Czy tworzywa kompostowalne są ekologiczne?

Wczoraj na grupie zrzeszającej specjalistów od odpadów zostałem wywołany z prośbą o zabranie głosu dot. kompostowalnych tworzyw sztucznych. Wywołanie dotyczyło oceny ekologiczności tychże materiałów.  Biorąc pod uwagę ledwo 4-miesięczną działalność bloga było to bardzo miłe wyróżnienie. Przechodząc jednak do meritum…

Czym są tworzywa kompostowalne omówiłem jakiś czas temu tutaj. W skrócie – tworzywa, ulegające w określonych warunkach biodegradacji, a produkty biodegradacji stanowią kompost (pozytywnie oddziaływują na wzrost roślin). Z tego powodu są uznawane przez większość osób jako ekologiczny zamiennik tworzyw pochodzących z ropy.

Poniżej omówię jednak różne aspekty, które mają kluczowe znaczenie w ocenie ekologiczności.

1. Tworzywa biodegradowalne są często mylone z kompostowalnymi

Ze względu na niską świadomość społeczeństwa ludzie uważają, że jeżeli coś biodegraduje, to znaczy, że jest dobre. Niestety wg definicji tak nie jest, a to powoduje spore problemy, gdyż tworzyw biodegradowalnych jest mało, a kompostowalnych jeszcze mniej. Stanowi to na dzień dzisiejszy ogromną ich wadę (więcej informacji można przeczytać na ten temat tutaj).

2. Proces kompostowania zazwyczaj wymaga temperatury ponad 50 stopni Celsjusza

Zgodnie z normą EN13432 tworzywo kompostowalne to takie, które rozkłada w określonym czasie w warunkach intensywnego kompostowania, a jednym z warunków jest wysoka temperatura. Problem polega na tym, że w Polsce istnieje bardzo niewiele takich instalacji, co oznacza, że te materiały nie będą rozkładać w wyznaczonym czasie. Istnieje nie-ISOwski certyfikat OK Compost Home, który wymaga, aby proces kompostowania przebiegał w temperaturze 20-30 stopni Celsjusza. Tych tworzyw jest niestety jeszcze mniej niż kompostowalnych, a klienci nie potrafią ich rozróżnić. Z tego powodu tworzywa kompostowalne (wg normy ISO) będą stanowić problem jeżeli trafią do bio-odpadów, gdyż nie ulegną rozkładowi w określonym czasie. Niewiele instalacji radzi sobie z ich przetwarzaniem.

3. Teoretyczna neutralność biotworzyw kompostowalnych

Podaje się, że CO2 z bioplastików (pochodzących z roślin, czym są bioplastiki opisałem tutaj) jest neutralne, ponieważ wcześniej musiało zostać wychwycone przez rośliny. Jest w tym trochę racji, jednak lepszym rozwiązaniem jest niepoświęcanie gleby pod kolejne uprawy przemysłowe, które wyjaławiają glebę. Niestety nikt również nie mówi tutaj o energii potrzebnej na zabiegi agrotechniczne i inne działania potrzebne aż do uzyskania monomerów oraz syntezę biotworzyw.

Dodatkowo, zostaje tutaj podnoszony argument, że w przypadku tworzyw ropopochodnych trzeba dołożyć dużą ilość energii. Zgadza się, jednak w przypadku m.in. polietylenu eten (etylen) jest otrzymywany w wyniku destylacji ropy (i tak ta energia jest zużywana żeby wytworzyć benzynę). Do tego polimeryzacja jest procesem egzotermicznym, więc ogromna ilość ciepła jest otrzymywana podczas procesu syntezy.

Przeglądajac dane w bazach środowiskowych otrzymanie 1 kg PLA z perspektywy śladu węglowego (nie uwzględniając utylizacji do gazu wysypiskowego) prawie 2x bardziej obciążające niż wyprodukowanie 1 kg PETu

4. Proces rozkładu prowadzi do emisji dwutlenku węgla (CO2) lub metanu (CH4).

W zależności od tego czy rozkład przebiega tlenowo czy beztlenowo, z materiału będą wydzielać się gazy cieplarniane – odpowiednio CO2 lub CH4. W tym drugim przypadku jeżeli metan nie jest wychwytywany, to jest to gaz 25 razy gorszy od CO2 jeżeli chodzi o intensywność efektu cieplarnianego. Literatura podaje , że w przy normalnym kompostowaniu roślin ilość może stanowić ok. 1% (chociaż jedno z badań podało aż 12,5%) węgla przekształconego w ten sposób[1]. Jako, że np. kwas mlekowy (monomer PLA) składa się z 3 atomów węgla, 2 tlenu i 4 wodoru, to w przybliżeniu połowa jego masy ulegnie przemianie do gazu cieplarnianego, a z każdej tony PLA powstanie 2 tony CO2. Więcej na temat mrocznej strony tworzyw biodegradowalnych pisałem tutaj.

Widzę tutaj pewne rozwiązanie, gdyby wszystkie tworzywa kompostowalne były w miarę możliwości przekształcane w instalacjach do metanu, który mógłby być składowany i wykorzystywany do zasilania instalacji energetycznych jako uzupełnienie instalacji OZE.

5. Złe zagospodarowanie opakowań kompostowalnych bardzo szkodliwe dla klimatu

Jak wspomniałem powyżej, w zależności od sposobu rozkładu może być emitowany dwutlenek węgla lub metan. Opakowania kompostowalne często nie mogą być wyrzucane do odpadów bio (zależy to od gminy), ew. nadają się do domowego kompostowania, które następuje z różną szybkością. Wtedy opakowania te muszą być wyrzucane do pojemników na odpady zmieszane, po czym następnie trafią na wysypisko. Na wysypisku ulegną rozkładowi do gazu wysypiskowego zawierającego 50% metanu (więcej można przeczytać tutaj). To będzie skutkować bardzo niekorzystnym oddziaływaniem na klimat.

6. Tworzywa kompostowalne są problematyczne w recyklingu

W przypadku tworzyw kompostowalnych wg EN13432, które wymagają podwyższonej temperatury do kompostowania, teoretycznie istnieje możliwość ich recyklingu. Niestety nie wiadomo w jakich temperaturach proces biodegradacji się rozpoczyna, stąd jest bardzo wątpliwe, żeby recykling materiałowy w przypadku tych materiałów w ogóle wchodził w grę (szczególnie, że stanowią promil rynku i nie da się ich zebrać tyle, żeby nadawały się do recyklingu). Nie mówiąc już o tworzywach zgodnych z OK Compost Home. 

7. Problem z recyklingiem tworzyw konwencjonalnych

Na dzień dzisiejszy tworzywa kompostowalne nie są kompatybilne z istniejącymi tworzywami. To oznacza, że niewielka ilość tworzywa kompostowalnego niewychwycona przy sortowaniu powoduje, że całe tworzywo konwencjonalne nadaje się tylko do spalenia. Biorąc pod uwagę problemy ze znakowaniem wyrobów z tworzyw kompostowalnych – stanowi to ogromne zagrożenie dla recyklingu tworzyw konwencjonalnych, gdyż ludzie automatycznie będą wyrzucali takie opakowania do żółtych pojemników. W przypadku popełniania błędów będzie to ogromny cios dla środowiska bo w ten sposób duże ilości surowców będą stracone.

8. Sekwestracja węgla organicznego

W przypadku roślin (z których docelowo powstaje większość tworzyw kompostowalnych) mówi się o sekwestracji węgla w glebie. W tej sytuacji teoretycznie możliwe jest dodatkowe związanie węgla w glebie. Wg badań na przestrzeni 20 lat ilość węgla w glebie przy odpowiedni hodowaniu kukurydzy wzrosła o ok. 2g/kg ziemi (do głębokości 2 metrów). W przeliczeniu na jeden hektar będą to ok. 3 tony rocznie, czyli całkiem niezły wynik. Tym samym produkując tworzywa kompostowalne (pochodzenia roślinnego) dodatkowo związywalibyśmy część węgla w glebie.[2]

9. Przyzwyczajenie do wyrzucania nie jest dobrą drogą

Problemem jest też dalsze przyzwyczajanie konsumentów do jednorazowości, na które tworzywa kompostowalne pozwalają. Jest to nic innego jak zagłuszanie naszego sumienia, podczas gdy istnieją rozwiązania wielorazowe.

10. Tworzywa kompostowalne nie pozostają w środowisku, gdy do niego trafią.

Jest to niezaprzeczalna zaleta tego typu materiałów. Niezależnie od tego, czy materiał będzie leżeć na świeżym powietrzu czy trafi do wody, w ciągu 3 lat powinien ulec rozkładowi (pisałem o tym tutaj). Należy jednak pamiętać, że mimo wszystko produkcja jakichkolwiek opakowań jednorazowych stanowi obciążenie dla środowiska – stąd nie należy przedkładać tego typu argument nad zastosowania wielorazowe.

Podsumowanie

Jest to temat bardzo złożony. Z mojej perspektywy zastosowanie tworzyw kompostowalnych miałoby uzasadnienie w opakowalnictwie gdy:

• tworzywa te byłyby odpowiednio oznaczone nie powodując problemów z recyklingiem istniejących tworzyw (warunek konieczny)
• dałoby się łatwo wykorzystać istniejące instalacje do syntezy tworzyw ropopochodnych do produkcji tworzyw kompostowalnych, bez inwestycji powodujących dodatkową emisję (warunek opcjonalny)
• da się wytworzyć te tworzywa z odpadów z produkcji płodów rolnych
• do zastosowań opakowaniowych – stosowanie tworzyw z certyfikatem OK Compost Home, który nadawałyby się do kompostowania w warunkach domowych (warunek konieczny do momentu dostosowania istniejących instalacji do recyklingu zwykłych tworzyw kompostowalnych).

W przeciwnym razie wdrożenie tych tworzyw może spowodować bardzo dużo problemów w aktualnie funkcjonującym obszarze materiałów polimerowych. Problemy te nie wynikają z kwestii ekonomicznych – są to problemy czysto ekologiczne, powiązane z realnym obiegiem surowców kompostowalnych. Niestety, biorąc pod uwagę powyższe, nie widzę na dzień dzisiejszy opcji, ażeby tworzywa kompostowalne stanowiły alternatywę dla tworzyw konwencjonalnych w opakowalnictwie.

Z drugiej strony – widziałbym zastosowanie tworzyw kompostowalnych wszędzie tam, gdzie istnieje bardzo duże ryzyko zanieczyszczenia środowiska plastikiem/mikroplastikiem (nie, sztywne opakowania paradoksalnie nie stanowią takiego zagrożenia, chyba, że leżą na słońcu przez lata). To oznacza, że jest tutaj bardzo duże pole do działania w rolnictwie, przy imprezach masowych czy w miejscach, gdzie trudno o utrzymanie porządku (przede wszystkim na terenach rekreacyjnych/przyrodniczych).

Literatura

• [1]Antoni Sánchez, Adriana Artola, Xavier Font, Teresa Gea, Raquel Barrena,David Gabriel, Miguel Ángel Sánchez-Monedero, Asunción Roig,María Luz Cayuela and Claudio Mondin, Greenhouse Gas from Organic Waste Composting: Emissions and Measurement
• [2] Tautges, NE, Chiartas, JL, Gaudin, ACM, O’Geen, AT, Herrera, I, Scow, KM. Deep soil inventories reveal that impacts of cover crops and compost on soil carbon sequestration differ in surface and subsurface soils. Glob Change Biol. 2019; 25: 3753– 3766. https://doi.org/10.1111/gcb.14762
• Grafika pochodzi z serwisu Flickr, jest autorstwa aaron.bihari i została użyta zgodnie z Attribution-ShareAlike 2.0 Generic (CC BY-SA 2.0)