Изненадващ начин за подобряване на отпечатъка на пластмасите върху околната среда

Съвременните общества използват огромно количество пластмаса и повечето от тях са направени от суровини получени от пречистването на природен газ или петрол. По света 390.7 милиона метрични тона нова пластмаса се произвеждат всяка година и за всеки произведен килограм има емисии на парникови газове от два килограма CO₂ еквиваленти. Така че годишното производство на пластмаса има въглероден отпечатък, който е 65.5% по-голям от този, генериран от годишно потребление на бензин в САЩ. Има пластмаси на биологична основа, които биха могли да намалят този въглероден отпечатък, но те са сравнително скъпи и в момента имат само нишови приложения. На теория много пластмаси могат да бъдат рециклирани, но реалността е, че се постига само малък процент от този потенциал. По този начин голяма част от пластмасата се озовава на депо или в някакъв дори по-лош сценарий за „край на живота“. Няма „сребърен куршум“ за тези проблеми с отпадъците и въглеродния отпечатък и ще трябва да се приложат множество стратегии.

Но истината е, че пластмасите няма да изчезнат, защото играят толкова много важни роли. Така че това, от което се нуждаем, е начин да задоволим тези нужди, но с по-малко въздействие, свързано с производството на чиста пластмаса. Едно много обнадеждаващо решение беше въведено на COP27 конференция за климата в Египет. Той предлага начин за значително намаляване на въглеродния отпечатък на много пластмасови артикули и намаляване на употребата на чиста пластмаса с повече от половината, без да се компрометира тяхната функционалност или икономика. Би било честно да се каже, че тази стратегия „скали“ – защото буквално включва седиментен вид камък. Той се комерсиализира от частна стартираща компания, наречена Okeanos® и брандирани като „Made from Stone™“.

Начинът, по който работи, е, че 50 до 70 процента от смолата на нефтохимическа основа в пластмасов артикул се заменя с патентована формула на калциев карбонат – изобилен и възобновим естествен минерал, който може да се доставя по целия свят и е активната съставка в варовик. Калциевият карбонат също съставлява 97% от яйчените черупки, а също и от морските черупки. Когато даден продукт е направен със значителна част от този материал, той намалява ефективния въглероден отпечатък на артикула с повече от 50%! Концепцията за правене на гъвкави, леки пластмасови предмети от камък със сигурност е противоположна на интуицията и фактът, че може да бъде решение „plug-and-play“ без допълнителни разходи, може да изглежда почти прекалено хубаво, за да е истина. Ето защо Okeanos® работи години на развойна работа с бъдещи клиенти, преди да излезе публично с пълната история.

Известно количество калциев карбонат в миналото се е използвало в пластмасите, но само в диапазона от 10-15%. През 2012 г. пенсионираният учен по материали на Proctor & Gamble, Мери Лертер патентова форма на фино смлян калциев карбонат с определен размер и форма, който се третира с патентовани добавки за подпомагане на обработката. Когато калциевият карбонат и добавките се „съединят“ заедно с по-малко количество смола, този материал може да намали необработената пластмаса, използвана за производството на продукт с 50%-70%. Този процес може да се извърши на съществуващо производствено оборудване, за да се произведе продукт със същата или по-добра функционалност. Единственото ограничение е, че не е възможно да се направи напълно прозрачен продукт с толкова много калциев карбонат. Okeanos работи активно за намаляване на оставащата част от пластмаса в продукта с други свързващи вещества и добавки. В момента продуктите Made from Stone™ могат да бъдат формулирани за три сценария в края на живота, те могат да бъдат направени така, че да отговарят на повечето стандарти за рециклиране, те могат да бъдат направени биоразградими с помощта на добавка или могат да представляват по-малко токсични по-малко въздействие продукт, ако бъде изхвърлен на сметище.

Okeanos е съосновател от Florencio Cuétara, чието семейство притежава наследствена испанска компания за опаковане на закуски в Европа. Куетара беше мотивиран да се справи с проблемите с пластмасата, особено след като се натъкна на чанта, произведена от неговата компания, докато преследваше хобито си да се гмурка в Средиземно море. Другият основател, д-р Ръс Петри, който идва от Южна Африка, споделя страстта на Cuétara към морето. Като ортопедичен хирург за Лос Анджелис Чарджърс той работеше върху протезиране на връзки, съдържащи калциев карбонат и лекуваше съпругата на Куетара. Те чуват за патента на Lehrter, лицензират го през 2018 г., като я привличат като вицепрезидент по иновациите на процесите.

Бизнес моделът, който преследват, е да работят с OMYA, водещ производител на индустриални материали за достъп до тяхната световна мрежа от калциев карбонат. След това те идентифицираха партньори за обработка на базата на регион по регион, за да го доставят под формата на пелети, които компаниите за производство на пластмаси могат просто да разменят за съществуващата си чиста пластмаса. Това минимизира отпечатъка, свързан с корабоплаването, и ангажира местни работници. Те правят съвместни проучвания с потенциални клиенти, за да изработят максималното съотношение на калциев карбонат и други детайли на формулата, които ще работят за тяхното съществуващо оборудване за екструдиране или формоване. Много от компаниите, които са изпробвали опцията Made From Stone™, са установили, че спестяват 5-10% енергия, тъй като новата смес се топи при по-ниска температура.

Този калциев карбонат за заместване на пластмаса работи за голямо разнообразие от пластмасови артикули, вариращи от гъвкави филми до закачалки за дрехи до опаковки за храни до промишлени приложения като селскостопански филми и твърди предмети. Тъй като технологията води до доказуемо намаляване на CO2 отпечатъка, Okeanos е създал QR код и поддържащи изчисления в LCA инструмент, за да помогне както на малките, така и на големите играчи да интегрират тази история за действия в областта на климата в своите маркетингови програми. Например, първото търговско приложение беше за Коагронорте, кооперация от 545 производители на ориз в Колумбия, които искаха да подобрят отпечатъка си върху опаковките за своята марка ориз Arroz Zulia, позволявайки на фермерите да имат достъп до устойчиви технологии, които не биха могли да постигнат сами.

Те също работят с производители на опаковки, използвани за сандвичи и бургери, които скоро ще видите в големите заведения за бързо хранене по целия свят. Процесът на развитие също е в ход с много от най-големите производители на пластмаси. Едно предизвикателство, пред което е изправено начинанието Made from Stone, е даването на приоритет на дългия списък от нови приложения, които могат да бъдат изследвани. Едно, което са избрали да преследват, е със селскостопански брезенти, които се използват като бариери срещу плевели, опазване на водата и за поддържане на култури като ягоди чисти. Те работят с института за селскостопански изследвания IMIDA в Испания, за да разработят бавен процес на разграждане, който също така ще извърши „варуване“ на почвата, за да подобри нейното pH.

До края на 2023 г. Okeanos се надява да замени 25 хиляди тона нефтохимически смоли на месец. До 2025 г. целта им е да заменят 2.5 милиона метрични тона годишно, като крайната цел е премахването на 1 гигатон CO2 от процеса на производство на пластмаси.