Tworzywa sztuczne to materiał stosowany w niezliczonej ilości wyrobów w nieomal wszystkich branżach przemysłu, np. w opakowaniowej, w budownictwie, motoryzacji, przemyśle elektrycznym i elektronicznym i innych, których celem jest podwyższenie standardu życia i bezpieczeństwa konsumentów.


Ten „materiał XXI w.” pozwala realizować zasadę zrównoważonego rozwoju społecznego w wielu dziedzinach, głównie ze względu na racjonalne wykorzystanie energii i zasobów naturalnych, a także dzięki zwiększaniu dostępności nowoczesnych wyrobów codziennego użytku dla coraz większej liczby konsumentów.


Dział europejskiej gospodarki
Żaden inny materiał nie oferuje tak szerokiej gamy zastosowań i nowych wdrożeń. Stanowi on siłę napędową innowacji i umożliwia postęp, a dzięki swym nieograniczonym możliwościom czasami nawet rewolucyjne zmiany w nauce i technologii.
Światowa produkcja tworzyw sztucznych w 2010 r. wyniosła 265 mln ton (wzrost o 6% w stosunku do roku poprzedniego), z czego 57 mln ton, tj. 22%, wyprodukowano w Europie, a 23,5% w Chinach. Tym samym Państwo Środka po raz pierwszy wyprzedziło kontynent europejski, stając się największym producentem tworzyw. Branża tworzyw sztucznych odgrywa ważną rolę z punktu widzenia wzrostu gospodarczego dzięki innowacjom w wielu sektorach europejskiej gospodarki, m.in. w motoryzacji, przemyśle elektrycznym i elektronicznym, budownictwie oraz produkcji żywności i napojów. Tworzywa sztuczne najlepszy materiał pod względem oszczędności zasobów, ponieważ pozwala na zaoszczędzenie większej ilości surowców kopalnych niż zużywa się do jego produkcji. Innymi słowy, „więcej znaczy mniej”. Przykładowo zastąpienie tworzyw materiałami alternatywnymi spowodowałoby wzrost zużycia energii o 46%, wzrost emisji dwutlenku węgla również o 46%, a także oznaczałoby zwiększenie ilości odpadów w całej Unii Europejskiej o 100 mln ton rocznie. Można się spodziewać, że popularność tworzyw sztucznych będzie wzrastać, ponieważ dzięki swoim unikalnym właściwościom znajdą one coraz więcej innowacyjnych zastosowań.
Jednak każdy produkt ma swój cykl życiowy. Pojawia się wówczas konieczność zagospodarowania zużytych przedmiotów, które stają się odpadem. Problem krajów szybko rozwijających się stanowi wzrastająca ilość odpadów, a co za tym idzie konieczność ich zagospodarowania i składowania. Priorytetem współczesnej Europy jest racjonalne wykorzystanie zasobów naturalnych i zapewnienie zrównoważonej gospodarki odpadami, ale by osiągnąć sukces, oprócz czerpania korzyści z postępu technologicznego związanego ze stosowaniem tworzyw, należy także zwracać uwagę społeczeństwa na fakty. Odpady z tworzyw sztucznych nie powinny trafiać na składowisko, ponieważ można zagospodarować je na kilka sposobów, a zwłaszcza przez recykling mechaniczny, surowcowy i odzysk energii.


Mniej tworzyw na składowiskach
Na wykresie (rys. 1) przedstawiono główne etapy cyklu życia tworzyw sztucznych – od zapotrzebowania ze strony przetwórcy, aż po odzysk i unieszkodliwianie. Zapotrzebowanie europejskich przetwórców w 2010 r. wzrosło do 46,4 mln ton, czyli o 4,5% w porównaniu do 2009 r. Względny udział rodzajów zastosowań pozostał zasadniczo niezmieniony w stosunku do lat poprzednich – w dalszym ciągu największe zapotrzebowanie zgłaszała branża opakowaniowa – 39%. Udział ten jest jednak mniejszy, niż rok wcześniej (40,1%), co wynika z szybszego rozwoju w 2010 r. w porównaniu z 2009 r. i zastosowań o charakterze technicznym. Za branżą opakowaniową znalazły się kolejno: budownictwo (20,6%), motoryzacja (7,5%) oraz przemysł elektryczny i elektroniczny (5,6%). Pozostałe segmenty to sport, zdrowie i bezpieczeństwo, rozrywka i wypoczynek, rolnictwo, budowa maszyn, produkcja urządzeń AGD oraz meble.
Ze względu na liczne zastosowania tworzyw sztucznych jedynie nieco ponad połowa (24,7 mln ton) przetworzonych tworzyw staje się co roku odpadem. W Europie w 2010 r. ilość wyprodukowanych odpadów z tworzyw wzrosła o 2,5% w stosunku do roku poprzedniego, czyli nieco poniżej wzrostu zapotrzebowania na tworzywa (+4,5%). Z ogólnej ilości wytworzonych pokonsumenckich odpadów tworzyw sztucznych odzyskowi podano blisko 58% (na rys. 2). Pozostałe 42% unieszkodliwiono, z czego niewielką ilość (0,2%) spalono w instalacjach bez odzysku energii. Z masy odzyskanej w procesach recyklingu (blisko 6 mln t) 76 tys. t zagospodarowano w ramach recyklingu surowcowego przez wykorzystanie odpadów tworzyw jako czynnika redukującego przy wytopie stali (instalacja VoestAlpine w Austrii).
Dzięki coraz lepszej gospodarce zużytymi tworzywami sztucznymi oraz rosnącej świadomości społecznej, od kilkunastu lat ilość tworzyw kończących swój cykl życiowy na składowiskach odpadów systematycznie maleje (rys. 3).
Jednak wiele państw członkowskich Unii Europejskiej musi podjąć większe starania w celu zmniejszenia do 2020 r. ilości tworzyw sztucznych utylizowanych na składowiskach odpadów.
Rozwiązania stosowane w Europie różnią się w zależności od krajów i ich infrastruktury, krajowych oraz lokalnych strategii w zakresie gospodarki odpadami oraz dostępnych technologii. W czołowych dziewięciu krajach europejskich mających najlepsze wyniki w dziedzinie odzysku odpadów tworzyw sztucznych (tabela) obowiązują restrykcyjne przepisy dotyczące składowania odpadów. Gdyby ograniczenia takie rozciągnąć na pozostałe państwa Europy, stałyby się one silnym bodźcem do zwiększenia wskaźników recyklingu i odzysku, prowadzącym w dłuższej perspektywie do 100-procentowego odzysku tych cennych surowców.
O ile w większości krajów (rys. 4) wskaźniki recyklingu utrzymują się w zakresie 15-30%, o tyle wartości odzysku energii wahają się od 0 do 75%.


Podejście NIMBY
Chociaż wszystkie tworzywa sztuczne można poddawać recyklingowi – mechanicznemu bądź surowcowemu – to jednak nie dla wszystkich rodzajów odpadów tworzyw jest to rozwiązanie korzystne pod względem ekonomicznym i środowiskowym. Zapewnienie właściwej równowagi między dwiema komplementarnymi opcjami – recyklingu lub odzysku energii jest bardzo ważne w procesie odchodzenia od unieszkodliwiana odpadów tworzyw sztucznych na składowiskach odpadów. Choć nie wszystkie odpady tworzyw nadają się do recyklingu, to należy unikać sytuacji, w których materiały odpowiednie do tego celu są stosowane jako paliwo. Po wykorzystaniu wszystkich możliwości recyklingu pozostaje strumień resztkowy odpadów tworzyw sztucznych, który posiada dużą wartość jako źródło energii. Obecnie jednak społeczna akceptacja odzyskiwania energii jako rozwiązania uzupełniającego w stosunku do recyklingu jest niewielka, ponieważ zrozumienie tego zagadnienia okazuje się niewystarczające i w wielu przypadkach sądy opierają się na nieaktualnych danych. Powoduje to częstokroć silny sprzeciw wobec planów rozwoju infrastruktury (podejście NIMBY – „not in my backyard”, czyli „nie na moim podwórku”). Niestety, w publicznych debatach rzadko mówi się o korzyściach płynących z odzyskiwania energii. Nowoczesne rozwiązania w zakresie efektywnego odzyskiwania energii obejmują spalanie w technologii „skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej”, w której energia zawarta w odpadach, w tym w tworzywach sztucznych, jest przekształcana zarówno w ciepło, jak i elektryczność. Alternatywnym rozwiązaniem jest przetworzenie odpadów tworzyw sztucznych na konkretny rodzaj paliwa (stałe paliwo wtórne – SRF), które można wykorzystać w różnego typu instalacjach energetycznych, w tym w cementowniach.


Dystans do pokonania
Zapotrzebowanie na tworzywa sztuczne do produkcji wyrobów w Polsce w 2010 r. wynosiło ok. 2,4 mln ton, co przekłada się na szóstą pozycję w Europie. Jednocześnie zużycie tworzyw na jednego mieszkańca naszego kraju wynosi ok. 66 kg, co ciągle jeszcze jest znacznie poniżej poziomu zużycia w najwyżej rozwiniętych krajach europejskich (ponad 100 kg). Największe ilości tworzyw trafiły do przemysłu produkującego opakowania (31,5%) oraz do budownictwa (29%). Wśród przetwarzanych tworzyw sztucznych największy udział miały poliolefiny (HDPE, LDPE i LLDPE) – 46% i polichlorek winylu (16%).
Polska jest jednym z krajów, gdzie poprawa zagospodarowania odpadów, w tym odpadów z tworzyw sztucznych, stanowi duże wyzwanie na najbliższe lata. Z uwagi na bardzo niski poziom odzysku odpadów Polska ma ogromny dystans do nadrobienia w stosunku do europejskich krajów przodujących w zakresie wykorzystania odpadów w gospodarce.
Zagospodarowanie pokonsumenckich odpadów tworzyw sztucznych powstających w kraju – w ilości 36 kg per capita – choć niższej niż średnia europejska, wynosząca 48 kg per capita – stwarza w obecnym systemie bardzo poważny problem. Według badań niezależnej firmy konsultingowej, w 2010 r. w Polsce wytworzono łącznie 1,410 mln ton odpadów z tworzyw sztucznych, z czego ponad połowę stanowiły odpady opakowaniowe (blisko 2/3 pochodziło z gospodarstw domowych). Z tej ilości jedynie 0,28 mln ton poddano procesowi recyklingu materiałowego, ponadto część (7%) przetworzono z odzyskiem energii, głównie przez wykorzystanie do produkcji paliw alternatywnych.
Pozostała ilość, stanowiąca 73% odpadów, została skierowana na składowiska, co stanowi najtańszy sposób ich utylizacji.


Paliwa wtórne
Niewykorzystywanie wartościowych odpadów, jakimi są zużyte tworzywa sztuczne, to zjawisko zdecydowanie niepożądane, tym bardziej że w krajowych sektorach recyklingu oraz wytwarzania wtórnych paliw stałych (paliw alternatywnych) występują duże niedobory odpadów tworzyw sztucznych, pochodzących ze strumienia odpadów komunalnych i będących podstawowym surowcem w tych branżach. Odpady tworzyw sztucznych mogą być szczególnie cennym składnikiem paliw alternatywnych z uwagi na wysoką kaloryczność.
Wtórne paliwa stałe (WPS), otrzymywane z odpadów (w języku ang. Solid Refused Fuels – SRF lub Refuse Derived Fuels – RDF), to stosunkowo nowy rodzaj paliw, do produkcji których wykorzystuje się odpady stałe. Paliwa alternatywne znajdują zastosowanie w energochłonnych branżach przemysłu. Szczególnie dogodnym miejscem wykorzystania wtórnych paliw stałych są piece klinkierowe w przemyśle cementowym, gdzie WPS zastępują węgiel kamienny. Warunki spalania paliw w cementowniach są na tyle korzystne (temperatura powyżej1300°C, czas przebywania – kilka – kilkanaście sekund, a więc bardzo długi), że nie tworzą się szkodliwe dioksyny.
Szacuje się, że w 2011 r. zużycie WPS w cementowniach wyniosło ponad 1mln ton, z czego mniej niż 10% stanowiły WPS przywożone z Niemiec (przy czym wwożona ilość WPS z roku na rok systematycznie maleje). Z uwagi na dynamiczny wzrost tego zużycia i rosnący potencjał produkcyjny w Polsce, można przyjąć, że rodzima produkcja w ciągu kilku lat będzie w stanie całkowicie zaspokoić zapotrzebowanie sektora cementowego, które można oceniać na ok. 1,5 mln ton/rok. Ponieważ średnia zawartość tworzyw sztucznych w WPS to ok. 20%, można oszacować, że ilości odpadów tworzyw sztucznych zużywanych do tych celów to minimum 300 tys. ton/rok.
Istnieje jeszcze perspektywa zastosowania wtórnych paliw stałych w innych sektorach gospodarki, głównie w energetyce i ciepłownictwie. Obecnie w Polsce w sektorach tych nie widać większego zainteresowania wykorzystaniem tego typu paliw w elektrociepłowniach (poniżej 2%) z uwagi na wyższe wymagania związane z oczyszczaniem spalin i pomiarem emisji, co wiąże się m.in. z niezbędnymi inwestycjami.
Niemniej wydaje się, że w obliczu postanowień nowego Krajowego planu gospodarki odpadami KPGO 2014 (choćby w efekcie wymogu zmniejszenia ilości odpadów wywożonych na składowiska), ale także wskutek zagrożeń dla gospodarki wynikających z nieprawidłowego postępowania z odpadami (z czym wiążą się kary za niewypełnienie zobowiązań z tytułu przynależności Polski do Unii Europejskiej), w niedalekiej przyszłości również i te sektory będą musiały zwiększyć swoje zainteresowanie spalaniem wtórnych paliw stałych.
Składowanie zużytych tworzyw sztucznych przyczynia się do postrzegania ich jako materiałów o małej czy wręcz żadnej wartości, co powoduje, że odpady zaśmiecają środowisko i trafiają do rzek oraz mórz. Branża tworzyw sztucznych jest zdecydowana na zmianę tej sytuacji i optuje za odejściem od składowania tworzyw, promując ich wykorzystanie przez recykling lub jako paliwa w zakładach energetycznych. Odpowiednie rozwiązania prawne zachęcą do inwestowania w nowoczesną infrastrukturę systemów zbiórki, sortowanie i recykling odpadów czy w innowacje zwiększające efektywność lub tworzące „zielone” miejsca pracy w całej Europie.


dr Anna Kozera-Szałkowska, Fundacja PlasticsEurope Polska, Warszawa
Tytuł i śródtytuły od redakcji