Исследователи из Консорциума BOTTLE, включая Национальную лабораторию возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США (NREL) и Портсмутский университет, определили использование ферментов в качестве более устойчивого подхода к переработке полиэтилентерефталата (ПЭТ), обычного пластика в производстве, одноразовых бутылок для напитков, одежды и упаковок для пищевых продуктов. Анализ показывает, что переработанная ферментом пластмасса имеет потенциал улучшения по сравнению с традиционными методами производства ПЭТ на основе ископаемых в широком спектре энергетических, углеродных и социально-экономических последствий.
Эта концепция, в случае ее дальнейшего развития и масштабной реализации, может открыть новые возможности для вторичной переработки ПЭТ и создать механизм для переработки текстиля и других материалов, также изготовленных из пластмассы, которые сегодня традиционно не перерабатываются. ПЭТ входит в число наиболее широко производимых синтетических полимеров в мире: ежегодно производится 82 миллиона метрических тонн; примерно 54% ПЭТ используется в производстве тканей для одежды и волокон для ковров.
— Из всех пластиков, которые производились с 1950-х годов, менее 10% пластика когда-либо перерабатывалось, — сказала Авантика Сингх, инженер-химик из NREL, — Большинство пластиковых отходов попадает на свалки.
BOTTLE стремится решить проблему загрязнения пластиком с помощью двух инновационных подходов, а именно: первый — разработать энергоэффективные, рентабельные и масштабируемые технологии вторичной переработки и вторичного использования, а второй — разработать современные пластмассы, предназначенные для вторичной переработки.
В новом исследовании рассматривается вопрос о возможности вторичной переработки пластика. В то время как изображения выброшенных бутылок, плавающих в океанах и других водных путях, визуально напоминают о проблемах, связанных с пластиковыми отходами, остается менее заметная проблема: что делать с ПЭТ, используемым для производства тканей для одежды и волокон для ковров.
Исследователи смоделировали концептуальную установку по переработке, которая будет принимать малую долю от 3 миллионов метрических тонн ПЭТ, ежегодно потребляемого в США. В процессе ферментативной переработки пластмасса разбивается на два блока: терефталевую кислоту (ТФК) и этиленгликоль. По сравнению с традиционными способами добычи на основе ископаемых, исследовательская группа определила, что процесс ферментативной переработки может снизить общее потребление энергии на 69–83% и выбросы парниковых газов на 17–43% на килограмм TPA. Кроме того, сравнение первичного TPA и переработанного TPA в масштабах экономики показывает, что экологические и социально-экономические последствия этих двух процессов неравномерно распределяются по их цепочке поставок. Предлагаемый процесс рециркуляции может снизить воздействие на окружающую среду до 95%, обеспечивая при этом до 45% больше социально-экономических выгод, включая рабочие места на предприятиях по переработке материалов, говорится в статье на сайте NREL.
Исследование также предсказывает, что переработка ферментативного ПЭТ может достичь паритета затрат с производством чистого ПЭТ, тем самым подчеркивая потенциал этой ферментной технологии для декарбонизации производства ПЭТ, в дополнение к возможности вторичной переработки отработанного сырья с высоким содержанием ПЭТ.
