P LASTER FÖR FRAMTIDENS CIRKULÄRA EKONOMI
BSc i Kemiteknik – Tillämpad bioteknik
Elisabeth Beach
2 Program: BSc i kemiteknik – tillämpad bioteknik Svensk titel: Plaster för framtidens cirkulära ekonomi Engelsk titel: Plastics for the circular economy of the future Utgivningsår: 2021
Författare: Elisabeth Beach Handledare: Mikael Skrifvars Examinator: Dan Åkesson
Nyckelord: plaster, avfall, cirkulär ekonomi, bioekonomi, innovation, hållbarhet, avfallshantering
_________________________________________________________________
Sammanfattning
Riksdagen (2020) har beslutat att Sveriges långsiktiga ekonomi ska styras successivt över från dagens konsumtionsekonomi mot en mer hållbar cirkulär ekonomi men ändå tyckts det enligt flera av de källor som har använts att det går alldeles för långsamt med övergången. Europeiska Kommissionen (2015) beskriver den cirkulära ekonomin som “… där värdet av produkter, material och resurser bibehålls i en ekonomi så länge som möjligt och där genereringen av avfall minimeras, som ett viktigt bidrag till EU:s ansträngningar för att utveckla en hållbar, låg koldioxid, resurseffektiv och konkurrenskraftig ekonomi”. Denna studien syftar till att studera framtida plaster utifrån en cirkulär ekonomi.
Studien har tillämpat Rhetorical Structure Theory (RST) för en översiktlig men systematisk litteraturanalys med avsikt av att identifiera och kritiskt utvärdera forskning för att svara på en på förhand formulerad forskningsfråga. Granskningen föregicks därmed av en plan och inkluderar såväl kvalitativ som kvantitativ korpus forskning för att hitta, markera och räkna fall av begreppsanvändning och identifiera samband mellan begrepp, det vill säga de så kallade (s k) koherensrelationerna. En kvalitativ komparativ innehållsanalys mellan korpus har används mellan promemoria, utredningar tillsatta av regeringen och vetenskapliga artiklar.
Med utgångspunkt i problembeskrivning är syftet med denna examensuppgift att utveckla kunskaper om plasters möjligheter och plats inom en framtida cirkulär ekonomi på basis av tidigare forskning. Genom en undersökning av existerande forskning är de huvudsakliga frågeställningarna för uppsatsen följande:
- Vilka är framtidens plaster?
- Har en bionedbrytbar plast en plats i samhället?
- Hur ser framtidsutsikterna ut för biobaserade plaster och bionedbrytbara plaster?
- Hur ser vårat samhälle ut i framtiden?
Vi lämnade det gamla skänka och reparera samhället för ett köp och sälj samhälle och det finns ekonomiska teorier om vad som var de drivande incitamenten till det. Några av de krafter till förändringen/förändringarna var bland annat tillgången till billig arbetskraft, ny byggteknik för fabriker och lager och nya transportnät. På grund av dessa delar kunde man producera med köp och sälj teknologi och utöka mervärde. Nu idag när detta hotas börjar man prova andra produktionsformer. En cirkulär ekonomi med inslag av det gamla skänka och reparera samhället uppnås genom bland annat design där man designer för att öka livslängden för plastprodukter.
På grund av den framtida plastens gränsöverskridande krävs det en kombination av nya
styrmedel, beteendeförändringar och forskning för att hitta plastens plats i en cirkulär ekonomi.
3
Resultaten bygger på analys av studiens litteraturkorpus vad beträffar information om plastens roll i en cirkulär- och bioekonomiskt samhälle där dess funktion har satts i relation till dess miljönytta och möjlighet till en plats i ett kretsloppssamhälle.
Med ett ökat råoljepris och styrmedel i form av skattereduktionen och bidrag för verksamheter som vill blir mer hållbara möjliggörs en framtida cirkulär ekonomi. Genom design kan plastprodukter plockas bort från för ett mer hållbart samhälle. Syftet med rapporten har delvis kunnat beskrivas men på grund av komplexiteten av ämnet har det inte funnits några enkla svar till forskningsfrågorna då de beror på faktorer som går utanför studiens ramar.
Abstract
In 2020, the Swedish Parliament passed a motion to move the national economic base from a linear toward a circular economy, but the transition may be moving too slowly. The European Commission (2015) describes a circular economy as ”… where the value of products, materials and resources is maintained in the economy for as long as possible, and the generation of waste minimized, as an essential contribution to the EU's efforts to develop a sustainable, low carbon, resource efficient and competitive economy”. This thesis aims to study future plastics from a circular economy perspective.
The thesis has applied Rhetorical Structure Theory (RST) to produce systematic literature analysis with the intention of identifying and critically evaluating research to answer a specific research question. The review proceeded through a plan that included both qualitative and quantitative corpus research to find, mark and count instances of the use of concepts and identify conjunctions between them, that is so called coherence conjunctions. A qualitative comparative content analysis between corpora has been used involving independent scientific articles and reports from commissioned investigations appointed by the Swedish government.
Based on the problem description, the purpose of this thesis is to develop knowledge about the possibilities and place of plastics in a future circular economy using previous research. Through a study of existing research, the main questions for the thesis are the following:
- Plastics of the future?
- A biodegradable plastic, does it play a role in the society?
- What are the prospect for biobased plastics and biodegradable plastics?
- What might our future society look like?
We left the old donate and repair society for a buy and sell society and there are economic theories of to what was the driving incitements to that. One of which was accessibility of cheap labour, new construction technology for factories and warehouses and a new transport network that enabled factories to produce and transport goods within effectively and increase the surplus value of production (i.e. profit). Now today when global environmental challenges threaten the sustainability and profitability of this form of consumption economy efforts have emerged to uncover new production forms. A circular economy with elements of the old donate and repair society is one of them. It demands redesigning production to increase service life for plastic products. The future of plastic is at a crossroads that requires a combination of new policy instruments and changes in behaviour and research.
The result is based on an analysis of the study’s literature corpus regarding information on
plastics role in a circular- and bioeconomy society where its function is put in relation to its
environmental benefits and its ability for a spot in a recycling society.
4
Together with an increase in crude oil and policy instruments in the form of tax reductions and
subsidies for commercial activities who want to become more sustainable it enables a future
circular economy. The aim of this thesis has been fulfilled, but the complexity of the subject
has led to unanswered research questions due to factors that lie somewhat outside the scope of
the study.
5 INNEHÅLLSFÖRTECKNING
1 INLEDNING ... 7
1.1 Bakgrund ... 7
1.2 Problembeskrivning... 8
1.3 Syfte och forskningsfrågor ... 8
1.4 Avgränsningar ... 9
2. METOD OCH TEORI ... 9
3. PLASTER: HUR DE SKILJER OCH FÖRHÅLLER SIG TILL VARANDRA ... 11
3.1 De olika plasterna – de fyra grupperna ... 12
3.1.1 Biobaserade plaster som är bionedbrytbara ... 13
3.1.2 Icke förnybara plaster som är bionedbrytbara ... 13
3.1.3 Drop-in plaster ... 13
3.1.4 De konventionella plasterna ... 14
3.2 Problematiken kring avfallshanteringen ... 15
4. OLIKA ÅTGÄRDER FÖR ATT MINSKA FÖREKOMSTEN AV PLAST ... 21
Skatt på bärplastkassar ... 21
4.1 EU:s planer för en cirkulär ekonomi... 22
5. CIRKULÄR EKONOMI ... 24
6. FRAMTIDSUTSIKTER ... 29
6.1 Noll nettoutsläpp av växthusgaser till atmosfären ... 29
6.2 Framtidsutsikter för drop-in plaster ... 30
6.3 Biobaserade fyllmedel och blandningar av olje- och biobaserade plaster ... 32
6.4 Lignin: Skogsavfallets guld? ... 33
6.5 Det framtida samhället ... 34
7. DISKUSSION ... 37
8. SLUTSATS ... 42
REFERENSER ... 43
Bilaga 1 Strukturformel för cellulosa (Andrady, A. L. 2003) ... 50
6
Bilaga 2 Processchema för produktion av Bio-PP, Bio-PE, och Bio-PET (Rahman, H. & Bhoi, P. R. 2021) ... 51
Bilaga 3 beskrivs några egenskaper hos vanliga plaster (Albertsson, A.-C., Edlund U. & Odelius K. 2012) ... 52
Bilaga 4 Ett överskådligt processchema för produktion av bioplast från lignin (Rahman, H. & Bhoi, P. R. 2021) ... 53
Bilaga 5 Prisskillnad mellan nyråvara och återvunnen plast (Naturvårdsverket 2018, (Rapport 2028:8644) ... 54
Figurlista Figur 1. Beskriver nitrering av cellulosa ... 11
Figur 2. Beskriver olika typer av plaster ... 12
Figur 3. Beskriver avfallshierarkin ... 15
Figur 4. Beskriver plastens livscykel ... 17
Figur 5. Beskriver processen för kemisk återvinning ... 18
Figur 6. Beskriver mekanismen 'capture-and-release' ... 21
Figur 7. Beskriver den linjära ekonomin ... 27
Figur 8. Beskriver den cirkulära ekonomin ... 28
Figur 9. Beskriver kortfattat processchemat för produktionen bio drop-in plaster ... 31
7
1 INLEDNING 1.1 Bakgrund
Första historiskt känt försök att framställa ett plastliknande material skedde år 1530 då en tysk alkemist (Schobinger) skapande en sorts plast av ost. Materialet hade dekorativa funktioner men ingen praktisk användning och tillverkades därför inte i någon större omfattning. För trehundra år senare fanns en engelsk kemist och metallurg, Alexander Parkes som tillverkade en ny plast, som han kallade för Parkesin, genom att behandla bomull med salpetersyra och svavelsyra i olika mängder och med olika tillsatser som ricinolja, kamfer och färgämnen.
Resultatet blev en massa som avses kunna ersätta både gummi och elfenben men tillverkningsprocessen gick dock inte att tillämpa i industriell skala. Istället blev det celluloid (skapade av amerikanen John Wesley Hyatt) som började plastens kommersiella tillverkningsperiod. Lösgommar, knivhandtag, biljard- och tennisbollar, kammar, dockor, fotografisk film och glasögonbågar var de vanligaste produkter (Rasmussen, S. C. 2021).
Nackdelen med celluloid var och är att den är extremt brandfarlig och av den anledningen tillverkades flera alternativa material, som kaseinplast och bakelit, en osmältbar motståndskraftigplast som framställdes av fenol och formaldehyd som hettades upp och pressades samman. Den patenterades av en belgisk kemist, Leo Baekeland, år 1908. Bakelit tålde el, värme och kemikalier. Ericsson och Bang & Olufsen tillverkade telefoner och radioapparater i bakelit. Bakelit var det mest viktiga plastmaterial under flera decennier men under andra världskriget och i Sverige under 1950-talets urbanisering påbörjande en kraftig expansion av tillverkning av nya plaster, konstruktionsplaster med nya och förbättrade mekaniska egenskaper. En av de tidiga av dessa nya plastmaterial var polyamid. Polyamid är en tidig delkristallin konstruktionsplast som skapades i flera olika typer där PA6 och PA66 var de vanligaste och där polyamiden är den första konstruktionsplasten. Den uppfanns av DuPont 1934 och är också en av de volymmässigt största, eftersom den fick så stor användning inom bilindustrin och användes även som fiber, i fallskärmar och damstrumpor, med varunamnet Nylon (Tekniska museet 2019), (Rasmussen, S. C. 2021). Under bilaga 3 beskrivs några egenskaper hos polyamid.
Utveckling av mer raffinerade konstruktionsplaster tog fart med hjälp av metallkatalysatorer som gjorde det möjligt att framställa helt linjära och stereoregulära polymerer. Exempel är polypropen, som skapas genom polymerisering av propen, och polykarbonat genom stegvis polymeriseringen av monomererna fosgen och bisfenol-A. Idag finns det många olika sorters plaster där deras egenskaper skiljer sig utifrån dess mekaniska egenskaper så som hårt, styvt, segt, mjukt, elastiskt med mera. Den mekaniska egenskapsprofilen talar om i vilken applikation som plasten kan tänkas användas och beror både på dess kemiska egenskaper som dess morfologi, kedjeform, molekylvikt och lågmolekylära tillsatser (Albertsson, A.-C., Edlund U.
& Odelius K. 2012)..
Plastmaterial har fått stor betydelse för samhället på grund av deras många positiva egenskaper
så som hållbarhet och är utmärkande material av låg vikt men framför allt ur ekonomisk
synpunkt då de är relativt billiga att tillverka i jämförelse med alternativen. Plaster finns överallt
runt omkring oss och även för vissa individer inuti oss i form av skruvar, proteser, suturtrådar
och även när man vill ha en fördröjd och kontrollerad frisättning av läkemedel i kroppen
(Jakubowicz et at. 2016, s. 33). Dessa s k specialpolymerer syftar till en typ av plaster som är
biologiskt nedbrytbara och som blev uppmärksammande på 1980-talet. Trots de positiva
egenskaperna som plaster har finns det miljömässiga utmaningar med dem då de utarmar
jordens resurser och belastar miljön med restprodukter. Det var först på 1990-talet som det blev
8
uppmärksammat om plaster miljöbelastning och problematiken kring plaster. Problematiken kring plaster beror på dess utmärkande egenskaper, att de är beständiga och har låg vikt vilket gör att de både dels bryts ner långsamt men också att de kan färdas långa sträckor i miljön.
Plaster som hamnar i naturen bryts då långsamt ner av solljus, vind, salt och vågor till s k mikroplaster oavsett ekosystem. Det finns dock inte tillräckligt med forskning på för att kunna säga de exakta effekterna och påverkningarna som plaster har på människor, djur och natur.
De framtida plastmaterialen grundar sig utifrån Agenda 2030 och Globala målen var syfte är att skapa en hållbar utveckling. Brundtlandkommissionens definition av hållbar utveckling är
”En hållbar utveckling är en utveckling som tillgodoser dagens behov utan att äventyra kommande generationers möjlighet att tillgodose sina behov”. Genom en balans av de tre dimensionerna av hållbarutveckling: den ekonomiska, den sociala och den miljömässiga skall man säkerställa ett varaktigt skydd för planeten och dess naturresurser (Ammenberg, J. &
Hjelm, O. 2013). Tillsammans med det nya lagstiftningspaketet om kretsloppssamhälle ses det som en möjlighet att kunna möta det växande behovet och samtidigt få en miljövänligare och konkurrenskraftig framtid (Europaparlamentet 2018). Vilka plaster som har en plats i den cirkulära ekonomin för framtiden är idag inte självklara
1.2 Problembeskrivning
Plasters miljöpåverkan blev känt på 1990-talet och sedan dess har det blivit allmänt accepterat att de konventionella plasternas miljöpåverkan måste åtgärdas (Naturskyddsförening 2014), för trots att det finns skillnader mellan plast och plast i termer av hur farliga de är behöver spridning av giftiga föroreningar från plast minskas av såväl hälso-som miljöproblem, både för människor och djur. Som ett led i detta börjande Sverige succesivt att minska avfallsdeponering som under generationer har spridit föroreningar och plastfragment ut i miljön. Plasten har många fördelar och utan plast skulle samhälle varken se ut som det gör eller ens fungerar idag. Plaster har många fördelar som material men i vissa fall förstås också stora nackdelar, då giftiga ämnen från olika sorters icke miljösäkrade plaster kan läcka ut och påverka mark, vattenled, människor och andra organismer. Att kunna miljösäkra framtida plaster utgör ett problem för framtida samhällen.
Det finns många olika plaster och det är väldigt bra ut ekonomisk synpunkt då de är relativt billiga att tillverka men det finns de ödestigande problemen där man utarmar jordens resurser och belastar miljön med restprodukter som inte är hållbart. Utmaningen ligger i att vi snabbt måste hitta något som är ekonomisk hållbart inför framtiden och som minskar både kolavtrycket och andra miljöproblematiska delar. Den ersättande plasten behöver bibehålla de konventionella plasternas positiva aspekter, så som bearbetning, låg vikt, formbarhet samtidigt som de inte konkurrerar med andra livsnödvändiga resurser och inte bidrar till utarmning.
Ett utvecklande av det idag icke systemeffektiva avfallssystemet som leder till sophögar och nedskräpning och för att istället öka materialåtervinningsströmmar samtidigt som det tar hänsyn till att inte rubba den befintliga infrastruktur som baseras på energiutvinningen av avfall och tar hänsyn till hållbarhetsperspektivet visar på komplexitet. Åtgärder, stora som små, behöver sättas in och flera led i samhället, plastens värdekedja, där problemen som skall åtgärds inte leder till att andra problem skapas.
1.3 Syfte och forskningsfrågor
Med utgångspunkt i ovanstående problembeskrivning är syftet med denna examensuppgift att
utveckla kunskaper om plasters möjligheter och plats inom en framtida cirkulär ekonomi på
9
basis av tidigare forskning. Genom en undersökning av existerande forskning är de huvudsakliga frågeställningarna för uppsatsen följande:
- Vilka är framtidens plaster?
- Har en bionedbrytbar plast en plats i samhället?
- Hur ser framtidsutsikterna ut för biobaserade plaster och bionedbrytbara plaster?
- Hur ser vårat samhälle ut i framtiden?
1.4 Avgränsningar
Avgränsning är satt till att begränsa undersökningens omfång och fokus för att bli hanterbar inom ramen för en nio veckors studie. Denna studien har avgränsats för att endast omfatta forskning om bulkplaster. Bulkplaster omfattar 80% av plastproduktionen men exkluderar fiberförstärkta polymerer så som kompositer. Vad gäller de kommersiella plaster nämns bara några av de vanligaste och de som har stört marknadsandelar. Studien baseras huvudsakligen på Sverige men eftersom Sverige berörs av EU inkluderas även litteratur som Europa Kommissionen har tagit del av. Studien omfattar alla avfallsflöden förutom radioaktivt avfall och gruvindustrins avfallsmängder och behandling av dessa benämns inte mer ingående.
2. METOD OCH TEORI
Rhetorical Structure Theory (RST) är en lingvistisk teori om textorganisation. Teorin har olika applikationsområden inom kvantitativ och kvalitativ korpusanalys, beräkningslingvistik, diskursanalys, teoretisk lingvistik och psykolingvistik (Taboada & Mann 2006). Tillämpningar inom beräkningslingvistik är många (som parsning, sammanfattning, argumentutvärdering och maskinöversättning) och det finns ett stort antal projekt som har använt RST-relationer. Denna undersökning bygger på tillämpning av teorin inom korpusanalys i en kandidatexamen.
Detta projekt har tillämpat RST inom ramen för en översiktlig men systematisk litteraturanalys med avsikt av att identifiera och kritiskt utvärdera forskning för att svara på en på förhand formulerad forskningsfråga. Granskningen föregicks därmed av en plan och inkluderar såväl kvalitativ (räkna förekomsten av olika språkliga enheter eller teman inom plastens kemi, egenskaper, och hållbarhetsperspektiv) som kvantitativ korpus forskning (tolkning av innehållet i texter genom systematisk kategorisering av teman och mönster ) för att hitta, markera och räkna fall av begreppsanvändning och identifiera samband mellan begrepp, det vill säga de så kallade (s k) koherensrelationerna.
Tidigare identifierade man koherens relation och begrepp manuellt, med penna och papper.
Man använde pennan för markering av relationer allt eftersom man hittade dem och penna och papper för att beskriva relationer och ger dem i skrift en mening/betydelse. Dagens metoder, som i mångt och mycket är datorbaserad informationssökning, gör det möjligt att hitta relationer och markering av dessa genom datorns verktyg. Man söker och genomsöker texter med hjälp av nyckelord och ord som signalerar relationer i texter, s k sambandsord.
Exempel på dessa är bland annat (och, men, eller) och underordnade bindningsord (för, så, om) eller meningsadverbial som till exempel (också, å andra sidan). Dessa ord signalerar saker i texten som jämförelse eller motsättning och uttrycker samband mellan
textdelar/meningsenheter som till exempel kärnor och satellit och är delaktiga i att bygga upp
segment. Olika former av samband finns, som tilläggs- (även, och), tids-/ordningsföljds-
(före, efter) och exemplifierings- (såsom, som, bland annat) samband mm. Nedan beskrivs
exempel på hur RST har använts bland annat genom nyckelord i textdelar, koherensrelationer
och kärna och satellit begrepp, referens SOU 2018:84.
10
Vid användandet av nyckelord biobaserad och fås totalt 10 relationer, bland annat biobaserad och fossilbaserad plast. Används istället återvinningsbarhet ges olika koherensrelationerna, bland annat sambandsord, exemplifieringssamband och tilläggssamband. Exempel på dessa är:
Sambandsord: ”Det finns också förtydliganden av reglerna för förpackningars utformning i syfte att minska onödig materialanvändning och ytterligare förbättra återvinningsbarheten.”
Tilläggssamband: ”För att jämförelsen ska bli så rättvisande som möjligt bör även andra parametrar räknas in såsom materialets återvinningsbarhet samt risken för nedskräpning och dess eventuella konsekvenser.”
Exemplifieringssamband: ”Vi föreslår därför att regeringen ger Energimyndigheten att i samarbete med övriga myndigheter, inom ramen för arbetsgruppens uppdrag, utreder förutsättningarna för hur Sverige kan driva på kriterier på EU-nivå för designriktlinjer som beaktar återvinningsbarheten hos produkter eller produktkategorier av plast.”
RST har även användas för att identifiera/koda textdelens kärna och satellit begrepp. Kärnan är en del av texten som är av större betydelse och som kan tolkas oberoende av satelliten men där satelliten är beroende av kärnan för att kunna tolkas. Ett exempel på detta är följande textförhållande:
”För att uppnå en hållbar plastanvändning behöver först och främst materialet plast användas smartare, vilket innebär att minska onödig användning men också att använda plast där det är mer resurseffektivt”.
Den första delen av texten identifieras som kärnan det vill säga texten handlar om hållbar plastanvändning. Satelliten handlar om att använda plast smartare (smart användning) genom att minska onödigt användande men också att använda plasten mer resurseffektivt”.
RST har fungerat som stöd i studien dels, som beskrivs ovan i val av texter, då den utgör en
underliggande men sällan uttryckt förståelse för textstruktur i vanliga sökmotorer, dels i analys
av de valda texterna. Studien är en form av vetenskaplig textanalys. Textanalys är en vanlig
metod inom modern språkvetenskaplig forskning där avsikten är att förstå texter i relation till
de funktioner de fyller i samhällskontext och i verksamhetskontexter. I denna studien användes
textanalys till ett annat ändamål dock, där den istället användes som ett relevant redskap för att
åstadkomma en analys av metodiska överväganden och resultat i samband med vetenskapliga
artiklar om framtida plaster i en cirkulär ekonomi. Detta är en form av manifest innehållsanalys,
förståelse av textens struktur och där teori och tidigare forskning ligger sedan till grund för de
koder som innehållsanalysen bygger på. Den fokuserar på det som texterna uttrycker och
beskriver och man känner till syfte och frågeställningar på förhand och vet därför vad som
behövs i data för att kunna besvara dessa. Den kräver därför även en viss ämnesvetenskaplig
bakgrund inom kemi, energi och materiallära. Det blir därför en typ av transdisciplinär analys
som bedrivs. Den lingvistiska teorin och textanalytisk metod har konstruerats hur analysen har
bedrivits. Naturvetenskapliga kunskaper, så kallade ämnesteorier, har styrt analysen i relation
till innehållsliga dimensioner och bedömningar på ett sakkunnigt sätt så att texternas
korrekthetsaspekter har kunnat kritiskt granskas. I vissa avseenden vad gäller den överskådliga
texten krävs kunskaper på molekylnivå och i vissa fall även atomnivå för att med säkerhet ha
tillräckligt med förståelse. Det ämnesteoretiska användandet i studien som använts på RST
tillsammans med kritiskt använda databaser stärker trovärdigheten i texten.
11
3. PLASTER: HUR DE SKILJER OCH FÖRHÅLLER SIG TILL VARANDRA
Termologin kring plaster behöver viss klargörning där skillnaden mellan polymer och plast bör understrykas då de ligger varandra nära. Polymer syftar till en högmolekylär kemisk förening vars struktur påminner om långa kedjor. Sammankopplingen till denna kedjestruktur skapar makromolekyler, vilket tyder på dess omfattning att det är stora molekyler. Kedjestrukturen skapas av monomerer, fler mindre antal molekyler som genomgår en kemisk reaktion med varandra en s k polymerisation. Plasten definieras som den tekniska användningen av polymeren. (Klason, C. & Kubát, J. pp 10-11). Enligt naturvårdsverket är definitionen av plast, på basis av en brett begrepp: ”av människor tillverkade polymerer framställda av antingen olja eller biprodukter från olja, alternativt från biomaterial, biobaserade plaster. Även icke- syntetiska polymerer som naturgummi och polymermodifierad bitumen inkluderas”. Indelning av polymera material görs vanligtvis på två sätt, antingen som plastmaterial eller som elaster (Albertsson, A.-C., Edlund U. & Odelius K. 2012).
Samhället har utvecklat många olika varianter av plast under flera generationer där man dels har haft en banbrytande generation, en stabiliserande, en utvecklande och nu idag finns en generation med innovativa plaster. Plasten celluloid, en halvsyntetisk plast, kom redan på mitten av 1800-talet och utgår från naturens mest vanliga polymer, cellulosan. Cellulosan är en linjär polymer (se bilaga 1) som är uppbyggd av glukos monomerer, en stabil cyklisk molekyl med 6 kolatomer i ringstrukturen. Celluloiden framställs genom att tillsätta kamfer, som är en mjukgörare, till cellulosanitrat (se figur 1), en esterifiering av cellulosa med salpetersyra en s k kondensationsreaktion. Det som sker i den kemiska reaktionen är att de tre fria hydroxylgrupperna som återfinns i glukos genomgår en kemisk reaktion där hydroxylgrupperna modifieras till nitratgrupper av salpetersyran. Celluloid blev genast ett populärt plastmaterial och återfanns i allt från biljardbollar till dockor (Tekniska museet 2019), (Albertsson, A.-C. et al. 2012). Den banbrytande generationen plaster kom på 1970-talet och utgör grunden för tekniska applikationsplaster s k ledande plaster som leder elektricitet om de dopas;
datorskärmar, displayer och solceller (Albertsson, A.-C. et al. 2012). Den innovativa generationen plaster syftar till nanoteknologin, som både ser på förbättring av befintliga plaster samtidigt som man ser på möjligheten att skapa nya typer av plaster (Kemikalieinspektionen 2007).
Figur 1. Beskriver nitrering av cellulosa. Melissa Sharmah Gilbert Jesuet et al (2019) J. Phys.: Conf. Ser. 1358, 012035
När man talar om plaster eller plastmaterial brukar man kategorisera dem som antingen
termoplast eller härdplast. Termoplaster är plaster som smälter när det värms upp och stelnar
när de kyls. Dessa typer av plaster kan värmas upp, smältas, formas flera gånger om, de sägs
därför vara reversibla. Härdplaster å andra sidan är inte reversibla på grund av att när de värms
upp sker det en kemisk förändring i plasten i form av kovalenta tvärbindningar och när de har
12
formats kan de inte värmas upp på nytt. I figur 2 ses en beskrivning av olika typer av plaster utifrån dess ursprung och förmåga till naturlig nedbrytning vilket har kommit att blivit en vanlig kategorisering inom cirkulär ekonomi. Fortsättningsvis kommer plaster att benämnas enligt figur 2 med undantag där det behövs förtydligas.
Figur 2. Beskriver olika typer av plaster
3.1 De olika plasterna – de fyra grupperna
När man talar om plaster brukar man normalt kategorisera in dem i fyra olika grupper baserat på råvarans ursprung, (fossil eller biobaserad) samt plastens nedbrytbarhet. Alla polymerer är nedbrytbara och för att förstå sig på hur väl en plast bryts ner behövs det hög förståelse om dess kemiska och mekaniska egenskaper, något som går utanför denna studien men som kan vara av intresse för att läsa mer om. En litterär rekommendation är boken Plaster - materialval och materialdatablad (2013) som är en kombinerad handbok och uppslagsbok och ger en bred förståelse om olika plaster egenskapsprofiler. Boken omfattar endast konventionella plaster därför rekommenderas att komplettera med områdesspecifika databaser. Nedbrytningen av plasten syftar till en irreversibel process på grund av olika miljöfaktorer: solljus, värme, vind, fukt, biologisk aktivitet och kemikalier och den kan antingen vara delvis eller fullständig nedbrytning. Bionedbrytbara plaster bryts ned genom biologiskt aktivitet, det vill säga vid närvaro av mikroorganismer medans en nedbrytbar plast, som exempelvis oxo-nedbrytbar plast, genomgår en splittring av kedjan En delvis nedbrytning är en så kallad fragmentering och som kommer att beskrivas närmare i texten om mikroplaster. En fullständig nedbrytning, och som uttrycket antyder, bryts plasten ned till dess minsta beståndsdelar och är en s k mineralisering och beror av abiotisk och mikrobiell aktivitet (SOU 2018:84, 2018), (Albertsson, A.-C. &
Hakkarainen, M. 2017).
Det som man ska komma ihåg är att nedbrytning alltid kräver särskilda förhållanden som beror
på det specifika materialet, dess kemiska och fysikaliska struktur och sammansättning. Det som
eftersträvas oavsett typ av plast är att plasten ska inte brytas ned under dess ”shelf and service
life”, det vill säga deras hyllhållbarhet som anger bäst före datum för plasten. Det innebär att
13
den har en begränsad hållbarhet vilken är en av många utmaningen med plaster (Albertsson, A.-C. & Hakkarainen, M. 2017). Nedan beskriv mer ingående de olika grupperna av plast baserat på deras ursprung och nedbrytning.
3.1.1 Biobaserade plaster som är bionedbrytbara
Biobaserade plaster har precis som namnet antyder ett biologiskt ursprung samtidigt som de är biologiskt nedbrytbara. Sutur tråd gjord av polymjölksyra, PLA, för att nämna ett exempel uppfyller kravet, där nyttan av ett plastmaterial av denna sort är stor. Applikationsområden där PLA används är bland annat biomedicinska områden där fördelen med en nedbrytbar plast är att till exempel undvika ytterligare ingrepp för att ta bort suturerna (Albertsson, A.-C. &
Hakkarainen, M. 2017). Bionedbrytbara plaster gör stor nytta i dessa specifika applikationer det vill säga där de bara har en livscykel och kan inte nyttjas igen. Andra användningsområden är inom jordbrukssektorn som till exempel odlingsfilm och planteringskärl.
3.1.2 Icke förnybara plaster som är bionedbrytbara
För att sätta dessa olika plaster i relation till varandra återfinns PCL (polykaprolakton) i biomedicinska applikationer, och är en vanligt förekommande sutur tråd (Albertsson, A.-C. &
Hakkarainen, M. 2017). Skillnaden mellan PCL och PLA är råvarans ursprung, där PCL tillverkas från råolja och har monomerer av kaprolakton.
3.1.3 Drop-in plaster
Råvarans ursprung kommer från förnybart material men är inte biologiskt nedbrytbar då nedbrytbarheten beror på den kemiska och fysikaliska strukturen och sammansättningen av materialet samtidigt som den påverkas av sin omgivning och hur den integrerar med omgivningen (Albertsson, A.-C. & Hakkarainen, M. 2017).
De biobaserade plasterna kan direkt ersätta de fossilt baserade plasterna på grund av att de har samma egenskaper, både kemiska och mekaniska och kallas drop-in för att de kan använda samma teknik och process. Några exempel på dessa typer av plaster är s k drop-in plaster där några av de vanligaste drop-in plasterna idag är Bio-PE, Bio-PA och Bio-PET (Plastics Europe 2021). Då de har samma egenskaper som de fossilt baserade plasterna gör dem konkurrenskraftiga och de kan hanteras som vanligt plastavfall (SOU 2018:84, 2018).
Utvecklingen av drop-in plaster som började på 1990-talet har förändrats och idag syftar
utvecklingen främst till att förändra den biobaserade råvarans ursprung än att hitta ersättare till
de fossilt baserade plasterna. Stort fokus ligger på hur man resurseffektivt kan utvinna råvaran
från restprodukter från jordbruk och skog istället för att använda sig utav jordbruksprodukter så
som majs, spannmål med mera s k första generationens råvaror. Det pågår flera olika
forskningsprojekt där man dels försöker använda blasten eller halmen i stället för de näringsrika
växtdelarna men även hur man kan ta tillvara på skogsindustrins avfall så som cellulosa och
biprodukter där ett alternativ skulle kunna vara lignin. Den höga tillgängligheten på skog i
Sverige gör att avverkningsrester i form av grenar och toppar och biprodukter är billigare men
på grund av den omfattande processen är det fortfarande billigare att genomföra produktionen
utgående från majs eller spannmål. Svårigheterna dels med utvinning men även att det ska vara
resurseffektivt försvårar tillgången på biobaserad råvara och kan begränsa mängden biobaserat
i plastprodukten. Innehållet kan variera från 0,1 till 100 procent biobaserad råvara och allt styrs
av tillgängligheten (SOU 2018:84, 2018). Genom att utveckla drop-in plaster kan mängden
fossil råvara minskas som leder till att utsläppen av växthusgaser minskas vilket står i enlighet
med begränsad klimatförändringen (Sveriges Miljömål 2021).
14 3.1.4 De konventionella plasterna
Den syntetiska tillverkningen av plaster gjordes möjlig på grund av kunskapsfaktorer och teknikutveckling, där Bakelit var den första syntetiskt tillverkade plasten. Mängden plast som producerades år 2016 var 335 miljoner ton och Europa stod för drygt 20% av den totala produktionen med 60 miljoner ton (Juan Ruiz 2018). Med en ökande kunskap och teknikutveckling möjliggjordes utvecklingen av de syntetiska plasterna, som förbättrades, fick nya egenskaper och kom därför att ersätt många material. Det finns flera definitioner av konventionella plaster där bland syntetiskt, kommersiella eller konventionella plaster, där även råoljebaserade förekommer något otydligt i litteraturen (Albertsson, A.-C., Edlund U. &
Odelius K. 2012).
De konventionella plasterna fick snabbt en stor spridning i samhället och utgör en stor samhällsnytta där man bland annat kan hitta dem som s k konstruktionsplaster till exempel olika polyamider och ketonplaster men tillverkas i betydligt mycket mindre volymer. Det finns en uppsjö av olika plaster som används inom olika områden och där plastmaterial har kommit att ersätta till exempel metallmaterial och inom transportsektorn där material idag fraktas i plastbehållare. Idag skulle det vara svårt att återgå till hur gods tidigare transporterades, detta på grund av att man dels har minskat kostnaderna men också dess miljöpåverkan.
Sjukvårdssektorn är ett annat exempel på där de syntetiska plasterna utgör stor samhällsnytta för individer vars livskvalitet kraftigt förbättrats i form av till exempel utbyte av olika leder i from av ledproteser men också mindre omfattande som att minimera ytterligare ingrepp där suturtrådar tas bort efter sårläkning och plåster som skyddar kontaminering av öppna sår. Inom sjukvården idag används mycket av de innovativa plasterna och vid kombination av avancerad teknik och innovativa plaster kan man skapa tekniskt avancerad sjukvårdsutrustning där ett exempel är robotassisterad kirurgi (Albertsson, A.-C., Edlund U. & Odelius K. 2012).
Bulkplaster, som alla tillhör termoplaster, är de överlägset mest producerade plasterna och inkluderar polyeten, polypropen, polyvinylklorid, polystyren och polyetentereftalat och där polyeten och polypropen själva står för hälften av produktionen. Som namnet antyder och som är gemensamt för dessa plaster är att de tillverkas i stora volymer. Den mest vanliga av polyolefiner är polyeten som återfinns ibland annat i plastpåsar. Polyetens huvudkedjestruktur, som kan ses i bilaga 3, är uppbyggt av etenmonomerer och som gör den till den strukturellt enklaste av alla polymermolekyler. Tack vara detta får den sin regelbundna-och flexibla kedjestruktur (Albertsson, A.-C., Edlund U. & Odelius K. 2012).
Polyetentereftalat (PET) är en annan vanligt förekommande plast inom bulkplasterna och är välkänd för tillverkning av plastflaskorna, vilka går under namnet PET-flaska. Framgångssagan för PET grundar sig i att den vid bearbetning kyls kraftig så att det fås en transparent plast, något som är eftertraktat inom läskedrycksindustrin. På grund av sina termiska egenskaper lämpar sig PET inte för varma drycker (Albertsson, A.-C., Edlund U. & Odelius K. 2012).
Inom härdplaster, vars plaster inte längre är smältbara och lösliga, tillhör Bakelit som ansågs vara det viktigaste plastmaterialet fram tills polyolefinplasterna introducerades. Idag anses aminoplaster vara de kommersiellt mest framgångsrika härdplasterna där man bland annat hittar karbamidplast (UF) som används inom konstruktionsmaterial, men är även känd för dess form som syntetiskt harts (Albertsson, A.-C., Edlund U. & Odelius K. 2012).
En annan grupp plaster är elaster som man namnet tyder är det elastiska plastmaterial vid
rumstemperatur. Den mest utmärkande egenskaper denna grupp av plaster har är att de vid
belastning kan töjas flera gånger sin längd utan att deformeras. Töjningen möjliggörs då det är
15
tvärbindningar mellan huvudkedjorna i elasterna och precis som härdplasterna är dessa irreversibla. Elaster har en stor samhällsnytta och återfinns bland annat som bildäck som upptäcktes av Charles Goodyear år 1839 (Albertsson, A.-C., Edlund U. & Odelius K. 2012).
Dessa två typer av plastmaterial tillsammans med konstruktionsplaster avgränsas från arbetet och kommer inte att studeras närmare.
3.2 Problematiken kring avfallshanteringen
Den ökande mängden avfall som har uppkommit i Sverige har drivits på bland annat av befolkningstillväxten och den ekonomiska tillväxten. Jordens befolkning beräknas år 2050 ha ökar till 10 miljarder människor. Den största delen avfall uppkommer från konsumtion av tjänster och produkter där många av dessa inte är speciellt långlivade och därför snabbt blir till avfall. Enligt avfallshierarkin är alla som ger upphov till avfall skyldiga att se till att de hanteras.
Avfallshierarkin kan ses i figur 3. För att påpeka mängden avfall genererades det år 2018 cirka 136 miljon ton varav 396 ton var plastavfall enligt Naturvårdsverkets rapport 2020:6932 (2020).
Den cirkulära ekonomin handlar om att stänga igen och få loopar för att bättre kunna minska avfallet och på sikt inte ge upphov till avfall. För att uppnå detta krävs det ett förändrat beteende hos individer.
Figur 3. Beskriver avfallshierarkin
Det finns huvudsakligen tre syften med avfallshantering där det första är att erbjuda individer en tjänst där de kan bli av med sitt avfall. Det andra är att tillgodose andra aktörer i samhället med avfall som blir till nya produkter eller tjänster och att ta tillvara på värdefulla resurser och minska utvinningen av nya naturresurser. Det tredje är att separera ut särskilt farliga ämnen och material från kretsloppen så att det inte hamnar i det återvunna materialet eller för all del i naturen (Ammenberg, J. & Hjelm, O. p. 219).
Enligt studier från Plastics Europé Plastics – the Facts 2020 uppgick plastavfallet som konsumenterna producerade år 2018 till 29,1 Mt och där 43,6% gick till energiåtervinning, 32,5% till återvinning och 24,9% deponerades. I jämförelse med 2016 års siffror har andelen som deponeras minskat från 27,3%. Ganska omärkbara skillnader ses i energiåtervinningen,
Förebygga
Förbereda
Materialåtervinna Annan återvinning
tex.
Energiåtervinna
Deponera
16
från 41,6 % till 42,6%. Plastavfall i form av material och produkter som uppkommer från konsumenter efter användning brukar även benämnas som post-consumers avfall. Post- consumer syftar till den allmänna uppkomsten av plast från konsumering och kommer att vara ett återkommande begrepp i texten.
Vad som bland annat påverkar sortering är tillgängligheten och för hushållen handlar detta om fastighetsnära insamling. Ett utökande av den fastighetsnära insamlingen talar för att fler skulle börja sortera och även att sortering och insamling skulle ske i större utsträckning. Som ett exempel på ett utökande skulle vara att i anslutning med fastigheter ha mindre miljöstationer, i likhet med återvinningsstationer där konsumenterna/allmänheten kan sortera tidningar, metall, glas, avfall för kompostering och brännbart. Några kommuner har redan områden med sådana implementerade system, bland annat i områden i Göteborgs kommun. Något som talar för att en fastighetsnära insamling skulle vara möjlig är att den skulle kunna bidra till att mer plastförpackningar materialåtervinns. Från den Svenska offentliga utredningen 2018:84 går endast 45% vidare till materialåtervinning, och detta är i avfallssystemet! Detta visar på den ineffektivitet som finns i delar av avfallshanteringssystemet och dess utvecklingsmöjligheter och från Naturvårdsverkets rapport 6946 har plockanalyser visat att mer än 60 procent av avfallet från hushållen som idag går till avfallsförbränning skulle kunna materialåtervinnas.
Sveriges mål är att till 2029 ha en materialåtervinning på över 50 %.
Ett fastighetsnära insamlingssystem är också endast möjligt via en kunskapsutveckling där konsumenterna får tydlig information om hur avfallshantering går till och där syftet med avfallshanteringen tydliggöras. Ett par faktorer till en fastighetsnära insamling är den i praktiken kan kopplas in på en redan existerande infrastruktur och att sortering av avfall ska ske så nära källan till uppkomsten som möjlig vilket i sin tur skapar förutsättning för att få så rena, högkvalitativa material till återvinning och att drygt 30 procent av innehållet i restavfallet består av förpackningar och tidningar av papper och plast. Ett kunskapsutvecklande i form av informationsinsatser till främjande för konsumenterna är dels något som redan påpekats; att syftet med avfallshanteringen bör förtydligas. En annan är att konsumenter kan med hjälp av information få en ökad medvetenhet om sina val av plastprodukter. Ett sådant exempel ger SOU (2018:84, 2018) genom att styra konsumenter till att använda vissa homogena produkter, som kan återvinnas, där det är möjligt genom s k nudging. Syftet med nudging är att ändra på ett rutinbeteenden och på så sätt underlätta för konsumenten att göra sina val. Detta är ett verktyg som bland annat används ofta i situationer med komplex information där viktig information blir mer framträdande och enklare att förstå men kan lika väl handla om situationer där man vill att konsumenten skall göra ett mer hållbart val. Den svenska översättningen till nudging är ” knuff i rätt riktning” och man kan läsa mer om detta i "Nudging Ett verktyg för hållbara beteenden?” från Naturvårdsverket (2014)
Avfallshierarkin (figur 3) bygger på åtgärder, styrmedel och mål för att förebygga uppkomsten av avfall och är en del av den cirkulära ekonomin. Utöver att de ska medverka till minskade avfallsmängder skall den ge ökad återanvändning av produkter och komponenter och bidra till en ökad återvinning samt en förbättrad avfallshantering. Första ledet i avfallshierarkin är förebyggandet av att avfall uppkommer och för detta krävs det medvetna konsumenter och producenter som agerar hållbart. Avfallsförebyggande ligger inte enbart på den enskilda konsumenten eller producenten utan omfattar ett nationellt arbete längst hela värdekedjan.
(SOU 2018:84, 2018). Figur 4 visar på hur processen kan se ut för ett material och kan sedan
jämföras med figur 3 som visar avfallshierarkin. De båda figurerna finns som stöd i arbetet mot
avfallshantering och förebyggning samtidigt som den bidrar till Sveriges miljömål och är som
underlag för olika aktörer. Europa kommissionen planerar en ny lagstiftning för hållbara
17
produkter 2021 som ska bidra till avfallsförebyggande (Rapport 2020:6946). Parallellt med avfallshierarkin finns den cirkulära ekonomin och som ofta knyts de båda tillsammans genom uttrycket av de 3R: Reduce, Reuse och Recycle som på svenska översätts till Förebygga, Återanvända och Återvinna. För en ökad återanvändning och återvinning av produkter behövs en innovativ produktdesign vilket stärks av producentansvaret för förpackningar som är utformat på ett sådant sätt att de ska framställas och saluföras för att stärka återanvändnings- och återvinningsgraden (Rapport 20206946). Produktdesign bör även inkludera möjligheten till reparerbarhet i avseende med att minska uppkomsten av avfall och för att förlänga livslängden.
Fram till produkten materialåtervinns har produkten/materialet i fråga fyllt sin funktion och det är först nu som materialet är ansett för kvittblivning. Materialåtervinningen kan delas upp i ett par olika steg där det inledningsvis har genomgått någon form av källsortering av användaren som antingen har skett fastighetsnära eller från exempelvis återvinningsstationer och som sedan har samlas in till för vidare sortering s k eftersortering/grovsortering. Syfte är att i största möjliga mån separera ut alla de olika plastsorterna och som hjälp till detta finns olika sorteringsmetoder där bland NIR-teknik (Nära Infraröd Reflektans Spektroskopi) som är mycket vanlig vid förpackningssortering men det går även också att sortera plastsorter utifrån dess densitetsskillnad och färg.
Figur 4. Beskriver plastens livscykel
Lukt är ett återkommande problem för återvunnen plast och därför tvättas plastavfallet. Det
finns lite olika metoder för framtagningen av nytt återvunnet material och det beror också på
applikationsområdet för den nya plastprodukten. För att underlätta tvättningen och öka
återvinningsbarheten brukar normalt plastmaterialet sönderdelas till mindre fragment för att öka
renheten och ta bort eller minska oönskad doft. Detta är önskvärt vid framställning av produkter
inom förpackningsindustrin. För att öka återvinningsbarheten kan konsumenter bidra genom att
skölja ur hygienartiklar som till exempel tvålflaskor men även separera ur etiketter. Genom att
göra detta minskas risken för lukt som leder till att den återvunna plasten kan används inom
områden som kräver högre krav som till exempel förpackningar. Innan den återvunna plasten
kan smältas om till den nya produkten torkas plastfragmenten och eventuellt tillsätts även ny
plastråvara för att förbättra kvalitén. Recirkulering är inte möjlig hur många gånger som helst
utan plasten åldras med tiden och behöver därför antingen plockas ut ur återvinningssystemet
eller blandas ihop med ny plast. När plasten inte längre lever upp till de krav som ställs plockas
den ut ur återvinningssystemet och återvinns istället genom att ta tillvara dess energiinnehåll
eller kemiskt återvinning (SOU 2018:84, 2018).
18
Statens offentliga utredning från 2018 tar upp ett område inom återvinning som kan underlätta identifieringen av olika plasttyper och plastinnehåll. Genom att använda sig utav en optisk teknik s k digital märkning/digital vattenmärkning, kan i princip alla förpackningar identifieras och separeras. Denna metod har potential att ge en förbättring av sorteringen.
Som man kan läsa på Hållbar Kemi’s (2021) hemsida kan en kemisk återvinning vara i drift i Sverige år 2024 och det är det internationella företaget Borealis AG i Stenungssund som kommer driva plastreturraffinaderiet. Genom arbetet kan bland annat plaster som består av blandningar av olika polymerer och kompositer separeras, som annars skulle ha skapat hinder i materialåtervinningsprocessen. Detta är ett arbete mot en cirkulär omställning och för att nå en högre grad av återvunnen plast något som står i enlighet med EU-mål för avfall, avfallsförordningen (Naturvårdsverket 2020). Kortfattat innebär en kemisk återvinning att plastproduktens polymerer bryts ner till dess kemiska byggstenar och kan sedan återanvändas för att skapa nya plastprodukter. Denna process beskrivs närmare i figur 5. (SMED (2020)
Figur 5. Beskriver processen för kemisk återvinning för förgasning, pyrolys, depolymerisering och solvolys. (SMED Rapport Nr 05 2020)
En annan plasttyp som skapar hinder i återvinningsprocessen är bionedbrytbar plast som försvårar möjligheten till materialåtervinning. Främst ser man att bionedbrytbara plaster återvinns med kemisk återvinning eller genom mekanisk och därefter kräver de bionedbrytbara plasterna industriell kompostering där man ska komma ihåg att dess potential om recirkulering går förlorat och även dess energivärde. Tanken med dessa plasttyper är att de utnyttjas under en livscykel i sin specifika applikation och skall därefter brytas ned efter användningen.
Intresset av bionedbrytbara plaster ökar och det finns en viss problematik om efterfrågan på dessa plaster skulle öka i material som kan recirkulera som till exempel i plastkrukor för privat bruk. Problematiken med detta är att risken finns att materialet hamnar i det vanliga återvinningssystemet i stället för den biologiska nedbrytningen. När bionedbrytbara plaster blandas med både de konventionella och biobaserade plasterna kommer kvalitén på det återvunna plastmaterialet att påverkas negativt. Som SOU (2018:84, 2018) rapport påpekar behövs först en utveckling av materialåtervinningssystemet ske innan införande av bionedbrytbara plaster kan ske i det svenska samhället. Detta för att kunna ta omhand om plasten på det mest resurseffektivaste sättet och det innebär att minska risken för att skapa så pass dålig kvalitet att det sorteras ut och istället måste förbränns.
En annan utmaning för återvinning är att tekniken fortfarande är begränsad eller under
utveckling för vissa plasttyper. Idag kan man inte helt säkerställa innehållet i det återvunna
materialet. För att ytterligare effektivisera materialåtervinningen och för att göra den redo för
framtiden behövs kunskap och utvecklat system för att bland annat kunna fastställa allt innehåll
i ett återvunnet material. Omställningen till en resurseffektiv, cirkulär och biobaserad ekonomi
motverkas när avfallet som uppkommer innehåller särskilt farliga ämnen. Återvinningen
motverkas av att farliga ämnen används i nya plastprodukter och kommer in i det tänka cirkulära
kretsloppet för plaster. Problemet ligger inte främst på nationellt nivå, inte heller på EU nivå
19
utan där är import av varor från icke europeiska länder som motverkar grader av återvinning (Rapport 2020:6946).
Missförstånd kring plaster
PVC är ett plastmaterial vars unika egenskaper gör att den har en stor samhällsnytta inom bland annat byggsektorn, sjukvård och elektronik och där några av dess egenskaper kan ses i bilaga 3. Det som utmärker PVC är att det både kan användas som mjuka produkter s k mjukgjord PVC i till exempel blodpåsar men även som hård PVC där vatten- och avloppsrör är ett exempel på användningsområdet (Kemikalieinspektionen 2021). Andra samhällsnyttiga användningsområden där man kan hitta PVC är att den utgör vingarna i vindkraftverk. Idag står dock rotorbladen för utmaningar då de är svåra att återvinna.
Forskning pågår för att finna dels lösning på återvinningsproblematiken men även att finna nytt liv för rotorbladen (Innovations- och kemiindustrierna i Sverige 2016).
PVC är ett omdebatterat plastmaterial och har ett rykte om sig att vara både hälso- och miljöfarlig. Trots dess genomgång till att passa in i det hållbara samhället tycks människor fortfarande tro att det är en farlig plast vilket beror just på framställningen av PVC som inkluderar både stabilisatorer och mjukgörare som ofta är olika typer av ftalater, som har varit omdebatterade länge. Sett ur ftalaters hälso- och miljöpåverkan skiljer man idag på två olika sorter, nämligen hög-och lågmolekylära ftalater varav den förstnämnda är varken hälso-eller miljöfarlig och är den som står för 80% av den europeiska produktionen PVC. De lågmolekylära ftalaterna utgör en risk att migrera ut i större utsträckning och har därför kommit att ersättas med tillsatser av högre molekylvikter. (Innovations- och kemiindustrierna i Sverige 2016).
Stabilisatorer tillsätts plasten för att motverka missfärgning och försämring av mekaniska egenskaper och som oftast görs detta med olika typer av metallföreningar varav många förr var olika typer av tungmetaller. Dock har dessa fasats ut sedan 2015 och idag står 80% av tillverkningen för kalcium-zink stabilisatorer och som är godkända (Innovations- och kemiindustrierna i Sverige 2021).
Det som däremot inte förekommer kring debatten om PVC är just dess omstrukturering för att passa in i ett mer hållbart samhälle och varför det har varit övervägande att genomföra denna omstrukturering. Anledningen till att få PVC till att passa in i det hållbara samhället beror på tillverkningsprocessen och dess klimatpåverkan, i jämförelse med andra plaster är PVC klimatsmart där andelen koldioxid utsläpp och förbrukning av energi är mycket låg (Innovations- och kemiindustrierna i Sverige 2021).
Mikroplaster: det dolda hotet
Mikroplaster (< 5 mm) är en stor del av plastavfallet delvis på grund av att det är svårt att uppskatta omfattningen av mikroplasterna samtidigt som dess kemiska och fysikaliska påverkan på ekosystemet inte är fastställt. Problematiken som uppstår med mikroplaster grundar sig i dels dess storlek och dess stora förhållande mellan yta-till-volym.
Mikroplaster benämns antingen som primära- eller sekundära mikroplaster, där primära
syftar till att materialet har tillsatts mikroplaster och sekundära är makroplaster som har
brutits ner till mikroplaster. Nedbrytningen till sekundära mikroplaster kan ske på grund av
UV-strålning, vind, vågor eller biologiskt. En annan potentiell källa till mikroplaster från
20
sekundära plaster är när makroplaster bryts ner eller annat större plastavfall intas av vilda djur, så som sjöfåglar och sedan utsöndras tillbaka till miljön. Dessa djur agerar även som en form av transportväg för plaster. (Europeiska Kommissionen 2011). Enligt Plastic Europé var det 2016 27,3% som deponerades av de 21,1 M ton plast som samlades in i Europa.
Problematiken med deponier är att kemikalier eller surt lakvatten börjar att bryta ner plasten och genom transportvägar för vatten ger upphov till spridning av mikroplaster i naturen. I Sverige är mindre än 1 % deponerat, men kunskap om problematik med deponering av plast är låg och vidare forskning behövs.
Andrady (2011) lyfter ett problematiskt område, nano-partiklar vars uppkomst antingen härrör från nedbrytning av plastavfall eller nanopartiklar som tillverkats av människor. Han menar på att hela den vattenlevande näringskedjan är utsatt på grund av växt- och djurplanktons intag av dessa nano-partiklar. Andrady understryker även allvaret i att planktondjuren utgör grunden för den marina livsmedelskedjan, inte minst den långtgående effekten i världshaven. Betydelsen av att förhindra mikroplastförorening från primära och sekundära källor är avgörande för det marina livet. Gifter från industri och jordbruk läcker in i haven och sjöar som fäster på plaster vilket gör dem giftiga. De små fragment av skräp intas från debris som flyter i hav och sjöar och intas sedan av marina djur varvid det sker en absorbering av föroreningarna, som ofta är fettlösliga, vilka tas därför lätt upp i djurens muskler och fett och ackumuleras. Problematiken som uppstår när plaster bryts ner är att partiklarnas yta ökar, och att det skapas ojämnheter på ytan som hjälper till med ansamlingen av kemiska föroreningar. Den långvariga effekten av mikroplaster blir därför att med tiden ansamlas mer och mer kemiska föroreningar, som samtidigt ackumuleras längre upp i näringskedjan (Europeiska Kommissionen 2013), (Ellen MacArthur Foundation 2015, p. 72).
Årsrapporten från miljöövervakningen om kust och hav visar även den på samma negativa effekter som kan återfinnas globalt, nämligen ökningen av plastartiklar i ekosystemen. Enligt miljökvalitetsmålet Giftfri miljö skall halterna från de icke naturligt förekommande ämnena ha sådan påverkan på människor och ekosystem att den är försumbar. Den bioackumulation som skapas hotar med långsiktiga effekter på toppredatorer (Naturvårdsverket 2021).
De senaste åren har en ökad medvetenhet skapats hos vissa individer, där man bland annat kan se trender som plastbantning och att konsumenter i högre utsträckning väljer återvunna plastmaterial och plastmaterial som är bionedbrytbara och från naturliga råvaror. UNEP (2015) tar upp ett problemområde gällande begreppet bionedbrytning och menar på att begreppet i hög utsträckning leder till missuppfattningar och förvirringar hos konsumenter.
För att förstå problematiken behöver man veta vad det är som påverkar en biologisk
nedbrytning, och dess sannolikhet till nedbrytning. Både vilken typ av polymer men även
den omgivande miljön spelar en avgörande roll och målet med nedbrytningen är att den ska
bara komplett. En partiell bionedbrytning, alltså då plasten endast delvis bryts ned leder till
fragmentering till nano partiklar och andra syntetiskt nedbrutna produkter, som beror på
innehållet i plasten, och är något som inte är eftersökt. En plast kan vara märkt som biologiskt
nedbrytbar men det är den omgivande miljö som berör graden av den nedbrytningen där bland
annat faktorer som luftfuktighet, temperatur, UV-strålning och tillgången på syre alla
påverkar nedbrytningen i hög grad. För att en bionedbrytbar plast skall ha en komplett
nedbrytning krävs optimala förhållande, något som är svårt att uppnå i en naturlig miljö och
därför leder till att det tar väldigt lång tid. Att tro att bionedbrytbara alternativ skulle lösa
problemen med nedskräpning är inte korrekt, väldigt fel. Det finns idag inte tillräckligt med
forskning på området om biologiskt nedbrytning under icke ideala förhållanden. En hoppfull
framtid gällande kunskap och forskning finns inom området för mikroplaster, något som tas
upp i stycket nedan och handlar om den senaste forskningen inom ämnet.
21
Forskare vid Hongkongs polytekniska universitet har presenterat en ny metod där man med hjälp av den modifierad bakterien P. aeruginosa använder sig utav mekanismen ‘capture- and-release’. Metoden lämpar sig för bakterie på grund av dess möjlighet att fästa på ytor och kan på så sätt bilda en biofilm. Figur 6 visar mekanismen där bakterier fäster på mikroplaster och bildar en biofilm. Tanken är att använda denna metod bland annat inom reningsverk.
Figur 6. Beskriver mekanismen 'capture-and-release' för P. aeruginosa för bildandet av biofilm
Projektet genomfördes genom med olika storlekar och olika material, så som PVC, nylon, PS PMMA och PET samtidigt som tester utfördes på havsvatten i nära anslutning till utlopp från avlopp. Med denna nya teknik är det mycket troligt, förutsatt att metoden kan skalas upp, att även de minsta mikroplasterna kan fångas upp i reningsverken i framtiden (Yang Lu, Sylvia,.
Leung Ming-Lok, Matthew., Fang Kar-Hei, James & Lin Chua, Song. 2021).
4. OLIKA ÅTGÄRDER FÖR ATT MINSKA FÖREKOMSTEN AV PLAST
Skatt på bärplastkassar
Enligt Finansdepartementet promemorian (PM: Fi2019/02465/S2) om skatt på bärplastkassar anses majoriteten av nedskräpningen i naturen vara plast och att plastpåsar utgjorde den skräpfraktion som återfanns mest vid skräpmätningar i både stränder och i stadsmiljö. Som ett led i minskningen beslöt regeringen om att sätta skatt på bärplastpåsar. Bakgrund till beskattning låg i Sveriges miljömål vars övergripande mål är att inte lämna över de våra miljöproblem till nästa generation samtidigt som vi inte orsakar ökade miljö- och hälsoproblem inom och utanför Sveriges gränser. Som en del av Sveriges miljömål ingår det s k generationsmålet och det är denna tillsammans med de 16 miljökvalitets- och etappmålen som utgör stommen i den svenska miljöpolitiken.
Den negativa inverkan som nedskräpningen har påverkar flera av de svenska miljökvalitetsmålen så som ”God bebyggd miljö”, ”Hav i balans”, ”Levande kust och skärgård”
och ”Levande sjöar och vattendrag” (Sveriges Miljömål 2021). Ett omdebatterat område är den mängden plast som finns i världshaven och som har förödande påverkan på det marina djurlivet.
Plastens diversitet återspeglas i det skräp som återfinns i det marina och är omfattande, där många plastfraktioner utgör engångsartiklar men även mycket fiskeredskap så som nät.
Nedbrytningen av plast orsakar s k mikroplaster och det sker i alla plastmaterial över tid. Dessa
mikroplaster hittar sig tillslut in i människans livscykel och även om vi idag inte känner till dess
påverkan talar mycket för att det kan ge förödande effekter på både oss människor och djur.
22
Plaster hittar tillslut ut i haven via olika transportvägar för vatten så som grundvatten, avdunstning eller via vattendrag och varje år beräknas mellan 12,2 miljoner ton plastavfall hamna där enligt Juan Ruiz (2018) och mellan 4,8 och 12,7 miljoner enligt Finansdepartementet (2019).
En annan del av bakgrunden till skatt på bärplastkassar utöver dess nedskräpning är avfallshierarkin, vars främsta syfte är att förebygga avfall i den mån det går, vilket är ett bevis på ett utnyttjande av naturens resurser som dessutom är ineffektivt och inte förespråkar hållbarhet. Avfallshierarkin är en del av avfallsdirektivet och ingår i miljöbalken, som är en bestämmelse om hur avfall skall hanteras (Naturvårdsverket 2020) och bygger på gemensam lagstiftning i EU, EU:s avfallslagstiftning. Revideringar gjordes i avfallspaketet 2018 vars syfte är att se avfall som en resurs och gå från en linjär ekonomi till en cirkulär ekonomi (Naturvårdsverket 2020).
Syftet med beskattningen på plastbärkassar var att minska förbrukningen och på så sätt uppnå förpackningsdirektivet, vilket är att till år 2025 ha en förbrukningen som inte överstiga 40 plastbärkassar per person och år (Finansdepartementet 2019). Det som motiverade införandet av skatt på plastbärkassar är att utan skatten, eller för den delen en annan ökad styrning, så förväntades man inte uppnå förpackningsdirektivet.
Den 29 januari 2020 röstade riksdagen ja till regeringens förslag om att införa ekonomiskt styrmedel på plastbärkassar i form av skatt. Det finns flera möjliga sätt att minska förbrukningen där bland skatter, förbud och informationsstyrmedel samt begränsningar. Valet av styrmedel grundar sig i dess effektivitet och där regeringen bedömde att beskattning på plastbärkassar är det mest effektiva i syfte med att bland annat minska nedskräpning och spridning av mikroplaster (Regeringen 2020). Skatten tas ut tidigt i ledet för att på så sätt ha ett tillräckligt högst pris när konsumenten i butiken ska betala (Finansdepartementet 2020).
Införandet av beskattning på plastbärkassar har givit resultat och har beräknat att minska med 26% enligt Naturvårdsverket (2021). Tabellen nedan visar statistik på plastbärkassar i Sverige från företag som antingen tillverkar eller för in dem och data är hämtad från Naturvårdsverket (2021).
Tabell 1. Beskriver per person förbrukningen i antal, år och tjocklek på plastbärkassar i Sverige mellan åren 2017 och 2019.
Per person är den beräknade folkmängden den 31 december respektive år.
