Zavržena biomasa je izjemna priložnost za slovensko gospodarstvo – EOL 119/120

Ste koordinator strateškega raziskovalno-razvojnega programa »Izkoriščanje potenciala biomase za razvoj naprednih materialov in bio-osnovanih produktov«, ki povezuje 20 partnerjev iz raziskovalne sfere in industrije. Izbrani ste bili na javnem razpisu Ministrstva za izobraževanje, znanost in šport v okviru prednostnega področja Slovenske strategije pametne specializacije Mreže za prehod v krožno gospodarstvo«. Kaj raziskujete?

Program vključuje vrsto raziskav za celostno, kaskadno rabo biomase. Iniciator programa je papirna industrija, ki je z re-uporabo naravnih vlaken dober primer krožnega gospodarstva že zdaj, vendar pa predstavlja samo en del v učinkoviti snovni izrabi biomase. Vzpostavili smo nove verige vrednosti za pridobivanje vseh uporabnih komponent biomase, mislim na vladno, nanocelulozo in zelene kemikalije, in na njihovo uporabo za razvoj konkurenčnih izdelkov iz bio-osnovanih materialov – ob papirništvu še v tekstilni, gradbeni, avtomobilski in drugih industrijah.

Kaj želite doseči?

Ambicija programa je prispevek k znanju o možnostih učinkovitega izkoriščanja te naravne in obnovljive surovine. Program vključuje več raziskovalno razvojnih področij. Prvi se osredotoča na vrednotenje potencialov primarne in odpadne biomase, od lesa, enoletnih rastlin, npr. konoplja, miscantus, tujerodnih invazivnih rastlin, kot je na primer japonski dresnik ter odpadne biomase v kmetijstvu, na primer travinje, kmetijski odrez…, in na industrijo. V poštev pridejo odpadni mulji, tekstilni odpadki, luščine in drugo. Pregled in vrednotenje količin ter uporabnosti različnih vrst biomase za pridobivanje surovin in uporabo v različnih končnih produktih pomeni pomembno dodano vrednost projekta. Nadaljnje aktivnosti so usmerjene v razvoj materialov in tehnologij za kaskadno rabo in zapiranju snovnih poti v celotnem krogotoku.

V čem vidijo vrednost projekta podjetja, kaj pričakujejo?

Pričakovanja vključenih podjetij so odraz tržnih trendov in vse strožjih zahtev za varovanje okolja in zdravja. Gre za nadomeščanje spojin fosilnega izvora z bio-osnovanimi, uvajanje trajnostnih tehnologij in okoljsko sprejemljivih dodatkov, povečanje stopnje reciklabilnosti produktov ter zmanjševanje in ponovna uporaba odpadkov. Razvijajo se tehnologije za razklop biomase in pridobivanje tržno zanimivih produktov, zelenih kemikalij in nanoceluloze. Pri tem sodelujejo podjetja iz kemijske industrije s skupnim ciljem razvoja učinkovitih tehnologij razklopa biomase in uporaba gradnikov za razvoj konkurenčnih končnih produktov. Poseben sklop raziskav je namenjen uporabi zelenih kemikalij in (nano)celuloze za izboljšane in nove produkte v primarni verigi predelave vlaken. To je v papirni in tekstilni industriji. Industrija določa zelo jasne cilje, ki jim sledimo: razvoj konkurenčnih izdelkov, ki jih zahteva trg embalaže in produktov široke potrošnje, z dodanimi funkcionalnostmi in z uporabo bio-osnovanih dodatkov in nanoceluloze.

Program vključuje nadalje tudi uporabo naravnih vlaken in komponent biomase v drugih industrijah, z razvojem biokompozitov in dodajanjem naravnih surovin polimerom.

Kar je nekomu odpadek, je drugemu surovina, tretjemu energent. Industrijska simbioza je partnerska zaveza, ki je osredotočena na zapiranje snovnih tokov. Katere industrijske simbioze lahko izpostavite v slovenskem prostoru in kakšne imate še v načrtu?

Najbolj prepoznani primeri industrijske simbioze so v re-uporabi industrijskih odpadkov, v našem primeru uporaba odpadnih muljev, za sekundarne surovine v gradbeništvu in za proizvodnjo energije.

Na tem področju s programom razširjamo krog na eni strani na različne odpadke, ob papirniških npr. še morski mulji, in na drugi strani na različne industrije, npr. kemijsko, lesno. Razvoj je usmerjen v učinkovite tehnologije za obdelavo odpadkov in sočasno v pridobivanje produktov z dodano vrednostjo. Ambiciozno smer predstavlja npr. razvoj postopka biološke obdelava odpadnih muljev za pridobivanje encimov kot novega produkta, ki se ponovno uporabi v papirni industriji, kar pomeni popoln primer snovno zaprtega kroga. Naslednji primer so raziskave, ki povezujejo partnerje za razvoj napredne tehnologije za pridobivanje energije iz odpadkov z visoko vsebnostjo vode.

Ko reciklaža ali ponovna uporaba odpadnih surovin ni več mogoča, njihov energijski potencial izkoristimo za napajanje proizvodnih procesov. Postopno nadomeščanje linearnega pristopa izrabe primarnih surovin s smernicami krožnega gospodarstva v prvi vrsti povečuje ponovno uporabo, reciklažo in pretvorbo odpadnih snovnih tokov v sekundarne surovine. S kakšnimi zakonodajnimi težavami se soočate pri uvajanju sekundarne surovine v krogotok?

Celotni krog je raziskovalno razvojni projekt, ki temelji na prepoznanih trendih in vse bolj poudarjenih razvojnih usmeritvah, ki jim sledi tudi evropska zakonodaja npr. s paketom ukrepov za krožno gospodarstvo. Poznamo trenutne zakonodajne omejitve v spreminjanju statusa odpadka v sekundarno surovine ter tudi glede visokih zahtev ustreznosti izdelkov z vidika vplivov na okolje in zdravje. Zato je sodelovanje industrije v programu še tem bolj pomembno, da razvoj usmerja v materiale in tehnologije, ki zadoščajo zahtevam in omogočajo tržne aplikacije. Cilji programa so v celotnem štiriletnem obdobju izvajanja razviti prototipe produktov in demonstracijske postavitve novih tehnologij, ob katerih bodo identificirane konkretne omejitve. Verjamemo, da bomo z našimi rezultati prispevali k izgradnji ustreznejšega zakonodajnega okolja.

Študije in tržne napovedi kažejo, da je trg za nanocelulozo praktično neomejen. Slovenija ima na tem področju pomembne primerjalne prednosti ne le v izjemni razpoložljivosti različnih vrst biomase, temveč tudi v znanju in kompetencah, potrebnih za razvoj stroškovno in okoljsko učinkovitih tehnologij. Kako to izkoriščamo?

Res je. Na področju pridobivanja nanoceluloze imamo visoke ambicije, ki izhajajo iz obstoječega znanja v Sloveniji, znan je patent Kemijskega inštituta, in tržnega potenciala. Povpraševanje po nanocelulozi zaradi njenih lastnosti, saj je naravna, biorazgradljiva, dimenzijsko stabilna, transparentna in netoksična, skokovito narašča na različnih trgih. Vlaganj v RR, tako v proizvodnjo kot v uporabo v različnih industrijah, se v svetu strmo povečujejo. S ključnimi besedami »nanocellulose and preparing« je samo za zadnji dve leti mogoče zajeti 17 patentov. Obseg trga je ocenjen na 35 milijonov ton. Proizvodnja je v različnih državah postavljena na pilotni ravni. Količine se hitro povečujejo. Omejitev za še hitrejši razvoj pa je cena kot posledica zahtevnih postopkov pridobivanja. Konkurenca je torej velika. Vendar je naša ambicija celostna izraba potenciala biomase, ki s kaskadno rabo zagotavlja optimalno vrednost posameznim produktom, med katerimi je tudi nanoceluloza. Inovativni potencial programa je prav v razvoju učinkovitejših postopkov razklopa in kaskadne izolacije gradnikov različne dostopne biomase, ki vključuje pridobivanje primarnih surovin, torej vlaken in nanoceluloze, in sekundarnih, to so ekstrakti, hemiceluloze in lignin kot tudi njihovi derivati.

Za kaj se zdaj uporablja biomasa?

Povprečno se v svetu največ biomase porabi za energijo (53 %), v lesni predelavi (28 %) in v papirni industriji (11 %). Dodana vrednost uporabe v papirništvu je že nekajkrat višja od energetske rabe. Ob tem papirna industrija odpadni material re-uporabi v povprečju 5 do 7krat in 50 % vseh surovin v papirništvu je odpadni papir. To ponazarja neizkoriščen potencial že v primarni rabi. Pri nas nimamo več celulozne tovarne. Odvisni smo od uvoza. Zato trdimo, da je sedaj zavržena biomasa izjemna poslovna priložnost, ki jo lahko izkoristimo s povezovanjem znanja in kompetenc v celotnem krogotoku.

V koliki meri se na slovenskem trgu uveljavlja embalaža iz sekundarnih surovin in kje so največji zadržki?

V papirni industriji se povečuje delež re-uporabe odpadov. To pomeni, da v segmentu papirne embalaže tega ni malo. Kot sekundarna surovina v tem primeru je odpadni papir/karton. Pojavljata se že tudi papir in embalaža iz alternativnih virov surovin, kot na primer zeleni odrez in kmetijski odpad. Znana je iniciativa Mestne občine Ljubljana o uporabi tujerodne invazivne rastline, japonskega dresnika, iz katere smo na našem inštitutu že izdelali papir za končne embalažne produkte. Na trg prihajajo nišni produkti iz drugih držav. Med njimi je znana Nizozemska, kjer papirna industrija že uporablja različne vire, zlasti kmetijski odpad. Domačih industrijskih produktov v večjem obsegu na trgu še ni. Razlog je najprej v pridobivanju surovine oz. proizvodnji celuloze. Na našem inštitutu razpolagamo s polindustrijsko opremo, kjer lahko pilotno pripravimo surovino iz različnih virov, industrijska aplikacija pa še ni možna. Delno omejitev predstavljajo tudi vse zahtevnejši standardi. Zlasti za embalažo za stik s hrano, ki zahtevajo precejšen vložek v razvoj za doseganje ustreznosti. 

———————————-

Ukrepi EU za krožno gospodarstvo še ne dajejo pričakovanih rezultatov

Primož Agrež, GASTRO PET

Ukvarjamo se s proizvodnjo PET (polietilen tereftalat) embalaže, natančneje PET predform, predvsem za industrijo pijač. Koncept krožnega gospodarstva se nam zdi izjemnega pomena, zato smo že leta 2010 industriji pijač predstavili idejo za projekt plastenka-za-plastenko. Od takrat se število proizvajalcev pijač, ki prepoznava dodano vrednost in pozitivni vpliv uporabe recikliranega materiala, iz leta v leto povečuje. Sodelujemo pri treh projektih uporabe sekundarnih surovin za oblikovanje primarne embalaže. Gre za uporabo recikliranega PET-a (RPET) v različnih deležih v plastenkah ZALA Pivovarne Laško Union (20 % delež RPET), Cockta Atlantic Grupe (50% RPET) in vseh PET plastenkah Fructal. Slednji je tudi odličen primer dobre prakse in pravi primer krožnega gospodarstva, kjer smo marca 2015, skupaj s Fructalom in družbo za ravnanje z odpadno embalažo Dinos-Unirec, zagnali inovativni projekt recikliranja embalaže. Prvi v Sloveniji smo vzpostavili in poskrbeli za popoln zaključen krog ravnanja z odpadno embalažo. S projektom vključitve 50 % RPET-a v vse Fructalove plastenke smo znatno zmanjšali obremenitve na okolje in izpuste CO2. PET plastenke je namreč mogoče reciklirati in iz njih izdelati regranulat PET (RPET), ki se kot surovina ponovno uporabi pri proizvodnji plastične PET embalaže. Uporaba RPET v primerjavi z nerecikliranim PET-om zmanjša ogljični odtis za skoraj 80 % in tako pomembno prispeva k ohranjanju narave in varovanju okolja.

RPET je ključni del naše strateške usmeritve in pomemben del našega vsakdana. Zaradi količine odpadnih plastenk so naši projekti in ostali podobni za naše okolje izjemnega pomena predvsem zato, ker se tehnologija reciklaže in predelave vseskozi izboljšuje in nam danes omogoča, da lahko z bottle-to-bottle tehnologijo proizvedemo tudi 100 % reciklirano plastenko za ponovno uporabo v živilski industriji. Tudi Evropska komisija tovrstne projekte aktivno spodbuja. Pomembna je bila objava Svežnja ukrepov o krožnem gospodarstvu iz leta 2015, s katerimi so želeli spodbuditi prehod Evrope na krožno gospodarstvo, kar naj bi okrepilo njeno konkurenčnost v svetu, spodbudilo trajnostno gospodarsko rast in ustvarilo nova delovna mesta. Pomemben del omenjenega svežnja je tudi povečanje ciljev za recikliranje in ponovno uporabo, pa tudi zapiranje zanke življenjskih ciklov izdelkov. To je bistvo omenjenega projekta Fructal-Dinos-Gastro PET. Letos januarja je bilo objavljeno poročilo o napredku omenjenega Svežnja ukrepov EU, kjer je bilo ugotovljeno, da države članice v tej smeri niso naredile bistvenega in pričakovanega napredka. Poročilo naj bi služilo kot motivacija za nadaljnje ukrepe na področju recikliranja in uporabe sekundarnih surovin. Gastro PET, v okviru naše skupine ALPLA, drži korak z zastavljenimi cilji Ukrepov krožnega gospodarstva, pogosto jih tudi presegamo, npr. z eko designom, vzajemnim partnerstvom z našimi kupci, s promocijo trajnostne embalaže in izjemnega pomena recikliranja na trgu.