Биоразлагаемый пластик – тренд последнего времени, который преподносится едва ли не как панацея от всех экологических бед. На волне борьбы с мусором и парниковыми газами производители все чаще предлагают материалы, способные без следа разлагаться в окружающей среде. Так ли это на самом деле или за громкими словами скрывается очередной маркетинговый ход?
Если вы собрались на пикник, есть смысл приобрести комплект одноразовой посуды. Набор из пяти обычных пластиковых тарелок Celesta обойдется вам на «Яндексе» в 19 руб., но если вы хотите «помочь» природе и приобрести пять тарелок из биоразлагаемого пластика в интернет-магазине Globus, то вам придется раскошелиться на 96,99 руб.
Женщины, недовольные формой своей груди, могут обратиться в компанию «Фабрика здоровья» в Ростове-на-Дону и поставить себе гидрогелевые биоимпланты Arion. В отличие от традиционных силиконовых, в случае повреждения оболочки и попадания геля в ткани такой имплант распадается на углекислый газ и воду. Стоимость коррекции груди с гидрогелем будет стоить 420 тыс. руб. против 165 тыс. руб. в случае с силиконом. Оба примера демонстрируют ключевую разницу между полимерами на основе углеводородного сырья и биоматериалами – это цена.
Биопластик в сравнении с углеводородными полимерами пока действительно дорог, но ажиотаж вокруг него не прекращается.
При этом история создания биопластиков началась не вчера. Первый из них, изготовленный из нитроцеллюлозы, был представлен на Большой лондонской выставке еще в 1862 году. В 1930-х годах Генри Форд сделал биопластиковый автомобиль из соевых бобов, однако активно эту тему начали продвигать в 1970-х годах, когда активизировалось экологическое движение. Тогда начали говорить о том, что производство биопластиков имеет меньший углеродный след (то есть выделяется меньше парниковых газов), а также снижается использование невозобновляемого сырья. Это действительно так: бумажные пакеты, например, в среднем на 20–30% дороже пакетов на основе PLA и оставляют больший след по CO2.
Количество видов биопластиков достаточно большое, но наиболее популярными видами являются полимолочная кислота (PLA) и полигидроксиалканоаты (PHA) (подробнее о видах пластика см. инфографику. – Прим. ред.).
PLA вырабатывают методом молочнокислого брожения сахаров под действием ферментов. В результате получается молочная кислота, которая потом полимеризируется в полилактиды. Это самый дешевый из известных сейчас биопластиков, который, впрочем, все равно дороже полимеров на основе углеводородного сырья. Для того чтобы обеспечить производство сахарами, требуются услуги сельского хозяйства, а это земли, техника, топливо, то есть тоже немалые экономические и экологические затраты.
В производстве PHA участвуют бактерии, сегодня известно около десяти видов. Их помещают в среду, обогащенную сахарами, где они производят и накапливают полимеры. Затем оболочки клеток разрушаются ультразвуком, полимер высвобождается в раствор, отделяется и дальше обрабатывается. Производство таких биопластиков тоже довольно дорогое, так как требует водных растворов сахаров или глюкозы, получаемых переработкой пищевого растительного сырья. Ученые всего мира бьются над тем, чтобы удешевить этот процесс. Например, в Сибири недавно создали относительно недорогую технологию «выращивания» биопластиков. Как сообщает РИА «Новости», ученые нашли необычный штамм бактерий Cupriavidus eutrophus, способных производить биопластмассу из дешевого глицерина, а не из дорогостоящих сахаров.
Но в любом случае на заботе о природе последователи биопластиков предлагают не экономить. Вот только действительно ли это забота получается? Большинство биоразлагаемых пластиков для полного распада требуют специальных условий, например промышленного компостирования. Другими словами, купив 5 биоразлагаемых тарелок за 96,99 руб., вы не сможете просто выбросить их. Они, как и любые другие, будут разлагаться бесконечно долго. Чтобы случился эффект «био», необходимо их правильно утилизировать.
Из-за дороговизны производства биопластики пока неконкурентоспособны практически в любой стране и требуют государственной поддержки. В России уже была предпринята попытка организации такой поддержки. В 2013 году в рамках Комплексной программы развития биотехнологий в РФ на период до 2020 года была утверждена дорожная карта, где относительно биоразлагаемых полимеров были установлены достаточно амбициозные целевые показатели. Но грянул 2014 год, против России были введены санкции, многие зарубежные технологии стали недоступны, и процесс заглох.
Мировой уровень производства биопластиков составляет лишь 1% от всего производства полимеров. Однако он активно растет, да и инвестиции в НИОКР постоянно увеличиваются. Сумеют ли биопластики действительно занять существенную долю рынка, решив ряд проблем в области экологии, станет понятно уже в ближайшие десятилетия.
Какие бывают биопластики
Биопластиками можно назвать полимеры, в состав которых входит либо природное, либо ископаемое сырье с биоразлагающими добавками. К полимерам с биоразлагающими добавками относятся РВА, PVAL, PCL, PGA и модифицированный ПЭТФ. Небиоразлагаемые пластики из природного сырья включают в себя полиэтилены, ПВХ, ПЭТФ или ПБТФ, сырье для которых полностью или частично получается из биомассы. Кроме того, это биоэтилен, биомоноэтиленгликоль, био-1,4-бутандиол, моноэтиленгликоль прямого брожения сахаров, полиамид-11. К биоразлагаемым пластикам из природного сырья относят биополимеры на основе крахмала, модифицированной целлюлозы, PHA или PLA.
5 плюсов биопластиков
1. Снижают количество отходов.
Сегодня мы производим больше отходов, чем когда-либо в истории человечества. Необходимое оборудование для компостирования биоразлагаемых пластиков дает полное разрушение продукта за несколько месяцев в зависимости от метода, который используется. Биопластики, как правило, распадаются на природные материалы, которые в конечном итоге будут безвредно смешиваться с почвой.
2. Уменьшают энергетические затраты на их производство по сравнению с полимерами на основе углеводородного сырья.
Хотя биоразлагаемые пластики стоят дороже в производственном цикле, в целом они требуют на 65% меньше энергии за счет экономии затрат на добыче и транспортировке углеводородного сырья. В результате долгосрочные затраты на использование биоразлагаемых продуктов могут быть ниже.
3. Позволяют комбинировать углеводородные и биоразлагаемые материалы.
Как только природные материалы превращаются в полимеры, они могут использоваться вместе с углеводородными полимерами. Это означает, что мы можем уменьшить процентное содержание ископаемого топлива, применяемого при производстве конечной продукции. Кроме того, подобные комбинации придают, как правило, конечным материалам дополнительную прочность.
4. Используют возобновляемые ресурсы при производстве.
Растительные источники сырья – возобновляемые. Применение биопластиков не зависит от полезных ископаемых, объем которых ограничен.
5. Создают новую маркетинговую платформу.
Утверждение, что биоразлагаемые пластики экобезопасны на 100%, не всегда верно. Однако потребители выделяют их как предпочтительный продукт, поскольку обеспокоены состоянием окружающей среды. Это означает, что акционеры, руководители и сотрудники предприятий, использующих биопластики, извлекают дополнительную выгоду за счет «зеленого» маркетинга. Примеры подобных решений возникают все чаще. Например, компания Coca-Cola объявила о создании биопластиковой бутылки для своих напитков.
Эдуард Замыслов,
технический директор компании «Евробалт», кандидат химических наук
Пока производство биопластика значительно дороже углеводородных полимеров. Думаю, если производители выйдут на большие объемы и будут использовать более дешевые технологии, то цена некоторых видов продуктов станет разумной. Но такие биопластики, как PLA, всегда будут дорогими просто потому, что для больших объемов никогда не будет хватать растительного сырья. Продукт из PLA стоит 5–7 долл. за кг, а тот же полиэтилен – 1,5 долл.
1% составляет доля биопластиков в мировом объеме производства полимеров
Сегодня в России с биополимерами работают только те компании, которые видят в этом перспективу, но это совсем небольшой рынок. Каждый предприниматель хочет увеличить маржинальность своего продукта. Для этого нужны новые свойства упаковки – как инструмент конкуренции. Пусть продукт стоит на 10% дороже, но зато он биоразлагаемый и в перспективе будет намного интереснее для покупателя.
Но в целом такие технологии пока неконкурентоспособны, так как стоимость продукта увеличивается как минимум на 10%, и далеко не все производители тех же пакетов готовы пойти на данное производство. Конкуренция большая, особенно в пленках и упаковке. Поэтому без государственного регулирования, законодательства, стандартов, определенного давления правительства никто особо биопластик использовать не будет.
Если вы помните, в 2014 году готовилась дорожная карта по продвижению биопластика в массы. Предполагалось на законодательном уровне заменить некоторые виды упаковки, но потом все заглохло. Дело в том, что это был какой-то космический проект, который ничего общего не имел с реальным развитием дел в индустрии. С тех пор ничего значимого в стране не произошло.
5 минусов биопластиков
1. Необходима определенная процедура утилизации.
Биоразложение продукции достигается только в том случае, если она утилизируется надлежащим образом. Если предметы из биопластика выбрасывать просто на свалку, срок их разложения увеличивается многократно. Температура и влажность играют важную роль в этом процессе. Компостирование идет намного медленнее, когда погода становится холоднее. При недостаточной влажности процесс почти полностью останавливается. Это означает, что многие из преимуществ исчезают в экваториальном и крайнем северном климате. Большинство биопластиков требуют процедуры промышленного компостирования с использованием специального оборудования. Добиться подобных технологий при массовом использовании невозможно.
2. При производстве биопластиков могут применяться опасные химические вещества.
Для того чтобы увеличить урожаи органических культур, из которых производят биопластики, не исключено применение различных химикатов. Законодательных норм, ограничивающих это, нигде в мире не принято. Если же нет возможности исключить этот риск при производстве конечной продукции, вся идея «чистоты» биоматериалов и безопасности их применения становится ничтожной.
3. Не все биопластики можно утилизировать.
При создании некоторых биопластиков используются углеводороды. И хотя в этом случае зависимость от нефтепродуктов снижается, современные технологии не позволяют полностью утилизировать такие гибридные элементы.
4. Производство биопластиков требует увеличения пахотных земель.
Современные технологии требуют использования все большего количества пахотных земель для производства натуральных материалов при создании биоразлагаемых пластмасс. В случае если биопластики станут заменой полимеров на основе углеводородного сырья массово, проблемы продовольственного дефицита могут обостриться. Оправданно ли выращивать товарные культуры для производственных целей, когда людям нужна пища?
5. Снижение СО2 не гарантировано.
При производстве полимеров на основе углеводородного сырья используется попутный газ, который появляется при добыче нефти. Вытеснение этих материалов может снова привести к увеличению доли сжигания газа.
Однако ряд аналитиков в ответ на эти аргументы выдвигают встречные доводы.
Так, по их мнению, сырье для производства биопластиков не выращивается специализированно, а покупается на рынке. Причем речь часто идет о технических сортах, непригодных для питания людей. Кроме того, в ряде случаев человечество обладает избыточными мощностями для сельскохозяйственного производства. Например, в России ежегодно фиксируется переизбыток производства пшеницы. Это сырье и могло бы использоваться для производства биопластиков.
Не все биопластики требуют именно промышленного компостирования. Например, компаунд PLA+PBAT может разлагаться в домашнем компосте без специальных условий.
Биоразлагаемые материалы – это альтернатива для пластиков в изделиях разового назначения. Например, пакеты в супермаркетах. Эти материалы могли бы стать альтернативой там, где сбор вторичного пластика крайне сложен.
Юлия Ларюхина,
заместитель коммерческого директора по маркетингу АО «ТИКО-Пластик»
Наша компания может производить пленку на основе как собственно натурального сырья, так и с использованием оксо-разрушаемых добавок, когда разложение продукта происходит под действием света, тепла и кислорода. Это дороже, чем углеводородные полимеры, но в разной степени. Если говорить про биополимерный материал, удорожание идет в разы, если это продукт с добавлением оксидобавки, то речь идет о нескольких процентах. У нас есть заказчики на полимеры с оксидобавками, но на чистую биополимерную упаковку пока заказчиков нет, хотя есть интересующиеся. Но для оценки предпочтительности с точки зрения снижения вреда окружающей среде необходим глубокий сравнительный анализ. Нельзя не учитывать мировой опыт. Например, применение упаковки из оксо-разлагаемых материалов в Европе уже сейчас серьезно ограничивается.
Если бы в производстве биопластиков и продуктов из них была коммерческая составляющая, конечно, рынок бы начал развиваться и без господдержки. Но ее нет, при этом нет и господдержки. Ведь мало просто поддерживать производителя – нужно обеспечивать, например, специальные условия утилизации. Сейчас если пакет из биополимера попадет на обычный мусорный полигон, то он станет таким же источником загрязнения, как и любой другой материал, а то и хуже.
Во-вторых, для производства биополимеров, например из крахмалов, нужно выращивать сырье. Но рационально ли задействовать посевные площади для того, чтобы делать потом одноразовые пакеты?
Конец.... но мы подготовили для вас не менее интересные статьи вот здесь:
МЕНЯЕТСЯ НА ЛЕТУ - изобрели крылья для самолета, меняющие свою форму в полете
Как создавалась ПЕРИОДИКА? 7 фактов про Менделеева.
ДРУЗЬЯ! Если мы не получаем от вас обратной связи - мы не знаем, правильно ли мы движемся, заходят ли в вас наши статьи?! Возможно нам нужно создать особый материал, специально по вашим запросам - пишите нам! Давайте обратную связь в комментариях!
Ваша команда ХИМИКОВ)
