Iniciativa PlasticsToBio – El futuro de los plásticos es circular y biobasado

Tipo de entrada: PERFIL DE PROYECTO.

PlasticsToBio es un concepto desarrollado por AFRY que podría suponer la mayor transformación en la historia de los productos petroquímicos y la reestructuración de las empresas y la redistribución del valor. Básicamente, se trata de entender que podemos desligar la producción de plásticos de fuentes fósiles y convertirlos en biobasados a través del reciclaje. También significa que los bioplásticos pueden ser más baratos que los plásticos fósiles en el corto plazo, si el proceso se realiza correctamente y en una escala y ambición lo suficientemente grandes.

Esta entrada se basa en el catálogo "PlasticsToBio – an affordable, economically viable concept and initiative to decouple plastics from fossils" publicado por AFRY para dar a conocer su iniciativa PlasticsToBio.

La información se reproduce con permiso de los autores.

Me gustaría expresar mi agradecimiento a Tomi Nyman (Director de AFRY, tomi.nyman@poyry.com) por su amable colaboración.

1. El problema con los plásticos

La producción anual de plásticos pronto alcanzará los 400 millones de toneladas. A menos que tomemos medidas, generaremos más de mil millones de toneladas en 2050. Incluso si tomamos todas las medidas posibles conocidas, el crecimiento será tan inmenso que alcanzaremos un nivel de 700-800 millones de toneladas de plásticos de producción anual en 2050. Esto se debe no solo al crecimiento de la población, que crecerá un 50% en los próximos 30 años, sino también al crecimiento de la clase media. El número de ciudadanos de clase media, que viven en áreas urbanas, crecerá en 2.000 millones en el mismo período. Por tanto, el problema mundial de los plásticos demanda una solución. Si la humanidad no comienza a asumir la responsabilidad de los residuos, nos ahogaremos en plásticos y todo tipo de desechos en poco tiempo.

2. La solución

El problema de los plásticos puede resolverse. Las tecnologías adecuadas están disponibles, es sólo cuestión de voluntad. Además, podemos llevar a cabo la transición hacia los materiales biobasados de una manera asequible y económicamente viable. Tres cosas son necesarias:

(1) recoger todos los plásticos después de su uso, ya se utilicen por 1 segundo o por más de 100 años;

(2) reciclar todos los plásticos, mecánica y químicamente, para crear nuevos productos a partir de materiales reciclados en lugar de utilizar petróleo crudo virgen;

(3) comenzar a alimentar la producción con contenido biobasado para poder eliminar las materias primas de origen fósil.

Figura 1. La rueda del plástico – la nueva era de los plásticos. Un concepto asequible y económicamente viable para desligar la producción de plásticos de materias primas fósiles y reducir 1 gigatonelada de emisiones de carbono.

2.1 Recogida de plásticos

Hoy en día, hasta el 97% de las botellas de bebidas se devuelven y se recogen después de su uso para ser recicladas en los países nórdicos y Alemania. Esto se debe, en gran medida, a un esquema de depósito eficiente y a una infraestructura y logística de equipos organizados.

¿Cómo podemos conseguir que ocurra lo mismo para todos los plásticos y recogerlos después de usarlos con la misma intensidad? Pensemos en botellas de kétchup, envases de carne, parachoques y salpicaderos de automóviles de 20 años, filmes de plástico y tuberías de edificios demolidos. Todos contienen valiosas materias primas plásticas que deben recogerse y reciclarse. Olvidémonos del plástico como material y pensemos en el dinero. Si un residuo de plástico está tirado en la calle, más del 90% de las personas pasarán de largo. Sin embargo, si fuese un billete, el 100% lo recogerá. La idea errónea de que ese elemento de plástico no es valioso está muy arraigada en nuestras sociedades. Necesitamos educar a todos para reconocer el valor de recoger y reciclar cada elemento de plástico.

En todo el mundo hay casi 8.000 millones de toneladas de plásticos en el medio ambiente (en uso, en vertederos y arrojados en la naturaleza). Sin mucho esfuerzo podemos recoger 50 millones de toneladas de ese plástico cada año. Hoy en día, las personas descartan la mayoría de los plásticos que usan, pero debemos enfocarnos en conseguir un número bajo de un solo dígito en términos de fuga al medio ambiente. Desafortunadamente, no podemos evitar los errores y accidentes que causarán esas fugas, pero incluso esos plásticos podrían recuperarse más tarde.

El esquema de depósito en la práctica

Varios esquemas ya están en uso en varios países, ya sea a nivel de cadena nacional o minorista. Se establece un consorcio y una cadena de valor entre los minoristas y los recicladores para que cuando un consumidor compra un producto de una tienda, se cargue un valor de depósito (por ejemplo, 10 centavos) por el embalaje. Al devolver el embalaje usado en las tiendas asignadas, el código de barras es leído por una máquina de recolección, que luego devuelve dinero o un recibo que indica el valor depositado. Esta cantidad de dinero se puede descontar de la próxima compra en la misma tienda. El embalaje de plástico devuelto se recoge, transporta y clasifica para reciclarlo y reutilizarlo. De esta manera, el esquema demuestra a los consumidores que los envases de plástico tienen un valor y no deben desecharse, sino que deben devolverse a la tienda para su reciclaje.

2.2 Reciclaje de plásticos

Hoy conocemos algunos productos plásticos reciclados, en su mayoría grises. La calidad de los materiales reciclados mejorará a medida que se desarrollen las tecnologías. El reciclaje mecánico requiere una clasificación intensa según el tipo de plástico seguido de lavado y regranulación. La clasificación se realiza típicamente por infrarrojo cercano, infrarrojo de rango medio o técnicas de flotación magnética. En la práctica, todos los plásticos pueden reciclarse mecánicamente, pero los plásticos como PE, PP y PET son los más adecuados. En el reciclaje de calidades industriales limpias, el plástico reciclado final está muy cerca del original debido a una contaminación mínima. En las resinas post-consumo, los plásticos recolectados contienen restos de alimentos, tierra y productos químicos, por lo que la calidad no es uniforme, dejando el producto final gris y, a menudo, con olor.

Las limitaciones del reciclaje mecánico han llevado al desarrollo de técnicas de reciclaje químico: hidrólisis y pirólisis seguidas de hidrotratamiento catalítico, gasificación seguida de Fischer-Trospch, extracción selectiva con disolventes... El reciclaje mecánico conduce a la degradación gradual de los polímeros a medida que las cadenas se acortan. Sin embargo, el reciclaje químico, mediante la vuelta a los monómeros, es capaz de recuperar todas las propiedades del plástico virgen. Se estima que a gran escala el 50% de los plásticos pueden reciclarse mecánicamente y el 50% necesitaría reciclado químico.

2.3 Bioplásticos

Hay una cantidad ingente de materias primas biobasadas disponibles en el mundo, pero, actualmente, sólo se utilizan entre 500 y 600 millones de toneladas por año. Aproximadamente, un tercio de este volumen son aceites vegetales y grasas animales, siendo los de palma, soja y colza los más extendidos. La gran mayoría se usa para alimentos, aunque una cantidad cada vez mayor termina en un segundo uso, por ejemplo, combustibles para calefacción, biodiesel y diésel renovable. Además, se cultivan grandes cantidades de azúcar y celulosa. El azúcar se usa para alimentos, combustibles, plásticos y químicos, y la celulosa principalmente para papel y cartón.

Al debatir si las materias primas biobasadas se deben utilizar para alimentos o combustible, debemos volver a adoptar un enfoque holístico. Los sectores del tráfico y la energía están experimentando una importante reestructuración y, aunque la creciente población necesitará más alimentos en el futuro, el 10% de la producción de aceites y azúcares naturales podría estar disponible para aplicaciones de plástico. Hoy, por ejemplo, el 70% del aceite de colza se usa para combustibles de tráfico en Europa. ¿Tiene sentido quemar este combustible virgen a base de aceite natural una vez, o deberíamos convertirlo primero en plásticos, que luego se reciclan mecánicamente 5-7 veces y químicamente 3-5 veces antes de que las moléculas se conviertan en energía y solo entonces lo dejen escapar del sistema circular? Es obvio que mantener el material recirculando tantas veces como sea posible tiene sentido y la incineración es el último recurso en los casos en que los plásticos ya no pueden reciclarse.

3. De los plásticos de origen fósil a los biobasados

Hoy en día, la producción de plásticos 100% biobasados es de aproximadamente 1 millón de toneladas por año y la producción total de bioplásticos (biobasados en cualquier porcentaje) es sólo de aproximadamente 2-3 millones de toneladas por año. Imagínense si pudiéramos ampliarla al nivel de los 40 millones de toneladas. Esto significaría que cada año el 10% de todos los plásticos producidos serían biobasados.

Después, si somos absolutamente meticulosos al recoger y reciclar los plásticos del mercado tras su uso, este 10% comenzará a fluir. Al año siguiente, agregamos nuevamente otros 40 millones de toneladas y el 10% comienza a acumularse gradualmente. Si la producción general de plásticos se mantiene estable, en 10 años los plásticos fósiles representarían solo el 13% de todos los plásticos producidos. Con un crecimiento del mercado del 5% en la producción de plásticos, llevaría 12 años alcanzar un nivel similar.

Así que hemos demostrado cómo podemos desligar los plásticos de las materias primas fósiles prácticamente en 10 años. ¿Por qué no se lleva a cabo ya? Muchos se refieren al coste como la razón, pero ese puede no ser el argumento correcto.

4. La inversión y los ahorros

Figura 2. La reestructuración de la producción de plásticos según los principios de la bioeconomía circular permitiría un ahorro anual de 100.000 millones de dólares

Podríamos invertir anualmente:

- 20.000 millones de dólares en recogida y gestión de residuos. Necesitamos educar a las personas, construir nuevas infraestructuras para la recolección, clasificación y logística.

- 25.000 millones de dólares en recursos para reciclaje mecánico y químico y recursos de producción de materias primas biobasadas. Abordar el desafío de los plásticos requiere plantas de reciclaje. Estas pueden establecerse mediante la conversión de instalaciones de refino de petróleo existentes para el uso de procesos de reciclaje mecánico y químico y en plantas de reciclaje nuevas.

- 60.000 millones de dólares en materias primas biobasadas, hidrocarburos a partir de aceites, azúcares, celulosa y residuos. Esta es la magnitud de la inversión que se necesita para mantenerse al día con el ritmo en que la demanda de plásticos está creciendo actualmente si queremos desligar la producción de plásticos del petróleo crudo fósil.

- 15.000 millones de dólares en gastos operativos adicionales debido a la mayor complejidad y al requerimiento de más personas para operar los complejos y ejecutar operaciones de ventas y logística. Las instalaciones nuevas y reconvertidas pueden ser más complejas a nivel operativo que las antiguas, al menos, al principio. 

- 55.000-80.000 millones de dólares en el mercado textil. Después del uso, los polímeros textiles sintéticos también regresan al sistema para su reciclaje.

- 50.000 millones de dólares en energía adicional, en nueva producción de energía renovable e incineración de plásticos y metano difíciles de reciclar a partir del reciclaje químico.

- Y, la negligencia y los accidentes que dan lugar fugas ambientales de plásticos pueden causar una pérdida de 20.000 millones de dólares.

Sumando todos los costos e inversiones anteriores, obtenemos un importe de 190.000 millones de dólares (considerando una tasa de recuperación del 100% de textiles sintéticos). Si asumimos como valor del precio del petróleo crudo 70 dólares/barril, con un precio de nafta fósil de 600-700 dólares/tonelada y de etano de arenas bituminosas a 35 centavos/galón, estamos pagando 300.000 millones de dólares por año. En última instancia, la sociedad puede ahorrar más de 100.000 millones de dólares cada año creando una economía circular y administrando de manera correcta las materias primas, y los bioplásticos reciclados podrían volverse más baratos que los plásticos fósiles que usamos hoy en día.

5. La oferta de AFRY en PlasticToBio

AFRY tiene una visión clara de cómo se puede implementar esta iniciativa y con qué inversión y cronograma, proponiendo soluciones regionales a diferentes ubicaciones dependiendo del tipo de residuos disponibles y la infraestructura actual. Las empresas de todo el mundo están interesadas en comenzar esta tarea de resolver el problema global de los plásticos y evitar que nos ahoguemos en ellos. AFRY está contactando con empresas de los sectores del refino de petróleo y la producción de plásticos, de las materias primas de biobasados y los bioplásticos, empresas de gestión de residuos, proveedores de tecnología, recicladores mecánicos y químicos para plásticos, minoristas y propietarios de marcas. Nuestras ambiciones deben ser altas si queremos lograr estos objetivos tan exigentes.

Figura 3. Oferta de AFRY en PlasticToBio