Jak chytře zpracovat odpadní plasty

Na plasty se často pohlíží jednostranně jako na nepřítele životního prostředí. Tyto materiály však mají nepostradatelné vlastnosti, bez kterých se v dnešním světě jen těžko obejdeme. Jejich účinnou recyklací lze naplnit principy cirkulárního hospodářství. Poté, co spadl pod stůl zákon o zálohování plastových obalů, nabývá zejména chemická recyklace plastů stále více na důležitosti. Jsou si toho vědomy i petrochemické firmy, ostatně jenom samotné čerpací stanice "produkují" díky jednorázovým obalům obrovské množství plastových odpadů.

Česko cíle EU neplní

Resort životního prostředí nyní bude hledat jiné cesty, jak recyklaci plastů zvýšit. Česko totiž neplní cíle Evropské unie a platí za to každoročně Unii "pokutu". Jen za loňský rok ve výši 2,5 miliardy korun.

Obecně je známo, že skládkování či běžné spalování patří mezi nejméně vhodné způsoby nakládání s odpady. Recyklace komunálních odpadů však není jednoduchá. Na vině je jeho obsahová a kvalitativní nestálost. Procesy chemické recyklace ale dokážou zpracovat i tyto druhy odpadu.

Aktuální cíl dosažení recyklace 55 % všech plastových obalů, uvedených na trh v kombinaci s již schválenou Evropskou směrnicí pro jednorázové plastové obaly, se dostává za limity dosažitelné pouze mechanickou recyklací. Požadavek této směrnice na obsah 25 % recyklovaného PET do roku 2025 a 30 % všech typů recyklovaných plastů v jednorázových obalech v podstatě vyžadují reálné zavedení metod chemické recyklace jako součásti zpracování plastových odpadů.

Jaké jsou možnosti

Chemická recyklace, nazývaná také pokročilá recyklace plastů, označuje několik různých technologií, které přeměňují použité plasty na jejich základní stavební prvky, speciální polymery, suroviny pro nové plasty, paliva, vosky a další cenné produkty. Mezi základní druhy chemické recyklace patří termochemická recyklace - pyrolýza, plazmatická recyklace - zplyňování plastů a chemická recyklace - solvolýza - rozpouštění chemikáliemi.

Největší výhodou technologie chemické recyklace je možnost recyklace plastů, které jsou v jiných podmínkách jen obtížně recyklovatelné, případně nerecyklovatelné. Týká se to zejména kompozitních materiálů či komunálního odpadu obecně. Technické řešení termochemické recyklace umožňuje zpracovat široké spektrum odpadních plastů ve směsi, kde výsledkem je kapalný produkt stabilní požadované kvality.

"Termochemická recyklace plastového odpadu by mohla hrát důležitou roli při přeměně plastového odpadu na ekonomicky cenné uhlovodíky, které lze v petrochemickém průmyslu použít buď jako palivo, nebo jako vstupní surovinu. Vždy se jedná o náhradu fosilních zdrojů a výrazné snížení uhlíkové stopy až na 40 % oproti obdobnému využití a zpracování ropy," uvádí expert na odpadové hospodářství klastru Wasten Miloslav Bačiak.

Druhy chemické recyklace

Stejně jako je použití plastů různorodé a jejich volba závislá na konkrétní aplikaci, je i jejich chemická recyklace závislá na mnoha parametrech zahrnujících typ plastů, složení plastového odpadu, možné kontaminanty apod. Zatímco termochemické metody recyklace plastů umožňují zpracování velké řady plastů, a to dokonce i jejich směsí, které jsou typické jako vedlejší produkt mechanického třídění, jiné typy chemické recyklace již jsou náročnější na složení vstupní suroviny. Ve všech případech se ale jedná o možnost dalšího zpracování plastových odpadů, které již mechanické způsoby recyklace nedokážou vyřešit.

Mezi "selektivní", dalo by se říct "jednodruhové" z hlediska použitého vstupního plastového odpadu, metody chemické recyklace patří chemolýza (lze se ale setkat i s pojmem solvolýza). V tomto případě se jedná o využití některé z chemických metod ke štěpení řetězců polymerů na monomery, oligomery nebo jiné chemické látky. Ty mohou být po dalším případném dočištění, přímo použity jako suroviny pro výrobu nových polymerů stejného typu jako byl původní plast.

Pyrolýza v Orlen Unipetrol

Výzkumem pyrolýzy, tak i výzkumem procesů založených na využití rozpouštědel se v Česku zabývá skupina Orlen Unipetrol. Při pyrolýze je předem upravená vstupní surovina (vytříděný plastový odpad) dávkována do zařízení, kde za vysokých teplot a bez přístupu kyslíku dochází k jejímu rozkladu na uhlovodíky, které je možné dále použít jako součást nástřiku pro petrochemickou výrobu. Při rozpouštědlových postupech se využívá různých rozpustností konkrétních plastů s cílem jejich rozkladu na monomery, či odstranění těch příměsí a nečistot, které brání jejich opětovnému využití v náročných aplikacích.

"Strategickým záměrem kapitálové skupiny Orlen je do roku 2035 zvýšit recyklační kapacity (mechanická a chemická recyklace) až na 250 tisíc tun odpadních plastů za rok. Ve skupině Orlen Unipetrol plánuje chemickou recyklací vyrábět především polypropylen (PP) a vysoko-hustotní polyetylen (HDPE) a tím plnit nejen požadavky dané připravovanou legislativou ale i požadavky zákazníků, kteří již dnes produkty Liten (HDPE) a Mosten (PP) odebírají. V roce 2028 chce uvést do provozu vlastní pyrolýzní jednotku s kapacitou v rozmezí 15-35 tisíc tun plastového odpadu ročně jako součást cílů na poli cirkularity plastů," uvádí Orlen Unipetrol na svém webu.

V Chemparku Litvínov je již několik let v provozu testovací pyrolýzní jednotka a je plánováno i její další rozšiřování kapacity na cca 20 kt/rok v roce 2027. Výsledný produkt - pyrolýzní olej - by se měl stát spolu s produkty ze zpracování hydrogenovaného rostlinného oleje hlavní surovinou i pro PP s vysokým obsahem recyklovaného materiálu. Příkladem další úspěšné realizace pyrolýzní jednotky je i technologie firmy Green Future v Moravskoslezském kraji, která spouští do komerčního provozu jednotku roční kapacitou 5,5 kt plastu. Následovat by ji pak měly stavby dalších dvou jednotek v rámci ČR s plánovanou kapacitou 22 kt/rok.

Kromě zmíněné metody pyrolýzního zpracování je další průmyslově využívanou termochemickou metodou recyklace i zplyňování s pracovními teplotami nad 800 °C. V případě chemické recyklace se jedná o tzv. alotermní zplyňování (s dodáním potřebného tepla z vnějšího zdroje), popř. některá z metod plazmového zplyňování (ideálně při použití vodní páry). Rozklad vstupního materiálu zde probíhá za pomoci elektrického oblouku, který generuje plazma o teplotě 3-5 tisíc °C. Výsledný syntézní plyn (směs především vodíku a oxidu uhelnatého) lze podle dosaženého složení použít po dalším čištění pro celou řadu chemických reakcí. Běžná je výroba především metanolu, etanolu nebo produkce vodíku. Pomocí Fischer-Tropschovy syntézy lze ale ze syntézního plynu přímo připravit celou řadu kapalných uhlovodíků zpracovatelných v petrochemii. Metanol a etanol jsou pak samy o sobě ceněnou vstupní surovinou pro řadu chemických látek a lze je následně opět použít i pro přípravu plastů.

V ČR jsou v oblasti plazmatického zplyňování komerčně aktivní především firmy PGP Terminals a.s., která provozuje prozatím vývojové centrum v Dubé na Českolipsku, nebo Millenium Technologies, a.s. s plánem na postavení velkého recyklačního centra u Ostravy. Výstupy z těchto technologií míří v tuto chvíli spíše do využití pro energetiku nebo na výrobu vodíku, přesto lze jejich výstupy opět pomocí využití cesty přes výrobu etanolu použít ve výrobě plastů.

Odpadová legislativa

Všechny zmíněné, především pak termochemické, metody recyklace plastů jsou známy dlouhou dobu a jejich význam pro reálné využití v rámci ČR stále stoupá i s ohledem na aktuální cíle v recyklaci plastových obalů. Je proto velmi důležité, že se je podařilo vtělit i do národní odpadové legislativy. Pyrolytické a plazmové zpracování plastu je tak uvedeno i přímo v zákoně ČR č. 541/2020 Sb., o odpadech jako činnosti vedoucí k materiálovému využití odpadu. Jako důležitý krok pro skutečný rozvoj chemické recyklace plastů u nás lze brát zveřejnění metodického pokynu pro povolování v rámci chemické recyklace odpadů Ministerstvem životního prostředí loni v prosinci.

Překážkami pro zavádění chemické recyklace jsou podle Svazu chemického průmyslu chybějící podpora cirkulárního hospodaření s plasty a výraznější snaha o udržitelnost v této oblasti, dále podpora recyklačního trhu. Překážkou je i vyšší energetická náročnost, vyšší vstupní náklady či nejasná legislativa.

Sběr plastů u čerpacích stanic

U čerpacích stanic v ČR se v současné době poté, co nebyl schválen zákon o obalech, který měl zavést zálohování PRT lahví a plechovek, se plasty opět standardně sbírají do žlutých kontejnerů, podobně jako v domácnostech. Některé čerpací stanice, zejména ty provozované velkými společnostmi jako je Orlen Unipetrol, se v rámci svých environmentálních strategií zaměřují na sběr specifických druhů odpadu, např. použitých rostlinných olejů prostřednictvím čerpacích stanic.

Orlen Unipetrol ale v roce 2022 vstoupil i do segmentu mechanické recyklace odpadu. Na své dosavadní aktivity v oblasti chemické recyklace navázal vstupem do segmentu mechanické recyklace akvizicí společnosti Remaq, předního hráče v této oblasti v regionu střední a východní Evropy. "Naše projekty v oblasti chemické recyklace plastů nám umožní realizovat principy cirkulární ekonomiky a současně nás přiblíží k naplnění cíle emisní neutrality skupiny Orlen do roku 2050. Akvizicí společnosti Remaq rozšíříme kompetence skupiny Orlen také v oblasti mechanické recyklace. Naší ambicí je všechny způsoby recyklace odpadu vhodně propojit a sestavit ucelený a plně funkční řetězec, ve kterém efektivně spolupracují municipality, distributoři odpadu a jeho finální zpracovatelé. V souladu se strategií skupiny Orlen usilujeme o to, aby v roce 2030 byla naše kapacita recyklace plastů a organického odpadu na úrovni až 400 tisíc tun ročně. Touto akvizicí přispíváme k budování hodnoty našeho koncernu a současně těmito aktivitami přispíváme k ochraně životního prostředí této planety," řekl Daniel Obajtek, předseda představenstva PKN Orlen.

"Naše poslání být do roku 2050 emisně neutrální plníme realizací postupných cílů, které jsme definovali v naší strategii udržitelného rozvoje do roku 2030. Jedním z nich je i rozvoj recyklačních aktivit tak, aby v roce 2030 až dvacet procent naší petrochemické produkce vznikalo pomocí recyklace plastového a organického odpadu," doplnil Tomáš Wiatrak, generální ředitel skupiny Orlen Unipetrol.

Italsko-česká společnost Remaq byla založena v roce 2004. Zabývá se výrobou a obchodováním s plastovými recykláty zejména polypropylenem, polyetylenem a polystyrenem. V roce 2009 firma otevřela výrobní závod v průmyslovém areálu v Otrokovicích. V něm provozuje čtyři moderní regranulační linky s celkovou kapacitou 2 400 tun za měsíc. Remaq je nejvýznamnější a nejrychleji rostoucí společností recyklující plasty v České republice a zastává významnou pozici i na evropském trhu. Zaměstnává osmdesát lidí a její tržby přesahují půl miliardy korun. Dokončení akvizice se předpokládá nejpozději do konce března roku 2023.