Человечество производит огромное количество пластиковых отходов — более 400 миллионов тонн в год .
Если говорить более конкретно, то в 2010 году в США в среднем производилось 0,75 фунта (0,34 кг) пластиковых отходов на человека в день, что эквивалентно весу закрытой банки газировки.
Пластиковые изделия уже более века повышают качество нашей жизни: они дольше сохраняют свежесть продуктов, улучшают медицинскую гигиену и делают транспорт более энергоэффективным .
В то же время накопились и пластиковые отходы. Сегодня это нерешенная и растущая проблема гигантских размеров. Во всем мире только 9% пластиковых отходов перерабатывается — в основном путем механической обработки, создавая такие продукты, как дренажные трубы , — а 19% сжигается. Остальное либо закапывается на свалках, либо попадает в окружающую среду, где наносит ущерб экосистемам и здоровью человека .
Для решения проблемы существующих и будущих пластиковых отходов необходимы новые подходы, выходящие за рамки механической переработки. Исследователи изучают химическую переработку , которая преобразует отходы в новые продукты путем расщепления пластика на молекулярном уровне.
Понятие «химическая переработка» является спорным, поскольку оно используется для описания множества различных процессов, некоторые из которых могут быть хуже для окружающей среды, чем утилизация пластиковых отходов на свалке.
В 2023 году центр переработки отходов в Ньюайго, штат Мичиган, объявил о планах открыть новый завод по переработке химических отходов в партнерстве с Clean-Seas , дочерней компанией Clean Vision Corporation, которая сама себя называет компанией, занимающейся чистыми технологиями.
Когда проект был анонсирован, местные журналисты подняли вопросы о том, какая форма химической переработки планируется, и будет ли она полезна для сообщества и окружающей среды. Согласно пресс-релизу Clean-Seas, пластик будет перерабатываться в прекурсоры для топлива. Компания не обновляла публично свои планы в прошлом году.
The Conversation обратились за комментарием к Clean Vision Corporation, но ответа не получили.
Как профессора химии, изучающие химическую переработку в университетах Мичигана и Северной Каролины , а также в колледже Кеньон , мы считаем, что производство топлива из пластиковых отходов — неправильный способ решения этой проблемы. Это не только вредит климату и загрязняет воздух и воду, но и с большой натяжкой можно назвать это переработкой.
Лазейка для борьбы с загрязнением воздуха и воды
В конце 2022 года Законодательное собрание Мичигана приняло пакет из восьми законопроектов, направленных на повышение уровня переработки всех типов отходов по всему штату до 23% .
Часть этих законопроектов, которые оспаривались экологами и многочисленными законодателями, переопределяли химическую переработку как производство, а не как управление отходами. Аналогичные законы, стимулирующие компании инвестировать в химическую переработку, были недавно приняты в 24 других штатах , включая Техас, Флориду и Пенсильванию .
То, что может показаться небольшим различием, может иметь большое влияние на то, как предлагаемое предприятие будет регулироваться государством. Предприятию в Ньюэйго — партнерству между Michigan Recycling Coalition и базирующейся в Калифорнии компанией Clean-Seas — будет разрешено выбрасывать больше загрязняющих веществ в воздух и воду, если оно будет определено как производитель, а не как предприятие по переработке отходов.
Партнерство было оформлено в течение нескольких месяцев после принятия закона Мичиганом в декабре 2022 года при солидном большинстве как в Палате представителей, так и в Сенате штата.
Действительно ли сжигание изделий из пластика является переработкой?
Помимо последствий загрязнения воздуха и воды, более фундаментальный вопрос заключается в том, является ли запланированный на предприятии в Ньюэйго процесс химической переработки, называемый пиролизом , наилучшим способом использования этих отходов.
Пиролиз включает нагревание пластиковых отходов для их расщепления на смесь небольших молекул, как правило, углеводородов. Полученное «пиролитическое масло» затем продается на товарном химическом рынке, заменяя масла, полученные из сырой нефти. Наиболее часто предлагаемое использование пиролизного масла — дизельное или реактивное топливо , оба из которых при сгорании генерируют парниковые газы .
Не все отходы будут перерабатываться в пиролизные масла на заводе Newaygo. По словам Дэна Бейтса, генерального директора материнской компании Clean-Seas, половина пластика, подаваемого на завод Newaygo, будет преобразована в сложную смесь легких углеводородов , которая затем будет сжигаться на месте для получения энергии для работы завода.
Если сжигание масел и газов, полученных из пластика, не кажется вам переработкой, Законодательное собрание Мичигана соглашается с вами, заявляя, что «продукция, продаваемая в качестве топлива, не является переработанной продукцией».
Учитывая это юридическое различие, неясно, как предприятие в Ньюэйго может фактически продолжить пиролиз для производства топлива и при этом оставаться предприятием по химической переработке.
Есть ли преимущества у химической переработки?
Итак, принесет ли переработка химических веществ, практикуемая Clean-Seas, пользу западному Мичигану, помимо предполагаемых 30–60 рабочих мест, которые она предлагает?
Главным преимуществом пиролиза, как предполагается, является перенаправление пластиковых отходов со свалок при производстве топлива. Завод в Ньюэйго изначально нацелен на переработку 50 тонн в день, со временем увеличивая производительность до 500 тонн в день.
Опыт других промышленных проектов пиролиза ставит под сомнение эти прогнозы: за последние несколько месяцев три из них прекратили работу .
Энергетический гигант Shell отказался от своего обещания ежегодно перерабатывать в пиролиз миллион тонн пластиковых отходов, поскольку, по всей видимости, у него недостаточно чистых пластиковых отходов для использования в этом процессе.
Большинство отходов пластика слишком сложны для переработки . На каждом этапе, от производства смолы до изготовления продукции, добавляется набор молекул — часто запатентованных — для придания пластику дополнительных свойств. Во время использования пластик дополнительно загрязняется пищевыми отходами и другими непластиковыми материалами. Вместе эти примеси могут привести к таким проблемам, как коррозия реактора и образование загрязненных продуктов, которые требуют неэффективных этапов разделения.
Чтобы избежать этих проблем, большинство пиролизных предприятий используют постиндустриальный лом , пластиковые обрезки, образующиеся в процессе производства. Эти чистые пластики часто повторно используются производителями, что означает, что они в любом случае не окажутся на свалке .
Сделать выводы о влиянии химической переработки на климат может быть сложно из-за различных базовых предположений, используемых в отдельных исследованиях. Однако недавний метаанализ , в котором были проанализированы результаты 30 журнальных статей, пришел к выводу, что использование химической переработки для производства новых пластиков может принести пользу климату за счет сокращения выбросов парниковых газов, но химическая переработка для производства топлива имеет противоположный эффект.
На данный момент планы Clean-Seas, изложенные в ее белой книге , заключаются в производстве топлива для транспорта или питания завода, а не в производстве пластика.
Акцент на цикличность
Так что же следует делать с пластиковыми отходами?
Мы считаем, что и потребители, и производители должны стремиться к тому, чтобы материалы использовались как можно дольше. Эту точку зрения изложил Фонд Эллен Макартур в своем докладе о переосмыслении жизненного цикла пластмасс .
После того, как все другие способы использования пластикового изделия исчерпаны, его химическая переработка для получения нового пластика или других долговечных изделий может решить сложные проблемы пластиковых отходов и изменения климата.
Если бы на выходе пиролизного завода в Ньюэйго получались новые пластмассы, этот циклический подход был бы лучше для климата. Но переработка пластмасс для получения топлива — нет.