A fenntartható fejlődés stratégiái a műanyaggyártó iparban

A műanyagtermelés és -fogyasztás mintázatainak megértése

Világtendenciák a műanyagtermelésben és keresletben

A világ ma négy alkalommal annyi műanyagot termel, mint a 90-es években, elérve évente körülbelül 468 millió tonna műanyagot az OECD 2022-es adatai szerint. Ebből a műanyagból a legtöbb csomagolóanyagokban, építőanyagokban és napi használati tárgyakban végzi, mivel olcsó előállítani, és szinte mindenhez használható. De itt van egy nagy probléma a bolygó számára. Mindössze körülbelül 9 százalék kerül újrahasznosításra azután, hogy az emberek befejezték a használatát, míg körülbelül 40 százalék néhány nap alatt eldobható csomagolássá alakul Frontiers in Thermal Engineering 2023-as jelentése szerint. A helyzet egyre rosszabbodik. Az ázsiai, afrikai és latin-amerikai országok hajtják a kereslet nagy részét napjainkban, amelyek több mint felét adják a világszerte fogyasztott mennyiségnek. Ez azt jelenti, hogy egyre több erdőt irtanak ki nyersanyagokért, és a globális szén-dioxid szennyeződés szintje is növekszik.

Műanyagok anyagáramlás-elemzése (MFA) ipari rendszerekben

Az anyagáramlások vizsgálata jelentős problémákat tárt fel a rendszerünkben. A Nature Communications 2023-ban közzétett kutatása szerint az összes műanyagtermék körülbelül kétharmada már az elkészítését követő egy év után kikerül az ipari rendszerekből. A gyártók túlnyomó többsége továbbra is elsősorban új nyersanyagokra támaszkodik, a gyárakba kerülő anyagok körülbelül 88 százaléka közvetlenül a forrásból származik, nem újrahasznosított anyagból. Van azonban remény. A legutóbbi elemzések szerint, ha bizonyos műanyagfajtákat, például PET palackokat és azok rugalmas polipropilén edényeket külön követnénk, egyszerűen azzal, hogy javítjuk az ilyen anyagok szétválasztását a további feldolgozás előtt, akár a hulladék egyharmadát is csökkenthetnénk.

Műanyaggyártás és -feldolgozás Földrajzi Koncentrációja

Az Ázsiai-Csendes-óceáni régió messze a legnagyobb szereplő a műanyaggyártásban, az összes világviszonylatban előállított műanyag majdnem felét (48%) állítja elő, ugyanakkor csupán körülbelül 14%-át sikerül újrahasznosítania annak, amit eldobnak – ezt egy évvel ezelőtt a Frontiers in Thermal Engineering által közzétett kutatás igazolta. Annak ténye, hogy éppen itt zajlik ennyi termelés, valójában mindenki más számára kockázatossá teszi a helyzetet. Nézzük például Európát és Észak-Amerikát – az ottani műanyagfeldolgozók majdnem tízből nyolcan az ázsiai országokból származó nyersanyagoktól függnek. Itt van aztán az ökológiai szempont is. A gyárak ezek közül 74%-os része fontos vizi rendszerek 50 kilométeres körzetében helyezkedik el, ami baleset vagy szennyeződés esetén mind a természetet, mind a lakosságot komoly kockázatnak teszi ki.

Műanyag alapanyagok, félig késztermékek és végső termékek kereskedelme

A globális gyantakereskedelem évente körülbelül 312 milliárd dollárt termel, ami világosan mutatja, mennyire még mindig a fosszilis üzemanyagokra támaszkodunk a műanyagiparunkban. A költségek java részét a naftalin és az etán alkotják, amelyek együttvéve majdnem a gyanták előállításához szükséges anyagok háromnegyedét teszik ki. 2021 óta, amikor több mint 129 ország elkezdte betiltani a szennyezett műanyaghulladék importját, ez kényszerítette vissza helyi szemétdombokra a körülbelül 19 millió tonna hulladékot. Ugyanakkor érdekes dolog történt – annak ellenére, hogy a reciklált anyagok minőségi előírásai szigorodtak, a kivitelt képző reciklált peletek mennyisége tavaly 22%-kal nőtt. Ez első pillantásra ellentmondásosnak tűnik, de utalhat a különböző piacokon a reciklálás és fenntarthatóság iránti attitűd megváltozására világszerte.

Műanyagtermelés és hulladék környezeti hatása

Szénlábatnyom és nyersanyagkimerülés a műanyaggyártásban

A műanyagipar jelenleg szinte minden nyersanyagát a fosszilis üzemanyagokból nyeri, évente körülbelül a globális üvegházhatású gázkibocsátás 3,4%-áért felelős. Ez megközelítőleg 1,8 milliárd tonna szén-dioxidnak felel meg a Thomasnet 2023-as jelentése szerint. Előretekintve, ha nem változtatunk a jelenlegi gyakorlaton, a műanyagtermelés 2040-re majdnem a bolygó összes szén-dioxid-kvótájának 19%-át felhasználhatja. A helyzet súlyosbodik, mivel a világban felhasznált olaj körülbelül hat százalékát, valamint a földgáz két százalékát is elhasználják azoknak a eldobható műanyagtermékeknek a gyártására, amelyeket mindenütt használunk. Gondoljunk csak bele: egy tonna műanyag előállításához majdnem három tonna nyersolaj szükséges, és ez körülbelül 740.000 dollár értékű környezeti kárt okoz hosszú távon a Ponemon Intézet tavalyi kutatása szerint.

Műanyagszennyezés és kapcsolata az ENSZ fenntartható fejlődési céljaival (SDG-k)

A műanyagszennyezés komolyan akadályozza a 14. célkitűzés, azaz az élővilág a víz alatt című fenntarthatósági célkitűzéshez való közeledést. Évente körülbelül 14 millió tonna műanyag kerül az óceánjainkba, ahol fogságba ejti a tengeri élőlényeket, és szennyezi a tengeri élőhelyek majdnem kilencöt. A helyzet még rosszabb, ha a mikroműanyagokra nézünk – ezek a mikroszkopikus részecskék a világ csapvízmintáinak 94 százalékában előfordulnak a legutóbbi vizsgálatok szerint. Ez a helyzet nyilvánvalóan összeegyeztethetetlen a 6. célkitűzés, vagyis a tiszta víz és szanitás céljával. A Plastic Pollution Coalition 2023-as tanulmánya szerint a műanyagszennyezés évente körülbelül 9 millió korai halálesetért felelős, ami teljesen ellentétes a 3. célkitűzés, azaz az egészséges élet minden céljával. Jelenleg kormányok szerte a világon elkezdtek olyan megoldásokra koncentrálni, amelyek összhangban vannak e fenntarthatósági célokkal. Egy jelentős kezdeményezés célja a nem újrahasznosítható műanyagok megszüntetése 2030-ig. Ha az iparágak gyártói valóban megvalósítják ezt a tervet, akkor ez a terv akár a jelenlegi szintekhez képest a tengerbe kerülő műanyagszennyeződést is közel nyolcszorosára csökkentheti.

A hulladékújrahasznosítási technológiák és a kör economy modellek fejlesztése

Mechanikai vs. kémiai újrahasznosítás: hatékonyság és méretezhetőség

A mechanikai újrahasznosítás a műanyagok egy meghatározott csoportjára korlátozódik. Például a PET palackok három feldolgozási ciklus során akár a szakítószilárdságuk körülbelül 33%-át is elveszíthetik a Ponemon Institute 2023-as kutatása szerint. Ugyanakkor a kémiai újrahasznosítási módszerek, például a depolimerizáció képesek a műanyagokat visszabontani alkotóelemeikre. Ez lehetővé teszi az anyagok olyan tisztaságú visszanyerését, ami akár élelmiszerrel való érintkezésre is alkalmas. Enzimen alapuló módszerek is figyelemre méltó eredményeket értek el, például egy 2024-ben megjelent anyagtudományi tanulmány szerint akár 89%-os tisztaságot is elértek. A probléma az, hogy világszerte a kémiai újrahasznosítók mindössze az összes műanyaghulladék kevesebb mint 5%-át dolgozzák fel Geyer és munkatársai 2023-as tanulmánya szerint. Ugyanakkor vannak ígéretes fejlesztések a láthatáron. Az új, mesterséges intelligencián alapuló szortírozási technológiák máris növelik a hagyományos mechanikai újrahasznosítási folyamatok hatékonyságát körülbelül 30%-kal, ami jelentős előrelépést jelent a hulladékkezelési megoldások terén.

Kiterjesztett gyártói felelősség és iparvezette kör economy kezdeményezések

Egyre több vállalat tér át újrahasznosítható csomagolásra manapság, különösen az automatizált visszavételi rendszereknek köszönhetően, amelyek körülbelül 40 százalékkal csökkentik az új műanyag használatát palettákhoz. Azon területeken, ahol Kiterjesztett gyártói felelősség törvények léteznek 34 országban, a márkáknak ténylegessen fizetniük kell a begyűjtőpontok kiépítéséért, ami évente körülbelül két egész egymilliárd dollár éves befektetést eredményez az ENSZ környezetvédelmi programjának (UNEP) legutóbbi, múlt évben megjelent jelentése szerint. A Plastics Pact csoport és hasonló ipari szervezetek körülbelül nyolc millió tonna műanyagot tartottak vissza a szeméttelepekhez azóta, hogy 2020-ban elkezdtek együttműködni. Ezt főként úgy érik el, hogy mindenkit ugyanazon alapvető szabályok követésére ösztönöznek a hulladékgyűjtésben és újrahasznosításban.

A kör economy akadályai: miért maradnak fenn a lineáris modellek a befektetések ellenére

Túl sokat vagyunk új műanyagokra utalva, mert hulladékgyűjtő rendszereink rendszertelenek. Nézzük csak meg a rugalmas csomagolás újrahasznosítását – alig 12% városnak van egyáltalán háztartási gyűjtőprogramja világszerte erre az anyagra. Az árak kérdése is probléma. A felújított PET még mindig körülbelül 17%-kal drágább, mint a hagyományos műanyag, az ICIS tavalyi adatai szerint. Az ehhez szükséges mechanikai újrahasznosító üzemek építése pedig komoly előzetes beruházást igényel, körülbelül 740 millió dollár körüli összeget. Mindezen problémák azt mutatják, hogy miért van szükség valóban hatékonyabb politikákra, amelyek összehangolva működnek a technológiával, ha valóban előrelépést akarunk elérni a körkörös gazdaság irányába. A rendszer jelenleg egyszerűen nem alkalmas erre az átmenetre.

Politikai keretek és globális szabályozási tendenciák a műanyagkezelésben

Az EU egyszer használatos műanyagirányelve és annak globális hatása

2019 óta az Európai Unió elfogadta az Egyszer használatos Műanyagokról szóló irányelveit, amely gyakorlatilag mintaként szolgál más régiók számára. Az irányelv betiltja a gyakori műanyagból készült tárgyakat, mint például evőeszközök, szívószálak, valamint azok a kellemetlen polisztirolhab dobozok, amelyeket mindannyian ismerünk a gyorsételek csomagolásából. Emellett előírás, hogy legalább a PET-palackok 90 százalékát össze kell gyűjteni 2029-ig. Az EU-n kívüli országok is figyelnek erre. Jelenleg 27 különböző ország lépett hasonló útra, saját műanyagtilalmi szabályokat vezetve be. Kanada teljes mértékben fokozatosan eltörölné az egyszer használatos műanyagokat 2025-ig, míg több délkelet-ázsiai ország fokozatosan korlátozza a műanyag zacskók használatát területeiken. A 2025-re várható Legfrissebb Világjelentés a Hulladékkezelésről szerint, ha ezek a szabályok érvényben maradnak, akkor a tengeri műanyaghulladék kibocsátása akár 40 százalékkal is csökkenhet 2030 előtt. Ez valami sokkal nagyobb folyamatról árulkodik – egy lassan, de biztosan kialakuló nemzetközi konszenzusról a műanyagszennyezés kezelésére vonatkozóan.

Nemzetközi tilalmak mikrogyöngyök és egyszer használatos műanyagok ellen

A mikrogyöngyök elleni tilalmak jelenleg körülbelül 43 különböző országban érvényben vannak. Az Amerikai Egyesült Államok már 2015-ben elfogadta a Mikrogyöngy-mentes Vizek Törvényt (Microbead-Free Waters Act), és Dél-Korea nemrég követte példájukat a 2023-as, mikroplasztikumot tartalmazó kozmetikai termékekre vonatkozó tilalommal. A mai napig a fejlett országok több mint 90%-a, amelyek OECD-tagállamok, szabályokat alkalmaznak az egyszer használatos műanyagok ellen. Fejlődő gazdaságú országok, mint például India és Kenya, általában először azokra a vékony, könnyen szakadó műanyag zacskókra koncentrálnak. Bár ezek az öko-kampányok összefüggenek az 12. Fenntartható Fejlődési Cél felelős fogyasztási szokásokról szóló célkitűzésével és a 14. célkitűzéssel, ami a tengeri élet védelmét szolgálja, mégis komoly probléma az alkalmazás sok olyan területen, ahol egyszerűen még nem létezik megfelelő hulladékkezelő rendszer.

Javaslatok a fenntartható műanyaggyártáshoz

Kulcsstratégiák:

• Újrahasznosított tartalom előírása : 2030-ig legalább 30% csomagolásra
• Kiterjesztett gyártói felelősség (EPR) programok, amelyek a fogyasztói műanyaghulladék 100%-át lefedik
• Szén-díj megállapítási mechanizmusok az új polimer gyártás szankcionálása

A 2023-as anyagáramlási elemzés az elemzés szerint ezek a politikák csökkenthetik a műanyaggyártási kibocsátásokat 22%-kal, miközben felgyorsítják a kör economy beruházásokat. A „újrahasznosítható” és „komposztálható” műanyagok meghatározásainak összehangolása az egyes joghatóságok között továbbra is kritikus fontosságú a piaci széttöredezés elkerülése érdekében.

Új alternatívák: Bioplastik és fenntartható nyersanyagok

Bioműanyagok és bioalapú nyersanyagok: lehetőségek és korlátok

A kukoricakeményítőből vagy cukornádból készült bioplastikok lehetővé teszik, hogy az anyagok természetes módon bomoljanak le, nem az olajalapú termékekre hagyatkozva. A piackutatók egyre inkább szóba hozzák, hogy ez az iparág jelentősen növekedhet, esetleg elérheti a 98 milliárd dolláros értéket 2035-re. A csomagolóipari vállalatok és az autógyártók látszanak most különösen érdeklődni e terület iránt. A polaktikus sav, azaz PLA, valamint más növényi alapú műanyagok elvileg jól néznek ki, de őszintén szólva körülbelül kétszer-háromszor annyiba kerülnek, mint a hagyományos műanyagok gyártása. Ez az árkülönbség problémát jelent. Egy másik jelentős kérdés a földterületek használata ezekből az anyagokból való előállításhoz, amikor az embereknek élelmiszer-termesztésre van szükségük. Ez arra késztette a kutatókat, hogy más lehetőségeket is vizsgáljanak. Például a betakarítás után visszamaradt növényi anyagok és akár célzottan termesztett algák is egyre nagyobb figyelmet kapnak. Egyes szakértők szerint ha ezek az új megközelítések eredményesek lesznek, akár néhány éven belül 40 százalékkal csökkenthetjük a hagyományos biomasszaforrásoktól való függőséget.

Mikro(nano)plasztikum-szennyezés csökkentése anyaginnovációval

Az új fejlesztések a lebomló műanyagok terén komoly előrelépést jelentenek a mikroplasztikum-probléma megoldásában, mivel a természet ellenében, hanem annak segítségével dolgoznak. Vegyük például a PHA-t, ezek a komposztálható bioplastikok teljesen lebomlanak körülbelül hat hónap alatt, ha ipari komposztáló üzemekben helyezik el őket, míg a hagyományos műanyagok száz évig is eltarthat, amíg egyáltalán lebomlanak. Néhány izgalmas, nemrégiben elért előrelépés vízben oldódó megoldásokat hozott olyan dolgokhoz, mint például mezőgazdasági takarók és csomagolóanyagok, amelyek szó szerint eltűnnek használat után, megakadályozva, hogy ezek a mikroplasztikum-részecskék a környezetbe kerüljenek. Ahogy az országok világszerte továbbra is szigorítanak az egyszer használatos műanyagokra vonatkozó törvényeken, ezek az alternatív megoldások segíthetnek jelentősen csökkenteni a tengerbe kerülő műanyag mennyiségét, amely éves szinten a következő évtized közepére valószínűleg 8 és 12 millió tonna közé csökkenhet az aktuális előrejelzések szerint.

GYIK szekció

Mi a jelenlegi globális műanyagtermelés?

2022-re a világszerte évente gyártott műanyag mennyisége elérte a 468 millió tonnát.

Mik az iparban használt főbb műanyag felhasználási területek?

A gyártott műanyagok nagy részét csomagolóanyagokban, építőanyagokban és napi használati cikkekben használják.

Hogyan hat a műanyaggyártás a környezetre?

A műanyaggyártás jelentősen hozzájárul a szén-dioxid-szennyezéshez és az erdőirtásokhoz, mivel jelentős mennyiségű fosszilis üzemanyagot használ, amely magas szintű üvegházhatású gázkibocsátással jár.

Milyen alternatívái vannak a hagyományos műanyagoknak a piacon?

Kukoricakeményítőből vagy cukornádból készült bioplaztikok, valamint más innovatív lebomló anyagok, például PHA, kerülnek vizsgálatra a hagyományos műanyagok alternatíváiként.

Miért alacsony a műanyag újrahasznosítási rátája?

Az alacsony újrahasznosítási arány a nyersanyagokra való nagyfokú támaszkodásnak és az újrahasznosító rendszerek és technológiák jelenlegi hatékonysági hiányosságainak köszönhető.