Одноразовые электронные сигареты или вейпы — это большой бизнес, но они также являются большой проблемой для окружающей среды. Дэвид Диган из Tetronics предлагает решение, основанное на плазменной технологии.
Одноразовые электронные сигареты или вейпы представляют собой большую проблему для окружающей среды, поскольку они токсичны. С момента своего появления в 2003 году, первоначально в качестве «здоровой» альтернативы табаку, они создали совершенно новый поток загрязненных электронных отходов. По данным исследования Material Focus, в 2023 году в Великобритании каждую неделю продавалось более 7,7 миллиона одноразовых электронных сигарет, и около пяти миллионов еженедельно выбрасываются. Несмотря на то, что во многих вейп-магазинах есть оборудование для безопасной утилизации вейпов и последующей переработки, только 17% вейперов перерабатывают их правильно. Многие попадают на свалку вместе с черными мешками мусора или просто выбрасываются на землю. В обоих случаях они наносят вред окружающей среде, поскольку вымывают в землю никотин, антипирены и другие химические вещества.
Проблема может со временем исчезнуть. Правительство недавно объявило о запрете на продажу одноразовых вейпов в Англии, Шотландии и Уэльсе, чтобы препятствовать вейпингу среди молодежи. Ожидается, что запрет будет введен в действие к началу 2025 года, после того как промышленность и ритейлеры будут уведомлены за 6 месяцев о прекращении поставок. Северная Ирландия также рассмотрит возможность введения аналогичного запрета. Но миллионы долларов все еще остаются в обращении, что представляет собой существенную угрозу для окружающей среды и требует временного решения.
Некоторые предприятия уже предлагают утилизацию и переработку одноразовых электронных сигарет, часто как часть более широкой услуги по утилизации электрических отходов (WEEE) и небольших смешанных электрических отходов. Эффективный процесс переработки состоит из трех основных элементов: сбор и поставка потока жизнеспособного сырья (в данном случае большого объема выброшенных электронных сигарет); этап демонтажа и обработки (механической, термической или химической); и коммерческая реализация восстановленных продуктов. Без всех трех сложно создать убедительное инвестиционное бизнес-обоснование.
Извлекать критически важные металлы и материалы из более распространенных электронных отходов, таких как печатные платы в компьютерах и более крупную электронику, проще как осуществить, так и обосновать экономическое обоснование. Хотя одноразовые электронные сигареты и электронные сигареты содержат восстанавливаемые металлы, этот процесс сложнее и ресурсоемче, поскольку они намного меньше.
В небольших корпусах одноразовых вейпов размещаются нагревательный элемент, микропроцессор и аккумулятор, а также картридж для жидкости. Большинство корпусов изготовлены из пластика, который, поскольку находится в электронном оборудовании, содержит антипирены.
Поскольку компоненты очень малы, их трудно восстановить путем механического разделения – типичного метода переработки, который приемщик отходов использует для извлечения материалов из электронных отходов. Масштаб электроники в электронных сигаретах делает отдачу от извлечения крошечных кусочков меди очень низкой. Там, где в вейпе есть железо и медь, железо может рассматриваться как элемент-изгой и обесценивать извлекаемую медь. Процесс усложняется и потенциально токсичен из-за остатков жидкости для испарения и огнезащитных пластификаторов. Кроме того, многие из этих сложных химических веществ будут классифицироваться как стойкие органические загрязнители. Короче говоря, одноразовые электронные сигареты нелегко переработать в рамках обычного процесса переработки электронных отходов, но они наносят большой ущерб окружающей среде, если их не перерабатывать.
Одним из решений этой дилеммы является плазма. Плазма всеядна: она способна разрушать пластификаторы и пластик, а также обезвреживать жидкость для курения. Это проверенный способ извлечь важные материалы из отработанных устройств, предотвратить попадание опасных отходов на свалку и создать полезный побочный продукт.
Плазма — это электрически заряженный или ионизированный газ. Иногда его называют четвертым состоянием материи, оно естественным образом возникает в окружающей среде в виде молний, искр статического электричества и северного сияния. Плазма широко используется в телевизорах и экранах, люминесцентном освещении и даже в дуговой сварке.
Tetronics использует плазменную технологию в широком спектре применений: от восстановления драгоценных металлов в каталитических нейтрализаторах до удаления токсичности промышленных материалов, таких как асбест, и остатков средств контроля загрязнения воздуха.
Чтобы восстановить критические металлы из электронного оборудования, процесс, который использует Tetronics, включает в себя помещение материалов – электронных сигарет и электронных сигарет – в герметичную печь и использование плазменной дуги для воздействия интенсивного тепла и ультрафиолетового света в контролируемой среде. Химический процесс отделяет и извлекает ценные металлы, минералы и другие материалы из сырья.
Вместо обширного и трудоемкого демонтажа компонентов плазма может решить всю проблему. Плазменный процесс производит жидкие металлы, которые можно выделить для восстановления и повторного использования, в то время как неорганические вещества – пластмассы, полимеры и пластификаторы – становятся источником топлива, а жидкости для вейпа в конечном итоге выбрасываются в виде безопасных газов в соответствии с протоколами выбросов.
Процесс Tetronics денатурирует любые токсичные элементы в безопасный стеклоподобный материал под названием Plasmarok. Еще одним полезным побочным продуктом является вырабатываемая энергия, которую можно использовать для обеспечения процесса переработки. Ничто не тратится впустую. Кроме того, плазма питается от электричества, которое, будучи получено из возобновляемых источников, делает ее одной из самых чистых доступных технологий термической обработки.
Очень важно учитывать батареи, используемые в одноразовых вейпах. Литий-ионные аккумуляторы используются для питания широкого спектра электрооборудования, от электромобилей до электрических зубных щеток. Они идеально подходят для подзарядки, и было проведено несколько исследований возможности перезарядки аккумуляторов, выброшенных в одноразовые электронные сигареты. В идеале цикл производства, продажи и утилизации одноразовых электронных сигарет должен быть достаточно закрытым, чтобы эти литиевые батареи можно было повторно использовать до 300 раз, что позволяет избежать вывоза тысяч тонн вредных отходов на свалку. Однако, к сожалению, многоэтапная, многонациональная цепочка поставок еще не настолько скоординирована, и, учитывая надвигающийся запрет, она вряд ли достигнет полной цикличности.
Это смещает акцент с переработки и повторного использования целых батарей на восстановление содержащегося в них лития; узкоспециализированный процесс, в котором также может играть роль плазма. В процессе Tetronics литий будет отделен от других компонентов вейпа в неорганическую фазу Plasmarok. По крайней мере, литий, содержащийся в этом инертном стекле, теперь неподвижен, что исключает возможность взрыва или загрязнения.
Более того, Plasmarok представляет собой промежуточный источник лития; обеспечение сырьем для процесса переработки лития. Плазма становится частью более широкой цепочки поставок лития для производства новых батарей и создания устойчивой экономики замкнутого цикла для критически важных материалов.
В настоящее время, наряду с запретом на продажу одноразовых электронных сигарет, правительство изучает механизмы регулирования, способствующие восстановлению важнейших минералов из отходов. Defra активно ищет способы обеспечить, чтобы производители электронных сигарет должным образом финансировали затраты на переработку, когда они становятся отходами.
Действительно, необходимы согласованные усилия по решению проблемы одноразовых электронных сигарет с участием сектора переработки и, что более важно, поставщиков – как производителей, так и розничных продавцов. Им необходимо взять на себя больше ответственности за сокращение отходов и вреда окружающей среде. Если бы розничные продавцы стали стимулировать людей возвращать одноразовые электронные сигареты, особенно молодых пользователей, это могло бы оказать большое влияние на количество небрежно выброшенных сигарет, одновременно увеличивая объемы, доступные для восстановления полезных ископаемых, и делая весь цикл более устойчивым вложением.