Chemiczny upcykling umożliwia zamknięcie obiegu sztywnych pianek
Sztywna pianka poliuretanowa jest powszechnie wykorzystywana w wielu nowoczesnych sektorach. Jako lekki i wytrzymały materiał o niskiej przewodności cieplnej sprawdza się doskonale między innymi jako materiał izolacyjny wykorzystywany w lodówkach i domach. Po zakończeniu eksploatacji pianki poliuretanowej problemem jest brak możliwości recyklingu, w rezultacie czego duża część odpadów trafia na wysypiska śmieci lub do spalarni. „Rokrocznie w Europie powstaje milion ton odpadów i pozostałości pianki poliuretanowej niepoddawanych recyklingowi, czego skutkiem jest zarówno istotna emisja CO2, jak i realne straty finansowe. Rozwiązaniem tego problemu jest innowacyjne zarządzanie łańcuchem wartości oparte na obiegu zamkniętym”, mówi Dorota Pawłucka, koordynatorka projektu CIRCULAR FOAM(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Dzięki nawiązaniu współpracy z 26 partnerami z dziewięciu państw, zespół projektu CIRCULAR FOAM połączył innowacje w zakresie zbiórki, sortowania i recyklingu ze zoptymalizowanym projektowaniem materiałów, aby opracować kompleksowy system recyklingu poliuretanu skupiony na lodówkach i izolacji budynków.
Przetwarzanie odpadów w surowce
Poliuretan jest polimerem powstającym w wyniku reakcji chemicznej dwóch głównych składników chemicznych - izocyjanianów i polioli. „Wyjątkowe właściwości poliuretanu wynikają z jego złożonego składu i sieciowej struktury. To właśnie te czynniki sprawiają, że nie jest topliwy, co niemal całkowicie wyklucza konwencjonalny recykling mechaniczny”, wyjaśnia Stefanie Eiden, kierowniczka techniczna do spraw projektu w niemieckiej firmie Covestro(odnośnik otworzy się w nowym oknie), która pełni rolę jego gospodarza. Zespół CIRCULAR FOAM opracował i zaprezentował dwie wzajemnie uzupełniające się technologie upcyklingu chemicznego w celu przetwarzania odpadów ze sztywnej pianki poliuretanowej z lodówek w wysokiej jakości surowiec wtórny. Rozwiązanie rozkłada chemicznie polimery w celu odzysku polioli i izocyjanianu, co zostało zademonstrowane w skali laboratoryjnej w Ośrodku Katalizy RWTH Uniwersytetu w Akwizgranie(odnośnik otworzy się w nowym oknie) oraz w laboratoriach spółki Covestro. W zakładzie partnera projektu - Fraunhofer UMSICHT(odnośnik otworzy się w nowym oknie) – badacze dostosowali proces inteligentnej pirolizy do przetwarzania sztywnej pianki w celu odzyskania składników izocyjanianowych. W końcowym etapie prac zespół przetworzył przeszło 400 kilogramów wycofanej z eksploatacji pianki poliuretanowej na 300 litrów oleju pirolitycznego zawierającego anilinę, która stanowi prekursor izocyjanianu. Spółka Sulzer ChemTech(odnośnik otworzy się w nowym oknie) działająca w Szwajcarii przetwarzała surowce z recyklingu w nowe pianki poliuretanowe. „Wyniki naszych badań wskazują, że możemy ograniczyć emisje CO2 nawet o 80 % względem produkcji aniliny z paliw kopalnych - to prawdziwy przełom pozwalający na produkcję zrównoważonych sztywnych pianek”, zauważa Eiden.
Innowacje na każdym etapie cyklu życia
Zespół projektu CIRCULAR FOAM analizował również łańcuch wartości produktów ze sztywnej pianki poliuretanowej, aby zidentyfikować potencjalne cele działań w zakresie gospodarki o obiegu zamkniętym. „Dzięki przepisom zbiórka wycofanych z eksploatacji lodówek odbywa się regularnie, ale pozyskiwana z nich pianka jest niskiej jakości. Tymczasem w sektorze budowlanym nie istnieje równoważny system gromadzenia odpadów”, wyjaśnia Elisangela Gomes Almeida, kierowniczka projektu w firmie Interzero(odnośnik otworzy się w nowym oknie) zajmującej się gospodarowaniem odpadami. Aby temu zaradzić, w ramach projektu powstał model recyklingu płyt warstwowych (będących połączeniem pianki poliuretanowej z blachą) i płyt izolacyjnych. Zespół zaprezentował model sortowania, który pozwala na identyfikację pianek o różnym składzie i odzyskiwanie zanieczyszczeń, w tym środków zmniejszających palność. Prototyp rozwiązania umożliwiający recykling płyt warstwowych został przetestowany z udziałem interesariuszy z sektora budownictwa w pięciu krajach europejskich. W ramach projektu powstał też szereg innowacji,w tym spłaszczone profile ułatwiające transport. Kiedy interesariusze wyrazili również zainteresowanie cyfrowymi paszportami produktów(odnośnik otworzy się w nowym oknie), które pozwolą na lepsze zarządzanie cyklem życia, niderlandzki start-up Circularise(odnośnik otworzy się w nowym oknie) umieścił na panelach kody QR w celu zapewnienia identyfikowalności i certyfikacji.
Korzyści dla mieszkańców, środowiska i gospodarki
Dzięki rozdzielaniu wzrostu gospodarczego i innowacji od wykorzystywania nowych zasobów, osiągnięcia projektu CIRCULAR FOAM mogą pomóc Unii Europejskiej stać się pierwszym na świecie kontynentem neutralnym dla klimatu do 2050 roku. „W połączeniu z bardziej zrównoważonymi urządzeniami i energooszczędnymi budynkami, nasze działania przyczyniają się do zapewniania czystszego i zdrowszego środowiska, oferując nowe możliwości biznesowe przedsiębiorstwom”, dodaje Pawłucka. Zespół rozszerza obecnie swoje technologie recyklingu chemicznego i możliwości sortowania na inne strumienie odpadów zawierających poliuretan, w tym w ramach projektu United Circles(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
