طريقة مبتكرة لتحويل النفايات المختلطة إلى مواد بلاستيكية ممتازة دون أي تأثير على المناخ
أظهر الباحثون، كيف يمكن لذرات الكربون في النفايات المختلطة أن تحل محل جميع المواد الخام الأحفورية في إنتاج البلاستيك الجديد، طريقة إعادة التدوير مستوحاة من دورة الكربون الطبيعية، ويمكن أن تقضي على تأثير المواد البلاستيكية على المناخ، أو حتى تنظف الهواء من ثاني أكسيد الكربون.
يقول هنريك ثونمان ، أستاذ تكنولوجيا الطاقة في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا وأحد مؤلفي الدراسة المنشورة في المجلة للإنتاج الأنظف، “هناك ما يكفي من ذرات الكربون في النفايات لتلبية احتياجات كل إنتاج البلاستيك العالمي، وباستخدام هذه الذرات، يمكننا فصل المنتجات البلاستيكية الجديدة عن إمدادات المواد الخام الأحفورية البكر، وإذا كانت العملية مدعومة بالطاقة المتجددة فإننا نحصل أيضًا على البلاستيك
ويضيف، لتحقيق دورات دائرية، نحتاج إلى استخدام أفضل للموارد المستخدمة بالفعل في المجتمع.
يرغب هنريك ثونمان، وفريقه البحثي في التركيز على مورد مهم غالبًا ما يتحول إلى دخان اليوم، حيث يوضح ، ذرات الكربون في نفاياتنا، والتي يتم حرقها حاليًا أو ينتهي بها المطاف 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 التي يتم إنتاجها حاليًا من المواد الخام الأحفورية.
تمامًا مثل الطبيعة ، فإن 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 الأساليب المتقدمة التي اقترحها الباحثون على تقنيات كيميائية حرارية وتتضمن تسخين النفايات إلى 600-800 درجة مئوية، تتحول النفايات بعد ذلك إلى غاز يمكن أن يحل محل اللبنات الأساسية للبلاستيك بعد إضافة الهيدروجين، يمكن أن يؤدي استخدام طريقة إعادة التدوير هذه إلى فصل المنتجات البلاستيكية الجديدة عن إمدادات المواد الخام الأحفورية الجديدة.
يقوم الباحثون وراء الدراسة بتطوير طريقة إعادة تدوير كيميائية حرارية تنتج غازًا يمكن استخدامه بعد ذلك كمواد 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 الطعام ، في المفاعلات في تشالمرز باور سنترال.
كما يقول هنريك ثونمان، “إن مفتاح إعادة التدوير الأكثر شمولاً هو النظر إلى النفايات المتبقية بطريقة جديدة تمامًا ، كمادة خام مليئة بذرات الكربون المفيدة. ثم تكتسب النفايات قيمة، ويمكنك إنشاء هياكل اقتصادية لجمع واستخدام المواد كمواد خام، المواد في جميع أنحاء العالم”.
مبدأ العملية مستوحى من دورة الكربون الطبيعية.يتم تقسيم النباتات إلى ثاني أكسيد الكربون عندما تذبل ، وثاني أكسيد الكربون ، باستخدام الشمس كمصدر للطاقة والتمثيل الضوئي ، ثم يتم تكوين نباتات جديدة.
ويضيف “ومع ذلك، فإن تقنيتنا تختلف عن الطريقة التي تعمل بها في الطبيعة لأننا لا نضطر إلى الالتفاف عبر الغلاف الجوي لتدوير الكربون على شكل ثاني أكسيد الكربون. يمكن العثور على جميع ذرات الكربون التي نحتاجها لإنتاج البلاستيك لدينا في نفاياتنا ، ويمكن إعادة تدويرها باستخدام الحرارة والكهرباء “.
تظهر حسابات الباحثين، أن الطاقة لتشغيل مثل هذه العمليات يمكن أن تؤخذ 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. من الممكن أيضًا استخراج الحرارة الزائدة من عمليات إعادة التدوير، والتي من شأنها في نظام دائري أن تعوض عن 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، أثبت الباحثون أن العملية يمكن أن تعمل بالتعاون مع شركة تصنيع البلاستيك Borealis فيStenungsund بالسويد، حيث تحققوا من النتائج، وأظهروا أنه يمكن استخدام المواد الخام في صناعة البلاستيك، لتحل محل المواد الخام الأحفورية المستخدمة اليوم.
كما يقول أندرياس فربوبارج ، الرئيس التنفيذي لشركةBorealis AB، “هدفنا هو إنشاء اقتصاد دائري للبلاستيك، منتجاتنا البلاستيكية هي مفتاح التحول إلى مجتمع مستدام، لذلك من المهم بالنسبة لنا دعم بحث مثل هذا، لدينا بالفعل مشاريع تخلق دائرية لمنتجاتنا البلاستيكية، ولكن المزيد هناك حاجة إلى حلول. لذلك، نحن سعداء بهذه النتائج الممتازة، والتي يمكن أن تساعدنا في الاقتراب من هدفنا”.
