Ingen kommer undan plasten

Redaktör: Per Westergård
Redaktionskommitté: Rajni Hatti-Kaul, Mistra STEPS, Mattias Lindahl, Mistra REES, Thomas Nilsson, Mistra.
Projektstöd: Andreas Nilsson, Malin Lindgren
Skribenter: Henrik Lundström, Thomas Heldmark, Per Westergård Foto (där inget annat anges): Getty Images
Illustrationer: Typoform
Grafisk form & produktion: Typoform
Tryck: TMG Tabergs
Producerad på uppdrag av: Mistra, Stiftelsen för miljöstrategisk forskning, Sveavägen 25, 111 34 Stockholm, mail@mistra.org, www.mistra.org
twitter: @mistraforskning

Innehåll

3. Bioplaster

Bioplaster på väg ut från labbet

På Kemicentrum i Lund utvecklas helt nya plaster av träd, gräs, socker och av bajs. Men bioplasten för oss bara halvvägs till den hållbara plasthimlen. I grunden måste vi ändå lösa problemet med att vi så ofta använder plasten en enda gång och sedan slänger den.

Baozhong Zhang räcker fram något som ser ut som en fiskelina lindad många varv runt ett papprör. Linan är en fibertråd tänkt att kunna användas till textiler. Den är utvecklad här på labbet och är gjord på socker, eller lignin från skogsspill.

Exakt av vad vill inte Baozhong Zhang berätta, det är lite av en hemlighet.

Han är docent i polymerteknik och knuten till Mistra STEPS, ett forskningsprogram med fokus på bioplast. Hans expertis är att designa polymerer från träd, gräs och socker, alltså biobaserad plast. Det är främst från den regionala socker- och skogsindustrin som han och hans kollegor får de råvaror som de utvecklar sin biobaserade plast från.

Socker eller skogsspill spelar heller inte den avgörande rollen här, berättar han. Sedan sockret eller skogsspillet brutits ner till molekyler och formats om till byggstenar som sedan blivit polymerer, är de kemiskt lika varandra, om än inte identiska.

– De är alltid lite olika. Det finns mängder av olika sorters plast, säger Baozhong Zhang.

Fibertråden har i princip samma egenskaper som om den hade gjorts av fossil råvara. Det betyder att den är lika svår för naturen att bryta ner.

– På det sättet är det oväsentligt om plasten kommer från skogsspill, socker eller olja. Att den är biobaserad betyder inte automatiskt att den är biologisk nedbrytbar, bara att den är gjord av en förnybar råvara.

Den som säger det är Patric Jannasch, kollega till Baozhong Zhang och professor i polymerteknologi vid Centrum för analys och syntes vid Lunds tekniska högskola.

Även bioplast bidrar till nedskräpning

Patric Jannasch rättar det första vanliga missförståndet om biobaserade plaster: att de skulle vara lättare för naturen att bryta ner bara för att de tillverkas från växter.

Även den biobaserade plasten kan komma att läcka ut från konstgräsfotbollsplaner och leta sig ner i grundvattnet, hittas i drivor i havsvikar, hamna i fiskarnas magar, korka igen deras matsmältningsprocesser och kunna spåras i såväl deras blodomlopp som i våra egna.

Vad finns det då för fördelar med biobaserad plast?

– Den bidrar till avsevärt mindre koldioxidutsläpp sett under hela sin livslängd. Det är fördelen, säger Baozhong Zhang.

Det finns dock plast som är biologiskt nedbrytbar, och den kan både vara fossil och biobaserad. Men den plasten är inte alltid så bra för kretsloppet som man kanske tror. Den nedbrytbara plasten är bara nedbrytbar under vissa förutsättningar och dessutom svårare att tillverka eftersom den är känsligare och inte tål hetta lika bra. Den är gjord för att brytas ner till kompost.

Frågan blir då om det är rätt väg att tillverka något i nedbrytbar plast som sedan bara används en enda gång innan det slängs?

Nja, svarar Patric Jannasch, och rättar till ytter­ligare en missuppfattning om plast: det är viktigare att plasten återanvänds flera gånger än att den är nedbrytbar och går till sopen efter en enda användning. Ur ett systemperspektiv har det ett begränsat värde att plasten kan brytas ner biologiskt. Det är viktigare att den har lång livslängd och kan materialåtervinnas på en hög nivå.

Men det finns undantag:  

– Om plasten har stor risk att hamna i naturen, om man åker på segeltur och slänger tallrikarna och muggarna överbord, då är det förstås en fördel om den bryts ner, säger Patric Jannasch.

Vi talar här om de så kallade PLA-plasterna (polymjölksyra) som kan tillverkas av majs eller socker. Idag kan det ta upp till två år innan PLA-plasterna bryts ner och de kan inte blandas med annan plast i samband med återvinning. STEPS jobbar med att utveckla PLA-plast som ska kunna brytas ner inom två veckor.

I EU förbjuds inom kort engångssugrör, om de inte är biologiskt nedbrytbara. Patric Jannasch:

– Det är klart att det går att göra ett plastsugrör som är nedbrytbart, men vi får inte glömma att det är bara nedbrytbart under vissa biologiska förutsättningar med särskilda bakterier. Risken är att folk slänger sugrören i naturen eftersom de tror att de är nedbrytbara och det skapas berg av så kallad nedbrytbar plast. Istället måste vi lära folk att bete sig rätt med plast, att inte slänga plasten efter en användning… Jag säger folk, men jag menar förstås också regeringar, länder – ja hela världssamfundet.

Mistra STEPS

Stäng

Mistra STEPS

Mistra STEPS mål är att utveckla plaster som är baserade på bioråvara och som produceras på ett hållbart sätt i en cirkulär ekonomi.

Programmet startade 2016.

Läs mer: www.steps-mistra.se

Enkla produkter skapade med avancerad kunskap

Patric Jannasch har forskat om plast sedan 1980-talet och redan under sitt avhandlingsarbete slogs han av vilken avancerad teknologi och vilka komplicerade industriella processer det krävs för att framställa plastprodukter. Och hur kort tid vi sedan använder produkterna.

– Det var när jag besökte plastindustrier som doktorand som jag insåg vilken fantastisk kunskap som låg bakom en enkel plastflaska. Och den användes kanske bara några sekunder för att sedan slängas och eldas upp. Jag undrade redan då om det verkligen var hållbart.

Det är inom ramen för Mistra STEPS som Patric ­Jannasch och Baozhong Zhang arbetar med att utveckla biobaserade polymerer. Det är ett arbete som går stadigt framåt, men precis som vid annan forskning så tar det tid. För även om de idag kan visa på färdiga produkter med kommersiell potential kommer det att ta åratal att få fram bioplaster i sådan variation och sådan skala att den fossilbaserade plasten kan fasas ut. Idag svarar bioplasten för drygt två miljoner ton av de uppemot 400 miljoner ton plast som produceras i världen varje år. En försvinnande liten del, alltså.

– Plastindustrin har utvecklats under närmare ett sekel, medan vi fortfarande är i barnstadiet. Men det finns en potential att i framtiden ersätta den fossila oljan med biobaserade material, säger Baozhong Zhang.

På frågan vad som är svårt i det de gör brister de båda forskarna ut i ett unisont: ojojoj – allt är svårt!

– Varje steg från råvara till färdiga polymerer är komplext, säger Baozhong. Sedan kommer uppskalningen som inte är enkel. Det är i och för sig relativt lätt att skala upp från ett gram till tio gram som vi håller på med här i labbet. Det är avsevärt svårare att skala upp från tio gram till ett kilo. Och från ett kilo till ett ton, ja, där skulle vi behöva ett bioraffinaderi, och det har vi hittills inte hittat någon som vill bekosta.

En utmaning för forskarna är att identifiera vilka polymerer som är kommersiellt gångbara. Det är lätt hänt för dem att de lägger tid och resurser på polymerer som i labbmiljö verkar vara jättebra, men som sedan inte passar in i industrins produktionsflöden.

– Risken är att man hamnar i återvändsgränder. Man måste veta vilka byggstenar industrin kan och vill arbeta vidare med, och satsa på dem. I viss mån kan vi avgöra det. Men vi är trots allt kemister inte affärsmän, förklarar Patric Jannasch.

Runt omkring i södra Sverige finns de företag som forskarna i Mistra STEPS samarbetar med. Det är allt från möbelföretag, sockerproducenter, skogsindustrin, golvföretag plus den industri som tillverkar själva plastråvaran, petrokemiindustrin.

– Det viktiga är att ha med petrokemiindustrin så att vi hela tiden kan göra rätt saker, säger Baozhong. Det här programmet fokuserar inte bara på att öka kunskapen utan också att hitta produkter som kan lanseras. Alla produkter, alla polymerer tar vi fram i samarbete med industrin.

Och de kan visa resultat. På golvet några rum bort ligger ett vackert parkettgolv i ek, med en matt lackad yta av socker. Golvlacken är utvecklad här på Kemicentrum tillsammans med ett av bolagen som ingår i Mistra STEPS. Den kan därmed ersätta de fossila råvaror som brukar användas för golvlack.

I labbet alldeles intill möter vi det allra senaste, det som forskarlaget tycks vara ensamma i världen om. De är på väg att utveckla en plastflaska gjord på bajs, eller snarare indol som förekommer i mänsklig avföring vilket, i vissa stadier av processen, känns på lukten.

Dock inte här på Kemicentrum där doktoranden Ping Wang arbetar med den. I det välventilerade labbet kan inga odörer spåras. Hennes polymerer snurrar i en glasflaska i en av labbets mätapparater. Hon testar hur mycket värme de små dropparna tål. Indolplasten har i hennes labbtester visat sig vara både hållbarare och värmetåligare än den vanliga PET-flaskan, som börjar mjukna när vätskans temperatur kryper över 70 grader. Det här materialet håller även när vätskan närmar sig kokpunkten.

Sedan tidigare pågår lovande forskning kring polyetenfuranoat (PEF). Istället för olja innehåller PEF kolväteföreningen furan som går att utvinna från majs, trä och vissa sädesslag. Men nu har forskarlaget på Kemicentrum tagit ett steg till och börjat använda indolpolyester.

– Det här är preliminära resultat, säger Baozhong Zhang. Men vi har sett att indol har bättre mekaniska egenskaper som gör det mer hållbart. Det kan leda till bättre återvinning i framtiden.

Lovande alltså, och möjliga förbättringar.

– Det är bra men vi är inte nöjda än. Nu försöker vi hitta metoder för att göra mer högkvalitativa indolpolyestrar som kan användas på fler sätt, inte bara till plastflaskor, säger Ping Wang.

En ytterligare utmaning för forskarna är priset. Bioplaster är för närvarande dyrare än fossilbaserade plaster. Man får räkna med mellan det dubbla och tre gånger priset. Det beror på att oljan är överlägsen i energitäthet och enklare att göra polymerer av. Och om kostnaden är tre gånger så hög i råvarustadiet så kommer, om gängse affärslogik får råda, priset på den färdiga produkten att bli tre gånger så hög för slutkunden. Plastpåsen i butiken som vi idag betalar tre kronor för kommer då att kosta åtta eller nio kronor. Plastskålen vi köper för 20 kronor kommer att kosta 60 kronor.

Bioplaster måste vara bättre

Därför räcker det inte att forskarna inom Mistra STEPS utvecklar bioplast som är lika bra som den fossila.

– Den måste vara bättre, så att vi är beredda att betala mer för den. Flaskan i indol till exempel kommer att vara värmetåligare, alltså en förbättring, säger Baozhong Zhang.

En annan framkomlig väg vore att när det tas fram bioplaster så kunde regeringarna eller EU börja fasa ut den fossila varianten med ett förbud, menar Patric Jannasch.

En sak som också bekymrar honom är bristen på råvaror. Skogen som Sverige till två tredjedelar består av ska räcka till förpackningsmaterial, bränsle, byggmaterial och mycket mer. Dessutom ska den erbjuda naturvärden och rekreationsmöjligheter. 

 

– Vi vet att Sverige har mycket skog, men det finns många som vill använda den. I slutändan finns det kanske inte tillräckligt, säger Patric Jannasch.

läs mer om Bioplaster

visa
göm