PlastXnow wyjaśnia Zalety i wady bioplastików

Biotworzywa są uważane za przyjazną dla środowiska alternatywę dla tradycyjnych tworzyw sztucznych. Ale na ile naprawdę są one zrównoważone? Przyjrzyjmy się ich zaletom, ograniczeniom i perspektywom na przyszłość.

Bioplastiki (czasami nazywane również biotworzywami) zyskują na znaczeniu, ponieważ mają na celu ograniczenie zużycia surowców kopalnych i zmniejszenie obciążenia środowiska. Często są wytwarzane z surowców odnawialnych i w niektórych przypadkach mogą przyczyniać się do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych. 

Ponadto rośnie zainteresowanie produktami zrównoważonymi oraz gospodarką oszczędzającą zasoby. Postępy w dziedzinie badań i technologii, a także zaostrzone przepisy dotyczące ochrony środowiska również sprzyjają rozwojowi i stosowaniu biotworzyw.

Czym są bioplastiki?

Biotworzywa to tworzywa sztuczne wytwarzane w całości lub częściowo z surowców odnawialnych, takich jak kukurydza, trzcina cukrowa czy skrobia ziemniaczana. Niektóre biotworzywa ulegają biodegradacji, inne natomiast nie. Mają one na celu ograniczenie zużycia surowców kopalnych i mogą przyczynić się do bardziej zrównoważonej produkcji.

Zasadniczo rozróżnia się tu między substancjami pochodzenia biologicznego a substancjami ulegającymi biodegradacji:

• Termin „na bazie surowców biologicznych” oznacza, że tworzywo sztuczne jest w całości lub częściowo wytwarzane z surowców odnawialnych, takich jak kukurydza, trzcina cukrowa czy drewno. Termin ten nie mówi jednak nic o tym, czy materiał ten ulega rozkładowi.
• Termin „biodegradowalny” oznacza, że tworzywo sztuczne może zostać rozłożone przez mikroorganizmy w określonych warunkach na substancje naturalne, takie jak woda, dwutlenek węgla i biomasa. Jednak tworzywo sztuczne ulegające biodegradacji niekoniecznie musi być wytworzone z surowców odnawialnych.

Uwaga: Tworzywo sztuczne może więc być pochodzenia biologicznego, ulegające biodegradacji, spełniać oba te warunki lub żadnego z nich.

Przykłady bioplastików

Przykładami biotworzyw są kwas polimlekowy (PLA), wytwarzany ze skrobi kukurydzianej lub cukru, oraz polihydroksyalkaniany (PHA), wytwarzane przez mikroorganizmy. Do biotworzyw zalicza się również tworzywa skrobiowe oraz tworzywa na bazie celulozy. 

Ponadto istnieje polietylen pochodzenia biologicznego (Bio-PE), wytwarzany z trzciny cukrowej, oraz politereftalan etylenu pochodzenia biologicznego (Bio-PET), który jest wykorzystywany na przykład do produkcji butelek na napoje.

Zalety bioplastików

Wykorzystanie surowców odnawialnych

Biotworzywy mają wiele zalet. Jedną z nich jest ich produkcja, oparta głównie na surowcach odnawialnych. Należą do nich kukurydza, trzcina cukrowa, ziemniaki, pszenica i buraki cukrowe, z których pozyskuje się skrobię lub cukier. Jako surowce mogą służyć również celuloza z drewna oraz oleje roślinne. Niektóre biotworzywa są ponadto wytwarzane przy pomocy mikroorganizmów, które przekształcają określone substancje naturalne w tworzywa sztuczne.

Mniej zasobów kopalnych i odpadów

Biotworzywa mogą – jak już wspomniano – być wytwarzane z surowców odnawialnych, co pozwala ograniczyć zużycie ropy naftowej i innych zasobów kopalnych. Niektóre biotworzywa ulegają biodegradacji i mogą się rozkładać w odpowiednich warunkach. 

Potencjalna redukcja emisji CO₂

Kolejną zaletą bioplastiku jest to, że pozwala on ograniczyć emisję CO₂. Ponieważ biotworzywa są często wytwarzane z surowców odnawialnych, takich jak kukurydza czy trzcina cukrowa, rośliny te podczas wzrostu pochłaniają dwutlenek węgla z atmosfery. Dzięki temu ilość CO₂, powstająca w całym cyklu życia produktu, może być mniejsza niż w przypadku tworzyw sztucznych pochodzących z ropy naftowej. 

Wady biotworzyw

Bioplastiki mają również pewne wady. Do ich produkcji często potrzebne są grunty rolne, woda i energia, co może prowadzić do konkurencji z uprawą żywności. 

Problemy z utylizacją

Podczas utylizacji biotworzyw mogą pojawić się różne problemy. Nie wszystkie biotworzywa ulegają biodegradacji, dlatego często nie wolno ich wyrzucać wraz z odpadami organicznymi. 

Nawet tworzywa biodegradowalne często ulegają rozkładowi jedynie w określonych warunkach, takich jak te panujące w przemysłowych kompostowniach. Jeśli biotworzywa przedostaną się do środowiska, mogą tam pozostawać przez długi czas i przyczyniać się do zanieczyszczenia. 

Ponadto zmieszanie z tradycyjnymi tworzywami sztucznymi utrudnia recykling, ponieważ różne materiały muszą być przetwarzane oddzielnie.

Kosztowna produkcja

Kolejną wadą biotworzyw jest ich cena. Często przewyższa ona cenę tradycyjnych tworzyw sztucznych, ponieważ ich produkcja jest bardziej pracochłonna, a partie produkcyjne są zazwyczaj mniejsze. Wymagane surowce pochodzące z roślin lub innych odnawialnych źródeł mogą również generować wyższe koszty. 

Ponadto procesy przetwarzania i udoskonalania biotworzyw nie są jak dotąd tak powszechne, jak w przypadku tradycyjnych tworzyw sztucznych. Powoduje to wyższe koszty produkcji i rozwoju, co ma wpływ na cenę.

Bioplastiki – środowisko i zrównoważony rozwój

Czy bioplastiki ulegają biodegradacji?

Nie wszystkie biotworzywy ulegają biodegradacji. Termin „biotworzywo” oznacza jedynie, że tworzywo sztuczne może być pochodzenia biologicznego, ulegać biodegradacji lub spełniać oba te warunki. Niektóre biotworzywy mogą w określonych warunkach ulegać rozkładowi przez mikroorganizmy, podczas gdy inne zachowują się podobnie jak tradycyjne tworzywa sztuczne i nie ulegają biodegradacji. Dlatego właściwości biotworzywa zawsze zależą od konkretnego materiału.

Czy bioplastiki nadają się do kompostowania?

Niektóre bioplastiki nadają się do kompostowania, ale nie wszystkie. Wiele biodegradowalnych bioplastików ulega rozkładowi jedynie w specjalnych warunkach panujących w przemysłowych kompostowniach, na przykład w wyższych temperaturach i przy kontrolowanej wilgotności. W domowym kompoście rozkład często nie następuje lub przebiega bardzo powoli. 

Dlatego też bioplastyków zazwyczaj nie wolno po prostu wyrzucać do odpadów organicznych ani do kompostownika ogrodowego. Prawidłowy sposób utylizacji zależy od właściwości danego materiału oraz od lokalnych przepisów.

Czy bioplastiki nadają się do recyklingu?

Tak, niektóre biotworzywy nadają się do recyklingu. To, czy jest to możliwe, zależy jednak od konkretnego materiału. Niektóre biotworzywa można poddać recyklingowi podobnie jak tradycyjne tworzywa sztuczne, podczas gdy inne wymagają specjalnychprocesy recyklingu. 

Jednym z wyzwań jest konieczność oddzielania biotworzyw od strumienia odpadów zawierających tradycyjne tworzywa sztuczne, aby nie pogorszyć jakości procesu recyklingu. Dlatego też odpowiednie struktury zbiórki i recyklingu mają kluczowe znaczenie dla skutecznego ponownego wykorzystania surowców – jednak muszą one dopiero zostać stworzone.

Jaki jest bilans środowiskowy bioplastiku?

Bilans środowiskowy biotworzyw zależy od całego cyklu życia. Biotworzywa mogą przynosić korzyści, ponieważ często są wytwarzane z surowców odnawialnych i w niektórych przypadkach powodują mniejszą emisję gazów cieplarnianych. Jednocześnie uprawa, przetwarzanie i transport wymagają energii, wody i gruntów rolnych. 

Również utylizacja odgrywa ważną rolę, ponieważ nie wszystkie bioplastiki ulegają biodegradacji. Dlatego bilans środowiskowy może się różnić w zależności od materiału i obszaru zastosowania i nie jest zasadniczo lepszy niż w przypadku tradycyjnego tworzywa sztucznego.

Schematyczny rysunek przedstawiający cykl życia produktów wykonanych z bioplastiku (przykład: obudowa myszki komputerowej na bazie PLA)

Konkurencja dla produkcji żywności?

Powstaje potencjalna konkurencja dla produkcji żywności, ponieważ do wytwarzania wielu bioplastików wykorzystuje się surowce odnawialne, takie jak kukurydza, trzcina cukrowa czy ziemniaki. Rośliny te wymagają gruntów rolnych, wody i innych zasobów, które mogłyby być również wykorzystywane do uprawy żywności. 

Wpływa to na ceny żywności i dostępność gruntów uprawnych. Dlatego też coraz intensywniej prowadzone są badania nad bioplastikami wytwarzanymi z odpadów, alg lub innych alternatywnych surowców, aby zmniejszyć tę konkurencję.

Zastosowania i obszary wykorzystania

Bioplastiki znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach. Wykorzystuje się je w opakowaniach, na przykład do produkcji folii, kubków lub butelek. Ponadto wykorzystuje się je do produkcji naczyń jednorazowych, toreb na zakupy i worków kompostowych. 

Znajdują one również zastosowanie w rolnictwie, na przykład jako folie do ściółkowania. Ponadto bioplastiki są wykorzystywane w medycynie, na przykład do produkcji implantów lub nici chirurgicznych, a także w przemyśle tekstylnym i motoryzacyjnym.

Mysz komputerowa z obudową wykonaną z bioplastiku – kwasu mlekowego (tworzywa PLA). 

Przyszłość „bioplastiku”

Bioplastiki mają ogromny potencjał na przyszłość. Mogą przyczynić się do zmniejszenia zużycia surowców kopalnych oraz wspierać rozwój produktów bardziej zrównoważonych. Dzięki postępom w dziedzinie badań i technologii ich właściwości oraz metody produkcji są stale ulepszane. 

Biotworzywy mogą zastąpić tradycyjne tworzywa sztuczne w wielu dziedzinach, jednak nie w pełni. W niektórych zastosowaniach, takich jak opakowania, naczynia jednorazowe czy niektóre produkty medyczne, sprawdzają się już dobrze. Jednak nie wszystkie biotworzywy mają takie same właściwości jak tradycyjne tworzywa sztuczne, przez co nie nadają się jeszcze do niektórych zastosowań. 

Ponadto istotną rolę odgrywają takie czynniki, jak koszty, dostępność surowców i możliwości utylizacji. Dlatego też biotworzywa będą raczej uzupełniać tradycyjne tworzywa sztuczne, a nie całkowicie je zastępować.

Podsumowanie

Bioplastiki mają kilka zalet, ponieważ często są wytwarzane z surowców odnawialnych i mogą przyczynić się do zmniejszenia zużycia zasobów kopalnych. W niektórych przypadkach przyczyniają się one również do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, a niektóre rodzaje ulegają biodegradacji w odpowiednich warunkach. Otwierają zatem możliwości zrównoważonego wykorzystania tworzyw sztucznych.

Jednocześnie istnieją też wady. Produkcja może wiązać się z wysokimi kosztami i często wymaga gruntów rolnych, wody oraz energii. Może to powodować konkurencję z produkcją żywności. Ponadto nie wszystkie bioplastiki ulegają biodegradacji, a ich utylizacja i recykling stanowią w niektórych przypadkach wyzwanie.

Ogólnie rzecz biorąc, biotworzywa nie stanowią uniwersalnego rozwiązania problemów środowiskowych, mogą jednak – jako uzupełnienie tradycyjnych tworzyw sztucznych – wnieść istotny wkład w budowę bardziej zrównoważonej gospodarki, o ile są produkowane, wykorzystywane i utylizowane w sposób odpowiedzialny.