Пластик шкідливий для навколишнього середовища: всі це знають і всі намагаються його уникнути або принаймні сортувати. Однак він все ще важливий у багатьох секторах. Дійсно, він залишається дуже важливим у проєктуванні кабелів через його виняткові властивості: механічні, діелектричні, технологічність, довговічність...

На продовження дискусії про "Десять нових технологій для електрифікації майбутнього" Жан-Франсуа Ларше, керівник групи передових матеріалів в Інноваційному центрі Nexans у Ліоні, розповідає про біопластики та перероблені матеріали у виробництві кабелів.

Нині проблема полягає в погано керованих і неконтрольованих потоках пластикових відходів, які загрожують екосистемам у всьому світі:

  • У 2019 році було вироблено понад 460 мільйонів тонн пластику.
  • До 50% пластикових відходів було відправлено на звалище.
  • Попри поточні ініціативи та зусилля, кількість пластику в океанах оцінюється приблизно в 75-199 мільйонів тонн. Згідно з даними Фонду Еллен Макартур, до 2050 року (якщо не вжити жодних заходів) пластику буде стільки ж, скільки риби в морі (1 кг на 1 кг).

Щоб протистояти зростальному об’єму виробленого, використаного та викинутого пластику, промисловість має розвиватися до повністю циклічної моделі, згідно з якою пластикові вироби з вичерпаним терміном експлуатації не викидаються, а перетворюються. Щоб забезпечити цей перехід, необхідні інновації, регулювання та міжнародна співпраця.

Крім питань управління ресурсами та навколишнього забруднення, пластикові матеріали впливають на парникові гази. Кілограм поліетилену, виробленого в Європі, має вуглецевий слід приблизно 1,8 кг CO2-еквівалента.

Пластиковий матеріал: універсальний і неминучий

Промислове виробництво пластмас почалося серйозно в 1940-х роках і швидко зросло в 1950-х роках. З 1950 року в усьому світі було вироблено понад 8 мільярдів тонн пластику, що робить його широко використовуваним промисловим матеріалом (Geyer et al., 2017).

Пластмаси пропонують різноманітні переваги, такі як високе співвідношення міцності до ваги, а також можливість змінювати свої фізичні властивості, щоб бути твердими чи м’якими за потреби. Універсальність і довговічність у поєднанні з низькою вартістю виробництва пластику є основною причиною, чому пластик зараз використовується майже в усіх галузях.

Необхідний перехід до колообігу пластика

Сьогодні майже весь пластик отримують з матеріалів, виготовлених з викопних джерел енергії (переважно нафти та газу). Це спричиняє кілька проблем:

  • Якщо залежність від пластику збережеться, до 2050 року він становитиме 20% річного світового споживання нафти.
  • Викиди парникових газів для пластику досягнуть 1,34 гігатонни на рік до 2030 року, якщо вони залишаться в нинішньому вигляді.
  • Здатність світової спільноти утримати підвищення температури нижче +1,5°C або навіть +2°C до 2100 року буде під загрозою.

За даними Організації економічного співробітництва та розвитку (OECD), «забруднення пластиком невпинно зростає, оскільки управління відходами та перероблення не вдається». Дійсно, підраховано, що лише 9% пластикових відходів переробляється, а 22% утилізується неправильно. Завдяки довговічності та міцності матеріалу пластикові відходи залишаються в навколишньому середовищі та розкладаються природним шляхом протягом десятиліть або навіть століть. Це передбачає втрату біорізноманіття та зміну екосистем (MacLeod et al., 2021).

На щастя, "переродження" пластикових матеріалів можливе:

Перероблювання. Хоча перероблення наразі є найпростішим і найпоширенішим рішенням для перетворення пластикових відходів на нові продукти, можна докласти зусиль щодо сортування та розділення. Серед усіх шляхів перероблення розрізняють: просте повторне використання (наприклад, пряме повторне використання відходів у виробничих процесах), механічне повторне використання (як от, подрібнення/порошкування після сортування/розділення) та хімічне (розчинення, деполімеризація або конверсія). Ці технології дозволяють підійти до перероблювання широкого сімейства пластмас різного рівня складності та якості.

© Cefic – Інфографіка, яка показує, як технології перероблювання хімічних речовин можуть допомогти перейти від лінійної пластикової економіки до циклічної.

Біопластик. Пластик, отриманий із біоджерел та/або здатний до біологічного розкладання, може покращити колообіг і мінімізувати викиди вуглекислого газу, спричинені використанням традиційної викопної сировини. Ці біоматеріали можуть бути або класичними пластиками, виготовленими з біологічної сировини (наприклад, поліетилен з цукрової тростини), або біоматеріалами, які безпосередньо зустрічаються в природі (крохмаль, пластифікатори на біологічній основі…).

Еко-дизайн. Принцип еко-дизайну передбачає врахування всього життєвого циклу продукту, від матеріалів, що використовуються, до його відновлення та перероблювання. І найголовніше врахування цього на ранніх стадіях, тобто під час розробки матеріалу. Це означає, наприклад, використання перероблених або біоматеріалів, збільшення терміну служби продукту, вибір матеріалів для полегшення перероблення, зменшення ваги використовуваного пластику тощо.

Nexans та кругові пластики

Головним завданням екологічної промислової діяльності компаній на разі є різке обмеження впливу на навколишнє середовище. Є три основні проблеми, які взаємопов’язані:

  • Вплив на парникові гази та клімат.
  • Вплив на ресурси, зокрема мідь і алюміній, а також пластикові матеріали.
  • Вплив на біорізноманіття, що вимагає заміни певних добавок (наприклад, речовин REACH) і контролю всього життєвого циклу з метою обмеження та усунення забруднення.

Екологічні проблеми знаходяться в центрі розробки кабельних рішень Nexans. Компанія зобов’язалася зменшити екологічний слід кабелів завдяки вибору матеріалів. Більш ніж будь-коли, Nexans прагне винаходити інноваційні матеріали, які поєднують екологічний дизайн, продуктивність, довговічність і придатність до перероблення.

Розширення використання перероблених матеріалів

Впровадження перероблених матеріалів у нові продукти є проблемою для всіх галузей. Тож віднедавна Nexans запустили загальнокомпанійну ініціативу щодо використання до 30-60% переробленого пластику в різних сімействах кабелів по всьому ланцюгу електрифікації.

Відновлення відходів

Так компанія працює над удосконаленням перероблення відпрацьованих кабелів і пропонує збирати відходи клієнтів через служби перероблення Nexans. Крім того, має на меті переробити 100% своїх виробничих відходів до 2030 року з динамікою циклічної економіки. Сортування та валоризація пластикових відходів зараз є центром кількох науково-дослідних проєктів, щоб нейтралізувати всі блокувальні моменти (наприклад, застарілі добавки, розділення пластикової суміші, перероблення зшитих полімерів…).

Екологічний дизайн кабелів

Поточні зусилля щодо валоризації наявних кабелів із вичерпаним терміном служби висвітлюють суттєві проблеми, пов’язані з їхньою складною конструкцією або різними компонентами. Нові продукти тепер створюються відповідно до вимог екологічного дизайну, включаючи:

  • Обмеження та заміна використання небезпечних речовин.
  • Розробка пластикових матеріалів, які легше переробляються.
  • Спрощення конструкцій кабелю.
  • Збільшення терміну служби кабелю.

Згадані інновації є ключовими для переходу від лінійної до кругової моделі для пластикових матеріалів. Це звісно потребує розробки конкретних технологій, але також має передбачати й компоненти ланцюга постачання та бізнес-моделі, які будуть можливими лише через екосистеми.