Ett överraskande sätt att förbättra plastens miljöavtryck

Moderna samhällen använder en enorm mängd plast och det mesta är det gjorda av råvaror härrör från förädling av antingen naturgas eller petroleum. Runt världen 390.7 miljoner ton ny plast tillverkas varje år och för varje kilo som tillverkas sker det utsläpp av växthusgaser på två kilo i CO₂ motsvarigheter. Så årlig plasttillverkning har ett koldioxidavtryck som är 65.5 % så stort som det som genereras av årlig bensinförbrukning i USA. Det finns biobaserad plast som skulle kunna minska det koldioxidavtrycket, men de är relativt dyra och har för närvarande bara nischade tillämpningar. I teorin kan många plaster återvinnas, men verkligheten är att endast en liten andel av den potentialen uppnås. Därmed hamnar en stor del av plasten på en deponi eller något ännu värre ”end of life”-scenario. Det finns ingen "silver bullet"-fix för dessa avfalls- och koldioxidavtrycksproblem och flera strategier kommer att behöva tillämpas.

Men sanningen är att plaster inte kommer att försvinna för att de spelar så många viktiga roller. Så vad vi behöver är ett sätt att fylla dessa behov, men med mindre påverkan av ny plastproduktion. En mycket uppmuntrande lösning introducerades på Klimatkonferensen COP27 i Egypten. Det erbjuder ett sätt att avsevärt minska koldioxidavtrycket för många plastföremål och minska användningen av ny plast med mer än hälften utan att kompromissa med deras funktionalitet eller ekonomi. Det skulle vara rättvist att säga att denna strategi "stenar" - eftersom den bokstavligen involverar en sedimentär typ av sten. Det kommersialiseras av en privatägd start-up som heter Okeanos® och märkt som "Made from Stone™."

Sättet det fungerar är att 50 till 70 procent av det petrokemiska baserade hartset i en plastföremål ersätts med en egenutvecklad formulering av kalciumkarbonat – ett rikligt och förnybart naturligt mineral som kan hämtas över hela världen och är den aktiva ingrediensen i kalksten. Kalciumkarbonat är också det som utgör 97% av äggskal och även snäckskal. När en produkt tillverkas av en betydande del av detta material, minskar det produktens effektiva koldioxidavtryck med mer än 50 %! Konceptet med att göra böjliga, lätta plastföremål av sten är verkligen kontraintuitivt, och det faktum att det kan vara en "plug-and-play"-lösning utan extra kostnad, kan tyckas nästan för bra för att vara sant. Det är därför Okeanos® utförde åratal av utvecklingsarbete med potentiella kunder innan han offentliggjordes med hela historien.

En del kalciumkarbonat har historiskt använts i plast men bara i intervallet 10-15%. 2012 patenterade den pensionerade materialforskaren från Proctor & Gamble, Mary Lehrter en form av finmalet kalciumkarbonat med en speciell storlek och form som behandlas med patenterade tillsatser för att underlätta bearbetningen. När kalciumkarbonatet och tillsatserna "blandas" tillsammans med en mindre mängd harts, kan detta material minska den jungfruliga plast som används för att tillverka en produkt med 50%-70%. Denna process kan göras på befintlig tillverkningsutrustning för att producera en produkt med samma eller bättre funktionalitet. Den enda begränsningen är att det inte går att göra en helt transparent produkt med så mycket kalciumkarbonat. Okeanos arbetar aktivt med att minska resterande del av plasten i produkten med andra bindemedel och tillsatser. För tillfället kan Made from Stone™-produkter formuleras för tre slutscenarier, de kan tillverkas för att uppfylla de flesta återvinningsstandarder, de kan göras biologiskt nedbrytbara med användning av en tillsats, eller kan representera en mindre giftig lägre påverkan produkten om den slängs på en deponi.

Okeanos grundades av Florencio Cuétara vars familj äger ett spanskt företag för förpackningar av snacks i Europa. Cuétara var motiverad att ta itu med plastproblem, särskilt efter att ha stött på en väska tillverkad av hans företag när han ägnade sig åt sin hobby att dyka i Medelhavet. Den andra grundaren, Dr Russ Petrie som kommer från Sydafrika, delar Cuétaras passion för havet. Som ortopedisk kirurg för Los Angeles Chargers hade han arbetat med ligamentersättningar som innehöll kalciumkarbonat och hade behandlat Cuétaras fru. De fick höra om Lehrters patent, licensierade det 2018, vilket tog henne ombord som VP of Process Innovation.

Affärsmodellen de eftersträvar är att arbeta med OMYA, ledande tillverkare av industrimaterial för att få tillgång till deras världsomspännande nätverk av kalciumkarbonat. De identifierade sedan bearbetningspartners region för region för att leverera den i form av pellets som plasttillverkande företag helt enkelt kan byta mot sin befintliga jungfruplast. Detta minimerar fotavtrycket i samband med sjöfarten och det engagerar lokala arbetare. De gör samarbetsforskning med potentiella kunder för att räkna ut det maximala förhållandet mellan kalciumkarbonat och andra formuleringsdetaljer som fungerar för deras befintliga extruderings- eller formningsutrustning. Många av företagen som har testat Made From Stone™-alternativet har upptäckt att de sparar 5-10 % på energi eftersom den nya blandningen smälter vid en lägre temperatur.

Detta kalciumkarbonat för plastersättning fungerar för en mängd olika plastartiklar, från flexibla filmer till klädhängare till matförpackningar till industriella tillämpningar som jordbruksfilmer och styva föremål. Eftersom tekniken ger en bevisbar minskning av CO2-fotavtrycket har Okeanos satt upp en QR-kod och stödjande beräkningar i ett LCA-verktyg för att hjälpa både små och stora aktörer att integrera denna klimathandlingshistoria i sina marknadsföringsprogram. Till exempel gällde den första kommersiella ansökan Coagronorte, ett kooperativ av 545 risbönder i Colombia som ville förbättra sitt förpackningsfotavtryck för deras Arroz Zulia-rismärke, vilket gör det möjligt för bönderna att få tillgång till hållbar teknik som de inte kunde ha uppnått på egen hand.

De arbetar också med tillverkare av wraps som används till smörgåsar och hamburgare, som du snart kommer att se på stora snabbmatsbutiker världen över. Utvecklingsprocessen pågår även med många av de största plasttillverkarna. En utmaning som Made from Stone-satsningen står inför är att prioritera den långa listan av nya applikationer som kan utforskas. En som de har valt att driva är med lantbrukspresenningar som används som ogräsbarriärer, vattenvård och för att hålla grödor som jordgubbar rena. De arbetar med jordbruksforskningsinstitutet IMIDA i Spanien för att utarbeta en långsam nedbrytningsprocess som också kommer att åstadkomma "kalkning" av jorden för att förbättra dess pH.

I slutet av 2023 hoppas Okeanos kunna ersätta 25 tusen ton petrokemiska hartser per månad. Till 2025 är deras mål att ersätta 2.5 miljoner ton/år, med det slutliga målet att ta bort 1 gigaton CO2 från plasttillverkningsprocessen.