Een verrassende manier om de ecologische voetafdruk van kunststoffen te verbeteren

Moderne samenlevingen gebruiken een enorme hoeveelheid plastic en het meeste is dat ook gemaakt van grondstoffen afgeleid van de raffinage van aardgas of aardolie. Rond de wereld 390.7 miljoen ton nieuw plastic worden elk jaar geproduceerd en voor elke geproduceerde kilogram is er een broeikasgasemissie van twee kilogram in CO₂ equivalenten. Dus de jaarlijkse plasticproductie heeft een ecologische voetafdruk die 65.5% zo groot is als die gegenereerd door de jaarlijks benzineverbruik in de VS. Er zijn biobased plastics die die COXNUMX-voetafdruk zouden kunnen verkleinen, maar die zijn relatief duur en hebben momenteel alleen nichetoepassingen. In theorie kunnen veel kunststoffen worden gerecycled, maar de realiteit is dat slechts een klein percentage van dat potentieel wordt gerealiseerd. Zo belandt een groot deel van het plastic op een stortplaats of in een nog erger 'end of life'-scenario. Er is geen 'silver bullet'-oplossing voor deze afval- en COXNUMX-voetafdrukkwesties en er zullen meerdere strategieën moeten worden toegepast.

Maar de waarheid is dat plastic niet zal verdwijnen omdat het speelt zoveel belangrijke rollen. Wat we dus nodig hebben, is een manier om in deze behoeften te voorzien, maar met minder impact die verband houdt met de productie van nieuw plastic. Een zeer bemoedigende oplossing werd geïntroduceerd op de COP27 klimaatconferentie in Egypte. Het biedt een manier om de ecologische voetafdruk van veel plastic artikelen aanzienlijk te verminderen en het gebruik van nieuw plastic met meer dan de helft te verminderen zonder afbreuk te doen aan hun functionaliteit of economie. Het zou redelijk zijn om te zeggen dat deze strategie "rotsen" - omdat het letterlijk een sedimentair soort steen betreft. Het wordt gecommercialiseerd door een particuliere start-up genaamd Okeanos® en gebrandmerkt als "Made from Stone™."

De manier waarop het werkt, is dat 50 tot 70 procent van de hars op petrochemische basis in een plastic artikel wordt vervangen door een gepatenteerde formulering van calciumcarbonaat – een overvloedig en hernieuwbaar natuurlijk mineraal dat over de hele wereld kan worden gewonnen en het actieve ingrediënt is in kalksteen. Calciumcarbonaat is ook wat 97% van de eierschalen en ook zeeschelpen uitmaakt. Wanneer een product is gemaakt met een substantieel deel van dit materiaal, vermindert dit de effectieve ecologische voetafdruk van het artikel met meer dan 50%! Het concept van het maken van buigzame, lichtgewicht plastic voorwerpen uit steen is zeker contra-intuïtief, en het feit dat het een "plug-and-play"-oplossing kan zijn zonder extra kosten, lijkt bijna te mooi om waar te zijn. Daarom deed Okeanos® jarenlang ontwikkelingswerk met potentiële klanten voordat het volledige verhaal naar buiten werd gebracht.

Wat calciumcarbonaat is van oudsher in kunststoffen gebruikt, maar alleen in het bereik van 10-15%. In 2012 patenteerde de gepensioneerde materiaalwetenschapper van Proctor & Gamble, Mary Lehrter, een vorm van fijngemalen calciumcarbonaat met een bepaalde grootte en vorm die is behandeld met gepatenteerde additieven om de verwerking te vergemakkelijken. Wanneer het calciumcarbonaat en de additieven worden "samengesteld" met een kleinere hoeveelheid hars, kan dit materiaal het gebruik van nieuw plastic dat wordt gebruikt om een ​​product te vervaardigen met 50% -70% verminderen. Dit proces kan worden uitgevoerd op bestaande productieapparatuur om een ​​product te produceren met dezelfde of betere functionaliteit. De enige beperking is dat het niet mogelijk is om met zoveel calciumcarbonaat een volledig transparant product te maken. Okeanos werkt actief aan het verminderen van het resterende aandeel plastic in het product met andere bindmiddelen en additieven. Op dit moment kunnen Made from Stone™-producten worden geformuleerd voor drie scenario's aan het einde van de levensduur, ze kunnen worden gemaakt om te voldoen aan de meeste recyclingnormen, ze kunnen biologisch afbreekbaar worden gemaakt met behulp van een additief, of ze kunnen een minder giftige lagere impact hebben product als het op een stortplaats wordt gestort.

Okeanos is mede opgericht door Florencio Cuétara wiens familie eigenaar is van een traditioneel Spaans snackverpakkingsbedrijf in Europa. Cuétara was gemotiveerd om problemen met plastic aan te pakken, vooral nadat hij een tas tegenkwam die door zijn bedrijf was gemaakt terwijl hij zijn hobby van duiken in de Middellandse Zee nastreefde. De andere oprichter, Dr. Russ Petrie, afkomstig uit Zuid-Afrika, deelt Cuétara's passie voor de zee. Als orthopedisch chirurg voor de Los Angeles Chargers had hij gewerkt aan ligamentvervangingen die calciumcarbonaat bevatten en had hij Cuétara's vrouw behandeld. Ze hoorden over het patent van Lehrter, gaven het in 2018 een licentie, waardoor ze aan boord kwam als VP Process Innovation.

Het bedrijfsmodel dat ze nastreven, is om samen te werken met OMYA, de toonaangevende producent van industriële materialen om toegang te krijgen tot hun wereldwijde netwerk van calciumcarbonaat. Vervolgens identificeerden ze per regio verwerkingspartners om het te leveren in de vorm van pellets die kunststofverwerkende bedrijven eenvoudig kunnen ruilen voor hun bestaande nieuwe plastic. Dit minimaliseert de voetafdruk die gepaard gaat met verzending en het betrekt lokale werknemers. Ze doen gezamenlijk onderzoek met potentiële klanten om de maximale verhouding van calciumcarbonaat en andere formuleringsdetails uit te werken die zullen werken voor hun bestaande extrusie- of vormapparatuur. Veel van de bedrijven die de Made From Stone™-optie hebben uitgeprobeerd, hebben ontdekt dat ze 5-10% energie besparen omdat het nieuwe mengsel smelt bij een lagere temperatuur.

Dit calciumcarbonaat voor plasticvervanging werkt voor een breed scala aan plastic artikelen, variërend van flexibele films tot kleerhangers tot voedselverpakkingen tot industriële toepassingen zoals landbouwfolies en stijve items. Omdat de technologie een aantoonbare vermindering van de CO2-voetafdruk oplevert, heeft Okeanos een QR-code en ondersteunende berekeningen in een LCA-tool opgezet om zowel kleine als grote spelers te helpen dit verhaal over klimaatactie in hun marketingprogramma's te integreren. Zo was de eerste commerciële toepassing voor Coagronort, een coöperatie van 545 rijstboeren in Colombia die hun verpakkingsvoetafdruk voor hun rijstmerk Arroz Zulia wilden verbeteren, waardoor de boeren toegang kregen tot duurzame technologieën die ze alleen niet hadden kunnen bereiken.

Ze werken ook samen met fabrikanten van wraps die worden gebruikt voor sandwiches en hamburgers, die je binnenkort zult zien bij grote fastfoodrestaurants over de hele wereld. Het ontwikkelingsproces is ook aan de gang met veel van de grootste kunststofproducenten. Een uitdaging waarmee de Made from Stone-onderneming wordt geconfronteerd, is het prioriteren van de lange lijst van nieuwe toepassingen die kunnen worden onderzocht. Een daarvan die ze hebben gekozen, is met landbouwzeilen die worden gebruikt als onkruidbarrière, waterbehoud en om gewassen zoals aardbeien schoon te houden. Ze werken samen met het landbouwonderzoeksinstituut IMIDA in Spanje om een ​​langzaam afbraakproces uit te werken dat ook zorgt voor "bekalking" van de bodem om de pH te verbeteren.

Tegen eind 2023 hoopt Okeanos 25 ton petrochemische harsen per maand te vervangen. Hun doel is om tegen 2025 2.5 miljoen ton/jaar te vervangen, met als uiteindelijk doel 1 gigaton CO2 te verwijderen uit het productieproces van kunststoffen.