Které typy recyklačních technologií mají největší dopad?

Zásadní aspekty

  • Mechanická recyklace využívá fyzikální postupy k opětovnému zpracování materiálů, avšak generuje vedlejší produkty nižší jakosti. Je sice ekonomicky výhodnější, ale narušuje celistvost recyklovaných materiálů.
  • Chemická recyklace rozkládá odpad na základní stavební kameny (monomery) a zpracovává širší spektrum odpadů. Mezi techniky chemické recyklace patří pyrolýza, zplyňování a solvolýza.
  • Automatizované systémy zpětného odběru a motivační programy podporují recyklaci, jejich možnosti jsou však omezeny typy přijímaných recyklovatelných materiálů. Další potenciál skýtá energetické využití odpadu a recyklace lithium-iontových baterií.

I přes snahu neziskových organizací a ekologů o zvýšení povědomí, míra recyklace na globální úrovni stagnuje. Různé druhy odpadu se stále hromadí na skládkách. Hlavními faktory tohoto problému jsou neefektivní recyklační procesy a sběrné systémy, a to i přesto, že existuje více faktorů přispívajících ke špatnému nakládání s odpady. Mnohé země stále preferují zastaralé a levné metody.

Jaké recyklační technologie tedy mají největší potenciál pro zlepšení celkové situace?

1. Mechanická recyklace

Mechanická recyklace opětovně zpracovává sebrané materiály za pomoci fyzikálních metod, jako je drcení, tavení a tvarování. Zachovává se chemická struktura recyklovaných materiálů, což znamená, že nelze míchat různé druhy. Tato metoda je často používána k recyklaci papíru, skla, kovů a plastových výrobků.

Mechanická recyklace je oblíbená v mnoha veřejných i soukromých sektorech díky nižším nákladům v porovnání s jinými technologiemi. Dokonce i domácí kutilové si sami vytvářejí jednoduchá zařízení na drcení, tavení a tvarování recyklovatelných materiálů.

Nevýhodou je však fakt, že mechanická recyklace obecně produkuje vedlejší produkty nižší jakosti. Agresivní fyzikální procesy narušují strukturální integritu recyklovaných materiálů. Například papírové tašky a plastové lahve vyrobené ze 100% recyklovaného materiálu mohou být křehčí.

2. Chemická recyklace

Obrázek: IBM Research/Flickr

Chemická recyklace rozkládá odpad na základní stavební bloky – jednotlivé monomery, ze kterých se následně vytvářejí nové produkty. Recyklované látky si tak už nezachovávají původní formu a mění své skupenství.

Hlavní výhodou chemické recyklace je schopnost zpracovat mnohem širší škálu odpadů. Mechanické procesy si nedokáží poradit se „znečištěnými“ materiály. Většina odpadových center tak odesílá zkorodované, znečištěné či kontaminované recyklovatelné materiály (například plastové lahve s obsahem šťávy a obaly od syrového masa) na skládky.

OECD uvádí, že se recykluje pouze 9 % plastového odpadu. V současnosti se používají tři hlavní typy chemické recyklace:

Pyrolýza

Pyrolýza je proces termického rozkladu recyklovatelných materiálů při vysokých teplotách bez přítomnosti kyslíku, obvykle v rozmezí od 400 do 800 °C. Běžně se využívá pro zpracování komplexních plastů. Proces rozkládá materiály na molekulární úrovni a vrací je zpět do podoby recyklovaného bio-oleje, syntézního plynu nebo dřevěného uhlí. Produkty pyrolýzy jsou téměř stejně kvalitní jako původní materiály. Toto video demonstruje, jak chemická recyklace oproti mechanickým metodám udržuje vysokou kvalitu.

FHWA informuje, že američtí motoristé ročně vyřadí přes 280 milionů automobilových pneumatik. Výrobci však nemohou bez obav využívat udržitelnou, ale nebezpečnou regenerovanou pryž. Společnost Big Atom Tire Recycling tento problém řeší pomocí pyrolýzy. Její tým chemicky rozkládá ojeté pneumatiky na ropu a plasty, které pak slouží jako suroviny pro výrobu spolehlivých silničních pneumatik.

Zplyňování

Zplyňování je termochemický proces recyklace, při kterém se recyklovatelné materiály ohřívají na teplotu 800 až 1200 °C s omezeným přístupem kyslíku. Rozkládá se tak plast, biomasa a organický odpad. Na rozdíl od pyrolýzy vyžaduje zplyňování mnohem vyšší teploty pro výrobu tepla, elektřiny a syntézního plynu (syngasu). Zplyňování je také efektivní metodou pro produkci čisté energie z recyklovaného odpadu. Celosvětová spotřeba fosilních paliv by se snížila, kdyby lidé získávali energii ze solárních panelů a recyklovaného odpadu.

Solvolýza

Solvolýza je termochemický proces probíhající při nižších teplotách (100 až 300 °C), při kterém se recyklovatelné látky rozpouštějí ve speciálním rozpouštědle. Je účinná pro recyklaci polyesterů a polyuretanů. Odpadová centra obvykle posílají tento smíšený plastový odpad na skládky, protože mechanické metody recyklace si s ním neporadí.

Solvolýza je samozřejmě využitelná i pro zpracování biomasy a organického odpadu. Nejběžnějšími vedlejšími produkty solvolýzy jsou palivo, oligomery a monomery. Tyto recyklované materiály jsou všestranné a výrobci je mohou využít k výrobě kvalitních plastových produktů, etanolu a maziv.

I když jsou pyrolýza, zplyňování a solvolýza efektivnější než mechanická recyklace, jen málo odpadových center si může dovolit do nich investovat. Jejich pořízení a údržba jsou finančně náročné. Může trvat desítky let, než se stanou standardními recyklačními technologiemi po celém světě.

3. Automatizované systémy zpětného odběru

Obrázek: Donald_Trung/Wikimedia Commons

Automatizované systémy zpětného odběru (RVM) podporují recyklaci tak, že odměňují lidi za vkládání recyklovatelných materiálů (např. prázdné skleněné nádoby, plastové lahve a hliníkové plechovky). Odměnou obvykle bývají poukázky, slevové karty nebo peníze. Stačí vložit recyklovatelné materiály do automatu, vybrat si odměnu a automaticky je roztřídí. Největším omezením RVM je fakt, že jsou vybíravé ohledně recyklovatelných materiálů, které přijímají. Většina odpadových center stále využívá mechanické procesy a nemohou riskovat příjem kontaminovaných recyklovatelných materiálů, které by mohly skončit na skládkách.

Maloobchodní značky napodobují stejný koncept a motivují spotřebitele k recyklaci konkrétních položek. Jako příklad lze uvést recyklační proces společnosti Apple. Ta vybízí uživatele, aby odevzdávali stará zařízení Apple a získali speciální promo akce a slevy.

4. Přeměna odpadu na energii (WtE)

Technologie Waste-to-Energy (WtE) recykluje komunální, průmyslový a zemědělský odpad prostřednictvím řízeného spalování při vysokých teplotách. Produkuje čisté energetické vedlejší produkty, jako je teplo a elektřina. WtE technologie ve velkém měřítku by mohly přispět k dostupnosti alternativních zdrojů energie.

WtE a zplyňování se sice řídí podobným procesem a produkují stejné vedlejší produkty, ale využívají odlišné technologie. Zplyňování ohřívá odpad s omezeným množstvím kyslíku, zatímco WtE recyklovatelné látky přímo spaluje. WtE navíc neumí vyrábět syntézní plyn.

5. Recyklace lithium-iontových baterií

Společnost je stále závislejší na elektrických zařízeních, jako jsou chytré telefony, skútry a elektromobily, a poptávka po lithium-iontových bateriích tak neustále roste.

IEA uvádí, že poptávka po bateriích pro elektromobily vzrostla v roce 2022 z 330 na 550 GWh. Přestože jsou lithium-iontové baterie pravděpodobně méně škodlivé než fosilní paliva, jejich masová produkce neúmyslně spouští další těžební projekty.

Nejlepším přístupem je usilovat o udržitelnější recyklační systémy. Zařízení pro likvidaci a recyklaci baterií by měla tyto procesy provádět, aby se výrobci li-iontů přestali spoléhat na primární suroviny.

Pyrometalurgie

Pyrometalurgie je podkategorií pyrolýzy. Spočívá v zahřívání recyklovaných baterií v řízených prostorách s vysokou teplotou a s minimálním nebo žádným přístupem kyslíku. Recyklační zařízení mohou po rozkladu extrahovat různé kovy. Hlavní nevýhodou pyrometalurgie je, že při zahřívání uvolňuje oxidy dusíku a síry a zařízení by měla tyto emise kontrolovat.

Hydrometalurgie

Hydrometalurgie je opakem pyrometalurgie. Jedná se o nízkoteplotní proces, při kterém se recyklované baterie rozpouštějí ve speciálním roztoku. Recyklační zařízení z tohoto roztoku po rozkladu extrahují kovy. Největším problémem hydrometalurgie je, že produkuje odpadní vodu, kterou musí zařízení bezpečně a opatrně likvidovat.

Přímá recyklace

Přímá recyklace je mechanický proces, při kterém jsou vybité baterie recyklovány a renovovány. Je to levný a dostupný systém. Je však třeba si uvědomit, že renovované baterie již nejsou vhodné pro původní účel a lze je použít pouze jako záložní zdroje energie.

Technologický pokrok bude i nadále zefektivňovat recyklační systémy

Zlepšení míry recyklace na celém světě nenastane ze dne na den. Domácnosti, soukromé subjekty, neziskové organizace i vládní orgány musí společně usilovat o využití efektivních recyklačních technologií a jejich začlenění do místních politik nakládání s odpady. Mnohé pokročilé systémy třídění jsou stále nedostatečně využívány. Je třeba si uvědomit, že účinné recyklační systémy pouze zmírňují škody způsobené rostoucím problémem odpadů. Měli bychom se všichni zaměřit na odstranění plastových výrobků na jedno použití.