Биопластики, то есть пластмассы, полученные из растений, могут смягчить некоторые долгосрочные проблемы загрязнения, вызванные традиционными пластмассами. От производственных процессов, которые выделяют меньше загрязнений, связанных с глобальным потеплением, до способности биоразлагаться, биопластики кажутся экологически безопасными. Однако в настоящее время биопластики дороже, чем стандартные пластики, и они могут быть не такими экологически чистыми, как кажутся.
В чем разница между биопластиком и обычным пластиком? Большинство пластмасс производится посредством нефтехимических процессов. Другими словами, они начинаются как химические побочные продукты нефтепереработки, которые превращаются в различные пластмассы посредством химических процессов, образующих длинные молекулярные цепи, известные какполимеры. Эти полимеры придают пластмассам их структуру. Вы можете узнать больше о производстве нефтехимических пластиков в How Plastics Work.
Биопластики, с другой стороны, получают из растительных источников. Они могут быть сделаны из тростникового сахара, кукурузы или из побочных продуктов растений, таких как древесная кора и кукурузная шелуха. Pepsi даже пытается использовать картофельную и апельсиновую кожуру в производстве биопластика. Просо просо - еще один отличный источник биопластика - оно растет практически везде, устойчиво к засухе и быстро растет. Поскольку это не основной источник пищи, использование его для производства биопластика не повлияет на цены на продукты питания.
Возможно, вы слышали, что биопластики биоразлагаемы, но это не всегда так. Термин «биопластики» относится к методу производства на основе растений. Некоторые виды биопластика биоразлагаемы, некоторые нет. Некоторые биопластики разлагаются в вашем домашнем компостном ящике, а некоторые требуют промышленного компостирования. На самом деле, многие биопластики вообще не разлагаются, если их поместить на свалку с другим мусором.
С таким большим потенциалом, но с таким количеством проблем, какое будущее ждет биопластики?
Потенциальное использование биопластиков
Биопластики чаще всего используются в упаковке, хотя потенциально биопластики можно использовать так же, как и обычные пластики. Эксплуатационные характеристики биопластиков и нефтехимических пластиков очень похожи. Были ситуации, когда биопластики приходилось перерабатывать, чтобы решить проблемы с производительностью, такие как недостаточный срок хранения или печально известные шумные пакеты Sun Chips. (Когда в 2010 году компания Frito-Lay представила биоразлагаемые пакеты для чипсов, покупатели жаловались на то, что эти пакеты слишком шумные. Позднее был разработан новый, более тихий пакет.)
Программа Coca-Cola PlantBottle производит пластиковые бутылки для напитков, которые на 30% состоят из растительных компонентов. Бутылки изготовлены из полиэтилентерефталата (ПЭТ), точно такого же пластика, который получают в результате нефтехимических процессов, но на 30 процентов из бразильского сахарного этанола. Полученный моноэтиленгликоль не меняет окончательный химический состав пластика. Однако он был создан из возобновляемого ресурса (сахарного тростника), а не из ископаемого топлива. Бутылки не являются биоразлагаемыми.
Растительные источники ПЭТФ также используются Toyota в производстве некоторых компонентов внутренней отделки и AT&T для изготовления чехлов для мобильных телефонов и других аксессуаров.
Другой вид биопластика производится из полимолочной кислоты (PLA). Он используется в различных упаковочных продуктах и даже в одежде. Однако у него низкая температура плавления, поэтому его нельзя использовать с горячими продуктами или жидкостями. Он биоразлагаем в присутствии кислорода, что означает, что он не разложится на свалке.
Далее мы поговорим о проблемах, с которыми сталкивается биопластик.
Вызовы, стоящие перед индустрией биопластиков
Биопластики, кажется, имеют много преимуществ, но они не являются идеальным экологически чистым продуктом, на который мы могли бы надеяться. Во-первых, они дороже, чем нефтехимические пластмассы, на 20-100% дороже. Промышленные процессы производства нефтехимического пластика существуют уже несколько десятилетий, поэтому производственная цепочка очень эффективна. Крупномасштабные программы биопластика, такие как Coca-Cola, должны в конечном итоге привести к аналогичной эффективности.
Биопластики также имеют проблемы на обоих концах производственного цикла. Хотя производство биопластиков может не привести к таким же выбросам ископаемого топлива, как нефтехимические пластики, использование удобрений и пестицидов, а также преобразование лесов в сельское хозяйство для производства кукурузы или сахарного тростника уравновешивают преимущества. Coca-Cola попыталась свести к минимуму это воздействие, полагаясь на бразильский сахарный тростник, который в основном выращивается на деградированных сельскохозяйственных угодьях вдали от тропических лесов Амазонки. Достижения в использовании целлюлозных растительных продуктов (таких как кукурузная шелуха и аналогичные материалы) также уменьшат воздействие биопластиков на окружающую среду.
Биоразлагаемость и переработка также являются проблемами для биопластиков. Оказывается, превращение потребительского пластика в биоразлагаемый на самом деле оказывает негативное воздействие на окружающую среду. Первая проблема заключается в том, что существует множество различных типов биоразлагаемости. Некоторые биопластики разлагаются кислородом и ультрафиолетовым излучением, поэтому мусор, оставленный на солнце, разлагается. Однако он не разлагается полностью, процесс занимает годы и выделяет токсичные химические вещества. Некоторые пластмассы предназначены для биоразложения при компостировании, и это не приносит никакой пользы, если потребитель не компостирует. В любом случае, только несколько видов будут компостировать в компостном ящике на заднем дворе. Остальные требуют промышленных процессов компостирования. Это приводит к большой путанице для потребителей. Хуже того, при разложении биопластика выделяется метан, который является более вредным парниковым газом, чем углекислый газ.
Хуже того, очень сложно отличить биопластик от обычного пластика. Если небольшое количество PLA-пластика случайно смешается с PET-пластиком в потоке переработки, полученные в результате переработанные пластиковые изделия будут иметь меньшее качество и ценность. Другими словами, вам придется отделить каждый тип пластика от другого, чтобы свести к минимуму повреждение обоих пластиков. Это также означает, что использование перерабатываемых нефтехимических пластиков или ПЭТ-пластиков, полностью или частично полученных из растительных ресурсов (например, программа PlantBottle компании Coke), приводит к меньшему загрязнению окружающей среды и образованию мусора.
Есть исключения: некоторые виды использования биопластика сосредоточены в закрытых системах, таких как университетские или больничные городки, где компания, производящая упаковку из биопластика, также контролирует процесс переработки. Они могут восстанавливать почти 100 процентов продуктов из биопластика и компостировать или перерабатывать их, используя соответствующий метод для этого типа пластика.
Если производственная цепочка будет оптимизирована и можно будет добиться прогресса в использовании целлюлозного растительного материала для производства биопластиков, то мы сможем увидеть значительное снижение воздействия пластиковых материалов на окружающую среду. Рынок биопластиков медленно, но неуклонно растет, поэтому есть большая вероятность, что в следующем десятилетии мы увидим серьезные улучшения.