Redaktör:
Christoffer Orre
Blandat avfall blir plast utan klimatpåverkan
2022-08-26
Henrik Thunman, Chalmers
Idag återvinns en bråkdel av allt material som skulle kunna bli ny plast. Nu har forskare på Chalmers tekniska högskola visat att kolatomerna i blandat brännbart avfall kan ersätta all fossil råvara för ny plastproduktion. Metoden för återvinning är inspirerad av naturens egen kolcykel och kan eliminera plastmaterialens klimatpåverkan, eller till och med rensa luften från koldioxid.
– I avfallet finns tillräckligt med kolatomer för att täcka all global plastproduktion. Genom att använda dessa kan vi frikoppla nya plastprodukter från tillförseln av ny fossil råvara. Drivs processen med förnybar energi får vi dessutom plastprodukter med mer än 95 procent lägre klimatpåverkan än dagens – vilket för hela systemet i praktiken innebär negativa utsläpp, säger Henrik Thunman, professor i energiteknik på Chalmers tekniska högskola och en av författarna till studien som publicerats i Journal of Cleaner Production.
För att åstadkomma cirkulära kretslopp behöver vi bättre ta vara på de resurser som redan används i samhället. Henrik Thunman och hans forskargrupp vill sätta fokus på en viktig resurs som idag ofta går upp i rök: de kolatomer som finns i vårt avfall, men som idag förbränns eller, i många länder, hamnar på soptippar i stället för att återvinnas. Detta är möjligt med tekniker som utvinner kolatomerna som finns i plastskräp, matavfall, papper och trä för att skapa en råvara som gör det möjligt att tillverka plaster med samma variation och kvalitet som de plaster som idag produceras från fossil råvara.
Dagens plaståtervinning kan i bästa fall ersätta 15-20 procent av den fossila råvara som behövs för att täcka samhällets behov av plast. De metoder som forskarna föreslår bygger på termokemiska tekniker och innebär att avfallet hettas upp till mellan 600 och 800 grader och då omvandlas till en gas som efter tillförsel av vätgas kan återskapa plastens byggstenar. Det möjliggör att återstående 80-85 procent av det fossila råvarubehovet kan ersättas.
Forskarna bakom studien arbetar med utvecklingen av en termokemisk återvinningsmetod som riktar in sig på att producera en gas som sedan kan användas som råvara i samma fabriker där dagens plastprodukter tillverkas från fossil olja eller gas. Till reaktorerna på Chalmers kraftcentral matas olika sorters brännbart avfall, som gamla plastprodukter, matrester och pappmuggar.
− Nyckeln till mer omfattande återvinning är att se på restavfall på ett helt nytt sätt: som en råvara fullpackad med användbara kolatomer. Då kommer avfallet få ett värde, och man kan skapa ekonomiska strukturer för att samla in och använda materialet som råvara i alla delar av världen, säger Henrik Thunman.
Principen för processen är inspirerad av naturens egen kolcykel, där växter bryts ner till koldioxid när de vissnat, och koldioxid med hjälp av solen som energikälla och fotosyntesen skapar nya växter.
– Vår teknik skiljer sig dock från hur det går till i naturen eftersom vi inte behöver ta omvägen via atmosfären för att cirkulera kolet i form av koldioxid. Alla kolatomer vi behöver för vår plastproduktion finns att hämta i vårt avfall, och kan cirkuleras tillbaka med hjälp av värme och el, säger Henrik Thunman.
Energin för att driva sådana processer kan tas från förnybara källor – el från sol, vind och vatten eller genom att elda biomassa – och blir mer energieffektiva än dagens system, visar forskarnas beräkningar.
Möjligheten finns också att plocka ut överskottsvärme vid återvinningsprocesserna, vilken i ett cirkulärt system skulle kompensera för den värmeproduktion som idag kommer från förbränning av avfall, samtidigt som koldioxidutsläppen kopplade till energiåtervinning skulle försvinna.
Kan ersätta fossila råvaror:
Forskningen har bedrivits inom projektet FUTNERC*. Att processen kan fungera har forskarna bevisat i samarbete med plasttillverkaren Borealis i Stenungsund, där de har verifierat resultaten och att råvaran kan användas för att göra plast, och ersätta dagens fossila råvaror.
– Vårt mål är att skapa en cirkulär ekonomi för plast. Våra plastprodukter är en nyckel i transformationen till ett hållbart samhälle, därför är det viktigt för oss att stötta forskning som denna. Vi har redan idag projekt som skapar cirkularitet för våra plastprodukter, men det behövs fler lösningar. Därför är vi glada över de här fina resultaten, som kan bidra till att ta oss ett steg närmre målet, säger Anders Fröberg, vd på Borealis AB.
– I avfallet finns tillräckligt med kolatomer för att täcka all global plastproduktion. Genom att använda dessa kan vi frikoppla nya plastprodukter från tillförseln av ny fossil råvara. Drivs processen med förnybar energi får vi dessutom plastprodukter med mer än 95 procent lägre klimatpåverkan än dagens – vilket för hela systemet i praktiken innebär negativa utsläpp, säger Henrik Thunman, professor i energiteknik på Chalmers tekniska högskola och en av författarna till studien som publicerats i Journal of Cleaner Production.
För att åstadkomma cirkulära kretslopp behöver vi bättre ta vara på de resurser som redan används i samhället. Henrik Thunman och hans forskargrupp vill sätta fokus på en viktig resurs som idag ofta går upp i rök: de kolatomer som finns i vårt avfall, men som idag förbränns eller, i många länder, hamnar på soptippar i stället för att återvinnas. Detta är möjligt med tekniker som utvinner kolatomerna som finns i plastskräp, matavfall, papper och trä för att skapa en råvara som gör det möjligt att tillverka plaster med samma variation och kvalitet som de plaster som idag produceras från fossil råvara.
Dagens plaståtervinning kan i bästa fall ersätta 15-20 procent av den fossila råvara som behövs för att täcka samhällets behov av plast. De metoder som forskarna föreslår bygger på termokemiska tekniker och innebär att avfallet hettas upp till mellan 600 och 800 grader och då omvandlas till en gas som efter tillförsel av vätgas kan återskapa plastens byggstenar. Det möjliggör att återstående 80-85 procent av det fossila råvarubehovet kan ersättas.
Forskarna bakom studien arbetar med utvecklingen av en termokemisk återvinningsmetod som riktar in sig på att producera en gas som sedan kan användas som råvara i samma fabriker där dagens plastprodukter tillverkas från fossil olja eller gas. Till reaktorerna på Chalmers kraftcentral matas olika sorters brännbart avfall, som gamla plastprodukter, matrester och pappmuggar.
− Nyckeln till mer omfattande återvinning är att se på restavfall på ett helt nytt sätt: som en råvara fullpackad med användbara kolatomer. Då kommer avfallet få ett värde, och man kan skapa ekonomiska strukturer för att samla in och använda materialet som råvara i alla delar av världen, säger Henrik Thunman.
Principen för processen är inspirerad av naturens egen kolcykel, där växter bryts ner till koldioxid när de vissnat, och koldioxid med hjälp av solen som energikälla och fotosyntesen skapar nya växter.
– Vår teknik skiljer sig dock från hur det går till i naturen eftersom vi inte behöver ta omvägen via atmosfären för att cirkulera kolet i form av koldioxid. Alla kolatomer vi behöver för vår plastproduktion finns att hämta i vårt avfall, och kan cirkuleras tillbaka med hjälp av värme och el, säger Henrik Thunman.
Energin för att driva sådana processer kan tas från förnybara källor – el från sol, vind och vatten eller genom att elda biomassa – och blir mer energieffektiva än dagens system, visar forskarnas beräkningar.
Möjligheten finns också att plocka ut överskottsvärme vid återvinningsprocesserna, vilken i ett cirkulärt system skulle kompensera för den värmeproduktion som idag kommer från förbränning av avfall, samtidigt som koldioxidutsläppen kopplade till energiåtervinning skulle försvinna.
Kan ersätta fossila råvaror:
Forskningen har bedrivits inom projektet FUTNERC*. Att processen kan fungera har forskarna bevisat i samarbete med plasttillverkaren Borealis i Stenungsund, där de har verifierat resultaten och att råvaran kan användas för att göra plast, och ersätta dagens fossila råvaror.
– Vårt mål är att skapa en cirkulär ekonomi för plast. Våra plastprodukter är en nyckel i transformationen till ett hållbart samhälle, därför är det viktigt för oss att stötta forskning som denna. Vi har redan idag projekt som skapar cirkularitet för våra plastprodukter, men det behövs fler lösningar. Därför är vi glada över de här fina resultaten, som kan bidra till att ta oss ett steg närmre målet, säger Anders Fröberg, vd på Borealis AB.
Källa: Chalmers
Foto: Chalmers
Senaste nyheter
-
2021-01-15
Top Ten listar Sveriges mest energieffektiva produkterUppvärmning av bostäder och lokaler står för en stor del av energianvändningen i Sverige under… -
2020-05-18
Ny energimärkning för vitvaror, belysning och skärmar införs 2021EU-länderna har beslutat att energimärkningen med skalan A+++ till G ska ändras och ersättas av… -
2020-03-16
Clas Ohlson inför pant på plastpåsarSom en del i sitt hållbarhetsarbete inleder Clas Ohlson idag ett samarbete med PantaPå. Det innebär… -
2018-11-19
Slipp Black Friday hetsen fira White Monday iställetDen 23 november är det återigen dags för Black Friday - dagen som inte alls går ihop med de senaste… -
2018-03-01
90% av befolkningen vill leva mer klimatsmart enligt SifoDet är hög tid att vi alla lägger in en högre växel för klimatet. Sverige har ett av de högsta… -
2017-11-16
Julstämning med hållbara inredningsdetaljer hos NorrgavelJulen är en av våra mysigaste högtider. När mörkret och kylan sluter sig runt ditt hem finns det… -
2017-09-28
Välj Zlamp för skönhet, funktion och miljötänkBra belysning är både skönhet och funktion. Hur ser belysningen ut hemma hos dig? Fundera över… -
2017-09-12
Spara 90% av kostnaderna med ny klimatsmart LED-teknikTelge Energi och Ce-Ce El har inlett ett samarbete som innebär att Telge Energi kan erbjuda sina… -
2017-03-23
Lördag 25 mars släcker vi för en ljusare framtidPå lördag den 25 mars kl 20.30 är det återigen dags för världens största miljömanifestation –… -
2016-11-17
Smart belysning med solkatter och appstyrda lamporVi går mot mörkare tider. Tur då att världen erbjuder så många ljusa idéer inom smart belysning.…