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A produção de novo plástico por meio da reciclagem avançada de plástico pós-uso (PUP), em vez da produção baseada em combustíveis fósseis, pode reduzir as emissões de gases de efeito estufa (GEE) e aumentar a taxa de reciclagem dos EUA, de acordo com pesquisa do Departamento de Energia dos EUA (DOE) Argonne Laboratório Nacional. O estudo de análise do ciclo de vida revisado por pares aparece na edição de novembro de 2023 da Revista de Produção Mais Limpa.
Esta é a primeira análise de várias instalações dos EUA que levam o PUP novamente aos novos plásticos. Especificamente, os novos plásticos são polietileno de baixa e alta densidade (LDPE e HDPE, respectivamente). O processo de reciclagem utilizado é a pirólise, em que os plásticos são aquecidos a altas temperaturas em um ambiente livre de oxigênio. O principal produto é o óleo de pirólise, uma mistura líquida de vários compostos que pode ser ingrediente de novos plásticos. O petróleo pode substituir ingredientes fósseis como nafta e gases para fabricar etileno e propileno. São dois monômeros importantes, ou blocos de construção, para a produção de plástico.
O estudo coletou dados operacionais de 2017-2021 de oito empresas com diversos processos de produção de óleo de pirólise. A análise mostra uma redução de 18% a 23% nas emissões de GEE ao fabricar plástico com apenas 5% de óleo de pirólise de PUP em comparação com LDPE e HDPE derivados de petróleo bruto, respectivamente.
Ao levar em conta as atuais práticas de fim de vida de muitos plásticos nos EUA, como a incineração, há uma redução adicional de 40% a 50% nas emissões de GEE na fabricação de LDPE e HDPE baseados em pirólise, respectivamente, de acordo com a análise. As reduções são muito mais elevadas (até 131%) na União Europeia, uma vez que atualmente são incinerados mais PUP.
“À medida que a reciclagem avançada se torna cada vez mais eficiente, ela está preparada para desempenhar um papel importante no alcance das metas globais de sustentabilidade, reduzindo os resíduos e as emissões de GEE”, disse Pahola Thathiana Benavides, analista principal de sistemas de energia da Argonne, autora do estudo. “Pode transformar plásticos difíceis de reciclar numa infinidade de matérias-primas de alto valor, reduzindo a necessidade de recursos fósseis e minimizando potencialmente o impacto ambiental da gestão de resíduos.”
A reciclagem avançada permite confiar no PUP para produzir produtos químicos industriais valiosos e desenvolver mercados para materiais plásticos reciclados. A pirólise é uma das tecnologias avançadas mais comuns implementadas em escala industrial para converter PUP que normalmente não podem ser transformados em novos produtos por outros meios.
Além das emissões de GEE, a equipe de Argonne avaliou os impactos da energia fóssil, do consumo de água e dos resíduos sólidos da conversão de PUP em novos plásticos. O cenário mais provável de 5% de materiais reciclados quando comparado com a produção virgem mostra uma redução de 65% a 70% no uso de energia fóssil, uma redução de 48% a 55% no uso de água e uma redução de 116% a 118% em resíduos sólidos .
O estudo utilizou o modelo de Emissões Reguladas de Gases de Efeito Estufa e Uso de Energia em Tecnologias (GREET) da Argonne, que tem mais de 55.000 usuários em todo o mundo. GREET é amplamente utilizado pelo DOE, bem como por várias agências, incluindo a Agência de Proteção Ambiental dos EUA.
Além de Benavides, o analista principal de sistemas de energia da Argonne, Uisung Lee, o analista de sistemas de energia Ulises R. Gracida-Alvarez e o diretor interino da divisão de sistemas de energia e análise de infraestrutura, Michael Wang, são pesquisadores adicionais no projeto. O estudo foi apoiado pelo Conselho Americano de Química.
Resultados ambientais
Embora os investigadores da Argonne tenham analisado vários cenários diferentes para o óleo de pirólise utilizado como matéria-prima para novos produtos plásticos (HDPE e LDPE), o cenário mais provável de 5% de materiais reciclados mostra estas reduções quando comparado com a produção virgem:
- Emissões de GEE: 18% a 23%
- Uso de energia fóssil: 65% a 70%
- Uso de água: 48% a 55%
- Resíduos sólidos: 116% a 118%
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