Nadchodzi nowa era ekologicznych włókien i tworzyw sztucznych
Tkaniny i tworzywa sztuczne mają kluczowe znaczenie dla wielu branż i zaspokajają wiele potrzeb. W większości są one jednak wytwarzane z paliw kopalnych, co wiąże się ze znacznym obciążeniem dla klimatu. Tanie włókna syntetyczne, między innymi poliester, są szeroko stosowane w przemyśle modowym i do produkcji tkanin. W 2015 roku produkcja poliestru w przemyśle modowym wygenerowała taką samą ilość dwutlenku węgla jak 180 elektrowni węglowych. Zespół finansowanego przez UE projektu EFFECTIVE, którego członkowie wywodzą się z różnych organizacji, opracował nowe metody produkcji zrównoważonych biopochodnych włókien i tworzyw sztucznych przy użyciu odnawialnych surowców i innowacyjnych technologii. Projekt miał na celu odejście od wykorzystywania ropy naftowej w procesach produkcyjnych i włączenie produktów nowego typu do gospodarki o obiegu zamkniętym. „Dzisiaj o wiele wyraźniej niż kiedyś widzimy ograniczenia liniowego modelu gospodarki”, mówi Mattia Comotto, szef działu gospodarki o obiegu zamkniętym i zrównoważonego rozwoju w firmie Aquafil oraz koordynator projektu EFFECTIVE. „Wraz z globalnym postępem technologicznym i przemysłowym, paradygmat »wyprodukuj, zużyj i wyrzuć« nie może być dłużej stosowany jako podstawowy model, ponieważ zasoby, zwłaszcza te oparte na paliwach kopalnych, są ograniczone”, wyjaśnia Comotto.
Pozyskiwanie odnawialnych materiałów wsadowych
Zespół projektu EFFECTIVE pracował nad udoskonaleniem całego łańcucha wartości biopochodnych polimerów, od produkcji materiałów wsadowych – surowców wykorzystywanych w produkcji – po gospodarowanie zasobami pod koniec ich cyklu życia. W projekcie wykorzystano głównie dwa podstawowe źródła materiałów wsadowych, czyli cukry i oleje roślinne otrzymywane w sposób zrównoważony. Surowce te były produkowane za pomocą innowacyjnych technologii, które albo minimalizowały ilość produktów ubocznych, albo generowały większą wartość ze strumieni odpadów. „Decydując się na określone zrównoważone materiały wsadowe, nie patrzyliśmy tylko na ich pochodzenie, ale także na ślad środowiskowy procesów stosowanych do ich wytworzenia”, podkreśla Comotto.
Wytwarzanie biopochodnych polimerów
Zespół projektu EFFECTIVE wykorzystał rozwiązania biotechnologiczne do przekształcenia tych zrównoważonych surowców w biopochodne elementy składowe materiałów poprzez poddanie ich konwersji chemicznej w celu wytworzenia biopochodnych polimerów, które zostały następnie wykorzystane do różnych zastosowań. W ramach projektu EFFECTIVE badacze opracowali i zoptymalizowali wszystkie etapy produkcji w skali pilotażowej, doprowadzając je do piątego poziomu gotowości technologicznej (TRL 5), a następnie zrealizowali je także w skali demonstracyjnej, osiągając poziom TRL 7/8 dzięki produkcji próbek polimerów odnawialnych w ilości kilku ton. Wśród nich można wymienić biopochodne nylony, które z powodzeniem przetestowano w produkcji tekstyliów, strojów kąpielowych, prototypów odzieży rowerowej i dywanów. Zostały one również przetestowane w branżach opakowaniowej i tworzyw konstrukcyjnych.
Zamykanie obiegu zrównoważonej produkcji
Wszystkie prace w ramach projektu EFFECTIVE były realizowane od początku do końca zgodnie z jego założeniami. W praktyce oznacza to, że dla wszystkich docelowych polimerów biopochodnych zespół określił rozwiązania technologiczne pozwalające na domknięcie obiegów materiałów. „Wykorzystanie naturalnych i odnawialnych zasobów zamiast surowców kopalnych to tylko jeden z elementów ogólnego rozwiązania”, przekonuje Comotto. „W rzeczywistości, gdyby te biopochodne produkty ostatecznie miały trafić na wysypisko lub do spalarni, korzyści płynące z ich wytwarzania z zasobów odnawialnych byłyby ograniczone”. Zaproponowany przez zespół projektu sposób gospodarowania zasobami pod koniec ich cyklu eksploatacji obejmuje technologię chemicznej depolimeryzacji Aquafil, technologię recyklingu mechanicznego oraz technologię kompostowania biopochodnych poliestrów.
Rozwiązania biologiczne gotowe do wprowadzenia na rynek
Oprócz zakończonej sukcesem demonstracji rozwiązań w zakresie produkcji, użytkowania i wycofywania z eksploatacji materiałów pochodzenia biologicznego, twórcy projektu EFFECTIVE ocenili również ich zrównoważony charakter, aby potwierdzić mniejszy wpływ na środowisko w porównaniu z odpowiednikami opartymi na paliwach kopalnych. „Dodatkowe inwestycje w badania i rozwój zostaną wdrożone w celu sfinalizowania programu rozwoju i osiągnięcia poziomu gotowości, w którym właściwości i wydajność opracowanych rozwiązań opartych na biotechnologii będą idealnie odpowiadać wymaganiom rynku”, podsumowuje Comotto. Projekt EFFECTIVE uzyskał dofinansowanie w ramach Wspólnego Przedsięwzięcia na rzecz Bioprzemysłu, które jest formą partnerstwa publiczno-prywatnego między UE a przemysłem.
Słowa kluczowe
EFFECTIVE, polimery, zrównoważone, odnawialne, biopochodne, nylony, odzież, materiał wsadowy
