تعمل إعادة التدوير الرائدة على تحويل النفايات المختلطة إلى مواد بلاستيكية ممتازة دون أي تأثير على المناخ

يتم حاليًا إعادة تدوير جزء صغير فقط من المواد التي يمكن تحويلها إلى بلاستيك جديد. لقد أثبت الباحثون الآن كيف يمكن لذرات الكربون الموجودة في النفايات المختلطة أن تحل محل جميع المواد الخام الأحفورية في إنتاج المواد البلاستيكية الجديدة. مستوحاة من دورة الكربون الطبيعية، يمكن لطريقة إعادة التدوير هذه القضاء على التأثير المناخي للمواد البلاستيكية وحتى تنقية الهواء من ثاني أكسيد الكربون.

'هناك ما يكفي من ذرات الكربون في النفايات لتلبية احتياجات إنتاج البلاستيك العالمي بأكمله. وباستخدام هذه الذرات، يمكننا فصل المنتجات البلاستيكية الجديدة عن توريد المواد الخام الأحفورية البكر. وإذا كانت العملية مدعومة بالطاقة المتجددة، فإننا نحصل أيضًا على يقول هنريك ثونمان، أستاذ تكنولوجيا الطاقة في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا وأحد مؤلفي الدراسة المنشورة: 'إن المنتجات البلاستيكية ذات تأثير مناخي أقل بنسبة تزيد عن 95٪ من تلك المنتجة اليوم، وهو ما يعني فعليًا انبعاثات سلبية للنظام بأكمله'. في مجلة الإنتاج الأنظف.

لتحقيق دورات دائرية، نحتاج إلى الاستفادة بشكل أفضل من الموارد المستخدمة بالفعل في المجتمع. يريد هنريك ثونمان وفريقه البحثي التركيز على مورد مهم غالبًا ما يتبخر في الدخان اليوم: ذرات الكربون الموجودة في نفاياتنا، والتي يتم حرقها حاليًا أو ينتهي بها الأمر في مدافن النفايات بدلاً من إعادة تدويرها. أصبح هذا ممكنًا من خلال التقنيات التي تستهدف الكربون الموجود في نفايات البلاستيك والورق والخشب، مع أو بدون بقايا الطعام، لإنشاء مادة خام لإنتاج البلاستيك بنفس التنوع والجودة مثل تلك المنتجة حاليًا من المواد الخام الأحفورية.

تماما مثل الطبيعة إن طرق إعادة تدوير البلاستيك الحالية قادرة على استبدال ما لا يزيد عن 15-20% من المواد الخام الأحفورية اللازمة لتلبية طلب المجتمع على البلاستيك. تعتمد الطرق المتقدمة التي اقترحها الباحثون على تقنيات كيميائية حرارية وتتضمن تسخين النفايات إلى 600-800 درجة مئوية. ثم تتحول النفايات إلى غاز، والذي بعد إضافة الهيدروجين يمكن أن يحل محل وحدات بناء البلاستيك. يمكن أن يؤدي استخدام طريقة إعادة التدوير هذه إلى فصل المنتجات البلاستيكية الجديدة عن توريد المواد الخام الأحفورية الجديدة.

يقوم الباحثون في هذه الدراسة بتطوير طريقة إعادة تدوير كيميائية حرارية تنتج غازًا يمكن استخدامه بعد ذلك كمادة خام في نفس المصانع التي تُصنع فيها المنتجات البلاستيكية حاليًا من النفط الأحفوري أو الغاز. يتم وضع أنواع مختلفة من النفايات، مثل المنتجات البلاستيكية القديمة والأكواب الورقية، مع أو بدون بقايا طعام، في المفاعلات في محطة تشالمرز للطاقة المركزية.

'المفتاح لمزيد من إعادة التدوير على نطاق واسع هو النظر إلى النفايات المتبقية بطريقة جديدة تمامًا: كمواد خام مليئة بذرات الكربون المفيدة. ثم تكتسب النفايات قيمة، ويمكنك إنشاء هياكل اقتصادية لجمع المواد واستخدامها كمصدر للطاقة. المواد الخام في جميع أنحاء العالم'، يقول هنريك ثونمان.

مبدأ العملية مستوحى من دورة الكربون الطبيعية. تتحلل النباتات إلى ثاني أكسيد الكربون عندما تذبل، ثم يقوم ثاني أكسيد الكربون، باستخدام الشمس كمصدر للطاقة والتمثيل الضوئي، بتكوين نباتات جديدة.

'ومع ذلك، تختلف تقنيتنا عن الطريقة التي تعمل بها في الطبيعة لأننا لا نضطر إلى سلوك المنعطف عبر الغلاف الجوي لتدوير الكربون على شكل ثاني أكسيد الكربون. يمكن تحويل جميع ذرات الكربون التي نحتاجها لإنتاج البلاستيك لدينا إلى يقول هنريك ثونمان: 'توجد في نفاياتنا، ويمكن إعادة تدويرها باستخدام الحرارة والكهرباء'.

وتظهر حسابات الباحثين أن الطاقة اللازمة لتشغيل مثل هذه العمليات يمكن الحصول عليها من مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح أو الطاقة المائية أو عن طريق حرق الكتلة الحيوية، وستكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من الأنظمة المستخدمة اليوم. ومن الممكن أيضًا استخلاص الحرارة الزائدة من عمليات إعادة التدوير، والتي من شأنها أن تعوض في نظام دائري إنتاج الحرارة المشتق حاليًا من حرق النفايات، مع القضاء على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة باستعادة الطاقة.

يمكن أن تحل محل المواد الخام الأحفورية

تم إجراء البحث كجزء من مشروع FUTNERC. وقد أثبت الباحثون أن العملية يمكن أن تعمل بالتعاون مع شركة تصنيع البلاستيك Borealis في ستينونجسوند، السويد، حيث قاموا بالتحقق من النتائج وأظهروا أنه يمكن استخدام المادة الخام لصنع البلاستيك، لتحل محل المواد الخام الأحفورية المستخدمة اليوم.

'هدفنا هو خلق اقتصاد دائري للمواد البلاستيكية. منتجاتنا البلاستيكية هي المفتاح للتحول إلى مجتمع مستدام، لذلك من المهم بالنسبة لنا أن ندعم مثل هذه الأبحاث. لدينا بالفعل مشاريع تخلق دائرية لمنتجاتنا البلاستيكية، ولكن يقول أندرس فروبيرج، الرئيس التنفيذي لشركة Borealis AB: 'نحن بحاجة إلى المزيد من الحلول. لذلك، نحن سعداء بهذه النتائج الممتازة، والتي يمكن أن تساعدنا على الاقتراب خطوة أخرى من هدفنا'.