Samochody będą musiały mieć plastik z recyklingu. Nowe przepisy UE

W samochodach jest coraz więcej plastiku. Tworzywa sztuczne odpowiadają dziś za około 14-18 proc. masy przeciętnego auta osobowego, czyli nawet 360 kilogramów materiału. Dzięki nim samochody są lżejsze, tańsze w produkcji i bardziej aerodynamiczne. Jednocześnie właśnie te materiały stają się jednym z największych problemów przy recyklingu pojazdów.

Metale można stosunkowo łatwo odzyskać i przetopić. Plastik jest trudniejszy. W samochodach wykorzystuje się dziesiątki różnych typów tworzyw, często z dodatkami, włóknami wzmacniającymi albo wielowarstwowymi powłokami. Po rozdrobnieniu auta wszystko miesza się w trudną do rozdzielenia masę.

Naukowcy z Technical University of Munich sprawdzili teraz, jak dużo plastiku można odzyskać z wraków samochodów i ponownie wykorzystać w nowych pojazdach. Wyniki pokazują zarówno potencjał, jak i skalę problemu.

Unia Europejska chce więcej plastiku z recyklingu

Zmiany napędzają przede wszystkim nowe regulacje UE. Parlament Europejski pracuje nad przepisami, które mają objąć cały cykl życia samochodu – od projektu po złomowanie. Według propozycji nowych regulacji producenci będą musieli stopniowo zwiększać udział plastiku z recyklingu w nowych autach. Sześć lat po wejściu przepisów w życie minimum 20 proc. tworzyw użytych w samochodzie miałoby pochodzić z recyklingu. Po dziesięciu latach próg wzrósłby do 25 proc., jeśli rynek będzie w stanie dostarczyć odpowiednią ilość materiału.

Część tych tworzyw ma pochodzić z tzw. closed-loop recycling, czyli zamkniętego obiegu. W praktyce chodzi o sytuację, w której plastik ze starego auta trafia z powrotem do produkcji nowego samochodu. Dziś taki system praktycznie nie istnieje na dużą skalę.

„Plastikowy recykling odgrywał dotąd w branży motoryzacyjnej jedynie niewielką rolę. Wciąż jesteśmy na bardzo wczesnym etapie” – mówi prof. Magnus Fröhling z TUM.

Co dzieje się z autem po złomowaniu

W Unii Europejskiej co roku złomowanych jest od 4 do 6 mln samochodów. Proces recyklingu wygląda dość brutalnie. Najpierw usuwa się akumulatory, koła, katalizatory, poduszki powietrzne i płyny eksploatacyjne. Reszta trafia do przemysłowej rozdrabniarki. Powstaje mieszanina metali, pianek, tekstyliów, gumy i plastiku.

Część materiałów udaje się oddzielić. Problemem pozostają jednak lekkie pozostałości po rozdrabnianiu samochodów, określane jako „automotive shredder residue”. To właśnie tam trafia ogromna część plastików. Dziś taki materiał jest najczęściej spalany jako paliwo przemysłowe. To rozwiązanie proste, ale oznacza utratę surowca i emisje gazów cieplarnianych. Zespół z Monachium postanowił sprawdzić, czy z tej mieszaniny można odzyskać tworzywa na tyle czyste, by nadawały się do dalszego wykorzystania.

Badacze przeanalizowali ponad 400 wycofanych z eksploatacji samochodów różnych typów: spalinowych, elektrycznych i hybrydowych. Wszystkie auta pochodziły od jednego producenta i miały około pięciu lat. Następnie opracowano system sortowania wykorzystujący czujniki działające w średniej podczerwieni. Materiał był dodatkowo rozdrabniany, przesiewany i oczyszczany z lekkich frakcji.

Technologia próbowała rozpoznawać konkretne rodzaje tworzyw sztucznych, m.in. polipropylen, poliwęglany, poliamidy i ABS, czyli materiały powszechnie wykorzystywane w motoryzacji. Największym problemem okazały się ciemne i czarne plastiki, które są trudniejsze do identyfikacji przez systemy optyczne. Kłopot stanowiły też dodatki chemiczne, włókna wzmacniające oraz wielowarstwowe elementy.

Mimo to udało się odzyskać część materiałów z dość wysoką czystością. W przypadku polipropylenu odzysk osiągnął ponad 26 proc., dla poliwęglanów ponad 31 proc., a dla poliamidów około 22 proc. Znacznie gorzej wypadł ABS, gdzie odzysk wyniósł zaledwie 5 proc.

Wyniki są dalekie od unijnych celów

Badacze stworzyli też model symulujący, jak taki system mógłby działać w całej Unii Europejskiej do 2050 r. W najbardziej realistycznym scenariuszu udział plastiku odzyskanego ze starych aut i ponownie wykorzystanego w nowych samochodach osiągnąłby około 3,9 proc. w 2035 r. To wyraźnie mniej niż poziomy rozważane obecnie przez UE.

Kluczowym problemem pozostaje skala strat materiału. Duża część plastików wciąż przepada na wcześniejszych etapach recyklingu albo trafia do frakcji zbyt zanieczyszczonych, by można je było skutecznie sortować. Badacze zwracają też uwagę, że samochody stają się coraz cięższe i zawierają coraz więcej tworzyw. Dotyczy to szczególnie aut elektrycznych.

Model pokazał, że nawet jeśli technologie recyklingu będą się poprawiać, rosnące zapotrzebowanie na plastik może częściowo niwelować te korzyści.

Problem zaczyna się już na etapie projektowania auta

Autorzy badania podkreślają, że sam recykling nie wystarczy. Potrzebne będą zmiany w konstrukcji samochodów. „Pojazdy będą musiały być projektowane inaczej, a w niektórych przypadkach konieczne będą alternatywne materiały lub komponenty łatwiejsze do recyklingu” – mówi prof. Fröhling.

Dziś producenci stosują około 39 podstawowych typów polimerów. Każdy z nich może występować w wielu wariantach, z dodatkami i domieszkami utrudniającymi odzysk.

To jeden z powodów, dla których mechaniczny recykling plastiku z samochodów wciąż jest ograniczony. Znacznie łatwiej odzyskiwać pojedyncze elementy, np. zderzaki, zanim samochód trafi do rozdrabniarki. Problem w tym, że ręczny demontaż jest kosztowny i czasochłonny.

Według cytowanych w badaniu analiz jedynie około 1 proc. plastików z wycofanych samochodów jest dziś demontowanych z myślą o recyklingu przed rozdrobnieniem pojazdu.

Recykling może ograniczyć emisje

Mimo ograniczeń badacze wskazują też wyraźne korzyści klimatyczne. Ich analiza pokazała, że nowy proces sortowania i odzysku tworzyw może zmniejszyć emisje gazów cieplarnianych nawet o około 29 proc. w porównaniu ze spalaniem tych samych odpadów. Nie uwzględniono przy tym dodatkowych korzyści wynikających z ograniczenia produkcji nowego plastiku z ropy naftowej.

Branża motoryzacyjna coraz mocniej interesuje się takimi rozwiązaniami. Renault rozwija już systemy odzysku m.in. miedzi, plastiku i metali szlachetnych z samochodów wycofanych z eksploatacji. Rosną też inwestycje związane z recyklingiem akumulatorów do aut elektrycznych.

Jednocześnie eksperci przyznają, że zamknięty obieg materiałów w motoryzacji pozostaje bardziej celem niż rzeczywistością. „Kluczowe jest znalezienie pragmatycznego punktu wejścia do bardziej zrównoważonego przemysłu motoryzacyjnego. To będzie wymagało równowagi między pragmatyzmem a ambicją” – mówi prof. Fröhling.