Что такое биопластик? Обзор и влияние на окружающую среду

Индустрия биопластиков молода; в 2019 году биопластики составляли лишь 1% от мирового производства пластмасс. В настоящее время не существует достаточной стандартизации для поиска сырья, типов пластмасс или маркировки того, что является биоразлагаемым или компостируемым. Поэтому потребителям трудно судить, приносят ли они какую-либо пользу для окружающей среды, выбирая биопластики вместо ископаемых. (1)

Однако растущая осведомленность о токсичности пластмасс и усиление государственного регулирования пластиковых отходов привели к всплеску интереса и инвестиций в биопластики – отрасль, которая, как ожидается, вырастет на 10–14% с 2020 по 2025 год. Этот рост способен помочь решить одну из самых серьезных экологических проблем в мире: загрязнение пластиком. (2)

Угроза загрязнения пластиком

Загрязнение морской среды пластиком – это растущий глобальный экологический кризис, наиболее наглядно представленный Великим тихоокеанским мусорным пятном. Согласно данным EPA, из примерно 36 миллионов тонн пластика, производимого в США каждый год, менее 1% попадает в переработку. Во всем мире перерабатывается только около 9%. (3, 4)

Каждый год около 11 миллионов тонн пластиковых отходов выбрасывается в Мировой океан. Еще больше поступает из наземных источников, где пластик медленно распадается на все более мелкие частицы, называемые микропластиком. В океанах плавает до 51 триллиона частиц микропластика. Средний взрослый человек ежедневно проглатывает примерно 883 частицы микропластика – необратимое поступление, которое накапливается в тканях организма. При попадании в морские и наземные организмы они могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье – от иммунных реакций и токсического загрязнения до недоедания и голодания. (5, 6, 7, 8, 9)

Как производится биопластик?

Для производства биопластика полимеры (сложные цепочки молекул) извлекают из биомассы, чтобы затем сформировать из них пластиковые изделия. Эта биомасса может включать кукурузу, сахарный тростник, растительные масла и другие съедобные источники, называемые биомассой первого поколения. Производство биопластика из биомассы первого поколения на землях, которые в противном случае могли бы использоваться для выращивания продовольствия, является спорным, поскольку это может поставить под угрозу продовольственную безопасность. (10, 11)

Так называемая биомасса второго поколения включает в себя отходы сельского хозяйства, промышленности, приготовления пищи, пищевых продуктов, лесного хозяйства и городских свалок. Поскольку она не съедобна, ее производство не заменяет производство продовольствия. К третьему поколению в основном относятся морские водоросли, цианобактерии и микроводоросли. Последние могут культивироваться в сточных водах, включая муниципальные водоочистные сооружения, что означает, что их выращивание не угрожает другим видам землепользования. (12)

Биопластические полимеры также могут быть изготовлены из повторно используемых или переработанных биопластиков, что делает их частью экономики замкнутого цикла. (13)

Каков углеродный след биопластика?

На долю пластмасс на основе ископаемого топлива приходится 3,4% ежегодных выбросов парниковых газов (ПГ) в мире. Почти две трети (63%) этих выбросов приходится на добычу сырой нефти, ее переработку и превращение в полимеры, еще до того, как эти полимеры попадают на завод по производству пластмасс. Еще 22% выбросов приходится на превращение полимеров в продукты, а утилизация отходов добавляет еще 15%, поскольку большинство пластмасс сжигается, а не перерабатывается. (14, 15)

Отказ от использования нефти в производстве пластмасс мог бы значительно снизить углеродный след отрасли, но только в том случае, если биопластики не будут производиться из источников первого поколения, таких как кукуруза или сахарный тростник, что приведет к сокращению выбросов парниковых газов примерно на 25%. Переход производственного процесса на использование возобновляемой, безуглеродной энергии для получения электричества и транспортировки даст гораздо больший эффект, чем переход от ископаемых полимеров к полимерам из биомассы, поскольку чистые источники энергии сократят углеродный след пластмасс на 62%. (4, 16)

В отличие от ископаемых пластмасс, биопластики гораздо легче могут стать частью экономики замкнутого цикла, поскольку источники, получаемые из отходов, являются углеродно-нейтральными, что дает биопластикам второго поколения «наименьшее воздействие на глобальное потепление в целом». Биопластики третьего поколения менее изучены, поскольку большинство из них еще не достигли коммерческой жизнеспособности, но они имеют большие перспективы для дальнейшего сокращения выбросов углерода. Цианобактерии и водоросли удаляют из атмосферы больше CO2, чем производят в виде биомассы, что означает, что их использование в качестве сырья для биопластиков является углеродно-отрицательным. (17, 18)

Насколько «био» являются биопластиками?

Одним из основных препятствий для более широкого использования биопластиков является путаница потребителей относительно их содержания и утилизации. Даже анализ жизненного цикла различных типов биопластиков привел исследователей к выводу, что «невозможно окончательно утверждать, что какой-либо тип полимера оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду в любой категории». (19)

В зависимости от молекулярной структуры биопластик может быть или не быть биоразлагаемым: примерно 60% из них не разлагаются. Эта путаница привела к критике биопластика со стороны экологических групп, запретам в таких городах, как Сан-Франциско, и низким показателям внедрения биопластика из-за отсутствия вариантов его утилизации. (20, 21)

Некоторая путаница и критика вызваны тем, что термины «биопластик» и «биоразлагаемый» могут означать разные вещи. Продукты, обозначенные как «биопластик», могут быть любыми из следующих:

• на нефтяной основе, но биоразлагаемый
• изготовленный из растений и возобновляемых источников, но не разлагаемый
• биоразлагаемый, но изготовленный из возобновляемых источников первого поколения, таких как съедобные культуры
• биоразлагаемые и изготовленные из источников второго или третьего поколения, таких как отходы или микроводоросли (2, 22)

При отсутствии четких определений потребители не только путаются, но и могут быть убеждены, что продукты, которые они покупают, лучше, чем они есть на самом деле. Ясность в определениях, как, например, в стандартах экологического следа продукции Европейского союза – это шаг в правильном направлении к более широкому внедрению биопластиков и уменьшению «зеленого камуфляжа». (19)

В 2020 году План действий Европейского союза по развитию экономики замкнутого цикла призвал к улучшению маркировки биопластиков, чтобы уточнить, что их биосырье действительно обеспечивает экологические преимущества, а не просто заменяет ископаемые ресурсы, и что слова «биоразлагаемый» и «компостируемый» означают разложение в течение 12 недель, а не десятилетий или столетий.

Будущее биопластика

Развитие производства пластмасс на основе ископаемого топлива имело огромные последствия для здоровья людей, животных и планеты. Биопластики могут стать частью углеродно-отрицательной экономики замкнутого цикла и помочь очистить то, что стало одним из наших худших экологических кошмаров. Для этого необходимо предпринять ряд шагов:

• Стандартизировать системы маркировки продукции, чтобы автоматически определять биоразлагаемые биопластики и предотвратить вводящую в заблуждение маркировку ископаемых пластиков как «биопластиков».
• Повысить доступность промышленных предприятий по компостированию.
• Создать односортные предприятия по переработке, чтобы перенаправить компостируемые биопластики на процесс компостирования.
• Повысить осведомленность потребителей о видах биопластика.
• Перенести производство с небиоразлагаемых пластиков на биоразлагаемые.
• Внедрить нормативные меры защиты, чтобы убедиться, что сырье для биопластиков не ставит под угрозу продовольственную безопасность.
• Включить финансовые стимулы и регулятивные санкции для стимулирования коммерческой привлекательности биоразлагаемых биопластиков.

Часто задаваемые вопросы

Являются ли понятия «биоразлагаемый» и «компостируемый» одним и тем же?

Все компостируемые биопластики разлагаются, но не все биоразлагаемые биопластики являются компостируемыми. Биоразлагаемость означает, что со временем они распадаются на составные элементы.

Можно ли компостировать биопластики в компостной емкости?

Скорее всего, нет. Биоразлагаемые биопластики нуждаются в температуре 60°C в течение как минимум четырех дней, чтобы они могли нормально разложиться. Приносите свои биопластики на промышленные компостные площадки.

Можно ли перерабатывать биопластик вместе с обычным пластиком?

Некоторые биопластики – те, свойства которых полностью совпадают со свойствами ископаемого пластика, например, BioPE – могут быть переработаны.

Treehugger