A bioműanyagokról

Tizenöt éve ígéretes kezdeményezésnek tűntek a bioműanyagok. Akkor még arról volt szó, hogy Magyarország lehet a technológia első gyártóinak egyike, az akkori módszerek azonban gazdaságtalannak bizonyultak, ráadásul a lebomlónak hirdetett termékek jó részéről is kiderült, hogy tulajdonképpen csak szétesnek. A legújabb bioműanyagok ugyanakkor komposztálással már valóban gyorsan lebonthatók.

A bioműanyagoknak két, egymásnak ellentmondó elvárásnak kell megfelelniük. Egyrészt azt szeretnénk, hogy tartósak legyenek, hiszen például egy PET-palacknak ki kell bírnia a benne lévő szénsavas folyadékot, sőt bírniuk kell azt is, ha felmelegednek a rájuk sütő naptól. Másrészt viszont azt is elvárjuk, hogy ha már nincs szükségünk a műanyagból készült anyagra, és beletettük a kukába, esetleg felelőtlenül eldobtuk az utcán, erdőben, akkor hamar meginduljon egy bomlási folyamat.

Stabil vagy instabil

– Valami vagy stabil, és akkor stabil több száz évig, vagy instabil, és akkor máris bomlik. Egyszerre a kettő nem lehet. A lebomló műanyag megtévesztő kifejezés, ezért szakmai körökben egy ideje a lebontható jelzőt használjuk – mondja Tábi Tamás, a BME Polimertechnika Tanszékének docense, egyben az MTA-BME Kompozittechnológiai Kutatócsoportjának munkatársa. – A bioműanyag akkor bomlik le, ha ehhez megfelelő körülményeket teremtünk, vagyis komposztáljuk.

Kétféle van belőlük, az egyik csak az ipari komposztban, a másik viszont a kevésbé aktív, háztartási körülmények között is lebomlik. Azért hangoztatják a hozzáértők, hogy a bioműanyagokat is vissza kellene gyűjteni, mert főként csak az előző működik. A komposztálás valójában a természetes folyamatok felgyorsítása, a bioműanyagokat ilyenkor ledarálják, a darálékhoz vizet adnak, az egészet letakarják, felmelegítik, és gondoskodnak az erjedési folyamatokhoz szükséges mikroorganizmusokról.

– Habár a legnépszerűbb bioműanyagnak, a politejsavnak például legalább 60 Celsius-fokos hőmérsékletre van szüksége a folyamat beindulásához, végül a természetbe kerülve is le tud bomlani, csak több évtized alatt – tájékoztat Tábi Tamás. – A biológiai lebomlás azt jelenti, hogy baktériumok vagy egyéb organizmusok az anyagot főként humusszá, széndioxiddá és vízzé alakítják át. Ez több száz év alatt a kőolajból előállított műanyaggal is megtörténik, csak veszélyes adalékanyagok is maradnak utána.

Nincsenek arról pontos információink, hogyan zajlik le a bioműanyag lebomlása az egyes környezeti viszonyok között, például a tengerben vagy az erdőben, milyen éghajlaton milyen baktériumflóra mellett milyen folyamatokra számíthatunk, mert nem telt még el az ehhez szükséges idő a bioműanyagok kutatásának kezdete, a kilencvenes évek közepe óta. Sokan foglalkoznak azzal is, hogyan lehetne a bioműanyagot emészthetővé tenni az állatok számára. Mivel nem ezek az anyagok jelentik a tengerben élő állatok fő táplálékforrását, bizonyos mértékben egészségtelenek lennének a számukra, de még mindig kevesebb kárt okoznának, mint a valódi műanyagok.

Egy kis kémia

Az elmúlt évtizedekben 10-15-féle bioműanyagot fejlesztettek ki, ebből négy-öt vált be annyira, hogy további kutatások célpontja legyen, de a leghasználhatóbb, illetve a legolcsóbb a politejsav (PLA – Poly Lactic Acid)) lett, amit ipari méretekben is gyártanak már több mint tíz éve. Ez hasonlít leginkább ugyanis a PET-re, a feldolgozása is történhet akár ugyanazon a gépsoron. Palackokat is gyártanak belőle – egyelőre nem szénsavas üdítőkhöz –, ezenkívül egyszer használatos tányérok, poharak, evőeszközök készülnek belőle, illetve természetes szálerősítéssel helyettesíteni képes a polipropilént is bizonyos területeken. Az utóbbit használják a csomagoló- és textiliparban, írószerek, alkatrészek, laboratóriumi berendezések, hangfalak gyártására, és például autóban is épült már PLA-ból burkolati elem.

Nevével ellentétben a politejsav nem tejből készül, hanem kukoricakeményítőből. Ez egy glükózegységekből álló polimerlánc, amit felbontanak, majd tejsavbaktériumok jelenlétében erjesztenek, átalakítják tejsavvá (ez a vegyület az emberi szájban, a belekben is megtalálható, illetve izomláz esetén szintén ezt termeli a szervezet). Aztán ezeket újra polimerré állítják össze, amiből egy erős, de természetes bio­műanyag lesz. Granulátum formájában forgalmazzák, ezzel dolgozhatnak aztán a fröccsöntő üzemek. Vegyítik más, természetes anyagokkal is, például az áttetszőségének vagy rugalmasságának alakítása, anyagának erősítése céljából.

– Mi azt kutatjuk, hogy a farészecskék alakisága hogyan befolyásolja a szilárdságát – meséli dr. Alpár Tibor, a Soproni Egyetem Faalapú Termékek Technológiák Intézetének docense. – Így, ha motorblokkot nem is, de számos alkatrészt lehet gyártani bioműanyagból. Míg valódi farostokkal a szilárdságát lehet növelni, addig faliszttel kitölteni lehet, vagyis csökkenteni a költségeket. Vizsgáltunk lenszövet erősítésű politejsav-kompozitot is, ami jobb szilárdságot mutatott, mint a kezeletlen üvegszálas erősítés. Ez olyan bioműanyag, ami termoplasztikus, vagyis utólag formázható melegítéssel. Van, ahol bazalt hozzáadásával is kísérleteznek.

Természetesen arra is bőven van példa, hogy műanyagot kevernek bioműanyaggal, egy nemrégiben megjelent német jelentés szerint a jelenlegi gyártás kicsivel több mint felét teszik ki az úgynevezett drop-in megoldások. Pedig ez zsákutcának tűnik: újrafelhasználni nem lehet őket, hiszen a feldolgozás során az újrahasznosítandó anyag minőségét rontja a keveredés. Másrészről a természetben sem bomlanak le, csak szétesnek mikroműanyagokra.

– Egy időben, 2011 környékén komposztálhatónak tartott zacskókat osztogattak ingyen vagy nagyon olcsón a nagyáruházakban, Magyarországon. Ugyanis akkoriban nem kellett termékdíjat fizetni, ha a kibocsátott szatyrok negyede lebomló volt – meséli Tábi Tamás. – Ez azonban az esetek többségében megtévesztő volt, ugyanis olyan adalékanyagokat adtak a hagyományos polietilénhez, amitől az hamar szétporladt. Nem bomlott le biológiailag, csak fizikailag szétesett.

Ez a jelenség valószínűleg nem a forgalmazók, hanem a gyártók felelőssége volt, illetve talán nem volt elég egyértelmű a szabályozás, mit is takar a lebomló, illetve lebontható jelző. Ha biztosra szeretnénk menni, akkor az EN 13432 felirat jelzi egy terméken, csomagoláson azt, hogy megfelel a szabvány szerinti komposztálással és biológiai lebomlással hasznosítható csomagolás követelményeinek.

A bioműanyagok visszásságai

Azt gondolnánk, hogy ha egy cég bio­mű­anya­got használ, akkor biztosan feltűnően reklámozza magáról ezt a tényt, de ez korántsem ilyen egyértelmű, számos bioműanyag termék forog közkézen, észrevétlenül.

– Egy alkalommal egy kollégám keresett fel lelkesen, hogy a büfében kapható műanyag pohár az alján lévő jelzés szerint PLA. Azonnal be is vizsgáltam, és a jelzés igaz volt – meséli Tábi Tamás. – Ez egyre gyakrabban előfordul, ám mivel a különbség nem látszik, ha valaki nem nézi meg a jelzést, könnyen a műanyaghulladékot gyűjtő szelektív tárolóba dobhatja a komposztálható műanyagot, márpedig ezzel jelentős károkat okoz.

Fontos lehetne tehát a komposztálható hulladék külön gyűjtése, ám ez Magyarországon még nem megoldott. Így legalább egyértelmű és feltűnő jelzésekre volna szükség, hiszen a bioműanyag még a sima háztartási szemétben is sokkal jobb helyen van, mint a szelektíven gyűjtött műanyagok között. Egyébként ezért is érezhető erős ellenállás a bioműanyaggal szemben a szelektív hulladékgyűjtéssel foglalkozó cégek körében. Nyilván, ha kialakult végre egy rendszer, amibe sok pénz fektettek bele sokan, és aminek a működtetésére felépült az infrastruktúra, akkor jogosnak tűnik a felvetés, hogy a bioműanyag tönkreteheti a rendszert.

A háztartási műanyagok teljes mértékű bioműanyaggal helyettesítése ugyanakkor költséges: a politejsav kétszer annyiba kerül, mint a PET, sőt bizonyos termékek esetében még többe. Jellemzően csomagolóanyagokról lévén szó, pedig tetemes kiadásnak tűnik a kétszeres szorzó.

A bioműanyagok terjedésének jövendő problémája, hogy valójában élelemről, kukoricáról és cukornádról beszélünk. Mi­után a legnagyobb üdítőital-gyártók intenzíven és komolyan elkezdtek érdeklődni a biopalackok iránt, az Európai Bioműanyag Társaság közzétette, hogy számításai szerint a bioműanyag használata a következő öt évben 50 százalékkal nőhet. Ez hasonló problémákat vethet fel, mint a bioetanol és a biodízel kérdésköre: a földeken inkább élelmiszert kellene termelni, mintsem újabb szatyrokat és eldobható eszközöket. Számítások szerint, ha például Európa ki akarná váltani a teljes műanyagfogyasztását bioműanyaggal, ahhoz az európai művelhető földterület tizedére lenne szüksége. Ugyanakkor már most elkezdődtek olyan kutatások, amelyek az élelmezésre nem alkalmas növényi erőforrásokból, például kukoricacsutkából létrehozható bio­műanyagok előállítására irányulnak.

A bioműanyagoknak ugyanakkor vitathatatlan előnye, hogy megújuló forrásból készülnek, a természet körforgásába illeszthetőek, nem károsak a természetre, energiamérlegük tehát a nullához közelít, habár nem teljesen nulla, hiszen valamennyi energiát felemészt a gyártásuk. Az előállításukhoz egyébként 20-30 százalékkal kevesebb energia szükséges, mint a hagyományos műanyagokéhoz.

Magyarországon és Európában a teljes műanyagiparban egy százalékot tesz ki a bioműanyag aránya. A világon percenként egymillió műanyag palackot vásárolnak meg, és ez a szám a becslések szerint 2020-ra 20 százalékkal fog nőni. A szakértők szerint tehát mégis a bioműanyagok elterjedése jelenti a legígéretesebb utat egy fenntartható és környezetbarát műanyag­ipar létrehozására.

Fehérváry Krisztina