Zephyrnet-logotyp

Biologiskt nedbrytbar bioplast: Avkarbonatisering av en "kastningsekonomi" byggd på billig och hållbar plast | Cleantech Group

Datum:

Global infrastruktur som förlitar sig på plast 

Den globala användningen av plast i våra vardagliga liv har gjort det till synes omöjligt att föreställa sig ett liv utan den. En majoritet av plasterna används i förpackningar, särskilt för engångsbruk, men också i fordonsindustrin, textilier och ingenjörs- och industriapplikationer.  

Plast fick stor popularitet på grund av sin hållbarhet, flexibilitet och kostnadseffektivitet. Så det borde inte komma som någon överraskning att den globala plastmarknaden 2023 värderades till häpnadsväckande 712 miljarder dollar och förväntas klättra till långt över 1 2033 dollar XNUMX (Statistik 2024). Denna marknadstillväxt är en häpnadsväckande prestation men är också anledning till betydande oro.  

Eftersom de flesta konventionella plaster inte är biologiskt nedbrytbara, kan de avge mikro-/nanoplastpartiklar när de kasseras. Dessa skadar lokala miljöer, förorenar vattendrag och orsakar hälsoproblem.  

År 2040 kommer de globala växthusgasutsläppen från plastproduktion, användning och bortskaffande att öka från 1.9 miljarder ton 2019 till 3.1 miljarder ton koldioxid2 utsläpp – en ökning med över 60 % (Systemiq 2023). Den årliga plastproduktionen kommer att toppa 1.2 miljarder ton år 2060, vilket fördubblar produktionen och tredubblar avfallet, vilket skulle belasta även den mest utvecklade återvinningsinfrastrukturen (OCED 2022).  

Ironiskt nog kan plast lösa plastkrisen 

Biobaserad plast och alternativ (hädanefter kallade bioplaster) är material som härrör från biomassa, vanligtvis avfall eller labbodlade, och är avsedda att ersätta konventionell plast med liknande eller identisk funktion även om de inte är ett exakt biologiskt framställt alternativ på molekylär nivå.  

För dem som är oroade över tillgången på biomassaförsörjning har länder börjat bygga ut sina försörjningskedjor för biomassa. I mars släppte det amerikanska jordbruksdepartementet sin strategi för att "öka motståndskraften i biomassaförsörjningskedjan för inhemsk biobaserad produkttillverkning, samtidigt som det främjar miljömässig hållbarhet och marknadsmöjligheter för små och medelstora producenter." (USDA) 

Bioplaster finns för nästan alla konventionella plastprodukter och dess respektive tillämpningar. Faktum är att bioplaster som PLA/PHA är i kommersiell produktion med teknologiberedskapsnivå (TRL) 8-9. Till 2028 kommer PLA- och PHA-produktionen att öka till 3.2 miljoner ton respektive 1 miljoner ton​ (European Bioplastics 2023). 

Framväxande innovation inom bioplastproduktion värdesätter organiska avfallsströmmar, och minskar därigenom omkostnader från råvaruförsörjning jämfört med andra produktionsmetoder som odling av mikrober för PHA. Bioplast kan minska en produkts koldioxidavtryck med 40-70 % (C. E. Delft), och naturligt biologiskt nedbrytbar bioplast kommer inte att tappa mikro-/nanoplast när den bryts ner i naturliga miljöer.  

Material som härrör från biomassa är inte detsamma som biologisk nedbrytbarhet och vice versa. Det finns alltså biomaterial som inte är biologiskt nedbrytbara. Och det finns konventionella plaster som är industriellt komposterbara eller biologiskt nedbrytbara. Naturligt biologiskt nedbrytbar betyder att en produkt är komposterbar hemma medan industriellt biologiskt nedbrytbar/komposterbar betyder att en produkt måste skickas till en bearbetningsanläggning för att bearbetas.  

Nya innovatörer tar itu med denna biologiska nedbrytbarhetsfråga, särskilt för engångsbruk, för att stävja avfall. Till exempel Nya Zeeland-baserad Sleaktek är en utvecklare av biologiskt nedbrytbara biopolymerer för att ersätta engångsplaster som härrör från organiskt avfall som är kompatibla med de flesta produktionslinjer. Dess material faktiskt förbättra jordens näringsämnen i den miljö där den bryts ned. Nohbo utvecklat vattenlösliga biofilmer för kosmetika för engångsbruk. 

France-baserade KARBIOS utvecklat en enzymlösning för att göra PLA hemkomposterbar eller naturligt biologiskt nedbrytbar med en TRL på 9. Den godkändes nyligen av US Food and Drug Administration för att vara en säker substans i kontakt med livsmedel. 

Drop-in-lösningar möjliggör vertikal integrering av bioplaster i befintliga produktionslinjer. Danmarks Tekniska Universitet spin-out, Kvasir Technologies, är en producent av bioplaster, men även biobränslen, biokol och andra produkter från icke-livsmedelslignocellulosaavfall. Det samlade nyligen in en $3.2M Seed för att bygga en pilotanläggning i Danmark. 

Det finns också bioplastinnovatörer av blandad källa och petrobaserad plast för ingenjörs- och industriapplikationer där 100 % bioplast kanske inte är lämplig för att undvika mekaniska risker. Evoko har vunnit partnerskap med stora varumärkesägare genom att blanda 80 % bioskum med konventionell plast, vilket minskar hållbarhetsproblemen i samband med bioplast. Texas-baserad EPSilyte producerar biologiskt nedbrytbart och återvinningsbart bioPE.  

Förbud mot plast har goda avsikter, men skadar de innovation? 

Över 100 länder fasar ut och avskräcker produktionen av konventionell plast, i allmänhet inriktad på engångsanvändning, eller kräver en minskning av dess användning i plast för hållbar plast, eftersom social och miljömässig rättvisa förespråkar åtgärder. Till exempel har USA satt som mål att ersätta 90 % av plasten med biomaterial under de kommande 20 åren. De EU:s policymanifest uppmanar till stöd för biomaterial samtidigt som man uppmuntrar strängare reglering av konventionell plast. Och Board of Investment of Thailand erbjuder en rad icke-skattemässiga och skattemässiga incitament till bioplasttillverkare. 

Men bioplaster grupperas i plastförbud. Detta kan bero på att de första generationerna av bioplaster (PLA, PHA, bioPE, etc.) tappade mikro-/nanoplaster, de var vanligtvis bara industriellt biologiskt nedbrytbara och skadade återvinningsinfrastrukturen. Detta ledde till att beslutsfattare bildade samma attityder till bioplast som konventionell plast. 

Missuppfattningar kvarstår i den politiska ramen i länder som de i EU när det gäller markanvändning, miljöpåverkan, förorening av avfallsströmmar och biologisk nedbrytbarhet (European Bioplastics 2023). Politiken misslyckas med att erkänna den positiva inverkan som bioplaster har över konventionell plast. Det begränsar bioplastinnovatörer med sina alltför försiktiga åsikter, förhindrar övergången till biobaserade produkter och hämmar innovation över biomateriallandskapet – inte bara bioplast. 

Ännu bredare ledde detta till en kultur av marknadsföring av bioplastteknik utan att nämna "bioplast", vilket har resulterat i ett förvirrande landskap för konsumenter, producenter och beslutsfattare. Innovatörer är oroliga för att deras lösningar kommer att förbjudas från försäljning om det avslöjas att deras lösning skulle betraktas som en plast. Eller att konsumenter kommer att föredra produkter som inte nämner bioplast. Som sådana marknadsför innovatörer "biopolymerer", "biomaterial", "plastalternativ", etc., som en del av deras strävan att introducera dessa material på marknaden. 

Av de 400 miljoner ton plast som producerades 2023 var endast 0.5 % av produktionen bioplast. Och även om produktionskapaciteten för bioplast förväntas växa från 2.18 miljoner till 7.43 miljoner ton från 2023 till 2028, skulle den fortfarande bara stå för mindre än 2 % av den totala plastproduktionen 2023 (Europeiska kommissionen 2023). 

Plast kommer inte någonstans 

Trots det växande intresset för bioplast är det avgörande att inse att konventionell plast är djupt förankrad i vårt samhälle och ekonomi. Infrastrukturen byggd kring produktion, distribution och bortskaffande av plast är omfattande och inte lätt att byta ut eller omkonfigurera. Därför, även om ansträngningar för att minska plastkonsumtionen och övergången till mer hållbara material är avgörande, är det orealistiskt att förvänta sig att plasten försvinner helt. 

Det finns alternativ som inte är av plast (dvs. trä, metall, kompositer, etc.), men det är osannolikt att dessa någonsin kommer att konkurrera med de billiga och hållbara plaster vi alla känner (tänk på de pappersstrån som snabbt tappar sin struktur innan man kan bli klar en dryck som lämnar en dålig smak i konsumentens mun). 

Bioplast är den mest effektiva lösningen för att undvika en hel infrastrukturöversyn.  

Det finns fortfarande en betydande klyfta mellan efterfråganspotential för bioplaster, tillgång på tillgång och produktionskapacitet. Eftersom konsumenternas attityder och snabbt föränderlig lagstiftning fortsätter att driva på hållbarhet, kan investeringar i bioplast inte bara vara ekonomiskt givande utan avgörande för att möta de miljöutmaningar som konventionell plast utgör. Nästan hela plastmarknaden förblir outnyttjad (99.5 %), vilket innebär en lukrativ möjlighet för investerare att dra nytta av bioplast som stör en enorm marknad.  

plats_img

Senaste intelligens

plats_img