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
