Пластиковые отходы - это одна из самых актуальных экологических проблем современности. Менее 10 % пластика, который мы используем, перерабатывается, и в настоящее время в океанах по всему миру насчитывается около 100 миллионов тонн таких отходов. Но что произойдет, если мы перестанем думать о пластике как об отходе, а представим его ценным возобновляемым ресурсом?
Проблема современности
Ученые всего мира хотят решить проблему переработки пластика. Важно сделать цикл замкнутым и найти способ переработки, при котором элемент, наносящий столько вреда природе, никогда не будет превращаться в отходы.
Инновация в таком масштабе превратила бы нынешнюю линейную экономику в круговую экономику, где возможна переработка пластика.
Достижения ученого
Один ученый добился значительного прогресса. Джон Лайман, руководитель отдела материаловедения в компании Procter & Gamble и главный технолог и основатель компании PureCycle Technologies, разработал революционный процесс удаления цвета, запаха и загрязнений из отходов полипропиленового пластика и преобразования его в смолу, которая является основой для пластмассовых изделий.
Разработанная им технология PureCycle представляет собой особое достижение в области рециркуляции пластика, и особое внимание уделяется именно полипропилену. Это второй наиболее используемый пластик в мире, но в настоящее время перерабатывается только 1 %.
Технические подробности
Коллега Лаймана и бывший однокурсник Скотт Тренор, старший ученый в компании Milliken & Company, разработал ключевой набор пластиковых добавок для повышения жизнеспособности материалов. Добавки - это химические вещества, которые изменяют свойства пластмасс, поэтому их можно использовать в различных типах изделий. Например, бампер автомобиля должен быть более прочным и ударопрочным, в то время как чашка йогурта должна быть более гибкой.
Теперь компании Milliken и PureCycle работают совместно, для того чтобы усовершенствовать технологию и начать производить продукцию в коммерческих масштабах на PureCycle в 2021 году.
Экономическая составляющая
Тренор говорит, что сотрудничество является естественным, отчасти потому, что обе компании имеют глобальную экологическую цель. Первая политика утилизации Milliken датируется 1901 годом, и компания имеет амбициозные цели в области устойчивого развития, которые включают создание круговой экономики и практически полное отсутствие отходов, вывозящихся на свалку к 2025 году.
Технология PureCycle поддерживает видение P&G об использовании 100 % перерабатываемых или возобновляемых материалов в своей упаковке.
Все для будущего поколения
Мотивация основана на личных желаниях ученого. Тренор говорит, что часто берет своего 4-летнего сына, чтобы покататься на горных велосипедах рядом со своим домом в Южной Каролине, и он был разочарован, увидев увеличение пластикового мусора.
"Это не тот путь, по которому важно двигаться будущим поколениям", - утверждает ученый.
И это поддерживается Лайманом. Изучая особенности пластика в аспирантуре, он был поражен объемом производимого материала и ужаснулся тому, как много его попадает в окружающую среду.
"С того дня, как ты родился, там куча мусора с твоим именем на нем, - говорит он. - Первый подгузник, который ты носил в младенчестве, скорее всего, все еще где-то на этой планете". Именно это настолько поражает ученых, что они намерены кардинально изменить ситуацию с пластиком и отходами в целом.
Компания PureCycle стремится замкнуть круг на жизненном цикле пластмасс, преобразуя текущую линейную экономику из "сделать - взять - утилизировать" в круговую экономику, где пластиковые отходы никогда не утекают в окружающую среду.
Такой разный пластик
Тренор заинтересовался переработкой в 2008 году, когда ему было поручено покупать пластиковые отходы от переработчиков и оценивать их полезность для продуктов и упаковки P&G.
Он утверждает, что люди быстро понимают наличие проблемы, когда речь заходит о качестве переработанного материала. В настоящее время только два вида пластика, ПЭТ и HDPE, являются экономически жизнеспособными для переработчиков, и даже они трудно перерабатываются в высококачественные продукты.
Ученый сосредоточился на полипропилене, потому что это одна из трех крупнейших пластмассовых смол, используемых в мире. У него есть свои достоинства, включающие и такие свойства, как гибкость и сопротивление к ударам. Из этого вида пластика производится большинство крышек для бутылок.
Но он присутствует и в коврах, компьютерах и телефонах. В продуктовом магазине он есть везде - но полипропилен вряд ли любимый материал для переработчиков, которые желают получить прибыль.
Он имеет острый запахах и загрязняющие элементы, и из него можно сделать только черные или серые продукты. По этим причинам то немногое, что перерабатывается, обычно изготавливается в виде парковых скамеек или автомобильных бамперов - важные, но ограниченные области применения.
Тонкости переработки
Ученый знал, что ему сначала придется очистить пластиковые отходы (причем энергоэффективным способом), чтобы переработать полипропилен в более ценные продукты. Он работал на этапе открытия, имея финансовую поддержку заинтересованных лиц. Разработанная технология переработки пластика основана на физическом процессе, где используется растворитель. В результате затрачивается меньше энергии, чем при химическом процессе, потому что ему не нужно разрушать и создавать молекулу.
Ожидается, что первый завод компании PureCycle в Айронтоне, штат Огайо, будет очищать и перерабатывать 119 миллионов фунтов полипропилена и производить 105 миллионов фунтов новых изделий из него каждый год. Промышленное производство начнется в 2021 году.
После того как материал будет очищен, вопрос заключается в том, что с ним делать. Тренор объясняет, что, когда ученые создают пластиковые изделия с нуля, у них есть много ручек, которые они могут повернуть, чтобы выбрать точный набор свойств, которые им нужны для определенного применения. Работа же с переработанным материалом является более сложной задачей.
Вот где приходят на выручку добавки Milliken. Они могут модифицировать полипропиленовую смолу для использования в различных приложениях. Впервые переработанный полипропилен не должен стать бампером автомобиля. Очищенную и доработанную, смолу можно отлить в форму и производить самые разные полезные вещи.
Первые важные шаги
Первый завод PureCycle, как ожидается, будет очищать и перерабатывать 119 миллионов фунтов (54000 тонн) полипропилена и производить 105 миллионов фунтов (47600 тонн) каждый год. Эти цифры кажутся огромными, но ученый ставит цель в перспективе, указывая, что 120 миллиардов фунтов (54,4 млн тонны) полипропилена были произведены по всему миру только в 2018 году. Предстоит долгий и тернистый путь.
Тренор сравнивает свою разработку с технологией ветровой и солнечной бесконечной энергией, прежде чем они масштабируются. "У нас есть амбиции построить 25 заводов по всему миру, каждый из которых больше, чем предыдущий", - говорит он. - Это завод номер один". В конечном счете он надеется очистить хотя бы от 10 до 20 процентов всего полипропиленового пластика.
Заключение
Для всех перечисленных технологий и инноваций - это действительно больше, чем марафон. Это спринт. Тренор отмечает, что проблема переработки отходов касается не только технологии. Для его разработки или любой другой инициативы, где важно добиться успеха, потребители должны изменить свое поведение и перерабатывать больше, а переработчики нуждаются в способности и финансовом стимуле обрабатывать больше.
