Let's talk about it

Na co se musíme připravit v následujících desetiletích

Dr. Michael Londesborough

Je přirozené chtít všechno. Možná je to trochu absurdní, ale je to naší hybnou silou.  Náš druh vyniká v tom, že si umí představit i to, co je zdánlivě zcela nemožné, a potom tvrdou prací a inovací ukázat, že to možné je.  Od prvních kamenných nástrojů až po křemíkové čipy přináší lidská vynalézavost jedno řešení za druhým na problémy, kterým musí čelit.  Je to dobrý důvod zachovat si optimismus o schopnosti vědy a techniky překonat (téměř) každý problém. 

Největší překážkou, se kterou se aktuálně lidstvo potýká, je to, jak zajistit dostatek zdrojů pro stále rostoucí světovou populaci.  Důležitou součástí toho jsou otázky spojené s energií a materiály.  Nejde jen o to, odkud naše energie a materiály pocházejí. Stejně důležité je to, abychom dokázali omezit vliv naší spotřeby těchto zdrojů na životní prostředí – znečištění a odpady, které produkujeme.  Jak můžeme jezdit automobily, provozovat elektrárny a obstarávat si věci, které potřebujeme, a zároveň si uchovat životní prostředí, ve kterém žijeme?  V mnoha ohledech je právě toto ústřední otázkou, na kterou se snaží najít odpověď stratégové v petrochemickém průmyslu.  Jak i nadále těžit z neuvěřitelného potenciálu uhlovodíků (zdroj jedinečné hodnoty), aniž bychom vypouštěli do atmosféry další uhlík nebo zaplavovali naše moře a skládky odpadu dalšími polymery? 

Lze se na to dívat dvěma způsoby. Buď „je to příliš obtížné a nemůžeme to vyřešit“, nebo „to zní skvěle, jdeme do toho“! Závazek společnosti ORLEN Unipetrol k uhlíkové neutralitě do roku 2050 (první petrochemická společnost ve střední Evropě, která tak učinila) mě naplňuje nadějí a radostí, že vstupujeme do nové doby strategických a technických inovací, s jejichž pomocí úspěšně překonáme překážky, které na nás čekají. Bude to pořádně divoká jízda!

Klíčovým aspektem každé takové strategie je poradit si s plastovým odpadem.  Žijeme v době polymerové, kdy se mnoho průmyslových odvětví spoléhá na jedinečné vlastnosti zázračných syntetických materiálů, od zajištění bezpečné přepravy krve, přes snížení hmotnosti automobilů, až po vývoj techniky 3D tisku.  Plasty tu s námi zůstanou.  Poptávka po nich a výroba rostou.  Potřebujeme ale inovace v oblasti recyklace anebo regenerace a ty následně implementovat do života.  Zdokonalit recyklaci a možnosti opětovného využití, případně tyto odpady spálit a využít energii, která se v nich ukrývá.  Pro náš zázračný materiál musíme vyvinout model „cirkulární ekonomiky“, cíl, na jehož naplnění už pracuje mnoho osobností a společností.  ORLEN Unipetrol je v této oblasti velmi aktivní a bylo mi velkým potěšením, že jsem toho mohl být v roce 2020 součástí.  Seriál „Let’s Talk About It“ je youtubový projekt produkovaný společností ORLEN Unipetrol, ve které hovoříme s vlivnými odborníky, kteří pracují na efektivním využití, navrhování, výzkumu a vývoji a recyklaci plastů. Chceme veřejnosti ukázat všechny aspekty a podívat se na problematiku ze všech úhlů, od vysvětlení vlastností různých polymerů až po pyrolytickou recyklaci plastového odpadu. Když se tedy v rámci konference pražského Týdne inovací naskytla příležitost k setkání se čtyřmi hosty z pořadu LTAI, kteří jsou všichni odborníci na plasty, uspořádali jsme v Kotelně 55 v Karlíně diskusi.

Mezi našimi hosty byli: Vojtěch Vosecký, spoluzakladatel Institutu cirkulární ekonomiky; Robert Suchopa, vědecký pracovník výzkumného a vzdělávacího pracoviště UniCre společnosti ORLEN Unipetrol a vedoucí projektu PYREKOL zaměřeného na pyrolýzu plastového odpadu; Jiří Kotek, ředitel Ústavu makromolekulární chemie Akademie věd a prezident Evropského polymerní federace; a Aleš Bláha, člen představenstva společnosti Pražské služby a ředitel Zařízení na energetické využití odpadů v Malešicích.

Naše hosty lze představit také v kontextu životního cyklu plastů: Jiří Kotek se pohybuje u zrodu těchto materiálů, Vojtěch je doprovází na jejich cestě aktivním životem a Robert s Alešem vyprovázejí plasty na poslední cestu na konci jejich životnosti.

Podle Vojtěcha Voseckého je společenským cílem „snížení celkových emisí, které produkujeme jako lidstvo. A plasty v tom hrají obrovskou roli.“ Doplňuje, že „je před námi velký kus práce – je potřeba adoptovat principy cirkulární ekonomiky už ve fázi designu a výroby.“ Je přesvědčen, „že máme nadprodukci, nadměrnou spotřebu jednorázových a často nerecyklovatelných plastů, zejména obalů pro koncové spotřebitele.“ A i když ještě musíme tady v Evropě ujít pořádný kus cesty, abychom tuto situaci dokázali vyřešit, tak je tato problematika „ještě daleko horší, když se podíváme do Indonésie nebo Číny, kde ani zdaleka nejsou tak efektivní systémy řízení odpadu jako tady“. Domnívá se, že v Evropě „jsou problémy spojené s recyklováním otázkou ceny, nikoliv technologie“.

Vojtěch také varuje, že „musíme být obezřetní při nahrazování plastů, protože často může být léčba horší než samotná nemoc“. 

Prioritou je podle Vojtěcha to, „abychom neztratili kontrolu nad plasty a nenechali je zmizet ve volném prostředí…, potřebujeme kruhovou ekonomiku z obchodního hlediska, z hlediska měst a z hlediska domácností, protože tam můžeme používat plasty stále znovu a znovu. Plasty je možné navrhovat a vyrábět tak, aby je bylo možné recyklovat, případně je můžeme vyrábět z recyklovaných materiálů.“

Díky svým bohatým zkušenostem s osvědčenou praxí v Evropě v těchto oblastech Vojtěch pochopil, že k dosažení úspěchu jsou zapotřebí správné podněty.  Jednou z největších překážek, které brání dalšímu rozvoji kruhového využívání plastů, je likvidace odpadu na skládkách. „Skládky odpadu jsou velmi levné. Je to tedy o národních vládách, zda je zdaní nebo ne. To se má v České republice brzy změnit, ale jsme v tomto ohledu daleko za jinými zeměmi, například Německem, které tyto kroky podniklo již v 90. letech.“  Vytváření správných podnětů nestačí, jak nám Vojtěch připomíná: „abychom uzavřeli kruh, potřebujeme motivovat výrobce k tomu, aby převzali odpovědnost za své obchodní modely, a [v otázce recyklování] se musíme soustředit ne na to, aby se nám zpět vrátilo 30 nebo 40 procent, ale 100 procent“.

Robert Suchopa si je jako vědec dobře vědom toho, že „použitím plastů můžeme dosáhnout mechanických vlastností, které jsou s jinými materiály nedosažitelné.“  Zároveň chápe potřebu změny v chování, v tom, jak vyrábíme, používáme a recyklujeme plasty. Jeho vlastní práce ve společnosti ORLEN Unipetrol ho naplňuje důvěrou, že „z jednoho kilogramu plastového odpadu je možné získat 60, 70 procent… hodnoty [použitelných uhlovodíků] ve formě plynů, v plynné fázi nebo kapalné fázi“. 

K dosažení takového stupně zpětného získání hodnoty Robert používá techniku pyrolýzy. Tento proces můžeme zjednodušeně vysvětlit tak, že „se plastový odpad zahřeje, abyste se zbavili kyslíku, a při zvýšených teplotách dochází k reakcím, na jejichž konci vám zůstane produkt s vysokým podílem uhlovodíků. Na základě zvolené teploty budeme mít buď nejlehčí možné molekuly v plynném skupenství, nebo kapalné uhlovodíkové produkty, pokud snížíme teplotu asi na 600, 700 stupňů. A potom už je jen na nás, jak s těmito produkty naložíme, protože se v zásadě jedná o stejné chemické látky (etylén, propylen, benzen, atd.), jaké petrochemické společnosti používají k rafinování a zpracování.“ 

Výhodou Robertovy recyklační metody, pyrolýzy, je to, že ji může aplikovat téměř na jakýkoliv plastový polymer a zároveň není citlivá na znečištění.  Problémem jsou investiční náklady a rozsah využití, jak vysvětluje: „Pracuji v rafinerii společnosti ORLEN Unipetrol v Litvínově, která patří mezi největší rafinérské a petrochemické závody ve střední Evropě. Jen tento závod sám zpracuje každý rok 6 milionů tun surové ropy. Z toho dokážeme vyrobit 5 milionů tun paliva a milion tun petrochemických látek. Pokud bychom… nahradili 10 procent naší výroby recyklovanými materiály, pak se … bavíme o výrobě stovek tisíc tun petrochemických látek z odpadu. A k tomu musíte zpracovat 250 000 tun plastového odpadu, tedy veškerý obsah  žlutých popelnic v České republice. Poptávka by tedy byla, jenže plastový [odpad] je příliš decentralizovaný, takže to je nereálné.“ Zdá se, že Robert opakuje Vojtěchovu výzvu po třídění většího procenta plastového odpadu, aby se pyrolýza ekonomicky vyplatila.

Jiří Kotek nás všechny vyzývá k tomu, abychom nakládali s plasty odpovědným způsobem, a dodává, že „v drtivé většině aplikací nemáme k plastům lepší alternativu. Musíme ale změnit naše chování. Asi 40 procent produkce plastů se používá jako obalové materiály a to je problém! Proto musíme změnit naše chování.“ 

V rámci své další pracovní náplně se Jiří věnuje vývoji použití mikrovlnné energie při recyklování plastů.  Využil své vědecké zázemí, aby vysvětlil, že „v zásadě máme dva druhy plastů, termoplasty a termosety. Termoplasty tvoří většinu obalových materiálů. Můžeme je znovu roztavit při vysokých teplotách. Tato vlastnost je základem prvního druhu recyklace, takzvané mechanické nebo materiálové recyklace, při které se materiál jednoduše přetaví a peletizuje a peletky se potom znovu zpracují tradičními metodami. Jedná se o nejjednodušší způsob, ale i ten předpokládá splnění dvou požadavků. Prvním je potřeba výběru vhodného materiálu- musí se jednat pouze o jeden typ materiálu/polymeru, a zároveň musí být tento materiál čistý. Hlavní nevýhodou je pak to, že při termomechanickém zpracování dochází ke změnám v molekulárních řetězcích polymerů, konkrétně ke zkrácení délky makromolekul, takže se zhoršují jejich vlastnosti.“ Například při zpracování PET lahví jsme dokázali mnohé technické problémy vyřešit a metodu zdokonalit tak, že „umíme ze starých lahví vyrobit plně recyklované PET lahve a uzavřít tak kruh.“ Podobného úspěchu bylo nyní dosaženo v recyklaci polyetylénu s vysokou hustotou, polyetylénů s nízkou hustotou a polypropylenů. Výchozí materiál ale musí být uspořádaný a čistý.  „Druhou možností je chemická recyklace, při které se polymer rozloží na základní jednotky, monomery“. Tu je možné použít u většiny polykondenzátů a PET, navíc nepotřebujeme čistý výchozí materiál. „Pak jsou tu také metody pyrolýzy a zplyňování s pyrolytickým spalováním, o kterých hovořil Robert. A když nebudeme mít žádnou jinou možnost, můžeme stále ještě rekuperovat energii z odpadu jeho spalováním.“

Tento konečný osud plastového odpadu, tedy jeho spálení a rekuperace energie z odpadu, je práce Aleše Bláhy. Je velkým zastáncem odpovědného nakládání s plasty a efektivní recyklace materiálů vždy, když je to možné. Jak sám přiznává, zařízení, ve kterém pracuje, by mělo být až to poslední místo, na které plast dorazí.  Obhajuje výrobu „méně typů polymerů. Těch, které je možné snadno recyklovat.“  Aktuálně „je možné recyklovat pouze 20 až 30 procent plastů tříděných do žlutých popelnic. 70 procent, možná i 80 procent, z nich se spálí nebo odveze na skládky odpadu.“ 

Zjevně je tak před námi ještě dlouhá cesta. Technika a vůle jsou však na naší straně.