Eine überraschende Möglichkeit, den ökologischen Fußabdruck von Kunststoffen zu verbessern

Moderne Gesellschaften verbrauchen eine enorme Menge an Plastik und das meiste davon ist es auch aus Rohstoffen hergestellt stammen aus der Raffination von Erdgas oder Erdöl. Auf der ganzen Welt 390.7 Millionen Tonnen neuer Kunststoff werden jedes Jahr hergestellt und für jedes hergestellte Kilogramm entstehen Treibhausgasemissionen von zwei Kilogramm CO₂ Äquivalente. Die jährliche Kunststoffherstellung hat also einen CO65.5-Fußabdruck, der XNUMX % so groß ist wie der durch die jährlicher Benzinverbrauch in den USA. Es gibt biobasierte Kunststoffe, die diesen COXNUMX-Fußabdruck verringern könnten, aber sie sind relativ teuer und haben derzeit nur Nischenanwendungen. Theoretisch können viele Kunststoffe recycelt werden, aber die Realität ist, dass nur ein kleiner Prozentsatz dieses Potenzials erreicht wird. Somit landet ein großer Teil des Kunststoffs auf einer Mülldeponie oder in einem noch schlimmeren „Lebensende“-Szenario. Es gibt keine Wunderlösung für diese Abfall- und COXNUMX-Fußabdruck-Probleme, und es müssen mehrere Strategien angewendet werden.

Aber die Wahrheit ist, dass Kunststoffe nicht verschwinden werden, weil sie spielen so viele wichtige Rollen. Was wir also brauchen, ist eine Möglichkeit, diesen Bedarf zu decken, aber mit weniger Auswirkungen im Zusammenhang mit der Produktion von neuem Kunststoff. Eine sehr ermutigende Lösung wurde auf der vorgestellt Klimakonferenz COP27 in Ägypten. Es bietet eine Möglichkeit, den COXNUMX-Fußabdruck vieler Kunststoffartikel erheblich zu reduzieren und den Einsatz von neuem Kunststoff um mehr als die Hälfte zu reduzieren, ohne deren Funktionalität oder Wirtschaftlichkeit zu beeinträchtigen. Es wäre fair zu sagen, dass diese Strategie „rockt“ – weil es buchstäblich um eine sedimentäre Art von Gestein geht. Es wird von einem privat geführten Start-up namens Okeanos® und als „Made from Stone™“ gebrandmarkt.

Es funktioniert so, dass 50 bis 70 Prozent des Harzes auf petrochemischer Basis in einem Kunststoffartikel durch eine proprietäre Formulierung von Calciumcarbonat ersetzt werden – ein reichlich vorhandenes und erneuerbares natürliches Mineral, das auf der ganzen Welt bezogen werden kann und der Wirkstoff darin ist Kalkstein. Calciumcarbonat macht auch 97 % der Eierschalen und Muscheln aus. Wenn ein Produkt zu einem erheblichen Teil aus diesem Material hergestellt wird, reduziert es den effektiven CO50-Fußabdruck des Artikels um mehr als XNUMX %! Das Konzept, biegsame, leichte Kunststoffartikel aus Stein herzustellen, ist sicherlich kontraintuitiv, und die Tatsache, dass es sich um eine „Plug-and-Play“-Lösung ohne zusätzliche Kosten handeln kann, kann fast zu schön erscheinen, um wahr zu sein. Aus diesem Grund hat Okeanos® jahrelange Entwicklungsarbeit mit potenziellen Kunden geleistet, bevor es mit der vollständigen Geschichte an die Öffentlichkeit ging.

Etwas Calciumcarbonat wurde in der Vergangenheit in Kunststoffen verwendet, jedoch nur im Bereich von 10–15 %. Im Jahr 2012 patentierte Mary Lehrter, Materialwissenschaftlerin bei Proctor & Gamble, eine Form von fein gemahlenem Calciumcarbonat mit einer bestimmten Größe und Form, die mit proprietären Zusatzstoffen behandelt wird, um die Verarbeitung zu unterstützen. Wenn das Calciumcarbonat und die Zusatzstoffe mit einer geringeren Menge Harz „vermengt“ werden, kann dieses Material den zur Herstellung eines Produkts verwendeten Kunststoff um 50 % bis 70 % reduzieren. Dieser Prozess kann auf bestehenden Fertigungsanlagen durchgeführt werden, um ein Produkt mit gleicher oder besserer Funktionalität herzustellen. Die einzige Einschränkung besteht darin, dass es nicht möglich ist, mit so viel Calciumcarbonat ein vollständig transparentes Produkt herzustellen. Okeanos arbeitet aktiv daran, den verbleibenden Kunststoffanteil im Produkt mit anderen Bindemitteln und Zusatzstoffen zu reduzieren. Im Moment können Made from Stone™-Produkte für drei End-of-Life-Szenarien formuliert werden, sie können so hergestellt werden, dass sie den meisten Recyclingstandards entsprechen, sie können durch die Verwendung eines Zusatzstoffs biologisch abbaubar gemacht werden oder eine weniger toxische Wirkung haben Produkt, wenn es auf einer Deponie entsorgt wird.

Okeanos wurde von Florencio Cuétara mitbegründet, dessen Familie ein traditionelles spanisches Verpackungsunternehmen für Snacks in Europa besitzt. Cuétara war motiviert, sich mit Kunststoffproblemen zu befassen, insbesondere nachdem er bei seinem Hobby, dem Tauchen im Mittelmeer, auf eine Tasche seines Unternehmens gestoßen war. Der andere Gründer, Dr. Russ Petrie, stammt aus Südafrika und teilt Cuétaras Leidenschaft für das Meer. Als Orthopäde der Los Angeles Chargers hatte er an kalziumkarbonathaltigen Bänderersatzarbeiten gearbeitet und Cuétaras Frau behandelt. Sie hörten von Lehrters Patent, lizenzierten es 2018 und holten sie als VP of Process Innovation an Bord.

Das Geschäftsmodell, das sie verfolgen, ist die Zusammenarbeit mit OMYA, einem führenden Hersteller von Industriematerialien, um Zugang zu seinem weltweiten Netzwerk von Calciumcarbonat zu erhalten. Anschließend identifizierten sie auf regionaler Basis Verarbeitungspartner, um es in Form von Pellets zu liefern, die Kunststoffhersteller einfach gegen ihren vorhandenen Neukunststoff austauschen können. Dies minimiert den mit dem Versand verbundenen Fußabdruck und bindet lokale Arbeiter ein. Sie forschen gemeinsam mit potenziellen Kunden, um das maximale Verhältnis von Calciumcarbonat und andere Formulierungsdetails zu ermitteln, die für ihre vorhandenen Extrusions- oder Formanlagen geeignet sind. Viele der Unternehmen, die die Option „Made From Stone™“ ausprobiert haben, haben festgestellt, dass sie 5–10 % Energie einsparen, weil die neue Mischung bei einer niedrigeren Temperatur schmilzt.

Dieses Calciumcarbonat als Kunststoffersatz eignet sich für eine Vielzahl von Kunststoffartikeln, von flexiblen Folien über Kleiderbügel und Lebensmittelverpackungen bis hin zu industriellen Anwendungen wie Agrarfolien und starren Artikeln. Da die Technologie zu einer nachweisbaren Reduzierung des CO2-Fußabdrucks führt, hat Okeanos einen QR-Code und unterstützende Berechnungen in einem LCA-Tool eingerichtet, um sowohl kleinen als auch großen Akteuren zu helfen, diese Klimaschutzgeschichte in ihre Marketingprogramme zu integrieren. Beispielsweise war die erste kommerzielle Anwendung z Coagronorte, eine Genossenschaft von 545 Reisbauern in Kolumbien, die ihren Verpackungs-Fußabdruck für ihre Reismarke Arroz Zulia verbessern wollten, um den Bauern Zugang zu nachhaltigen Technologien zu ermöglichen, die sie alleine nicht hätten erreichen können.

Sie arbeiten auch mit Herstellern von Wraps zusammen, die für Sandwiches und Burger verwendet werden, die Sie bald in großen Fast-Food-Läden weltweit sehen werden. Der Entwicklungsprozess ist auch bei vielen der größten Kunststoffhersteller im Gange. Eine Herausforderung, der sich das Unternehmen „Made from Stone“ gegenübersieht, ist die Priorisierung der langen Liste neuartiger Anwendungen, die untersucht werden könnten. Eines, für das sie sich entschieden haben, sind landwirtschaftliche Planen, die als Unkrautbarrieren, Wasserschutz und zum Sauberhalten von Feldfrüchten wie Erdbeeren verwendet werden. Sie arbeiten mit dem Agrarforschungsinstitut IMIDA in Spanien zusammen, um einen langsamen Abbauprozess zu erarbeiten, der auch eine „Kalkung“ des Bodens zur Verbesserung seines pH-Werts erreichen wird.

Okeanos hofft, bis Ende 2023 monatlich 25 Tonnen petrochemische Harze ersetzen zu können. Ihr Ziel ist es, bis 2025 2.5 Millionen Tonnen/Jahr zu ersetzen, mit dem ultimativen Ziel, 1 Gigatonne CO2 aus dem Kunststoffherstellungsprozess zu entfernen.