Biotworzywa. Nieśmiały trend czy konieczność, której nie uniknie przemysł?

Konrad Nowakowski
Kierownik Zakładu Ekologii Opakowań w Sieci Badawczej Łukasiewicz - COBRO - Instytut Badawczy Opakowań

Teraz Środowisko: Biotworzywa, jak i ich klasyczne ropopochodne odpowiedniki, mogą być stosowane w wielu dziedzinach. Znajdują zastosowanie m.in. w sektorze opakowaniowym i spożywczym jako np. torby handlowe, tacki do żywności, kubki do jogurtów, sztućce itd. Zacznijmy więc od początku, jakie są rodzaje biotworzyw?

Konrad Nowakowski: Biotworzywa to potoczna nazwa biodegradowalnych materiałów polimerowych, które mogą mieć różne źródło pochodzenia i zdolność do biodegradacji czy kompostowania. Jednak właściwa interpretacja tego pojęcia jest dużo szersza, co niestety może być mylące dla konsumentów. Definicja, której się najczęściej używa, określa biotworzywa jako tworzywa biodegradowalne i/lub tworzywa z odnawialnych źródeł. Definicja ta jest stosowana w przemyśle i wskazuje, że biotworzywa niekoniecznie podlegają kompostowaniu. Zgodnie z tą definicją, biotworzywa obejmują również tworzywa, które nie są biodegradowalne, ale które są wytwarzane z odnawialnych zasobów. Czyli obok tworzyw konwencjonalnych, tj. polietylen PE, politereftalan etylenu PET, w ramach biotworzyw możemy znaleźć również te polimery, ale wykonane z surowców organicznych, a nie ropopochodnych. Takie polimery pochodzenia organicznego powszechnie nazywane są „zielonymi” („zielony PE” czy „zielony PET”).

Istotne jest to, iż niezależnie od tego, jakie jest pochodzenie surowców, z których są wykonane (bio czy konwencjonalne), mają właściwości takie same, jak analogiczne tworzywa wytworzone z ropy naftowej. W tym przypadku odróżnienie pochodzenia tworzywa (konwencjonalne czy biopochodne) jest możliwe jedynie przy zastosowaniu specjalnych metod badawczych, a COBRO w tym celu prowadzi dedykowany proces certyfikacji zawartości surowców odnawialnych. Jednak główne biotworzywa to tworzywa oparte zarówno na surowcach organicznych, jak i podlegające naturalnym procesom rozkładu organicznego, w tym kompostowaniu. Obecnie najpowszechniej występującym surowcem jest PLA (polilaktyd, z ang. polylactic acid, polylactide). Jest on w pełni biodegradowalny. Otrzymuje się go z odnawialnych surowców naturalnych, takich jak np. mączka kukurydziana. Są liczne zastosowania takich tworzyw od produktów biomedycznych, m.in. do produkcji implantów dentystycznych i resorbowalnych nici chirurgicznych, opakowań czy materiału do drukarek 3D.

TŚ: Czym jest w takim razie biodegradacja?

KN: Biodegradacja to proces rozkładu materiału polimerowego pod wpływem czynników biotycznych (żyjących). Proces biodegradacji polega na tym, że organizmy, głównie mikroorganizmy (bakterie, grzyby i algi), identyfikują polimer jako źródło organiczne (na przykład cukry proste, aminokwasy itp.) oraz źródło energii, której potrzebują do życia. Czyli biodegradowalne polimery stanowią pożywienie dla mikroorganizmów które powodują podział łańcucha polimerowego. Proces ten może się odbywać pod wpływem różnych enzymów i stopniowo prowadzi do równoległej produkcji energii i kończy się na przetwarzaniu na wodę, dwutlenek węgla, biomasę oraz inne produkty konwersji biologicznej. Charakterystyczną cechą produktów rozkładu jest to, że nie są one toksyczne i występują dość często w środowisku naturalnym, jak również w żyjących organizmach. I tym sposobem sztuczny materiał (np. biotworzywo czy kompozyt biotworzywa z papierem) jest w ten sposób przetwarzany na elementy, które normalnie występują w przyrodzie.

TŚ: Które opakowania są najlepsze z punktu widzenia gospodarki obiegu zamkniętego?

KN: Takie opakowania, które zamkną swój cykl życia w wyniku recyklingu materiałowego lub organicznego. A nie wszystkie tworzywa biodegradowalne spełniają te warunki. Mianowicie nie każde tworzywo biodegradowalne będzie równocześnie przydatne do recyklingu organicznego (kompostowania). Innymi słowy mówiąc, każde opakowanie kompostowalne jest biodegradowalne, ale nie wszystkie biodegradowalne są kompostowalne. I to właśnie te, które można kompostować, mają najwyższą wartość z punktu widzenia gospodarki cyrkularnej. Przemysłowe kompostowanie musi spełniać ściśle określone warunki (temperatura, czas rozkładu, produkt końcowy, czyli certyfikowany kompost). Oczywiście kompostowanie w przydomowym kompostowniku różni się od warunków przemysłowych zarówno oczekiwanym czasem pełnej biodegradacji, jak i warunkami panującymi podczas tego procesu. Dlatego istnieją systemy certyfikacji opakowań w tym zakresie.

TŚ: Skąd konsument może wiedzieć, które jest które, skoro wyglądają tak samo?

KN: Właśnie w tym celu wprowadzono standardy jakości i logo informujące o kompostowalności wyrobu. Ważne jest, by konsument rzeczywiście czytał i rozumiał oznaczenia umieszczone na opakowaniu. W Polsce mamy ogromny problem z selektywną zbiórką, często nawet osoby, które poważnie podchodzą do kwestii segregacji odpadów w swoim gospodarstwie domowym, mają problem z zakwalifikowaniem konkretnego opakowania do odpowiedniego worka, np. kartonu po mleku (dla przypomnienia kartony do mleka powinny być wrzucane jako opakowania wielomateriałowe do żółtego pojemnika na tworzywa sztuczne). Jesteśmy tego świadomi, dlatego COBRO stara się ułatwić proces segregacji poprzez wprowadzanie znaku na opakowaniu produktu, który wskazywałby do jakiego pojemnika powinno trafić zużyte opakowanie. Trzeba podkreślić, że w tej inicjatywie uczestniczą także przedsiębiorcy, na zasadzie dobrowolności. Zresztą w ramach pilotażowej akcji Orlenu, zostaną wprowadzone produkty marki własnej koncernu zawierające na opakowaniu znak graficzny pojemnika na odpady w odpowiednim kolorze (zielonym, żółtym itd.), który będzie wskazywał, gdzie należy wrzucić puste opakowanie. Mamy nadzieję, że takie oznaczenie w sposób jednoznaczny rozwieje wszelkie wątpliwości i wpłynie na jakość selektywnej zbiórki. Liczymy także, że ten pilotażowy projekt znajdzie swoich naśladowców.

TŚ: Zakład Ekologii Opakowań jest zaangażowany także w międzynarodowy projekt Biocompac-CE, dotyczący projektowania opakowań kompozytowych zawierających papier i tworzywo. Jaki jest cel tego projektu?

KN: Prowadzimy ten projekt wraz z Polską Izbą Odzysku i Recyklingu Opakowań oraz partnerami z Chorwacji, Słowacji, Słowenii, Węgier i Włoch. Projekt zakłada połączenie sił nauki (jednostek badawczo-rozwojowych, np. COBRO) z biznesem, w celu wprowadzenia do produkcji opakowań będących kompozycją papieru/tektury i tworzyw biodegradowalnych (a dokładniej kompostowalnych). W ramach projektu powstanie Międzynarodowe Centrum Opakowań Biokompozytowych, które będzie wirtualną platformą dostawców technologii i dostawców innowacji, i w zamyśle ma oferować usługę wsparcia eksperckiego dla przedsiębiorców. W skrócie mówiąc, naszym celem jest tworzenie i upowszechnianie rozwiązań obejmujących zrównoważone opakowania kompozytowe wykonane z papieru łączonego z biopolimerami i biotworzywami. Firmy z Polski chcące wziąć udział w pilotażowym testowaniu usługi wsparcia, zapraszamy do kontaktu.

TŚ: Czy w Instytucie zauważacie Państwo większe zainteresowanie wiedzą ekspercką po zmianach związanych z unijną strategią Single Use Plastics? Czy przedsiębiorców interesuje, jakie właściwości mają ich opakowania, czy np. są zdatne do recyklingu?

KN: Tak, zauważamy duże zainteresowanie biznesu w tym obszarze. Wykonujemy wiele ekspertyz przydatności opakowań do recyklingu, ocen zgodności materiałów opakowaniowych z wymaganiami Dyrektywy 94/62/WE oraz polskiej ustawy o opakowaniach i odpadach opakowaniowych oraz Ocen Cyklu Życia (LCA) opakowań. Wykonujemy także wstępne testy biodegradacji na podstawie stopnia rozpadu opakowań w laboratoryjnych warunkach kompostowania. Dotychczasowe badania potwierdzają, jak duży wpływ mają producenci i użyte przez nich technologie na przydatność do recyklingu. Wykonano badania, w których nawet opakowania wykonane z papieru poprzez zastosowanie różnych farb czy lakierów udało się rozwłóknić (czyli określić potencjał do odzyskania celulozy) tylko w wysokości 60 proc.

TŚ: Czy Instytut zajmuje się też certyfikacją kompostu?

KN: Nie, ale współuczestniczymy w procesie certyfikacji, który wiąże się ze skomplikowaną procedurą dotyczącą oceny materiału opakowaniowego prowadzoną pod kątem biodegradacji, a następnie wykorzystania w procesie kompostowania. W UE obowiązuje zharmonizowana z Dyrektywą 94/62/EC norma EN 13432:2000. Największe znaczenie ma certyfikacja wyrobów (w tym opakowań) prowadzona w Niemczech przez DIN CERTCO⁽¹⁾, członka Niemieckiej Organizacji Standaryzacji DIN. Niemiecki system certyfikacji został przyjęty w innych państwach europejskich: Polsce, Szwajcarii, Holandii, Wielkiej Brytanii. W Polsce uprawnienia DIN CERTCO do prowadzania certyfikacji wyrobów przydatnych do kompostowania posiada właśnie nasz Instytut.

TŚ: Wracając do kwestii tworzyw sztucznych, nie powiedzieliśmy jeszcze o opakowaniach oxy-degradowalnych.

KN: Instytut od początku wskazywał na zagrożenia związane z tymi opakowaniami i zostało to potwierdzone przez Komisję Europejską. Jest kilka dodatków do tworzyw, które są tak definiowane, jednak niezależnie, czy pod wpływem ultrafioletu, czy innych czynników, tworzywo sztuczne, jakim jest główny polimer wzbogacony o dodatek uwrażliwiający (najczęściej kilka procent), defragmentuje (kruszy) się w mikroplastik. Wskazywaliśmy, że mikroplastik znika tylko w percepcji wzrokowej, bo de facto w organizmie człowieka i środowisku zostaje. Generalnie OXY stanowi barierę w recyklingu, bo produkty z oxy są gorszej jakości, a produkty z surowców wtórnych również powinny być trwałe.

TŚ: Jedną z zalet opakowań z tworzyw sztucznych jest ich trwałość.

KN: Dokładnie, ale paradoksalnie ta trwałość może być też ich główną wadą – w sytuacji, kiedy trudno je zawrócić do obiegu, bo są mieszaniną różnych polimerów. Ale tutaj wchodzimy już w obszar ekoprojektowania. Dużo prościej poddać recyklingowi papier czy szkło, gdzie jest jedna struktura materiałowa, przy czym trzeba pamiętać, że np. dodatek barwnika w szkle wpływa na jego cenę jako surowca wtórnego. Np. dodatek czarnego barwnika, bardzo często eliminuje opakowanie z recyklingu, ponieważ sortery optyczne nie wychwytują rodzaju polimeru, ale strukturę barwnika. Generalnie więc, przezroczyste opakowania (szklane czy z tworzyw sztucznych) mają zdecydowanie większy potencjał przetwórczy, a co za tym idzie wartość rynkową. Ale jeśli mówimy o tworzywach biodegradowalnych, to największą wartość z punktu widzenia środowiskowego mają biotworzywa kompostowalne, które mogą być kompostowane razem z odpadami organicznymi. W Polsce nie ma dużej liczby takich wyrobów, zresztą póki co system separacji nie jest na tyle zaawansowany, by w skuteczny sposób mógł rozróżnić różne bioodpady w tym kompostowalne opakowania.

TŚ: Jak widzi Pan przyszłość biotworzyw?

KN: Uważam, że patrząc realnie, w najbliższej przyszłości nie będzie możliwym zrezygnowanie z tworzyw konwencjonalnych. Niemniej jednak w mojej opinii opakowania kompostowalne powinny być używane wszędzie tam, gdzie to możliwe. To idealne opakowanie dla żywności świeżej, opatrzonej krótkim terminem ważności produktu (np. świeże soki), ponieważ barierowość tego opakowania jest mniejsza niż z tworzyw konwencjonych (ale tutaj nie jest taka potrzebna). W przypadku tworzyw konwencjonalnych najważniejsze na dziś jest ekoprojketowanie. Na rynku funkcjonuje wiele opakowań, które bardzo trudno poddać recyklingowi. Powinny być eliminowane z rynku i zauważam trend, że przedsiębiorcy coraz poważniej i bardziej świadomie podchodzą do tego tematu. Natomiast biotworzywa najlepsze perspektywy mają wciąż przed sobą.

Rozmawiała Katarzyna Zamorowska
Dyrektor ds. komunikacji