Tema

Plasten måste få nittionio liv

Plast är ett gissel för miljön, men också helt nödvändig för att vi ska nå fram till det koldioxidneutrala samhället. Den paradoxala slutsatsen drar en forskargrupp vid Lunds universitet. En lösning på dilemmat kan vara plast med längre liv.

Danmark planerar nu nya vindkraftsöar utanför sin kust i syfte att få fram mer energi som är fossilfri, vilket ska hjälpa dem att klara målet om ett netto-nollsamhälle år 2050. Men den oljebaserade plasten kommer de inte undan.

Själva turbinbladen tillverkas i glasfiberarmerad plast. Högspänningskablarna som ligger på botten av havet och transporterar elen kräver en väldigt högkvalitativ plast som isolering, som endast ett fåtal företag i världen klarar av att göra.

– Att gå till ett koldioxidneutralt samhälle är inte möjligt utan plast. Det finns mycket plast vi inte kan eller vill vara utan, säger Fredric Bauer som forskar om klimatdriven innovation i tung industri vid Lunds universitet.

Fredric Bauer sätter fingret på hur invävd plasten är i våra liv.

Efter det att plasten slog igenom brett på 1950-talet blev den närmast synonym med det moderna oljedrivna samhället. Den petrokemiska industrin som växte fram kom snart att bestå av gigantiska globala företag.

Plastparadoxen

Inte sällan bidrar plasten till minskad användning av fossilbaserad energi. En nyproducerad bil väger cirka 300 kilo mindre eftersom många detaljer görs i plast istället för metall och fordonet drar därmed mindre bränsle.

Klimatbelastande livsmedel som exempelvis kött ökar sin hållbarhet med plastemballage och mindre går till svinn. När ett svenskt modeföretag bestämde sig för att tillverka en klimatmässigt hållbar trenchcoat blev materialet inte bomull utan återvunnen polyester, som håller längre.

– Plast är ett fantastiskt material på många sätt och därför använder vi det så mycket, säger Fredric Bauer.

Inom sjukvården är konsumtionen av engångsplast särskilt hög. För att minska smittspridning och hålla de stränga hygienkrav som krävs används mängder av engångsartiklar; engångshandskar, burkar, flaskor, lock, bägare, förkläden, skydd av olika slag, skoöverdrag etcetera.

Enligt siffror från Naturvårdsverket köpte sjukvården in 813 miljoner engångsartiklar 2017, av vilka merparten gick till förbränning. Detta var alltså före coronapandemin. Engångskonsumtionen av plast inom vården har ökat rejält under 2020.

Enligt branschorganet Plastic News har det uppstått brist på plaster till bland annat respiratorer och munskydd och globala plasttillverkare säger till tidningen att de nästan fördubblat sin produktion riktad till sjukvården.

Sveriges klimatmål

År 2018 beslutade Riksdagen att Sverige inte ska ha några nettoutsläpp av klimatgaser. Till detta antogs etappmål för 2030 och 2040. Dessa utsläppsmål kommer successivt att minska möjligheten för kommuner att elda använd plast för energi. Istället måste den tas om hand på andra sätt, exempelvis genom materialåtervinning.

Så hur ska vi då förhålla oss till detta plastberoende?

Enligt Fredric Bauer står vi i huvudsak inför två vägval.

Den ena är att ställa om till plast tillverkad av förnyelsebara råvaror, idag handlar det främst om trä, gräs och socker. Då skulle vi göra oss kvitt oljeberoendet och ändå kunna ha kvar vår plastkonsumtion.

Här finns dock problem. Det tar tid att ta fram biobaserade plaster i stor skala. Petrokemiindustrin har haft 70 år på sig att få fram otaliga varianter av oljeplaster.

– Det kommer att ta decennier innan vi kommer upp i en skala så att vi kan mäta oss med fossilbaserade plaster. Men det finns en potential att göra allt i biobaserat material som idag görs av fossil råvara, säger Baozhong Zhang, docent i polymerteknik vid Lunds Tekniska Högskola.

Plasten i siffror

Svensken konsumerar i genomsnitt cirka 130 kilo ny plast om året (2017) vilket leder till utsläpp av cirka 300 kilo koldioxid (en personbil som körs normalt ger ett utsläpp på 1,5 ton). Globalt är produktionen av plast närmare 400 miljoner ton (varav bioplast svarar för cirka 1 miljon ton).

Ett annat problem är att de flesta biobaserade plaster är lika omöjliga för naturen att bryta ner som plast från råolja. Även den biobaserade plasten kan komma att läcka ut från konstgräsfotbollsplaner och leta sig ner i grundvattnet, hittas i drivor i havsvikar, hamna i fiskarnas magar och korka igen deras matsmältningsprocesser.

Och att göra plast som naturen kan bryta ner ses av vissa forskare som en återvändsgränd:

Nedbrytningen tar ofta flera år och det krävs särskilda bakterier och rätt temperatur. Så det är inte att bara slänga de bionedbrytbara plastbesticken och muggarna över bord från segelbåten och hoppas att havet tar hand om resten. Det gör det inte.

Ge plasten nittionio liv

Den andra vägen framåt är att inte slänga plasten utan istället återanvända plast mer. Fredric Bauer menar att plasten måste få, inte nio liv som katten, utan snarare 99 liv. Använder vi plastkassen 99 gånger istället för en enda gång så har vi kommit rätt nära en hållbar plastkonsumtion, som vi kan ta med oss in i det koldioxidneutrala samhället. Idag materialåtervinns bara några enstaka procent av plasten.

– Vi behöver minska vår materiella konsumtion och se till att det vi konsumerar cirkulerar. På det sättet ser vi att plasten inte kommer att vara den miljöbov den är idag, säger Fredric Bauer.

– Här behöver samhället göra en kraftansträngning som inbegriper alla sektorer. Allt från design, industriproduktion till offentlig upphandling behöver förändras.

I Fredric Bauers önskescenario har vi om 25 år i grunden reformerat produktion och användning av plast. Vi producerar plast på ett sätt att vi vet att vi kan återanvända den. Många av de stora produktionsanläggningarna har ställt om till att producera bioplaster. Vi har också minskat användningen i en del tillämpningsområden. Det är nya krav på att elektronik har längre livslängd.

– Men innehållet kan till stora delar fortfarande vara plast, säger Fredric Bauer.

Flera polymerer

Plast består av en eller flera polymerer, långa kedjor av små, små sammanfogade molekyler. Plasterna bygger nästan alltid på organiska föreningar, alltså har kol och väte som minsta beståndsdelar. Genom att fästa olika kemiska grupper på polymerkedjan och variera kedjornas längd kan man få fram olika sorters plast. Det finns idag ungefär 700 olika. Det går att göra plasten stenhård och mjuk och böjlig. Den kan vara värmetålig eller mjukna vid höga temperaturer. Vissa är extremt tåliga och används exempelvis som isolering på havets botten, medan andra kan användas tillsammans med livsmedel. Plastens många olika egenskaper gör att den finns nästan överallt. Plast kan tillverkas av olika råvaror. Från början tillverkades den svenska plasten av trä från bokskogarna i norra Skåne. Sedan 50-talet har den dominerande råvaran varit olja, men biobaserade plaster är på väg ut på marknaden.

Plast på algsoppan i Östersjön

Vid Lunds universitet jobbar forskarna med att göra plast på koldioxid. Ett sätt är att mata bakterier med koldioxid och få dem att producera byggstenar till plast. Bakterier som bland annat finns i Östersjön. Det finns redan fabriker på pilotstadiet.

Det är företag med ursprung i Nya Zeeland som kommit fram till industriell produktion av etanol på koldioxidströmmarna från stålindustrin.

– Och kan man göra etanol så kan man göra plast, säger Rajni Hatti-Kaul som är professor i bioteknologi och programchef för forskningsprogrammet Mistra STEPS som forskar om ett hållbart system för global plastanvändning.

Bakterier äter koldioxid

I första hand vill Rajni Hatti-Kaul använda så kallat anaeroba bakterier, de som inte lever genom fotosyntes utan på just koldioxid. Koldioxiden förvandlar bakterierna till ättiksyra och därifrån är steget inte långt till byggstenar för plast. Detta visste redan pionjärerna i plastens barndom. Sveriges första plastfabrik hette också Skånska Ättikfabriken, Perstorp.

Men det behövs rejäla koncentrationer av koldioxid. Rajni Hatti-Kaul vill ta tillvara på koldioxiden exempelvis vid avgaser, rötning till biogas eller annan tung industri.

Här finns förstås problem att lösa. Till exempel att det går för långsamt när bakterierna på naturlig väg äter koldioxid och gör ättiksyra eller etanol. Här vill Rajni Hatti-Kaul ta hjälp av ett enzym som finns i flera bakterier och i vårt eget blod. Detta enzym, karboanhydras, kan bilda vattenlöslig karbonsyra och förse bakterierna med elektroner för att på så sätt öka deras konsumtion av koldioxid.

Men råvarorna till plast skulle också kunna tillverkas baserat på bakterier som är beroende av solljus, alltså fotosyntetiska. Här talar vi till exempel om cyanobakterier, de som gör Östersjön till en grön algsoppa sommartid. Plötsligt skulle begreppet plasthav få en ny innebörd.

Rajni Hatti-Kaul ser bakterier som ett viktigt redskap, inte bara för plasten, utan för hela kemikalieindustrin.

– Ja, för en fossilfri framtid faktiskt, säger hon.

Text: Thomas Heldmark på uppdrag av forskning.se

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Plasten måste få nittionio liv

 lästid ~ 7 min