La gassificazione rigenerativa trasforma il riciclaggio della plastica
Come i proprietari di marchi grandi e piccoli lottano per soddisfare gli obiettivi di imballaggio sostenibile onnipresenti per il 2025 incentrati sulla riciclabilità e l'eliminazione della plastica monouso, il Consorzio per la circolarità dei rifiuti (CWC) sta proponendo non solo di "pensare fuori dalla Blue Box", ma di liberarsi del tutto della Blue Box.
Questo è stato il messaggio trasmesso in un webinar educativo ospitato dal CWC a novembre, "The Future of Packaging Circularity: Creare una strategia di sostenibilità con un approccio circolare". Il CWC, i cui membri fondatori includono i fornitori di materiali da imballaggio, la Flexible Packaging Assn. (FPA) e altri, è allineato intorno alla creazione di un mondo in cui i rifiuti sono trattati come una risorsa preziosa che può essere convertita in materia prima per materiali vergini. Per CWC, questo significa impiegare tecnologie che vanno oltre il riciclaggio meccanico. Al contrario, sostiene l'investimento e il sostegno di soluzioni robuste e flessibili basate sulla scienza, soprattutto la produzione di syngas da rifiuti misti e imballaggi difficili da riciclare.
Il syngas è una materia prima altamente versatile usata nella produzione di prodotti chimici che includono il metanolo, un componente primario della plastica. "La plastica prodotta dal syngas è una 'plastica vergine' con la stessa qualità e proprietà della plastica prodotta dai combustibili fossili", spiega il sito web del CWC. "Waste-syngas-methanol-products/plastics offre un vero percorso verso la sostenibilità dell'economia circolare."
Durante il webinar, i relatori hanno spiegato perché:
- Il riciclaggio meccanico tradizionale non è la risposta al problema dei rifiuti di imballaggio negli Stati Uniti
- Eliminare la plastica monouso perché non è riciclabile ignora i suoi numerosi e più vantaggiosi benefici di sostenibilità a monte rispetto ad altri materiali da imballaggio
- Fornitori e proprietari di marchi devono collaborare per promuovere soluzioni trasformative per la circolarità dei rifiuti di imballaggio prima di rimanere bloccati in politiche sbagliate basate esclusivamente sull'uso della tecnologia di riciclaggio meccanico
- L'uso della gassificazione rigenerativa per produrre syngas consente la più robusta varietà di materie prime e si traduce nella maggiore versatilità del prodotto
.Il paradosso del riciclaggio
Dr. Calvin Lakhan, membro della Facoltà di Studi Ambientali della York University, Toronto, Ontario, Canada, e membro del Comitato Accademico CWCSecondo il dott. Calvin Lakhan, membro della Facoltà di Studi Ambientali della York University, Toronto, Ontario, Canada, e membro del Comitato Accademico del CWC, quando si tratta di riciclaggio, avendo fatto un lavoro così efficace nel comunicare al pubblico l'importanza del riciclaggio, siamo diventati le vittime del nostro stesso successo. "Sia le famiglie che i politici ora confondono il riciclaggio con la sostenibilità", ha detto ai partecipanti al webinar. "Se non può essere riciclato, è considerato cattivo"
.In effetti, ha condiviso, in uno studio condotto nel 2019 dalla York University per capire i sentimenti del pubblico intorno a varie iniziative di gestione dei rifiuti a fine vita, il riciclaggio è stato classificato come la soluzione di fine vita numero uno più efficace, seguito dal riutilizzo, poi dal compostaggio e poi dalla riduzione. "Perché questo è così problematico?", ha chiesto. "Beh, in gran parte è perché ridurre, riutilizzare, riciclare non è solo una frase accattivante, è l'ordine in cui dovremmo fare le cose. Il riciclaggio è la nostra terza opzione preferita."
Data la percezione prevalente che il riciclaggio sia la via migliore per la sostenibilità degli imballaggi, c'è stata una spinta all'interno dell'industria dell'imballaggio e da parte dei politici a sostituire la plastica monouso con altri materiali e a concentrarsi sugli investimenti nelle infrastrutture di riciclaggio meccanico e sullo sviluppo di mercati per i materiali riciclati, utilizzando la legislazione sulla responsabilità estesa del produttore come leva. Ma, ha detto Lakhan, l'esperienza canadese con l'EPR per la carta stampata e i rifiuti di imballaggio è stata un miserabile fallimento. "Il risultato di questo approccio è stato un disegno di legge enorme con risultati ambientali estremamente discutibili", ha detto. "Per contestualizzare, il costo del funzionamento del sistema di riciclaggio Blue Box dell'Ontario è quasi triplicato negli ultimi 15 anni, mentre i tassi di riciclaggio sono rimasti in gran parte invariati, addirittura in calo di anno in anno negli ultimi cinque anni".
Ha affermato che la ragione di ciò è dovuta al fatto che l'attuale sistema di gestione dei rifiuti dell'Ontario non è configurato per riciclare le plastiche leggere e multiresina, che costituiscono una quota sempre maggiore del flusso complessivo dei rifiuti. Di conseguenza, il Canada ha persino vietato alcune plastiche monouso e multistrato. Il pensiero è: "dopo tutto, se non possiamo riciclarla, perché dovremmo usarla?", ha detto. Tuttavia, la fissazione sul riciclaggio non riesce a considerare i molti benefici a monte delle plastiche leggere, flessibili e monouso, ha spiegato. In primo luogo, gli imballaggi realizzati con plastiche leggere utilizzano meno materiale, soddisfacendo così la strategia di gestione dei rifiuti preferita: Ridurre. Come ha sottolineato Lakhan, il peso più leggero della plastica monouso rispetto a materiali come il vetro o il cartone si traduce in efficienze logistiche, riducendo la quantità di gas serra emessi durante il trasporto, e la sua capacità di fornire una maggiore durata e una vita di scaffale più lunga permette un consumo discrezionale da parte del consumatore, che a sua volta riduce i rifiuti alimentari. Per raccogliere i benefici ambientali ed economici a monte degli imballaggi di plastica leggeri e monouso e allo stesso tempo assicurarsi che non diventino mai rifiuti, Lakhan ha detto che gli piace dire alla gente: "Dobbiamo iniziare a pensare fuori dalla Blue Box". Ha aggiunto: "È importante riconoscere che abbiamo più strumenti nella nostra cassetta degli attrezzi che il solo riciclaggio meccanico". Sia le aziende che i legislatori continuano a guardare al riciclaggio meccanico come la soluzione al nostro problema dei rifiuti di imballaggio. Ma non è una follia provare la stessa cosa più e più volte, aspettandosi un risultato diverso? L'abbiamo fatto [il riciclaggio meccanico]. Ci abbiamo provato per quasi 30 anni e abbiamo fatto un ottimo lavoro. Ma semplicemente non funziona più. "Quando guardiamo le proposte di legge [EPR] presentate in stati come l'Oregon, il Maine e New York, stanno forzando una soluzione di riciclaggio meccanico, e non riesco a immaginare perché dovremmo ottenere un risultato ambientale diverso e preferibile, date le esperienze che abbiamo avuto in Canada". Mentre il riciclaggio meccanico ha il suo posto in un sistema di gestione dei rifiuti sostenibile, non è l'unica soluzione, conclude Lakhan. "Di conseguenza, dobbiamo abbracciare forme alternative di recupero, come il syngas, e aumentare la consapevolezza su di esso, sul perché dovrebbe essere usato e quando può essere usato." Syngas offre un percorso trasformativo verso la circolarità Dr. Bruce Welt, professore di ingegneria dell'imballaggio all'Università della Florida e membro del comitato accademico del CWCSecondo il dottor Bruce Welt,professore di ingegneria dell'imballaggio all'Università della Florida e membro del comitato accademico del CWC, a differenza delle tradizionali strategie di riduzione, riutilizzo e riciclo, che offrono vantaggi incrementali, il syngas ha il potenziale per trasformare radicalmente la gestione dei rifiuti. "Il syngas è un processo avanzato di fine vita a valle che prende i materiali e li rende disponibili per una nuova produzione", ha spiegato. "In questo modo, dobbiamo pensare in modo diverso alla gestione dei rifiuti e pensarla più in termini di produzione." Con l'attuale mentalità dell'industria, i cambiamenti a monte del packaging sono spesso fatti più per punti di marketing, piuttosto che per creare un impatto reale, ha notato Welt. Per esempio, nel caso di Keurig Dr Pepper, il passaggio al polipropilene dal polistirolo per le sue capsule di caffè sembra una vittoria sostenibile. Ma, per riciclare la confezione, i consumatori devono staccare il coperchio dalla capsula e svuotare i fondi, un processo che richiede diligenza da parte del consumatore e ha portato allo sviluppo di più materiali sotto forma di strumenti che possono essere utilizzati per smontare le capsule. "E, alla fine della giornata, se si parla con le strutture di recupero dei materiali, indipendentemente dal fatto di sezionare o meno una K-cup, diranno: 'È troppo piccola. Passa attraverso i filtri e finisce comunque in una discarica", ha detto Welt. "Qual è il vantaggio?" Un altro esempio che ha condiviso di tentativi errati di creare imballaggi più sostenibili sarebbe quello delle aziende che passano a materiali biodegradabili. "Se i materiali biodegradabili finiscono nelle discariche, cosa che accadrà per la maggior parte del materiale, si degradano in modo anaerobico e generano metano, che è un gas a effetto serra molto potente. Passare a un pacchetto biodegradabile e metterlo in una discarica, alla fine sarà peggio che usare la plastica tradizionale. Queste cose sono individuali, hanno una vita breve e non migliorano davvero la situazione". Invece, Welt ha suggerito che i maggiori guadagni possono essere realizzati guardando a valle, a un'infrastruttura di riciclaggio avanzata che è più robusta e dove i benefici possono essere quantificati perché "sappiamo quanto materiale stiamo assorbendo". Ci sono diverse opzioni di riciclaggio avanzato che possono essere utilizzate per i rifiuti di imballaggio. Tra queste c'è la depolimerizzazione, che è un processo usato per riciclare chimicamente il PET. Anche se efficace, può essere usato solo con il PET e produce solo PET vergine, "quindi non risolve la complessità con cui abbiamo a che fare nel mercato in questo momento", ha spiegato Welt. Un'altra tecnologia, il recupero del solvente, usa solventi specifici per dissolvere diversi substrati. La necessità di soluzioni diverse per materiali diversi è uno svantaggio, un altro è il problema dei solventi stessi. "Disegnare una scatola intorno a questi processi e alla provenienza dei solventi diventa un po' losco", ha notato Welt. Un altro processo delineato da Welt è la pirolisi/cracking, che si traduce in un prodotto di carbone, olio di pirolisi e gas di sintesi. Se il materiale che viene pirolizzato è esclusivamente biomassa, il carbone è utilizzabile; se vengono utilizzati rifiuti misti, allora il carbone diventa rifiuto. Inoltre, l'olio di pirolisi deve essere raffinato, il che significa che la resa, in termini di conversione dei rifiuti in nuovo contenuto riciclato, è relativamente bassa. "Quello che finiamo per fare è mescolare l'olio di pirolisi dai rifiuti con il materiale fossile, quindi il contributo in termini di contenuto riciclato viene diluito - stiamo parlando di numeri a una cifra", ha spiegato. Un altro processo ben consolidato è la gassificazione, che utilizza materiali a base di carbonio per produrre gas di sintesi da utilizzare da grandi aziende chimiche, come Eastman Chemical. "Hanno gassificato il carbone allo scopo di produrre gas di sintesi, che potremmo usare per produrre materie prime chimiche primarie che vanno nella plastica e in tutti i tipi di altre cose", ha detto Welt. Ma la missione del CWC è di portare la gassificazione un passo avanti, per creare un processo di riciclaggio avanzato che offra la massima robustezza delle materie prime e versatilità del prodotto sotto forma di Gassificazione Rigenerativa. Spiega il sito web del consorzio, "La gassificazione rigenerativa è un processo che raggiunge temperature più elevate della gassificazione, superiori a 3.400°F. A tali temperature, i legami chimici organici sono rotti e i materiali inorganici sono fusi. I materiali organici ricchi di carbonio sono convertiti principalmente in gas di sintesi ("syngas"), composto principalmente da monossido di carbonio e idrogeno. I metalli e gli ossidi inorganici (cioè il vetro/metalli) vengono fusi e recuperati come lingotti e materiali vetrosi. Tutti i prodotti diventano materie prime per successive applicazioni commerciali a valore aggiunto." Aggiunge che il syngas è una materia prima chimica altamente versatile. "Non c'è niente che possa essere fatto dai combustibili fossili che non possa essere fatto dal syngas. Idealmente, il syngas sarà convertito in materie prime chimiche come il metanolo, l'etanolo, l'etere dimetilico, l'acido acetico, ecc. per essere utilizzato per la successiva sintesi dall'industria chimica." La materia prima per la gassificazione rigenerativa può includere qualsiasi tipo di imballaggio a rifiuti misti, compresi materiali plastici multistrato, etichette termoretraibili, adesivi, imballaggi contaminati da rifiuti alimentari e altri materiali difficili da riciclare. "Non importa se c'è un attacco metallico, se c'è un foglio o una metallizzazione, il processo può gestire tutte queste cose, e l'output primario sarebbe il gas di sintesi", ha detto Welt. "Questo tipo di processo robusto semplificherebbe la raccolta dei nostri rifiuti, perché non solo saremmo in grado di pensare fuori dalla Blue Box, ma potremmo anche sbarazzarci della Blue Box. Potremmo veramente fare una raccolta a fonte unica. E poi, quello che faremmo è cambiare l'idea di smistamento - selezioneremmo, non smistare. Dobbiamo davvero pensarla in questo modo. Quando abbiamo un processo robusto che può catturare tutto, non significa che dobbiamo farlo, ci sono mercati di riciclaggio sani per molti dei materiali lì dentro [la Blue Box]. Potremmo essere molto più selettivi su ciò che estraiamo dal flusso dei rifiuti, il che aumenterebbe il valore del riciclaggio meccanico che stiamo facendo ora".
I materiali rimanenti verrebbero poi riciclati tramite la gassificazione rigenerativa per produrre syngas. Spiega Welt: "La prima molecola semplice che possiamo ricavare dal syngas è il metanolo. Il metanolo è essenzialmente una materia prima chimica fungibile che le aziende chimiche usano per fare praticamente tutto. Non c'è un'azienda chimica al mondo che direbbe di no a un carico di metanolo prodotto dai rifiuti e che conta come contenuto riciclato." Questo Eco-Methanol™, ha spiegato Welt, "è il veicolo che riporterà il contenuto riciclato nell'economia circolare". Una visione condivisa è essenziale per il progresso Oggi la gassificazione viene fatta in tutto il mondo. In Asia, il carbone è usato come materia prima; in Europa e Nord America, è il gas naturale. Tra le industrie che competono per una fetta della torta di syngas ci sono l'industria aerea per il carburante per jet, l'industria automobilistica per le celle a combustibile e l'industria agricola per i fertilizzanti. Ha consigliato Welt: "Il punto qui è che l'industria dell'imballaggio deve riconoscere che c'è concorrenza per i rifiuti, e quindi dobbiamo avere una visione condivisa che se l'infrastruttura sta per entrare, il syngas viene convertito in metanolo, e questa è la nostra migliore speranza per ottenere quel contenuto riciclato". Secondo il sito web del consorzio, la sua missione di trasformare l'infrastruttura di riciclaggio attraverso il progresso di tecnologie economicamente sostenibili di termovalorizzazione sarà aiutata da: - Sostenendo l'educazione della leadership del comune attraverso programmi di sensibilizzazione delle università di Land Grant - Promuovendo politiche pubbliche di termovalorizzazione - Sostenere le politiche pubbliche che guidano la domanda di contenuto di resina post-consumo - Collaborare con le parti interessate per promuovere progetti di riciclaggio avanzato - Fornendo opportunità educative sui benefici della gassificazione rigenerativa per tutti gli stakeholder della filiera - Promuovere la R&D per la gassificazione rigenerativa e altre tecnologie fornendo finanziamenti all'iniziativa di riciclaggio avanzato dell'Università della Florida Anche se Ted Yoho, un ex membro del Congresso degli Stati Uniti che ha servito nel settore dell'agricoltura e degli affari esteri e membro del comitato per gli affari pubblici di CWC, ha aperto il webinar, i suoi commenti introduttivi servono anche come una conclusione appropriata. "L'opportunità di unirsi a questo movimento, di creare un futuro per l'industria dell'imballaggio e della stampa, sostenuto dalla scienza, che è veramente circolare, è qui", ha detto. "La tecnologia che trasforma i rifiuti in prodotti utilizzabili e convenienti è qui. Per raggiungere questo obiettivo dovremo partecipare tutti a questa soluzione - fate sentire la vostra voce e contate."
