Группа китайских ученых с помощью недорогого процесса превратила обычный пластик в полезные материалы, что вселяет надежду на то, что этот метод можно будет использовать для крупномасштабного превращения пластиковых отходов в ценные продукты.
Только 9% когда-либо созданных пластиковых отходов было переработано, отчасти потому, что текущие затраты на переработку пластмасс перевешивают любую финансовую отдачу. В результате, по оценкам, каждую минуту в Мировой океан попадает пластик на один мусоровоз.
Но, используя катализатор, сделанный из обычных металлов, исследователи из Университета Цинхуа в Пекине преобразовали образцы ПЭТ-пластика (полное название полиэтилентерефталат) в коммерчески полезные химические вещества, а также водород, который можно использовать в качестве топлива.
В статье, опубликованной в Nature Communications, команда показала, что с помощью этого метода можно получить товары стоимостью 3000 долларов из одной тонны отходов ПЭТ. Это очень выгодно для сравнения с нынешней рыночной стоимостью переработанного ПЭТ, составляющей около 350−400 долларов за тонну.
Благодаря разработке экономически жизнеспособного процесса обращения с материалом, исследование представляется многообещающим решением в борьбе с пластиковыми отходами.
«Наша команда была взволнована, когда мы, наконец, получили чистые и кристаллические продукты из полиэтилентерефталата», — сказал мне Хаохун Дуань, профессор химии Университета Цинхуа в Пекине. «Этот результат демонстрирует возможность превращения отходов в ценные продукты. Это достижение побуждает нас к дальнейшей оптимизации этой технологии и изучению новых путей реакции для расширения ассортимента ценных продуктов».
«На мой взгляд, наш процесс может способствовать снижению бремени пластиковых отходов», — сказал он.
ПЭТ — самый распространенный полиэфирный пластик, который ежегодно производится около 70 миллионов тонн. Его обычно используют для изготовления таких предметов, как пластиковые бутылки, которые, как показало недавнее исследование, составляют 12% всего пластикового мусора, обнаруженного в океане.
Ежегодно производится около 300 миллионов тонн пластикового мусора, из которых не менее 8,8 миллиона тонн попадают в океан. Пластмассовые отходы наносят множественный вред людям, растениям и животным, некоторые из которых еще не изучены.
Новый процесс разбивает пластик ПЭТ на три полезных вещества: первое, называемое диформиатом калия, или KDF, имеет коммерческое использование в качестве безопасной замены антибиотиков в качестве стимулятора роста в кормах для животных; затем процесс дает терефталевую кислоту, или PTA, которая используется для изготовления покрытий и смол для металлических компонентов; наконец, в процессе образуется небольшое количество водорода, который можно использовать в качестве топлива.
Дуань объяснил, что стоимость является основным препятствием, препятствующим более широкому внедрению существующих форм рециркуляции, вторичной переработки и разделения пластмасс. Но рентабельность нового процесса, вероятно, станет более привлекательной по мере его совершенствования. А по мере обезуглероживания энергосистем и падения цен на электроэнергию такие процессы должны еще дешеветь.
«Как правило, затраты на процесс и доходы от продукции являются основными препятствиями, определяющими промышленную осуществимость этой технологии», — сказал мне Дуань. «Первое в основном зависит от стоимости вводимых химикатов, стоимости оборудования и цены на электроэнергию, при этом стоимость исходного сырья относительно стабильна. Стоимость установки может быть уменьшена за счет повышения эффективности катализатора и оптимизации реактора. С точки зрения стоимости электроэнергии, цены на возобновляемые источники энергии продолжают стремительно падать. Это снижение затрат на возобновляемую электроэнергию обеспечивает оптимистичную и агрессивную цель для электрокаталитических технологий».
Поэтому Дуан и его коллеги рассматривают отходы ПЭТ как ценный ресурс.
Тем не менее, полиэтилентерефталат — лишь одна из семи основных категорий пластика, и даже если такой процесс получит широкое промышленное применение, преодоление кризиса пластика в горах потребует многостороннего подхода. В первую очередь, страны должны производить меньше пластика, но экологические и юридические группы предупреждают, что компании, работающие на ископаемом топливе, столкнувшись с падением спроса на их продукты в качестве источников энергии, готовятся к переходу к производству значительно большего количества пластика.
По этой причине несколько стран и компаний призвали к введению нового договора о загрязнении пластиком, чтобы ограничить как производство, так и использование пластмасс. Тем не менее, крупные государства-производители пластмасс, такие как США, сопротивлялись призывам поддержать такое соглашение, вероятно, в результате интенсивного лоббирования со стороны нефтегазового сектора.
