Biobased? Recyclebaar? Biologisch afbreekbaar? Een handleiding voor duurzame vormen van plastic
Nu duurzaamheid hoog op de agenda staat en de technologie zich snel ontwikkelt, verandert ook de wereld van plastics. In dit artikel vertelt wetenschapsjournaliste Sandrine Ceurstemont alles wat je moet weten over moderne plastic materialen en de soms verwarrende terminologie.
Plastic afval is een wereldwijd probleem geworden. Elk jaar wordt er wereldwijd bijna vierhonderd miljoen ton plastic afval geproduceerd. Hierbij is 79% van al het plastic afval dat ooit geproduceerd is uiteindelijk terechtgekomen op vuilnisbelten of in het milieu.
Maar hoe zit het met nieuwe, duurzamere vormen van plastic? Kunnen duurzame vormen van plastic ons helpen dit probleem op te lossen? Wat wordt er bedoeld met termen als ‘biobased’, ‘biologisch afbreekbaar’ en ‘recyclebaar’ plastic? Hoe kunnen deze vormen van plastic bijdragen aan het behalen van de ambitieuze duurzaamheidsdoelstellingen en de vraag naar aardolie voor de productie van plastic terugdringen?
In dit artikel wordt dieper ingegaan op enkele van de meest gebruikte termen met betrekking tot duurzame vormen van plastic.
Bioplastic – plastic dat biobased of biologisch afbreekbaar is, of beide
Bioplastic verwijst naar plastic dat biobased of biologisch afbreekbaar is, of aan beide criteria voldoet.
In tegenstelling tot traditionele vormen van plastic die gemaakt worden van fossiele grondstoffen, wordt biobased plastic geheel of gedeeltelijk gemaakt van hernieuwbare grondstoffen, afkomstig uit biomassa. Voor de productie van deze hernieuwbare grondstoffen wordt veelal gebruik gemaakt van maïs- en suikerrietstengels en cellulose. In toenemende mate worden ook diverse oliën en vetten gebruikt uit hernieuwbare bronnen. De termen ‘bioplastic’ en ‘biobased plastic’ worden door leken vaak door elkaar gehaald, terwijl ze niet dezelfde betekenis hebben.
Biologisch afbreekbaar plastic is een vorm van plastic met een innovatieve moleculaire structuur dat onder bepaalde omstandigheden aan het eind van de levenscyclus door bacteriën kan worden afgebroken. Niet alle vormen van biobased plastic zijn biologisch afbreekbaar, terwijl sommige vormen van plastic uit fossiele brandstoffen juist wel biologisch afbreekbaar zijn.
Biobased – plastic dat bestanddelen bevat afkomstig uit biomassa
Biobased plastic wordt geheel of gedeeltelijk gemaakt van materiaal dat is geproduceerd uit biomassa, in plaats van uit fossiele grondstoffen. Enkele van deze materialen zijn biologisch afbreekbaar, maar niet allemaal.
In 2018 werd er wereldwijd 2,61 miljoen ton biobased plastic geproduceerd volgens het Institute for Bioplastics and Biocomposites (IfBB). Maar dat is nog altijd minder dan 1% van de wereldwijde plasticmarkt. Nu de vraag naar plastic blijft groeien, groeit ook de vraag naar duurzamere oplossingen voor plastic. Conventionele vormen van plastic, gemaakt van fossiele grondstoffen, kunnen vervangen worden door zogeheten ‘drop-in plastics’, een biobased equivalent. Hiermee wordt de CO2-voetafdruk verkleint, terwijl de andere kenmerken - zoals de levensduur en mogelijkheid om het te recyclen - behouden blijven.
PHA (polyhydroxyalkanoate) is een veelvoorkomend type biologisch afbreekbaar biobased plastic dat momenteel gebruikt wordt om bijvoorbeeld verpakkingen en flessen te maken. Het wordt vervaardigd door middel van industriële fermentatie, waarbij bepaalde bacteriën worden gevoed met suiker of vet uit grondstoffen zoals bieten, suikerriet, maïs of plantaardige olie. Ongewenste restproducten, zoals gebruikt frituurvet of melasse dat achterblijft na de suikerproductie, kunnen als alternatieve grondstoffen worden gebruikt. Hierdoor komen er meer voedselgewassen vrij voor andere doeleinden.
Nu de vraag naar plastic blijft groeien, zijn er meer vormen van biobased plastic op de markt gekomen. Deze biobased plastics zouden in toenemende mate als alternatief gebruikt moeten worden.
Sommige vormen van biobased plastic, zoals de ‘drop-ins’, zijn qua chemische structuur en kenmerken identiek aan conventionele vormen van plastic. Deze plastics zijn niet biologisch afbreekbaar en worden vaak gebruikt in toepassingen waarbij een lange levensduur gewenst is.
Een voorbeeld van een drop-in plastic is biobased PET. Biobased PET wordt deels gemaakt van ethyleenglycol, een organische verbinding die veel in planten voorkomt. Het wordt in verschillende producten gebruikt, zoals flessen, auto-interieur en elektronica. Nu de consumentenvraag naar duurzamere vormen van plastic groeit, zal de markt voor deze plastics tot 2024 naar verwachting jaarlijks met 10,8% groeien.
Een ander voorbeeld van een drop-in plastic is biobased polypropyleen (PP). Biobased PP wordt gebruikt in producten zoals stoelen, containers en tapijten. Eind 2018 werd voor het eerst op commerciële schaal biobased PP geproduceerd, afkomstig van afvalproducten en restoliën, zoals gebruikt frituurvet.
Biologisch afbreekbaar – plastic dat onder bepaalde omstandigheden wordt afgebroken
Als plastic biologisch afbreekbaar is, betekent dit dat het onder bepaalde omstandigheden en wanneer het in contact komt met bepaalde bacteriën of microben kan worden afgebroken. Het wordt dan omgezet in water, biomassa en kooldioxide, of in methaan, afhankelijk van de aerobe of anaerobe omstandigheden. Biologische afbreekbaarheid wijst niet op een biobased materiaal; het hangt samen met de moleculaire structuur van plastic. Hoewel de meeste vormen van biologisch afbreekbaar plastic biobased zijn, worden sommige biologisch afbreekbare plastics gemaakt van grondstoffen op basis van fossiele olie.
De term ‘biologisch afbreekbaar’ is onduidelijk, omdat het geen duidelijkheid geeft over de tijdspanne of omstandigheden waarin het plastic wordt afgebroken. De meeste vormen van plastic, zelfs plastics die niet biologisch afbreekbaar zijn, worden sowieso afgebroken als je maar lang genoeg wacht – denk aan honderden jaren. De plastics breken in kleinere stukjes af die niet met het blote oog waar te nemen zijn, maar wel in het milieu aanwezig blijven, in de vorm van microplastic. De meeste vormen van biologisch afbreekbaar plastic daarentegen worden biologisch afgebroken tot CO2, water en biomassa - zolang ze voldoende tijd krijgen en onder de juiste omstandigheden. Om de milieuaspecten beter te kunnen beoordelen, wordt er geadviseerd om gedetailleerde informatie te verstrekken over hoe lang het duurt voor plastic om biologisch af te breken, in hoeverre het afbreekt en onder wat voor omstandigheden. Composteerbaar plastic, een soort biologisch afbreekbaar plastic, is gemakkelijker te beoordelen, omdat het aan bepaalde normen moet voldoen om het label te kunnen krijgen.
Composteerbaar – een biologisch afbreekbaar type plastic
Composteerbaar plastic is een subcategorie van biologisch afbreekbaar plastic. Onder composteerbare omstandigheden wordt het door microben afgebroken tot CO2, water en biomassa.
Om als composteerbaar plastic te worden gecertificeerd, moet het aan bepaalde normen voldoen. In Europa geldt dat het plastic, in gecontroleerde omstandigheden, binnen 12 weken voor 90% moet zijn afgebroken in deeltjes die kleiner zijn dan 2 mm. Om te voorkomen dat het de bodem beschadigt, mag het niet veel zware metalen bevatten.
Om er zeker van te zijn dat het plastic afbreekt, moet composteerbaar plastic naar een fabriek worden gebracht waar warmte en vochtigheid worden toegepast. PBAT is bijvoorbeeld een polymeer op basis van fossiele grondstoffen dat wordt gebruikt om organische vuilniszakken, wegwerpbekertjes en verpakkingsfolie te maken. In compostfabrieken kan PBAT biologisch worden afgebroken.
Plastic dat afbreekt in het milieu, zoals via huishoudelijke composthopen, is moeilijk te maken. PHA’s voldoen bijvoorbeeld aan de voorwaarden, maar ze worden niet veel gebruikt, omdat de productie ervan duur is en het moeilijk is om het proces op te schalen. Chemici proberen hier echter wel wat aan te doen, bijvoorbeeld door een nieuwe chemische katalysator te gebruiken. Dit is een substantie die de chemische reactie helpt te versnellen.
Recyclebaar – gebruikt plastic met behulp van mechanische of chemische middelen omzetten in nieuwe producten
Plastic is recyclebaar wanneer het hergebruikt kan worden in een fabriek en omgezet kan worden in andere nuttige producten. Verschillende vormen van conventionele plastic kunnen mechanisch gerecycled worden. Dit is de meest voorkomende vorm van recyclen. Maar uit de eerste wereldwijde analyse van al het plastic afval dat ooit is geproduceerd, blijkt dat maar 9% van al het plastic dat in de afgelopen zes decennia vervaardigd is, gerecycled is.
Bij mechanisch recyclen wordt het plastic afval versnipperd en gesmolten en tot korrels verwerkt. Deze korrels worden vervolgens als grondstof gebruikt voor nieuwe producten. De kwaliteit van het plastic gaat tijdens het proces echter achteruit. Daarom kan een stuk plastic maar een beperkt aantal keer mechanisch gerecycled worden, voordat het niet meer geschikt is als grondstof. Nieuw plastic, ook wel ‘virgin plastic’, wordt daarom vaak gemengd met gerecycled plastic voordat er een nieuw product van wordt gemaakt. Zo kan het gewenste kwaliteitsniveau worden bereikt. Maar zelfs dan is mechanisch gerecycled plastic niet voor alle doeleinden geschikt.
Bij de productie van nieuw plastic kunnen chemisch gerecyclede plastics de grondstoffen op basis van aardolie vervangen
Bij chemisch recyclen worden plastics omgezet in bouwstenen die vervolgens worden verwerkt tot grondstoffen voor nieuwe plastics en chemicaliën. Het is een nieuw soort proces dat nu in opkomst is. Hierbij komen normaal gesproken katalysatoren en/of extreem hoge temperaturen aan te pas om het plastic af te breken. Het kan worden toegepast op meer soorten plastic afval dan het geval is bij mechanisch recyclen. Zo kan plastic folie dat uit meerdere lagen en verontreinigingen bestaat meestal niet mechanisch gerecycled worden, maar wel chemisch.
De grondstoffen die via het chemisch recyclen uit het plastic afval worden gehaald, kunnen gebruikt worden om grondstoffen op basis van aardolie te vervangen. Om er vervolgens nieuwe en hoogwaardige vormen van plastic van te maken.
Een van de belangrijkste voordelen van chemisch recyclen is dat het ten goede komt aan de kwaliteit van het plastic; het plastic wordt niet aangetast zoals bij de meeste vormen van mechanisch recyclen. Het plastic dat hiermee wordt vervaardigd kan vervolgens worden gebruikt voor een breed scala aan producten, waaronder bijvoorbeeld vershoudbakjes en allerlei artikelen die in de medische wereld gebruikt worden, waar strenge productveiligheidseisen gelden.
Sandrine Ceurstemont is een wetenschaps- en techjournalist wiens werk gepubliceerd is in The Guardian, National Geographic, BBC Earth en Scientific American.
