Současné metody recyklace problémy s plasty neřeší, jen posouvají v čase

Ročně se na světě vyrobí okolo 359 milionů tun plastů, které se ovšem nedaří stejně rychle likvidovat. Příroda to za nás nevyřeší – PET lahev se rozloží za jedno až pět století, u polystyrenu to bude trvat celá tisíciletí. Škodlivé jsou přitom i meziprodukty rozkladu; dlouhodobě se diskutuje o nebezpečí tzv. mikroplastů vstupujících z plastového odpadu do potravinového řetězce. Evropská unie se snaží omezovat výrobu a používání plastů administrativně, jejich budoucnost tak do značné míry závisí na tom, zda se podaří vyvinout metody recyklace nebo rozkladu těch již vyrobených.

Současné metody recyklace problém neřeší, jen posouvají v čase. Velkou pozornost proto budí snahy především vědeckých pracovišť vyrábět z PET pohonné hmoty a zabít tak dvě mouchy jednou ranou. Teoreticky lze totiž jejich složité molekuly rozložit na jednoduché a z nich „sestavit“ naftu nebo benzin. V praxi však tento proces vyžaduje drahá zařízení, katalyzátory a především mnoho energie. A tak je laboratorních reaktorů a demonstrátorů hodně, ale komerční provoz žádný.

Jedním z nejnovějších laboratorních úspěchů v tomto směru je například zařízení pracující na principu nízkotlakého hydrotermálního zpracování na Purdueově univerzitě v USA. Přesto se benzin z odpadu pořád nevyrábí. „Klíčem k řešení problému je navrhnout proces, který by byl ekonomicky efektivní,“ komentuje tyto snahy Dan Hasler, CEO firmy Hasler Ventures, která chce uvedený postup převést na komerční úroveň. Nebyl by ale první ani poslední, komu se to kvůli energetické a investiční náročnosti nepovede.

Vědci se proto usilovně zabývají mikroorganismy objevenými na skládkách plastů a jejich enzymy, jimiž plasty rozkládají. Například francouzská společnost Carbios tvrdí, že touto cestou získala enzym schopný rozložit 90 procent objemu odpadu z PET lahví za deset hodin. Výsledný produkt se údajně hodí na výrobu plastu stejných kvalit, jakými disponovaly původní PET. Plast by tedy mohl obíhat v téměř uzavřeném cyklu, aniž by se tvořil nový odpad. „Technologie je zatím v rané fázi,“ říká Alan Marty, obchodní ředitel společnosti Carbios. „Už jsme ale zahájili výstavbu demonstračního provozu, který předvede enzymatickou depolymerizaci odpadu z PET a polyesterových vláken.“ Problémem zatím je, že i tento proces je energeticky náročný, takže je takto získaný materiál dražší než původní PET.

Určitá naděje se ukrývá v genetickém inženýrství, které se snaží vytvořit mikroorganismy schopné rozkládat plasty bez velkých nároků na energetické vstupy. Vědci se proto snaží vyvinout nové plasty, které by se po určité době rozkládaly samovolně nebo by bylo možné je kompostovat ve standardních kompostérech, přičemž výsledným produktem by byly látky v přírodě běžné. Potíž ale je, že jednou z nich téměř vždy bude CO₂. Vše tedy zatím nasvědčuje tomu, že likvidace plastových odpadů nebude podnik, na kterém by šlo vydělat, a že se nevyhneme rehabilitaci klasických materiálů, jako je papír, sklo a kovy, jejichž recyklace je již zvládnutá.

Suroviny z moře i popelnice

Odpad není jediným problémem plastů; další spočívá v tom, že se obvykle vyrábějí z ropy a zemního plynu, tedy neobnovitelných zdrojů. Je tedy snaha vyvíjet postupy výroby plastů z rostlin a jiných obnovitelných zdrojů. Takové produkty často bývají automaticky označovány jako ekologické, ale to nemusí být tak úplně pravda. Mnohé materiály vyrobené z obnovitelných zdrojů mají stejné vlastnosti jako klasické plasty (to je ostatně i cíl jejich vývoje) – a při likvidaci tedy působí stejné problémy. Při výrobě plastů ze zemědělských plodin navíc vzniká stejný problém jako při výrobě biopaliv: zabírají ornou půdu. Vědecká pracoviště a některé firmy se proto zaměřují na mořské řasy, které rostou mnohem rychleji a nepotřebují ornou půdu ani sladkou vodou pro závlahu. Například londýnský start‑up Notpla vyvinul postup výroby plastu z hnědých mořských řas rostoucích u pobřeží severní Francie. Tyto řasy rostou rychlostí metr za den a z jejich rozemleté sušiny firma dokáže vyrábět potravinové obaly, které lze po použití běžným způsobem kompostovat. Izraelští vědci zase vyvinuli metodu rozkladu mořských řas prostřednictvím mikroorganismů na jednoduché molekuly, z nichž lze „sestavovat“ polymery zvané polyhydroxyalkanoáty. Ty dokážou nahradit mnoho běžných plastů a jsou biologicky rozložitelné. Není přitom vyloučené, že mořské řasy současně pomohou i s problémem plastového odpadu.

Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity nedávno zveřejnila informaci o výzkumu Kristýny Jankůjové z brněnského vědeckého centra CITEC, která se snaží geneticky modifikovat řasu Ostreococcus tauri tak, aby rozkládala plasty. Tato řasa přitom slouží jako modelový organismus, protože její genetická informace je jednoduchá a umožňuje relativně snadné zásahy.

Lze si ale představit i zásahy do složitějších řas, které by pak likvidovaly staré plastové odpady a současně sloužily jako surovina pro výrobu nových nezávadných materiálů.

Ve státech bez moře mohou řasy nahradit houby. Ty rozkládají biologické materiály a vytvářejí přitom rychle rostoucí mycelium, které je možné formovat do podoby obalů, stavebních izolací a podobně. Takovou výrobou se zabývá například americká firma Ecovative Design, která prostřednictvím hub rozkládá jinak nepoužitelné odpady ze zemědělství a potravinářství a vyrábí z nich materiál podobný extrudovanému polystyrenu. Houby přitom k této „práci“ nepotřebují světlo ani teplo, takže výroba je levná.

Plasty lze vyrábět i z dalších druhů bioodpadu. Vědci z Cornellovy univerzity například předvedli postup, jak vyrábět polymer podobný polystyrenu z pomerančových slupek a CO₂ – což by současně představovalo použití pro plyn, který je považován za pachatele globálního oteplování.

Surovinou pro výrobu plastů mohou být také jiné biologické produkty, jako například mléko, kaučuk a další. Trend nahradit při výrobě plastů ropu a další fosilní paliva biologickými produkty posiluje obecně.

Využít skrytý potenciál

Řešení ekologických problémů souvisejících s plasty je těžištěm jejich dalšího vývoje. Paralelně ale pokračuje i vývoj nových materiálů a vylepšování těch stávajících. V současnosti totiž plasty často představují jen levnější náhražky klasických materiálů a mnohdy vůbec nedokážou kovy či dřevo nahradit. Přitom uměle vytvořená hmota, jíž plasty jsou, má potenciál mít lepší vlastnosti než vše, co dosud vytvořila příroda. Bohužel jsou tyto materiály zatím stále velmi drahé.

V blízké budoucnosti odborníci vidí potenciál především v dalším vylepšování polyuretanů, o nichž web Plastech říká: „Významná je možnost jejich modifikací, tak aby byly vytvořeny přímo pro potřeby konkrétního zákazníka.“