Attualità

Riciclo delle materie plastiche: tendenze in atto

Riciclare le materie plastiche dopo il consumo è un imperativo etico e un valore economico. In questo servizio vengono messe in evidenza le principali tendenze in atto nel mondo e le alternative tecnologiche disponibili. Uno scenario in continuo e rapido cambiamento.

La plastica immessa al consumo genera dei rifiuti post–consumo, che possono essere:

  • dispersi nell’ambiente (oceani, fiumi, laghi, per terra),
  • inviati in discarica (modalità landfill);
  • recuperati tramite termovalorizzazione (recupero energetico): il recupero energetico è una valida alternativa per le frazioni di rifiuti ricche di plastica che non possono essere riciclate in maniera sostenibile. Alcune materie plastiche, infatti, non possono essere riciclate in modo eco-efficiente per una serie di motivi: la composizione del rifiuto che non si presta al riciclo, piuttosto che i requisiti degli standard qualitativi richiesti dal mercato, non ottenibili mediante riciclo;
  • riciclati: la plastica riciclata, a sua volta, viene generalmente riutilizzata dai trasformatori (processors), che, partendo dalla materia prima (polimero vergine o polimeri provenienti da riciclo), la trasformano in manufatti finiti (lastre, tubi, articoli vari).

Occorre tener presente che i rifiuti generati da plastica post–consumo in un anno non coincidono con i quantitativi di plastica consumata in un anno; infatti, solo alcuni dei manufatti prodotti in un anno dai processors con le varie tecniche di lavorazione della plastica vengono consumati nell’arco dello stesso anno: dipende dalla shelflife (durata di vita del manufatto). Generalmente gli imballaggi in plastica di beni di largo consumo, quali bevande e generi alimentari, vengono consumati nell’arco dello stesso anno, mentre altri manufatti, quali lastre, tubi per edilizia, articoli per elettrodomestici, eccetera, hanno una durata più lunga. I rifiuti post–consumo generati in un anno sono la somma di manufatti in plastica prodotti e consumati in quello stesso anno, e di manufatti in plastica prodotti negli anni precedenti e dismessi, e quindi gettati, in quell’anno.

Non esistono dati precisi sulla plastica gettata e dispersa nell’ambiente (fiumi, laghi, mare, per terra eccetera), ma si può indicativamente stimare un volume di circa 12 milioni di tonnellate /annue a livello mondiale, di cui in acqua (fiumi, laghi, mare) circa 8 milioni di tonnellate.

Globalmente si generano in un anno, a livello mondiale, circa 265 milioni di tonnellate di rifiuti di plastica post-consumo, di cui la maggior parte da rifiuti di imballaggio.

Una panoramica sui quantitativi di plastica post – consumo generati in un anno a livello mondiale, e sulle quantità disperse nell’ambiente o raccolte è riportata in tabella 1.

Dai dati di tabella 1 risulta che soltanto circa il 17% dei rifiuti di plastica post consumo raccolti (253 milioni di tonnellate) vengono riciclati a livello mondiale.

I motivi principali di tale sproporzione sono essenzialmente due:

  • il fatto che spesso la plastica riciclata costa di più, attualmente, rispetto alla plastica di nuova produzione: in particolare nel riciclo meccanico se il polimero di partenza non è omogeneo, può essere difficile e costoso il processo di riciclo;
  • il fatto che le qualità intrinseche della plastica riciclata non sempre sono all’altezza delle esigenze delle varie applicazioni industriali.

Anche rispetto ai rifiuti totali post consumo generati globalmente in un anno (265 milioni di tonnellate) la percentuale di plastica riciclata rappresenta circa il 17%.

Infine, rispetto alla plastica prodotta e utilizzata in un anno nel mondo (circa 350 – 360 milioni di tonnellate), la plastica riciclata rappresenta attualmente solo circa il 12%; ovvero il rapporto tra plastica di nuova produzione e plastica riciclata è di circa 8 a 1.

L’inquinamento da plastica

Un altro grosso problema è quello della plastica gettata e dispersa nell’ambiente. Finiscono ogni anno nelle acque dei mari e degli oceani circa 8 milioni di tonnellate di rifiuti di plastica.

Ogni anno 570 mila tonnellate di plastica finiscono nelle acque del Mediterraneo: è come se 33.800 bottigliette di plastica venissero gettate in mare ogni minuto. L’inquinamento da plastica sta continuando a crescere e si prevede che entro il 2050 l’inquinamento nell’area mediterranea quadruplichi.

A livello mondiale, a tutt’oggi si stima che circolino oltre 150 milioni di tonnellate di plastica negli oceani: se questo trend dovesse continuare senza porre i dovuti rimedi, entro solo 4 – 5 anni per ogni pesce presente nei mari ci sarebbero 3 tonnellate di plastica, col rischio che nell’arco dei prossimi dieci anni si arrivi ad avere nel mare, in peso, più plastica che pesce.

Europa virtuosa, Cina e Usa un po’ meno

Risulta pertanto fondamentale recuperare la plastica in maniera corretta. È interessante rilevare che la percentuale di plastica riciclata nel mondo varia molto da paese a paese; mentre nell’area UE viene riciclato circa il 33% dei rifiuti di plastica post – consumo raccolti, la percentuale negli USA è solo 10%.

L’Europa pertanto è più virtuosa rispetto agli USA a questo proposito: va rilevato che gli USA sono tra i paesi a più basso riciclo della plastica nel mondo (vedi tabella 2).

In generale si rileva che in molti paesi in via di sviluppo la gestione incontrollata dei rifiuti è ancora di gran lunga prevalente. La Cina dichiara un tasso di riciclo del 30%, e l’India del 50- 60%; tali dati però sono poco attendibili, in quanto non è chiaro che cosa intendono per tasso di riciclo: è molto probabile che tali dati siano riferiti o alla sola plastica raccolta (in questo caso si tratta di vedere quanta plastica post consumo viene effettivamente raccolta), oppure alla percentuale di plastica riciclata usata nella produzione di manufatti in plastica. È vero che la Cina dichiara una capacità di riciclo del 30%, ma va anche detto che la Cina è il maggior consumatore di plastica al mondo, e, quindi, presumibilmente produce anche un elevato volume di rifiuti.

Non va inoltre dimenticato che fino a pochi anni fa, era la Cina ad accogliere la plastica del mondo per recuperarla. Il paese è stato per decenni il riciclatore della plastica per l’Occidente, costruendoci attorno un’economia, in molti casi industriale, a volte fatta di piccoli e precari laboratori artigianali (tipo sotto-scalisti). Questo fenomeno ha fatto sì che l’Europa non si è attrezzata adeguatamente per riciclare la plastica, e, a tutt’oggi, si deve lamentare una carenza di capacità di riciclo in Europa (vedi di seguito “La situazione in Europa”).

Per quanto riguarda il Giappone, che dichiara ufficialmente un tasso di riciclo della plastica dell’84%, va fatto presente che in realtà questo 84% comprende anche il recupero a fini energetici: infatti, circa il 56% della plastica post consumo viene inviata  a quello che i giapponesi chiamano riciclo termico, che in realtà è un processo che brucia la plastica per ottenere energia, ma con tecnologie d’avanguardia; un altro 28% viene effettivamente riciclato per essere utilizzato nella produzione di nuovi manufatti; solo il restante 16% è inviato in discarica o trattato in altre modalità non strettamente regolamentate.

Il PET per bottiglie

Prendendo in considerazione il PET, il materiale plastico più riciclato, in prima posizione figura la Norvegia, con un tasso di riciclo del 96%; segue il Giappone con un 85%, la Svezia con un 84%, l’India con un 80% (da prendere con le dovute riserve), l’Unione Europea con un 58%; negli USA il tasso di riciclo scende al 29%.

Il PET delle bottiglie e il polietilene (PE) dei flaconi di detersivi sono generalmente i polimeri più riciclati (in percentuali che variano, a seconda dei paesi, dal 20 all’80 -85%): al terzo posto c’è il PVC, a distanza comunque dai primi due. Pur essendo facilmente riciclabile come plastica, il PVC viene recuperato solo parzialmente, per il fatto che tale polimero è impiegato soprattutto per la produzione di manufatti con un ciclo di vita (shelflife) generalmente lungo; la maggior parte dei manufatti in PVC infatti ha una durata di vita superiore ai 20 anni: si pensi ad esempio al PVC utilizzato per la ricopertura e isolamento di cavetteria elettrica. Soltanto una percentuale poco superiore al 10% del PVC è destinata alla produzione di manufatti di vita breve e finisce nei rifiuti post – consumo. In totale, considerando anche la dismissione di manufatti di breve durata, si arriva ad una percentuale di rifiuti post – consumo di PVC da smaltire dell’11 – 12% circa a livello mondiale. È per tale motivo che il PVC è presente solo marginalmente nei rifiuti urbani solidi e nei rifiuti speciali (i rifiuti speciali sono rifiuti prodotti da aziende e industrie, e si differenziano dai rifiuti urbani per il fatto che non vengono gestiti dalla Pubblica Amministrazione sulla base di contributi fiscali, ma vengono gestiti e smaltiti da un sistema di aziende private).

PP e PS sono a tutt’oggi ancora poco riciclati, anche se, negli esempi più avanti citati, si vede come anche per il polistirene si vanno affacciando sul mercato nuove tecniche di riciclo, essenzialmente di tipo chimico.

Il motivo per cui tali polimeri sono ancora poco riciclati è di tipo sostanzialmente tecnico; mentre una bottiglia è fatta in pratica esclusivamente di PET, e un flacone di detersivo di HDPE, un giocattolo fatto in PS o PP contiene, oltre al materiale plastico, anche viti, bulloni, cavi elettrici e altre parti in metallo o materiali diversi; è pertanto necessaria la separazione dei vari materiali, il che richiede interventi di manodopera e di macchinari.

A livello mondiale, comunque, l’Asia – Pacifico è il paese che ricicla i maggiori quantitativi di plastica (vedi tabella 3), date le enormi dimensioni del mercato asiatico della plastica.

La situazione in Europa

Nella UE 28 (+ Svizzera e Norvegia), dal 2006 ad oggi, in base agli ultimi dati disponibili, la quantità di rifiuti in plastica post – consumo raccolti sono passati da circa 25 milioni di tonnellate a circa 29 milioni di tonnellate, con un incremento medio annuo dell’1,1 – 1,2%. Di questi:

  • la plastica inviata in discarica è diminuita da circa 13 milioni di tonnellate nel 2006 a circa 7,3 milioni di tonnellate attuali: la percentuale di plastica inviata in discarica sul totale di rifiuti in plastica post – consumo raccolti è pertanto notevolmente calata, passando dal 52% al 25,9% nel periodo considerato;
  • la plastica inviata al recupero energetico è cresciuta da circa 7 milioni di tonnellate nel 2006 a circa 12,5 milioni di tonnellate attuali, con un tasso di crescita del 4,6% medio annuo; a tutt’oggi la percentuale di rifiuti inviati al recupero energetico sul totale rifiuti raccolti è del 43,1% contro il 28% del 2006;
  • la plastica riciclata è passata da circa 4,6 milioni di tonnellate nel 2006 a circa 9,5 milioni di tonnellate attuali, con un tasso di crescita del 5,7% medio annuo; rappresenta attualmente circa il 32,8% del totale rifiuti in plastica post – consumo raccolta contro il 18,4% del 2006. Va fatto presente che esiste un trading (import ed export) di rifiuti in plastica riciclata in e dalla UE; il dato relativo alla plastica riciclata (9,5 milioni di tonnellate) è costituito per circa l’81% (circa 7,7 milioni di tonnellate) da plastica riciclata all’interno della stessa UE; il restante 19% (circa 1,8 milioni di tonnellate) viene riciclato all’infuori della UE.

Plastics Recyclers Europe (PRE) è l’Associazione Europea dei Riciclatori di Materie Plastiche che conta più di 120 membri suddivisi in 7 Gruppi di Lavoro in base a prodotti e tipo di polimeri (Casse & Pallet; Polietilene ad alta densità-HDPE; Polietilene a bassa densità-LDPE; Cloruro di polivinile-PVC; Polietilene Teraftalato-PET; Contenitori & Vaschette & Vassoi; Tecnologie in plastica), che riciclano 2,5 milioni di tonnellate di plastiche all’anno. Per mantenere il valore della plastica e favorire la trasformazione e il reinserimento nel mercato del materiale riciclato nell’ottica dell’economia circolare, PRE nel novembre 2017 ha predisposto delle Linee Guida per la caratterizzazione delle balle di rifiuti plastici che specificano le principali proprietà, origini e caratteristiche del rifiuto fornito.

Circa metà della plastica raccolta per il riciclo viene esportata per essere trattata nei paesi al di fuori dell’UE. I motivi per cui viene esportata includono la mancanza di strutture, di tecnologia o di risorse finanziarie adeguate a trattare localmente i rifiuti. Come anticipato, in passato una fetta significativa dei rifiuti di plastica esportati veniva spedita in Cina, ma di recente il paese ha bloccato l’importazione di rifiuti di plastica. È quindi diventato un’urgenza trovare altre soluzioni. Una così piccola percentuale di riciclo di plastica in Europa implica grosse perdite sia per l’economia che per l’ambiente.

I dati sopra riportati dimostrano che nella UE la modalità di riciclo è quella che ha registrato il tasso di crescita più elevato, ma il recupero energetico tramite incenerimento/termovalorizzazione (plastica bruciata per ottenere energia, ma con effetti discutibili sul piano della sicurezza ambientale), rappresenta ancora la quota più consistente. E anche la discarica, pur avendo registrato un notevole calo, rappresenta ancora all’incirca solo un quarto del totale.

Va comunque rilevato che la percentuale di riciclo varia molto da paese a paese; i paesi più virtuosi sono Norvegia, Spagna e Italia; ci sono addirittura alcuni paesi che inviano ancora in discarica oltre il 50% dei rifiuti raccolti (vedi tabella 4).

Va però rilevato che ultimamente diverse grosse imprese industriali si sono organizzate per il riciclo interno della plastica (soprattutto bottiglie), oltre per che produrre biogas utilizzato a sua volta per produrre energia elettrica e termica e biometano. Altre aziende invece hanno adottato forme di recupero della plastica non riciclabile, quale quella costituita da minuti frammenti di plastiche di diversa origine, utilizzandola come ingrediente, combustibile selezionato nei processi di produzione di acciaio, cemento, o come correttore della combustione nei grandi impianti a carbone e nelle centrali termiche per teleriscaldamento alimentate appunto a rifiuti.

Considerazioni sulle tecniche di recupero della plastica

A parte la discarica, o l’uso di tecniche di altro tipo non regolamentate, le tecniche alternative di recupero / riutilizzo dei rifiuti di plastica post – consumo sono sostanzialmente il riciclo e il recupero ai fini energetici.

  • riciclo: il processo di riciclo può avvenire sostanzialmente secondo due differenti modalità:
  • riciclo meccanico: è quello più comunemente usato. Tramite opportuni macchinari che sminuzzano il materiale plastico, si ottengono scaglie o granuli che vengono poi riutilizzati per produrre nuovi manufatti. Il materiale di riciclo è tanto migliore quanto più omogeneo è il polimero di partenza;
  • riciclo chimico: è stato fino ad oggi meno usato, ma ultimamente viene ripreso in considerazione da diverse aziende chimiche. In pratica è il processo inverso alla polimerizzazione usata per ottenere il polimero dai monomeri di partenza. Si tratta di un processo che modifica la struttura di un prodotto, convertendolo in molecole che possono a loro volta essere riutilizzate in nuove reazioni chimiche. Tramite riciclo chimico è possibile ad esempio produrre gas di sintesi come syngas e altri liquidi e semiliquidi. È una tecnologia complementare, che aiuta ad evitare che alcuni rifiuti impossibili da riciclare in modo sostenibile vengano inviati in discarica;
  • recupero energetico: è indubbiamente una soluzione efficiente in termini di utilizzo delle risorse a disposizione. I moderni impianti usano i rifiuti plastici o altri materiali ad elevato potere calorico, bruciandoli per ottenere una fonte di energia. Come detto, si tratta comunque di una soluzione complementare che non sostituisce il riciclo, né tantomeno il riutilizzo della plastica. In Cina esistono già circa 300 impianti di termovalorizzazione. Secondo alcuni però l’incenerimento e altri progetti di recupero energetico possono rappresentare una minaccia per l’ambiente, se non correttamente eseguiti.

Il riciclo chimico, una valida alternativa

È stato oramai appurato che il riciclo meccanico da solo non è spesso sufficiente per raggiungere gli ambiziosi obiettivi UE; infatti, il riciclo di rifiuti eterogenei, multimateriali o contenenti svariati tipi di additivi, può risultare difficoltoso e poco conveniente. Sia che si tratti di gassificazione, pirolisi o altra reazione chimica, si possono ottenere materie prime rigenerate da qualsiasi quantità di rifiuti plastici.

Diverse società si stanno orientando verso il riciclo chimico; alcuni esempi:

  • il programma ChemCycling: la Basf Styrenic Foams ha siglato un’alleanza con la società Quantafuel, titotare di un processo per la pirolisi di rifiuti plastici eterogenei, difficili da trattare con riciclo meccanico, e successiva purificazione degli oli ottenuti da questa reazione; gli oli sintetici vengono quindi aggiunti allo steam cracking ad ottenere materie prime di partenza, quali etilene o propilene, alternative a quelle di origine fossile; con tali monomeri si possono poi ottenere nuovi polimeri, senza degradazione delle caratteristiche intrinseche. Il progetto prevedeva un impianto a Skive (Danimarca) della capacità di 16.000 tonnellate / anno;
  • creazione della joint – venture Regenyx tra Amsty e Agylix per una tecnologia messa a punto da Agylix a dare stirene monomero liquido. A Tigar (Oregon – USA) Regenyx rileva l’impianto pilota di Agylix, con una capacità di conversione di 10 tonnellate / die di rifiuti non trattabili con riciclo meccanico, che già fornisce Amsty con stirene monomero di riciclo. È in programma inoltre un impianto della capacità di 50 tonnellate / die, sempre negli USA;
  • progetto ResoIVe del Gruppo britannico Ineos in collaborazione con Neue Materialen e con il Centro Universitario di Aachen; anche tale progetto punta al riciclo chimico di rifiuti di polistirene. I primi risultati avrebbero confermato la possibilità di ottenere un polimero nuovo con le stesse caratteristiche di quello vergine. Si tratta di mettere a punto alcuni aspetti relativi all’ottimizzazione delle rese e alla minimizzazione degli effetti di eventuali agenti presenti diversi dal polistirolo;
  • la joint – venture SCS (Styrenic Circular Solutions), Trinseo, Ineos Solutions e Agylix ha lanciato una tecnologia per la depolimerizzazione dei rifiuti post – consumo da imballaggi a base polistirenica, con l’obiettivo di realizzare in Europa un nuovo impianto di trattamento della capacità di 50 tonnellate/die. Inoltre sempre Ineos Solutions supporta il Progetto PLastics 2 Chemicals di Indaver (Gruppo Katoe Natie) per un impianto dimostrativo di depolimerizzazione di rifiuti plastici di polistirolo ad Anversa (capacità: 15.000 tonnellate/anno). Il processo darebbe luogo ad un flusso di PS a basso peso molecolare, utilizzabile ad esempio nel settore del coating e degli inchiostri, e ad un flusso di stirene monomero riutilizzabile;
  • progetto avviato da Sabic, Unilever, Vinventions e Walki Group di conversione termochimica in assenza di ossigeno (tecnologia TAC: Thermal Anaerobic Conversion, messa a punto dalla britannica Plastic Energy) per ottenere un olio sintetico (Tacoil) che Sabic utilizzerà nel suo impianto di Geelen (Olanda) per l’ottenimento di materie plastiche, che, a loro volta, verranno distribuite agli altri tre partner per la produzione di articoli per imballaggio, alimentare e non. Il processo era già stato adottato con successo in Sagna;
  • accordo tra la statunitense Dow e l’olandese Fuenix Ecology per la pirolisi di rifiuti plastici. Col processo Fuenix Ecology è possibile pirolizzare materie plastiche eterogenee da imballaggi, ottenendo un olio che può essere utilizzato come sostituto di altre materie prime (quali nafta, LPG o paraffine). Con una tonnellata di rifiuti si potrebbero ottenere, con tale processo, circa 0,7 ton di polimero rigenerato con caratteristiche uguali a quelle del polimero vergine. Tale progetto rientra nel più ampio impegno assunto dalla società Dow di incorporare almeno 100.000 tonnellate di plastica riciclata in materiali destinati al mercato europeo, entro il 2025;
  • progetto della statunitense Eastman di introdurre sul mercato polimeri ottenuti tramite pirolisi in grado di convertire materie plastiche eterogenee da imballaggi, ancora una volta in un olio in grado di sostituire materie prime (nafta eccetera);
  • esistono anche progetti di depolimerizzazione per via chimica del PET; per esempio la società Loop Industries ha sviluppato un processo di riciclo chimico di rifiuti di PET. Con questo progetto la Loop Industries, alleata con la thailandese Indorama Ventures, intende avviare su scala industriale un impianto di depolimerizzazione negli USA;
  • sempre in tema di PET, va segnalato il processo LuxCR proposto da Du Pont Teijin Films, che è una combinazione tra filtrazione del polimero e del monomero, ed estrazione sotto vuoto per rimuovere eventuali contaminanti contenuti nei rifiuti di PET, ad ottenere un nuovo poliestere utilizzabile per l’estrusione di BOPET (PET Biorientato) da usare nell’imballaggio.

Conclusioni

Ogni anno la produzione e l’incenerimento della plastica nel mondo emette approssimativamente 400 milioni di tonnellate di CO2. Una parte di queste emissioni potrebbe essere evitata con un riciclaggio più efficiente. Si stima che in Europa il riciclo consentirebbe una riduzione dell’80% di emissioni di CO2.

Il miglior metodo di recupero dei rifiuti di plastica post – consumo resta il riciclo, sostanzialmente in quanto è il più ecologico e permette di risparmiare materia prima (polimeri vergini), ottenuta da fonti fossili; in sostanza è un pilastro della circular economy, di cui oggi si parla tanto.

Il riciclo però, per essere comunque una tecnica che garantisce un livello di sostenibilità adeguato, deve essere effettivamente realizzabile in un’ottica di riutilizzo, adottando anche nuove modalità.

All’interno del riciclo, va infatti recuperando quota il riciclo chimico, che risulta particolarmente utile per rifiuti provenienti da polimeri di composizione non omogenea.

a cura di Giuseppe Tamburini

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