I skrivande stund, januari 2021, har vi sedan snart ett år i samband med pandemin fått se exempel på hur viktig materialgruppen plaster är för vårt samhälle i form av produkter för behandling och skydd inom vård och omsorg. Samtidigt är fokus i debatten kring plastanvändning mest inriktad på de problem som plaster orsakar i form av nedskräpning av vår miljö och förbrukning av fossil råvara.
Ungefär 6% av världens årliga oljekonsumtion används för tillverkning av plast. Ett flertal begränsande åtgärder sätts nu in av myndigheterna världen runt, till exempel förbud mot engångsbestick och sugrör i plast samt punktskatter på plastpåsar.
Plastindustrin har länge jobbat med att hitta lösningar för att minska förbrukningen av fossil råvara och ett intressant spår är ”bioplaster”. Men trots många och långa ansträngningar är endast cirka 1% av världens plastproduktion på 370 miljoner ton hänförbar till denna materialgrupp. Hinder på vägen har varit och är alltjämt av både teknisk som kostnadsmässig natur.
Denna artikel syftar till att ge en kort överblick över dagens situation för biobaserade plaster.
Definitioner
Det till synes enkla begreppet ”bioplast” används ofta i ett alltför brett hänseende och bör ersättas av mer väldefinierade begrepp.
Intresseorganisationen European Bioplastics definierar bioplast som ett plastmaterial som antingen är biobaserat, bionedbrytbart eller både och. Ska man minska risken för förvirring är följande begrepp lämpliga att använda:
Biobaserad plast
Biobaserad plast är plast som är baserad på biomassa. Här hittar vi bland annat välkända polymerer som polyeten (PE), polyetyltereftalat (PET), polyamid (PA) i deras biobaserade varianter som kemiskt och egenskapsmässigt är identiska med de som har fossilt ursprung. Dessa brukar kallas ”drop-in solutions” i och med att de direkt kan ersätta standardkvaliteterna. Kanske mer intressanta är de polymerer som utvecklats direkt ur biobaserad råvara och som är biologiskt nedbrytbara. Dessa är ofta polyesterbaserade och i denna grupp hittar vi den förmodligen mest namnkunniga polylaktid/polymjölksyra (PLA).
En begränsning i benämningen biobaserad plast är att det i dagsläget inte ställs några krav på hur stor andel som en materialkvalitet ska innehålla för att få kallas biobaserad. Positivt är ändå att allt fler tillverkare anger den procentuella andelen biobaserad råvara och där finns olika möjligheter att erhålla en certifiering av sin råvara, exempelvis via ICSS.
Bionedbrytbar plast
Bionedbrytbar plast är plast som är lämplig att brytas ned av biologiska processer. Spännvidden i olika polymerers nedbrytbarhet är stor och oftast hänvisar man här till industriella komposteringsprocesser när man klassar sitt material som biologiskt nedbrytbart. En industriell process är långt ifrån de förutsättningar som gäller i en hemkompost eller i naturen, vilket lätt ger slutkonsumenten ett felaktigt intryck att problemet med plastskräp i vår miljö snart är löst. Utöver de 100% biobaserade plasterna eller plastblandningar som är nedbrytbara finns i denna grupp också plaster med fossilt ursprung, till exempel polybutyladipattereftalat (PBAT).
Standarderna EN 13432 och EN 14995 ställer krav på hur ett bionedbrytbart plastmaterial ska brytas ner i en industriell komposteringsprocess. Grundläggande krav i dessa standarder är att finfördelning till 90% ska ske inom 3 månader och att materialet är biologiskt nedbrutet till koldioxid och vatten till minst 90% inom 6 månader. En industriell komposteringsprocess innefattar oftast omrörning, luftning och befuktning av komposten där temperaturen under vissa perioder ligger på 50–60°C.
Marknadsutveckling
I dagsläget utgör biobaserade plaster knappa 1 procent av de 370 miljoner ton plast som produceras årligen i världen. 2020 var produktionskapaciteten för bioplaster 2,1 miljoner ton där de icke bionedbrytbara plasterna stod för 42%. Dominerande bland dem idag är PE, PET och PA, men biobaserad PP (polypropen) som introducerades på marknaden 2019 är den plast som förutses växa mest. Bland de bionedbrytbara dominerar fortfarande de ”gamla” stärkelsebaserade plasterna, men här har också PLA, PBS (polybutylsuccinat) och PHA (polyhydroxyalkanoat) en stark position där den sistnämnda förväntas ha den mest positiva utvecklingen.
Användningsområden
I och med att utvecklingen av nya typer och kvaliteter av biobaserade plaster med bättre egenskaper går framåt vinner de mark inom allt fler användningsområden. Idag är det dock fortfarande användning inom förpackningar som är det totalt dominerande området. Där används 47% av den totala volymen biobaserad plast, det vill säga en något större andel än de 40% av den totala plastvolymen som används inom förpackning.
På grund av jämförelsevis höga tillverkningskostnader har biobaserade plaster haft svårt att slå sig in på den ofta prispressade marknaden med plastmaterial, vilket återspeglas i en stor mängd kommersiellt misslyckade satsningar med nedlagda projekt eller bolag som följd.
Olika typer av råvaror
Kombinationen av minskat koldioxidavtryck och möjligheten att tillvarata kasserade produkter genom kompostering är de mest uppenbara fördelarna som drivit på utvecklingen av biobaserade plaster. I andra vågskålen ligger det i viss mån kontroversiella användandet av ätliga grödor och odlingsbar mark till annat än livsmedelsproduktion. Därför går utvecklingen alltmer mot att finna råvaror och processer som inte påverkar jordens livsmedelsförsörjning. Idag pratar man om tre generationer råvaror för biobaserade polymerer.
Första generationens råvaror
Första generationens råvaror omfattar användandet av olika typer av grödor, som sockerrör, sockerbetor och majs. Här konkurrerar plasten således med livsmedel. Tittar man på hur stor andel av världens jordbruksmark som används för framställandet av biobaserade plaster så är det idag en försvinnande liten andel motsvarande 0,05% av odlingsbar mark. Som jämförelse kan nämnas att omkring 4% av odlingsbar mark används för biobränslen. Även om andelen kan tyckas liten kan det dock innebära stor påverkan på den biologiska mångfalden då till exempel regnskogar tas i anspråk för odling av bland annat sockerrör eller oljepalmer.
Andra generationens råvaror
Andra generationens råvara är råvaror som överhuvudtaget inte konkurrerar med livsmedelsproduktion, utan härstammar från avfall och biprodukter. Exempel här är använd matolja, teknisk majsolja (biprodukt från etanolproduktion), slakteriavfall och tallolja.
Tredje generationens råvaror
Tredje generationen är i sin linda men här utvecklas råvaror för plasttillverkning från exempelvis sjögräs, alger och CO2.
Kemisk återvinning ger andra möjligheter
I detta sammanhang kan också nämnas att det, vid sidan av olika rent mekaniska återvinningstekniker, pågår flertalet projekt där man utvecklar processer med kemisk nedbrytning av plaster där man efter diverse processteg erhåller ny råvara för tillverkningsprocessen av ny plast. Läs gärna vår artikel om Nya möjligheter med kemiskt återvunnen plast.
Bidrar biobaserade plaster till ett mer hållbart samhälle?
Funderar man på biobaserade plaster ur ett hållbarhetsperspektiv ger de inte entydigt positiva effekter. Startar man med råvaran är den naturligtvis förnyelsebar, men den idag huvudsakliga källan, någon typ av gröda, ger en negativ påverkan på världens livsmedelsförsörjning och biologisk mångfald men samtidigt ett jämförelsevis lågt koldioxidavtryck i framställningsprocessen.
Egenskapsmässigt har de bionedbrytbara plasterna tekniska begränsningar vilket innebär att de ofta används till engångsprodukter och förpackningar och parallellt med detta medför de sammanblandningsproblem i dagens traditionella mekaniska återvinning av plastförpackningar. Erhåller man en aldrig så liten inblandning av en bionedbrytbar plast kan detta ge stor negativ påverkan på det återvunna materialets egenskaper.
Mycket viktigt är, att vid sidan av den fortsatta utvecklingen av biobaserade och bionedbrytbara plaster, ha ett större fokus på att minska mängden plastavfall och här startades nyligen ett initiativ av en grupp stora kemiföretag och plastanvändare. Se vår artikel om Allians för mindre plastavfall.
Biobaserade plaster och AMB
De produkter som AMB idag tillverkar har ofta väldigt höga krav på plastens egenskaper och livslängd. Detta innebär att möjligheten att använda biobaserad och bionedbrytbar plast inte har infunnit sig fram till idag. Våra kunders produkter är oftast avsedda för en livslängd på 5–10 år och då är idag endast biobaserade ”drop-in” plaster tänkbara och det är främst inom det området vi övervakar plastproducenternas vidare ansträngningar.
Värt att nämna är ändå vårt pågående arbete med vår kund inne by Feral GmbH där vi har som mål att ersätta två fossilbaserade plaster, i en engångsprodukt, med biobaserade och bionedbrytbara plaster.
Tips på mer läsning
Biolyftet – företagsutbildning om hållbara material
Skriften ”Ingen kommer undan plasten” (pdf)
Rapporten “Bio-Based and Biodegradable plastics” (pdf)
Utredningen ”Det går om vi vill – förslag till en hållbar plastanvändning”
Foto: Rudy and Peter Skitterians från Pixabay.
