти цифры могут вырасти до 53 миллионов тонн к 2030 году.

В 2018 году вступила в силу Политика Китая «Национальный меч». Китай запретил импорт пластмасс, отправляемых из США и Европейских стран. Это привело к кризису утилизации пластиковых отходов во всем мире. Теперь отходы накапливаются в местах потребления. Но, что более важно, это положило конец практике отправки мусора за границу по принципу «с глаз долой - из сердца вон».

Компании, выпускающие потребительские товары, чувствуют давление и обещают резко увеличить использование переработанного пластика. В октябре прошлого года Unilever пообещала сократить потребление первичного пластика вдвое к 2025 году (на 700 000 тонн), отчасти за счет включения 175 000 т переработанного пластика в новую упаковку. На момент анонса компания использовала лишь 5 000 тонн переработанного пластика в своей продукции.

Регулирующие органы также подталкивают промышленность.

Но эксперты индустрии пластмасс не считают, что компании смогут достичь своих целей только с помощью традиционной механической переработки пластиковых отходов.

Механическая переработка включает сбор, сортировку и промывку бытовых пластиковых отходов. Такой способ имеет свои ограничения: практически невозможно исключить смешение различных видов полимеров, особенно когда речь идет о многослойной упаковке. Кроме того, повторное плавление приводит к деградации полимеров, что ограничивает количество циклов переработки. По этим причинам полимеры, переработанные механическим способом, не так пригодны для последующего использования, как первичные пластмассы. Например, они не подходят для упаковки пищевых продуктов. Полимер, переработанный механическим способом, подойдет для изготовления емкости для с моющего средства, но будет непригоден для упаковки йогурта.

Химическая переработка не имеет таких ограничений.

Процесс может обрабатывать многослойную, сложную упаковку и другие смешанные пластмассы. Производители химической продукции, такие как Sabic, из Нидерландов, стремятся использовать нафту в качестве сырья для новых полимеров.

В результате другого процесса - деполимеризации, полимеры разлагаются на вещества-предшественники. Несколько компаний продвигают проекты по извлечению диметилтерефталата и этиленгликоля из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Эти молекулы снова объединяются в ПЭТ. Скорость механической переработки бутылок из ПЭТ уже относительно высока, но деполимеризация может затронуть такие продукты, как ПЭТ-волокно, которое трудно переработать механическим методом.

Привлекательность химической переработки для пластмассовой промышленности заключается в ее способности превращать пластиковые отходы, которые иначе не могут быть переработаны в высококачественные полимеры.

Флорес Берри соглашается: «Существует дефицит вторичного полипропилена, пригодного для производства упаковочной тары для пищевых продуктов, – говорит он.

«Для того, чтобы увеличить объемы производства пищевой упаковки из переработанного пластика, нам действительно необходимо использовать передовые подходы в переработке».

Sealed Air планирует к 2025 году включать в свою продукцию 50% переработанных материалов. Компания инвестирует в проект Plastic Energy, чтобы добиться этой цели. По словам Коттермана, интерес Sealed Air заключается в том, чтобы обеспечить себя сырьем для производства пластика в будущем, и при этом дать толчок зарождающейся отрасли. «Мы увидели возможность», - говорит он. «Наши поставщики сырья, похоже, тоже движутся в этом направлении; наши клиенты и продавцы определяют цели для развития. Но ранее возможность замкнуть цикл переработки в конечном итоге была ограничена инфраструктурой».

По словам Майкла Дента, консультанта IDTechEx, который отслеживает экологичность производства и использования пластмасс, благодаря развитию промышленности мировые доходы от вторичной переработки пластмасс, в особенности химической переработки, будут расти примерно на 30% ежегодно в течение ближайшего десятилетия.

Но пока промышленность планирует амбициозные проекты по переработке пластиковых отходов, защитники окружающей среды выступают с широкой критикой этой практики. По их словам, лучшая альтернатива – сократить количество производимого пластика.

Защитники окружающей среды утверждают, что промышленность по производству пластмасс неискренне продвигает химическую переработку. Они обвиняют вовлеченных участников бизнеса в том, что они пытается унять критику, чтобы продолжать наводнять мир пластмассами. По их мнению химическая переработка – это классический пример «зеленого пиара» (greenwashing scheme).

В отчете, опубликованном в июле под названием All Talk and No Recycling: An Study of the USA «Химическая переработка», экологическая группа Международный альянс по альтернативе мусоросжиганию (Global Alliance for Incinerator Alternatives) (GAIA) утверждает, что нефтехимическая промышленность продвигает химическую переработку «как простой способ решения пластикового кризиса». Гринпис в отчете 2020 года называет химическую переработку «фантазиями».

Айви Шлегель, старший специалист по исследованиям (senior research specialist) Гринпис и автор отчета, говорит, что химическая переработка удобна для компаний, производящих потребительские товары, потому что они стремятся выполнить свои обязательства по охране окружающей среды.

«И, исходя из того, как мы видим модель бизнеса таких компаний, мы подозреваем, что во многом она зависит от увеличения производства одноразовой упаковки и от возможности назвать ее пригодной для вторичной переработки. При этом такие компании не решают основную проблему», – говорит она.

По словам Шлегель, химическая переработка «в значительной степени является маркетинговым термином, призванным по-настоящему запутать людей и заставить их принять технологию, которая не доказала себя как эффективное решение».

Крейг Куксон, старший управляю по вопросам переработки и восстановлению ресурсов в Американском химическом совете (American Chemistry Council) (ACC), возражает - он говорит, что лучшим доказательством искренних намерений отрасли является то, что компании по производству потребительских товаров выстраиваются в очередь, чтобы использовать переработанный пластик, а химические компании инвестируют в промышленные производства по переработке. «Потребители хотят, чтобы их упаковка подвергалась вторичной переработке и использовалась повторно в новой упаковке», - говорит он. «Так что во многом звезды сошлись».

Экологи сосредоточивают свою критику на пиролизе, который до сих пор в основном используется для производства топлива. «Я думаю, мы можем объективно сказать, что на самом деле это не переработка, потому что вы превращаете пластик в топливо, а потом просто сжигаете его», - говорит Дениз Патель, директор программы GAIA в США.

Куксон из ACC говорит, что пиролиз, даже если он используется только для производства дизельного топлива, которым будут заправлять грузовики, лучше, чем выбрасывать пластик.

Кроме того, крупные химические компании, такие как Sabic, BASF, Dow, Ineos и LyondellBasell Industries, стремятся использовать пиролиз для производства нафты, которую они снова смогут перерабатывать в пластмассы. «К 2030 году наша цель – производить и продавать 2 миллиона тонн полимеров из переработанного пластика», - говорит Джим Сьюард, старший вице-президент по НИОКР, технологиям и устойчивому развитию в LyondellBasell. Компания тестирует собственный процесс пиролиза при помощи катализатора в Италии.

Экологи также утверждают, что химическая переработка, в частности пиролиз, потребляет много энергии. Например, GAIA исследовала экологические данные предприятия Agilyx в Тигарде, штат Орегон, которое использует пиролиз для расщепления полистирола на стирол. Группа обнаружила, что процесс Agilyx выбрасывает 3,2 кг диоксида углерода на каждый 1 кг стирола, произведенного в 2019 году.

Объем исследований углеродоемкости химической переработки невелик, но данных становится больше. Многие из таких исследований спонсируются промышленностью. В целом они указывают на экологические преимущества производства пластмасс и топлива с помощью химической переработки по сравнению с традиционным производством пластмасс.

Например, Agilyx заявляет, что на их процесс приходится вдвое меньше выбросов парниковых газов, чем при использовании ископаемого топлива. Loop Industries утверждает, что ее метод деполимеризации ПЭТ и производства нового ПЭТ позволяет экономить более 2 кг CO2 на каждый 1 кг ПЭТ по сравнению с использованием ископаемого топлива.

В 2018 году голландский аналитический центр CE Delft заявил, что деполимеризация позволяет сэкономить 1,5 т CO2 на 1,0 т переработанного пластика по сравнению с получением новых первичных материалов.

В июле 2020 года консалтинговая группа Sphera Solutions завершила анализ жизненного цикла переработки пластмасс в рамках программы BASF ChemCycling, которая направлена на использование сырья, полученного при пиролизе, для производства нового пластика. В исследовании, проведенном по заказу BASF, прогнозируется уменьшение выбросов парниковых газов, если программа ChemCycling [переработка пластика химическим способом] будет использоваться вместо сжигания пластика для выработки электроэнергии.

Экологи заявляют о непрозрачности такого анализа и ставят под сомнение критерий, по которому измеряются процессы. «В то время как промышленность заявляет, что PTF [пластик для топлива] имеет более низкий углеродный след по сравнению с обычным ископаемым топливом, такие заявления либо не имеют независимой проверки, либо основаны на неполных моделях частичной оценки жизненного цикла (LCA)», - говорится в отчете GAIA.

«Промышленность часто заявляет, что использование пластмассы в качестве топлива и для переработки в вещества для производства нового пластика снижает углеродный след, но при этом не учитывается весь углеродный след, который пошел на производство этого пластика», - говорит Патель из GAIA. «Нам действительно нужно взглянуть на жизненный цикл, начиная с точки извлечения [нефти]».

Даже если проекты по переработке химических веществ могут превзойти производство на основе ископаемого топлива с экологической точки зрения, они могут не превзойти его с экономической точки зрения. Речь идет о ценах на нефть и восстановлении рынков от сегодняшних минимумов, связанных с COVID-19. Точка, в которой пиролиз сможет конкурировать с первичным сырьем по цене, будет достигнута «через несколько лет», считает Дент из IDTechEx.

Сторонники химической переработки делают ставку на то, что компании, производящие потребительские товары, будут платить больше за продукты, которые помогут им выполнить свои обязательства по обеспечению устойчивости. Такая экологическая надбавка «была одним из камней преткновения для зеленых технологий на протяжении последних 20–30 лет», - говорит Дент. Снова и снова потребители демонстрируют, что они не хотят переплачивать за экологически чистые продукты. Но он отмечает, что правила, заставляющие промышленность использовать переработанный пластик, помогут.

Экологи также задаются вопросом, сможет ли химическая переработка поспевать за ростом индустрии пластмасс.

В то же время ACC может похвастаться инвестициями в $200 миллиардов, вложенных в химические проекты, связанные со сланцевым газом. «Инвестиции в расширение производства новых небольших заводов по производству пластмасс, которые в свою очередь вкладываются в «химическую переработку», показывают, в чем на самом деле находятся приоритеты отрасли», - говорится в отчете.

Компании, продвигающие химическую переработку полимеров, видят потенциальные возможности в масштабах проблемы пластиковых отходов и больших обязательствах, которые взяли на себя компании-производители потребительских товаров.

«Существует потребность в значительном увеличении объемов переработки, и химическая переработка – это технология, которая действительно позволяет добиться более высоких результатов, – говорит он.

В некоторых случаях поставленные цели компаний, выпускающих потребительские товары, в отношении вторичного содержимого могли быть слишком амбициозными, признает Берри Флорес. «Откровенно говоря, сейчас недостаточно решений для достижения всех поставленных целей [по переработке пластика]», - говорит он.

Несмотря на спрос на технологию, экологи говорят, что первые проекты по химической переработке пластиковых отходов испытывают трудности с реализацией. В отчете Гринпис, опубликованном в прошлом месяце, проанализированы 52 проекта, которые составляют объем инвестиций в 4,8 миллиарда. Согласно отчету, треть проектов вряд ли будут жизнеспособными.

Гринпис оценил общедоступную информацию о проектах, включил в список сомнительные и маловероятные проекты, в отношении которых будут проводиться общественные слушания. Также был проведен анализ инвесторов и спонсоров проектов.

В эти категории Гринпис поместил проект Agilyx по производству реактивного топлива из пластмасс в Трейнере, штат Пенсильвания, планы Brightmark по строительству несколько заводов, помимо уже строящегося пиролизного завода в Эшли, штат Индиана и проект газификации пластмасс Eastman Chemical в Кингспорте, Теннесси.

Шлегель из Greenpeace говорит, что использование химической переработки для достижения целей по переработке вторичного содержимого – это неверное направление, которое приведет к потере времени. Вместо этого промышленность должна с самого начала стремиться к сокращению количества пластиковых отходов. «Если они движутся в этом направлении и химическая переработка – единственный способ добиться этого, то жизнеспособность таких технологий химической переработки должна вызывать у них крайнюю озабоченность», - заявляет она. Вместо этого, говорит Шлегель, компаниям следует сосредоточиться на новых моделях, таких как доставка товаров в многоразовых контейнерах.

В своем отчете GAIA рассмотрела 37 предлагаемых проектов по химической переработке в США и общедоступные данные о них. Группа обнаружила, что только 11 достигли пилотной стадии или находятся в стадии строительства, и только 3 находятся в эксплуатации.

Стедман из Agilyx признает, что растущий промышленный сектор по переработке пластиковых отходов в химическую продукцию должен показывать результаты.

В прошлом месяце Agilyx подписала контракт с крупной фирмой по производству полистирола Americas Styrenics в качестве партнера для объекта, который она планирует построить в Чаннахоне, штат Иллинойс, для переработки 100 тонн отходов полистирола в день. Еще не назначена дата сдачи завода в эксплуатацию. Технология Agilyx также рассматривается для создания совместного предприятия Ineos и Trinseo для строительства аналогичного завода во Франции.

Как и Agilyx, другие компании только начинают свой длинный путь, и в данный момент планируют и реализовывают свои первые проекты.

По словам генерального директора Боба Пауэлла, пиролизный завод Brightmark в Эшли, штат Индиана, за $260 млн долларов, будет перерабатывать 100 000 тонн смешанных пластиковых отходов в год и производить нафту, дизельное топливо и парафиновую фракцию. Завод готов примерно на 80%. Компания планирует завершить строительство в начале 2021 года.

У Brightmark большие планы. К 2024 году компания планирует перерабатывать 8,4 миллиона тонн пластика в год. Для этого планируется одновременно построить несколько заводов, каждый с производственной мощностью 400 000 тонн и более и стоимостью до 1 миллиарда долларов. Компания нацелена на регион Техаса, северо-восток и юго-восток. Пауэлл говорит, что Brightmark объявит о конкретных заводах позже в этом году. «Строительство только одного завода не позволит нам решать проблемы в мировом масштабе», - говорит он.

Точно так же Дэниел Соломита, генеральный директор Loop Industries, имеет большие планы в отношении процесса деполимеризации ПЭТ в своей компании. Он надеется установить по одному заводу «в каждой стране» для переработки полиэфирных смол и волокон.

Но компания все еще работает над своим первым проектом – совместное предприятие с производителем ПЭТ Indorama Ventures в Спартанбурге, Южная Каролина, которое сможет перерабатывать 40 000 тонн пластиковых отходов ПЭТ в год. В рамках партнерства такие компании, как PepsiCo, Coca-Cola и Danone, уже взяли на себя обязательства закупить более половины производимой на заводе продукции. Loop планирует начать работу в третьем квартале 2021 года, но недавно анонсировал задержку до 6 месяцев из-за COVID-19.

В сентябре 2020 года Loop также подписала соглашение с компанией по утилизации отходов Suez о строительстве завода в Европе к 2023 году.

Компания, непохожая на стартап и, возможно, опережающая их, – Eastman. Она по новой взглянула на процесс, который использовался поколение назад. Компания смогла использовать существующую производственную инфраструктуру и даже существующие продуктовые линейки для продвижения своих усилий.

В 2019 году компания Eastman объявила о двух инициативах по химической переработке, и обе уже действуют. В одном компания использует смешанные пластмассы в дополнение к угольному сырью на своей газификационной установки в Кингспорте. В результате получается окись углерода и водород, которые Eastman использует в продуктах на основе ацетила, таких как ацетат целлюлозы.

В ноябре прошлого года компания начала перерабатывать старые ковры. Eastman использует продукцию завода для производства ацетата целлюлозы с 40% -ым содержанием вторичного сырья.

В начале 2020 года компания Eastman также начала использовать гликолиз, чтобы разлагать ПЭТ на диметилтерефталат и этиленгликоль. На данный момент объем переработки не велик. По словам Скотта Балларда, вице-президента компании по специальным пластмассам, к концу 2022 года компания откроет новый завод с более эффективной технологией метанолиза.

Eastman использует диметилтерефталат для производства Tritan Renew – специального полиэстера. Компания заключила соглашение с Nalgene на производство и поставку бутылок для воды многоразового использования, которые, как указывает Баллард, помогут сократить использование одноразовых ПЭТ бутылок. По его словам, переработка материалов в сочетании с многоразовой тарой сама по себе исключает использование одноразовых бутылок, обеспечивает «высокую экологическую устойчивость».

В 1980-х и 1990-х годах, когда Eastman была частью Kodak, компания управляла заводом метанолиза, на котором перерабатывались материалы из полиэфира, таким как рентгеновская пленка, в новые пленочные продукты. «Мы привлекли в проект людей, которые в то время эксплуатировали этот завод», - говорит Баллард.

По словам Балларда, предыдущий опыт, возможно, опередил свое время; проект был закрыт. «Рынок просто не был к этому готов».

Но потребители, владельцы торговых марок и правительства сегодня по-другому смотрят на пластик. «Все, наконец, изменилось, - говорит он. «Люди полностью осознают кризис отходов и требуют, чтобы были приняты меры».

КОНЕЦ СТАТЬИ

На мой взгляд один из главных базисов, признаков человечества– это биполярность. Извечные два лагеря «за» и «против». Меня лично всегда поражало как нам трудно придти к какому-то общему мнению по важным вопросам. Как даже в экстремальных ситуациях, есть мнения против конструктивных решений. Мы можем игнорировать и оспаривать проблему антропогенного воздействия человечества на нашу планету сколько угодно. Однако, если мы разберем вопрос отходов как прагматики, мы не можем не признать, что при производстве нового пластика используется крайне мало вторичного сырья, всего около 12% по миру.

Я уверен, что иногда нам нужно объединяться ради общей цели и прекращать на какой-то период защиту своих шкурных интересов. Человечество способно делать фантастические прорывы в технологиях, в первую очередь ради саморазвития и потом уже применять эти новые технологии для генерации прибыли. Общество должно следить за ходом событий и призывать промышленность и правительство к ответственности, когда вопрос касается проблем экологии.

Но мы, как общество, должны осознавать, что развитие промышленных технологий не может произойти со дня на день, что новшества не могут сразу получиться идеальными. Надо давать шанс и место для ошибок, и тогда мы сможем по настоящему изменить мир в лучшую сторону.

Пишите комментарии, делитесь интересными статьями, с которыми вы успели ознакомиться. Прогресс и знания победят!