Текстът е публикуван в бр. 2 (42) на сп. Business GlobalПолиетилен терефталат (PET) е най-широко разпространеният термопластичен полимер от полиестерното семейство и се използва масово в изкуствените влакна за дрехи, в опаковките за храни и напитки и в много други продукти. По-голямата част от световното производство на PET отива за синтетични влакна (над 60%), а производството на бутилки поема около 30%. PET е един от най-големите замърсители, тъй като голяма част от продуктите, направени с него, са или нерециклируеми, или много трудно подлежат на механично обработване.
Един френски стартъп е напът да промени това.
Carbios, усъвършенствана компания за рециклиране, базирана в Централна Франция, получи разрешение за строеж и разрешително за експлоатация на своя завод за „биорециклиране“ на полиетилен терефталат. Компанията използва ензимен процес за деполимеризация и рециклиране на съдържащия се PET в различни опаковки и текстил.
Полимери се срещат навсякъде в природата – най-честият пример е целулозата, структурен компонент на дървета и други растения. Ензимите са еволюирали заедно с тях, за да могат да разрушават техните химични връзки, позволявайки на микробите да биоразграждат органичния материал. За разлика от органичните полимери обаче, изкуствените в пластмасите са създадени едва от няколко десетилетия и естествените ензими още не са се адаптирали, за да ги разграждат.
ПроцесътМолекулярна ножица
- Ензимът, разработен от проф. Ален Марти и колегите му от университета в Тулуза в течение на 8 години, напълно разгражда PET полимера – използван масово в дрехите и бутилките – до съставните му мономери, от които производителите на химикали да направят нова пластмаса.
- Полиестерът, който е форма на PET пластмасата, съставлява повече от половината от влакната за облекло, произвеждани в света.
- Стратегията на Carbios е да лицензира своята технология и тя да се предлага чрез нейни партньори по целия свят. Компанията вече има подписани договори за сътрудничество с Nestlé Waters, PepsiCo и L’Oreal за пластмасовите опаковки и с марките за дрехи Patagonia, Puma и Salomon.
През последните две десетилетия обаче учените намериха начин да подадат ръка на еволюцията. Това е, което правят проф. Ален Марти и колегите му от университета в Тулуза във Франция. В продължение на осем години те разработиха ензим, който е толкова ефективен, че може напълно да разгради PET полимера до съставните му мономери, от които производителите на химикали да направят нова пластмаса. Проф. Марти, който сега е главен научен директор в Carbios, оприличава процеса на разбиване на перлена огърлица. „Наричаме нашия ензим молекулярна ножица“, казва той. „Ние прекъсваме връзката между перлите, освобождаваме ги и по този начин, след пречистване, можем да продадем тези перли отново.“
Екипът започва от ензим, описан от японска изследователска група през 2012 г., еволюирал, за да разгради восъчния слой върху листата на растенията. Японските изследователи установяват, че ензимът може да разгради малко количество PET, но за целта са необходими големи количества от него, а процесът отнема няколко седмици. Чрез насочена еволюция френският екип е успял да произведе по-добри ензими, които работят по-бързо и могат да издържат на по-високи температури.
„Ако искаме да внедрим нашата технология със собствени пари, ще отнеме десетилетия. Нямаме толкова много време за планетата!“,казва изп. директор на Carbios Еманюел Ладен, обяснявайки стратегията на компанията да се развива, като предоставя лиценза на партньори.Carbios има демонстрационен завод в Клермон-Феран, който прилича на микропивоварна – с голям цилиндричен реактор, заобиколен от допълнително оборудване за обработка на PET пластмаса. Най-голямата машина от всички обработва дрехи, богати на полиестер. Тази форма на PET пластмасата съставлява повече от половината от влакната за облекло, произвеждани в света. Повечето от тези дрехи в крайна сметка се изгарят или изпращат на сметищата, често в развиващия се свят. Голямата машина в Клермон-Феран им предлага живот след смъртта, като ги раздробява и след това щателно премахва копчета и пайети. Остатъците от плат, които преминават през този процес, се подават в друга машина, където се превръщат в меки пелети. През същата машина минават планини от подобни на бижута парчета от пластмасови бутилки, също за да бъдат превърнати в пелети. Тази стъпка увеличава повърхността на материала и отслабва молекулярните връзки на пластмасата.
Научният принос
PET може да бъде кристален или аморфен, обяснява проф. Ален Марти. Ензимното разграждане е много по-ефективно при аморфни форми. Затова Carbios е разработил също процес на предварителна обработка на пластмасата чрез екструзия, за да гарантира, че материалът, влизащ в ензимния реактор, е аморфен. „Крайният продукт след рециклирането са пелети от аморфен PET с висока повърхност на обмен между полимера и ензима“, казва той.
Повишаването на термичната стабилност на ензима помага за ускоряване на реакцията, но също така и за провеждане на процеса близо до температурата на встъкляване на PET, която е около 70°C. „Така се възползваме от факта, че полимерните вериги са по-мобилни“, казва още проф. Марти.
Важен фактор за приложимостта на технологията е, че не е необходимо продуктите за рециклиране да са 100% PET. Тези от текстил съдържат други тъкани като памук, а бутилките съдържат зелени багрила. Смесени пластмаси, като опаковки за храна, също могат да бъдат обработвани.
Стратегия за разрастванеКомпанията е напът да разшири експанзивно дейността си. До 2025 г. планът е да се отвори фабрика в Североизточна Франция, която ще може да рециклира 50 000 тона PET отпадъци годишно – това са 300 милиона тениски или два милиарда бутилки.
Новият завод на компанията ще бъде съвместно предприятие с производителя на химикали Indorama Ventures и ще се намира в съседство на съществуващия PET завод на Indorama в Лонглавил, близо до границата с Люксембург. Проектът ще бъде финансиран с вноски от двете компании, както и с известна подкрепа от френското правителство.
Демонстрационният завод на Carbios в Клермон-ФеранНо Carbios няма намерение да се разраства с физически съоръжения, а по-скоро иска да покаже на света как процесът може да се индустриализира. Дългосрочната стратегия на компанията е да лицензира своята технология и тя да се предлага чрез нейни партньори по целия свят. „Ако искаме да минимизираме нашия въглероден отпечатък и потреблението на вода, това означава да обработваме отпадъците на местно ниво и да произвеждаме мономерите, които да се използват от местната индустрия и така отново да се връщат в цикъла“, казва изпълнителният директор на компанията Еманюел Ладен. Тази стратегия също е въпрос и на скорост, смята той: „Ако искаме да внедрим нашата технология със собствени пари, със собствено набиране на средства, ще отнеме десетилетия. Нямаме толкова много време за планетата – трябва да вървим бързо!“.
Регулациите и търсенето от страна на потребителските марки също работят за по-бързо и обхватно рециклиране. ЕС си е поставил агресивни цели за включване на 30% рециклиран материал във всички пластмасови опаковки до 2030 г. И се очаква тези цели да се увеличат относително бързо след това. „Този вид регулиране започва да се копира в някои американски щати и в Азия“, отбелязва Ладен.
И което е по-важно, много марки поемат ангажименти, които надхвърлят тези разпоредби по отношение на включването на повече рециклирано съдържание и създаването на по-кръгови начини за управление на отпадъците. Така че самата индустрия иска да работи по-бързо и да рециклира повече продукти. Всеки напредък би бил добре дошъл, защото според ОИСР в момента в света се рециклира по-малко от 10% от пластмасата. И все още всяка година около половината от отделяните 400 милиона тона пластмасови отпадъци отиват в депата.
Бизнес моделСтратегията на Carbios е да продава своята технология на компании, които произвеждат продукти, които изискват пластмасови опаковки, както и на производители на текстилни продукти. Все още е 50% по-евтино да се произвеждат пластмаси на петролна основа, отколкото тези, които се добиват по рециклиращата технология с ензимите. Но това се променя ежедневно, тъй като глобалните разпоредби насочват производителите към използване на все повече биоразградими пластмаси и забрани за използване на такива за еднократна употреба. В текстила Carbios обаче и към момента изпъква над всички останали, тъй като няма друг метод за обработка на смесени отпадъци в сектора. А един от основните разходи в индустрията е този за управление на текстилните отпадъци, които производителите покриват. Екотаксите за текстила са 200 долара за тон, а за пластмасовите бутилки 2000 долара за тон. Технологията на Carbios позволява между 30 и 50 цикъла на рециклиране, докато традиционните методи осигуряват между 3 и 5. Освен това продуктите на френския стартъп спестяват близо 50 на сто емисии на CO2 в сравнение с традиционния начин на производство на PET, а големите компании са задължени да отчитат своите емисии.
Към момента Carbios има подписани договори за сътрудничество с Nestlé Waters, PepsiCo и L’Oreal по отношение на пластмасовите опаковки и с марките за дрехи Patagonia, Puma и Salomon. Те най-вероятно ще са и първите, които ще лицензират производството си по ензимната технология, за да намалят както разходите си, така и своята екологична устойчивост.
Можете да намерите Business Global в пунктовете на Inmedio в моловете, в големите търговски вериги, в повечето от веригите бензиностанции, както и в централните пунктове за разпространение на печатни издания. Приятно четене!