הסוף לאי הפלסטיק? הפטנט שיאפשר מחזור מוחלט של החומר

אחרי שנשלח להתמודד עם פסולת הפלסטיק באוקיאנוס השקט הוחזר "וילסון" - המתקן של המיזם לניקוי האוקיאנוסים - לשיפוצים ושיפורים, מפני שנשבר וכָּשַל באיסופהּ. באוגוסט השנה הוא יצא שוב לדרך עם תקוות מחודשות, ובאוקטובר הגיעו חדשות טובות: העסק מתחיל לעבוד, המתקן מחזיק מעמד בתנאים הסביבתיים והפלסטיק נאסף. התוכנית של המיזם היא למכור את הפלסטיק לחברות (כמו פטגוניה או אדידס), שמייצרות ממנו מוצרי יוקרה, אבל ייתכן כי מתחילה להיווצר כעת גם אפשרות אחרת. קבוצת חוקרים באוניברסיטת שֱאלְמֵרְס לטכנולוגיה בשוודיה סבורה כי מצאה תהליך תעשייתי מורכב, בעל היתכנות טכנולוגית וכלכלית (בתנאים מסוימים) למחזור מעגלי של פלסטיק.

בעיית הפלסטיק היא עצומה, אבל פשוטה בבסיסה: חומרי הגלם שמהם מיוצר הפלסטיק הם נפט וגז טבעי, הוא מיוצר בכמויות גדולות מדי ומתכלה אחרי זמן ארוך מדי. הפלסטיק אינו מתפרק למרכיביו אלא נשבר לחלקים. רק כ-10 אחוזים ממנו ממוחזר בעולם ומאז שסין החליטה להפסיק לקנות את האשפה של שאר העולם, הפקק העולמי רק גדל.

המיִחזוּר הנפוץ נשען על גריסה ועיבוד של הפלסטיק הקשיח למוצר חדש ומתאים רק לחלק מסוגי פלסטיק ולכאלו שאינם תערובת של מספר חומרים שונים. שקיות חד-פעמיות למשל, פחות מתאימות למיחזור כי העיבוד שלהן מורכב ומסב נזק סביבתי. חלק מתהליכי המיִחזור עלולים לפגוע באיכות הפלסטיק הנוצר, ומוצר ממוחזר (אם הגיע בכלל שוב למפעל המחזור) לרוב נשרף באופן מבוקר במתקנים לייצור אנרגיה, שם הוא פולט גזי חממה אך גם מזהמים נוספים בהם יש לטפל. למעשה, כיום זול יותר לייצר פלסטיק חדש מדלק מאובנים מאשר להשתמש בפסולת פלסטיק לייצור מוצר חדש, זאת משום שהמחיר אינו מגלם את הנזק הסביבתי העצום שבייצור.

צוות החוקרים השוודי בדק האם יש פתרון מעגלי שיאפשר לייצר פלסטיק ממוצרי פלסטיק שסיימו את חייהם. לשם כך, החוקרים השתמשו בשיטת הביקוע באידוי (steam cracking). בשיטה זו, נשברות המולקולות הגדולות של הפלסטיק (פולימרים) ליחידותיהן הבסיסיות (מונומרים) בטמפרטורות גבוהות יחסית (כ-850 מעלות צלסיוס), והן הופכות לגזים. החוקרים התאימו את קצב עליית הטמפרטורה וזמן השהות במערכת של החומר, כך שאת המולקולות הבסיסיות במצבן כגז ניתן יהיה להרכיב בתום התהליך לפלסטיק באיכות גבוהה, בדומה לזו של פסולת הפלסטיק שנכנסה לתהליך.

זה תהליך הדומה במהותו לייצור הפלסטיק: נפט וגז טבעי מופרדים למרכיביהם הכימיים, ותהליך פולימריזציה של המולקולות הפשוטות (מונומרים כגון אתילן ופרופילן), מוביל להפקת הסוגים השונים של הפולימרים מהם מורכבים מוצרי הפלסטיק השונים. אם התהליך החדש יותאם לסטנדרטים ולציוד של מפעלים פטרוכימיים הפועלים כיום, הרי שלכאורה ניתן יהיה לנצל את תשתית הייצור הנוכחית ולעשות שימוש בפסולת פלסטיק כחומר גלם.

יאיר אנגל מנכ"ל קיימא-מרכז לתכנון ועיצוב מקיים, נציג Cradle to Cradle EPEA בישראל ומומחה לכלכלה מעגלית, אומר ש"על מפתחי תהליך כזה חלה חובת הוכחה משמעותית. זו התחלה לא רעה במישור הרעיוני, משום שכדי שתהליכי מיחזור הפלסטיק העכשוויים יהפכו להמוניים יש צורך בהפרדה במקור (שינוי תרבותי) ובהשקעה רבה בכל פרט של התהליך (שינוי טכנולוגי). אבל התהליך המוצע צריך אף הוא להתמודד עם משתנים דומים, כמו החומרים שמתווספים לפלסטיק בתהליכי הייצור המקורי, תערובות הפלסטיק השונות, תהליכי ייצור מקוריים שאולי משפיעים על היכולת למחזר ואחרים. לא מעט רעיונות טובים לוקים באופטימיזם טכנולוגי גדול מדי".

כדי להוכיח את ישימות התהליך, צוות המחקר עיבד בניסוי פסולת פלסטיק (פוליאתילן ופסולת פלסטיק מגריסת כלי רכב) בקצב של כ-200 קילוגרם בשעה. כעת, הם מבקשים להגדיל את קנה המידה של התהליך בכדי לנסות ולהתמודד עם טונות רבות של פלסטיק ביום.

חומר גלם לא יחסר להם. על פי הערכות, כ-381 מיליון טון של פולימרים פלסטיים יוצרו בעולם ב-2015 (לעומת 313 שיוצרו ב-2010), ובסך הכול יותר מ-8 מיליארד טון יוצרו מ-1950 לאורך השנים. אם לוקחים בחשבון שמתוך פסולת הפלסטיק בעולם רק 9 אחוזים ממוחזר (לעומת כ-30 אחוז באירופה), הרי שמדובר בקרוב ל-6 מיליארד טון של פסולת פלסטיק שנמצאת כיום במזבלות ובסביבה הימית והיבשתית. היעד של השלב הבא בפיתוח הפרויקט הוא להוביל את התהליך לעיבוד של כ-2 מיליון טונות פלסטיק משומש בשנה, כמות שאותה מייצר מפעל פלסטיק ממוצע.

התהליך המוצע כנראה עובד מבחינה טכנית, השאלה היא אם אפשר לעצב ולממש תהליך תעשייתי שיציע חלופה כלכלית למפעלי המחזור. על פניו, הדמיון לתהליכי הייצור עכשוויים והיכולת להישען על תשתית קיימת יכולים לסייע להפוך אותו לכדאי כלכלית. לדברי החוקרים, התהליך יכול להיות רלוונטי גם לפסולת פלסטיק ששהתה בים או במטמנות, כך שאם וכאשר יעבור גמלון ויתמודד עם כל האתגרים הטכניים והכלכליים, הוא יוכל אולי להוות פתרון קצה למיזם כמו וילסון או אולי חלופה לשריפת הפלסטיק לאנרגיה בפרויקטים של טיפול במטמנות ישנות.

התנגדות עיקשת לפתרונות כאלו צפויה מצד חברות הנפט והפטרוכימיה, שחלק ניכר מהתכנית העסקית שלהן מבוסס על הרחבת ייצור הפלסטיק. עם זאת, סוכנות הייעוץ העסקי הבינלאומית מקינזי מעריכה שבקצב הנוכחי כמות פסולת הפלסטיק תגיע ל-460 מיליון טון בשנת 2030, ולכן לתעשייה הפטרוכימית יש הזדמנות עסקית - ואף חובה - להשקיע בפתרונות מיחזור שיהפכו למקור הכנסה משמעותי עבורה.

"רעיון כזה הוא בהחלט ראוי להשקעה כדי למצות את הפוטנציאל הגלום בו, אך יש לזכור כי מדובר בהתמודדות עם הבעיה של הפסולת בשלב הסופי לאחר שימוש וזהו פתרון עבור קשיי המיחזור הקיימים כיום", אומר אנגל. "ולכן זהו שינוי טכנולוגי שנותר בתוך המציאות הקיימת. שינוי מעגלי של ממש יהיה פיתוח אלטרנטיבה בטוחה, מתכלה או מתחדשת, לפלסטיק. השינוי הרדיקלי יותר יהיה כרוך במהלכים כלכליים, רגולטוריים וחברתיים שיצמצמו את חלופות המיחזור לאלו המוצלחות יותר וגם יצמצמו את השימוש בפלסטיק להכרחי ביותר, תוך ויתור על כמויות גדולות של פלסטיק שלמעשה אין בו צורך".

הכתבה הוכנה על ידי "זווית - סוכנות ידיעות למדע ולסביבה"