Biopolimery

Funkcjonujący model gospodarki w oparciu o założenie „weź-wytwórz-wyrzuć” doprowadził do globalnego problemu z odpadami. Szacuje się, że tylko 5% objętości plastikowych opakowań zostaje zatrzymane w gospodarce, reszta jest bezpowrotnie tracona po bardzo krótkim użyciu i dodatkowo przyczynia się do zanieczyszczenia środowiska. Rocznie generuje to straty wynoszące od 70 do 105 miliardów euro. Rozwiązaniem problemu, może być inwestycja w biogospodarkę.

Oczekiwany wpływ biogospodarki na Europę do 2030 r. zakłada między innymi wyeliminowanie 25% chemikaliów, których wytwarzanie oparte jest na ropie naftowej, 10 krotne zwiększenie udziału biomateriałów, zwiększenie dostaw biomasy o 20%, wzrost mobilizacji niewykorzystanych źródeł o 25% oraz utworzenie blisko 700000 miejsc pracy z czego 80% przypadnie na obszary wiejskie [1].

To właśnie w biomateriałach takich jak biopolimery upatruje się sukcesu biogospodarki. Obecnie biopolimery stanowią około jeden procent z ponad 320 milionów ton produkowanych rocznie tworzyw sztucznych. Należy jednak zaznaczyć, że ich udział w rynku systematycznie rośnie. Zgodnie z najnowszymi danymi rynkowymi opracowanymi przez European Bioplastics we współpracy z instytutem badawczym Nova-Institute, globalne moce produkcyjne bioplastików mają wzrosnąć z około 2,05 miliona ton w 2017 roku do około 2,44 miliona ton w 2022 roku [2].

Biopolimery są wykorzystywane w coraz większej liczbie obszarów gospodarczych, od opakowań, artykułów gastronomicznych, elektroniki użytkowej, motoryzacji, rolnictwa/ogrodnictwa i zabawek po tekstylia i wiele innych segmentów. Opakowania pozostają największym obszarem zastosowań biotworzyw z prawie 60% (1,2 miliona ton) całego rynku biotworzyw w 2017 roku [3].

Do czynników napędzających rozwój rynku biopolimerów możemy zaliczyć:

  • rosnącą liczba materiałów, aplikacji i produktów,
  • prawne warunki ramowe,
  • zgodnie z ostatnią analizą rynku pracy przeprowadzoną przez EuropaBio (2016), europejski przemysł bioplastiku może osiągnąć gwałtowny wzrost zatrudnienia (w 2013 r. przemysł biotworzyw zajmował około 23000 miejsc pracy w Europie. Przy odpowiednich warunkach ramowych liczba ta może wzrosnąć ponad dziesięciokrotnie do 2030 r., tworząc 300 000 miejsc pracy dla wysoko wykwalifikowanych pracowników w europejskim sektorze bioplastiku),
  • wysoka stopa akceptacji konsumentów,
  • coraz większe zaangażowanie świata nauki mające na celu rozwój i udoskonalanie istniejących bioplastików, jak i rozwój badań nad komponentami biopolimerów.

Innowacyjne biopolimery, takie jak PLA (kwas polimlekowy) i PHA (polihydroksyalkaniany) są głównymi motorami tego wzrostu. PHA to ważna rodzina biopolimerów, która od pewnego czasu jest rozwijana i która wchodzi obecnie na rynek w skali komercyjnej. Moce produkcyjne pozwalające na wytwarzanie tworzyw opartych na polihydroksyalkanianach zwiększą się 3-krotnie w ciągu najbliższych pięciu lat. Oczekuje się również, że do 2022 roku zdolności wytwórcze PLA wzrosną o 50 procent w porównaniu z 2017 r.

Przykładem projektu realizowanym na terenie Małopolski, wykorzystującym potencjał polimerów jest Technologia biorafinacji olejów roślinnych do wytwarzania zaawansowanych materiałów kompozytowych pod kierownictwem dr Macieja Guzika z Instytutu Katalizy i Fizykochemii Powierzchni im. Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk.

Projekt zakłada stworzenie linii demonstracyjnej – mobilnego modułu biorafinerii do produkcji unikatowej rodziny polimerów bakteryjnych – polihydroksyalkanianów (PHA). Prace ukierunkowane są na zademonstrowanie potencjału tych polimerów w rozwoju polskiej gospodarki na przykładzie przygotowania kompozytowych materiałów do formowania przestrzennego (np. implantów tkanek kostnej i chrzęstnej czy też innych zaawansowanych pozaimplantacyjnych form kompozytowych, tj. materiały elastyczne wykorzystywane na potrzeby przemysłu – tekstylia, opakowania spożywcze, zabawki i inne wyroby plastikowe.

Źródła:


Autor: Mariusz Sołtysik, Magdalena Wojnarowska, Tomasz Witko

Artykuł przygotowany w ramach projektów BLOOM i Inicjatywa Awangarda

BloomAwangarda

PODZIEL SIĘ