Na svetovom trhu zatiaľ nemáme konkurenciu, hovorí technológ, ktorý v Nitre spúšťa masovú výrobu bioplastov

Pavol Alexy zo Slovenskej technickej univerzity v Bratislave je spoluautorom biodegradovateľného plastu, ktorý využívajú medzinárodné firmy, a záujem o produkt prejavila aj Oxfordská univerzita.

V týchto dňoch spúšťa v Nitre výrobnú linku, ktorá jeho materiály posunie do veľkovýroby.

V rozhovore vysvetľuje, čo znamená celosvetový vzostup bioplastov, aké produkty sa nimi dajú nahradiť a prečo nimi nemožno ospravedlniť nadmernú spotrebu.

V rozhovore sa dočítate aj:

• čo obsahujú rozložiteľné bioplasty a kde v potravinárstve, medicíne či automobilovom priemysle sa dajú využiť;
• za akých podmienok môžu byť bioplasty lacnejšie než konvenčné plasty;
• čo si myslí o štúdii, ktorá hovorí, že až 60 % biodegradovateľných plastov sa nerozpadá tak, ako sa sľubuje;
• prečo je lenivosť hybnou silou pokroku a zároveň pôvodcom problémov s nadspotrebou.

Tento článok si môžete prečítať vďaka ESET Science Award – oceneniu, ktoré podporuje výnimočnú vedu na Slovensku. 

Prvý biodegradovateľný prototyp ste vyrobili približne pred dekádou. Keď sme sa vtedy o vašom obale na vajíčka rozprávali, vraveli ste, že nejaký čas potrvá, kým sa dostane medzi ľudí. Výrobnú linku na biodegradovateľné suroviny spúšťate práve v týchto dňoch. Čo vám najviac brzdilo cestu do praxe?

Pred tými desiatimi rokmi nebola spoločenská atmosféra takýmto materiálom až taká naklonená. Výroba bola väčšinou orientovaná ekonomicky a nové ekologické materiály sú jednoducho drahšie než štandardné plasty. Okrem toho technicky a technologicky naše materiály neboli zrelé na to, aby dokázali mnohé klasické obaly plnohodnotne nahradiť. Keď si z dnešného pohľadu spomeniem na ten obal na vajíčka, nebol to práve ideálny materiál. Dnes sme už niekde úplne inde, ale vtedy to bol hit.

Čo sa bude v Nitre čoskoro vyrábať?

Výrobná linka, ktorú spúšťame, bude mať kapacitu na výrobu 4- až 7-tisíc ton granulátu ročne. Doteraz sme sa pohybovali na úrovni stoviek kíl mesačne a toto nám umožní masovú výrobu. Z granulátu sa budú robiť fólie, poháre a rôzne iné predmety. Práve teraz beží skúšobná prevádzka a rátame s tým, že v prvom až druhom kvartáli budúceho roka by sme mali nabehnúť na plnú kapacitu. Niektoré naše produkty sú komerčne dostupné vyše roka a celkom úspešne si nachádzajú svoju klientelu od Slovenska cez Japonsko až po Spojené štáty. Dokonca nás kontaktovali kolegovia z Oxfordskej univerzity, ktorí majú záujem používať filament z nášho materiálu do 3D tlačiarní na univerzite.

Aké typy granulátov vyrábate?

Máme pomerne veľa receptúr. Robíme granuláty, ktoré sú vhodné najmä na obalové materiály, pričom hlavný podiel tvoria fóliové materiály. Máme pripravených aj pomerne veľa receptúr pre gastropriemysel, čiže rôzne poháre a misky, v ktorých si kupujete porciované mäso a syry. Ďalšie možnosti sú tiež pomerne široké. Vyvíjame napríklad materiály pre poľnohospodárstvo, ktoré je v rámci biodegradovateľných plastov jedným z najvhodnejších sektorov, keďže poľnohospodári kompostovaniu plne rozumejú. Začala sa aj spolupráca s automobilovým priemyslom. Ide o komponenty do automobilového priemyslu alebo výrobu prototypov. Keď si na 3D tlačiarni dizajnér vytlačí niečo z vizualizácie, okamžite to končí ako odpad. Dosť veľké portfólio môže byť aj nábytkársky priemysel a tak ďalej.

Uplatní sa takýto granulát aj v medicíne?

Časť našich výskumníkov a technológov sa už niekoľko rokov venuje v spolupráci s Lekárskou fakultou UK v Bratislave oblasti tkanivového inžinierstva. Naše materiály sú biokompatibilné, čo znamená, že ich telo zmetabolizuje v tele bez vedľajších účinkov. Treba však povedať, že v tejto oblasti je cesta ku komercializácií oveľa dlhšia.

Na porovnanie napríklad pri obaloch stačí urobiť niečo, čo je funkčné, a v tej chvíli to máte na pulte. V medicíne sú tie lehoty podstatne dlhšie, keďže musia prebehnúť rozličné predklinické a klinické testy.

Z čoho sa váš základný granulát skladá?

Od začiatku je našou filozofiou vyvíjať materiál, ktorý nebude z ropy. Celý recept, samozrejme, neprezradím, ale základné suroviny sú kyselina polymliečna, ktorá sa presadila najmä v 3D tlači, a polyhydroxybutyrát, ktorý produkujú baktérie. Plus rôzne aditíva, pri ktorých je podmienkou, aby boli biorozložiteľné a hygienicky i zdravotne neškodné. Naše materiály druhého typu obsahujú aj termoplastický škrob, ktorý je upravený tak, aby urýchľoval biorozklad. Takže sa naše materiály nerozkladajú len v priemyselnom komposte, ale aj v podmienkach takzvaného domáceho kompostu a niektoré aj v pôde.

Momentálne vo svete existuje viac ako dvadsať typov biodegradovateľných plastov a k technológiám, ktoré sa týkajú bioplastov, pribúdajú tisícky patentov ročne. Čo je na trhu vašou výhodou?

Podľa momentálneho vývoja na svetovom trhu sa zdá, že zatiaľ nemáme priamu konkurenciu. Naša výhoda je v tom, že sme prišli na to, ako skombinovať tri veci – náš materiál je z obnoviteľnej suroviny, je biologicky rozložiteľný v bežnom komposte alebo pôde a k tomu má vlastnosti, aké potrebujeme. Napríklad sama kyselina polymliečna je skvelým polymérom, no jej nevýhoda je, že je krehká a ľahko sa rozbije či zlomí. Naša druhá ingrediencia zase veľmi rýchlo stráca pri vysokých teplotách spracovateľské vlastnosti. Naše know-how je, že ich vieme skombinovať tak, aby boli flexibilné, húževnaté, dali sa dobre spracovať, nelámali sa pri tom a zároveň sa rozložili v komposte. V posledných rokoch sme sa zamerali aj na to, aby sa náš materiál nemusel kompostovať už po jednom použití, a vieme ho aj recyklovať.

Jedna z dlhodobých prekážok uplatnenia biodegradovateľných plastov na trhu je cena týchto materiálov. Odborníci však čoraz častejšie hovoria, že ak sa správne nastaví výrobný proces, nemusíme si vyberať medzi lacnejšími a ekologickými riešeniami. Akú s tým máte skúsenosť?

Trochu tomu dávam za pravdu a trochu nie. Keď vzniká niečo nové, obyčajne to treba odskúšať v menšom množstve. Ak sa niečoho vyrába málo, fixné náklady na výrobnú jednotku sa premietajú do ceny. Čiže áno, ak sa správne nastavia výrobné procesy a množstvo produktu, náklady idú dole. No medzi akýmkoľvek výrobkom z ropnej suroviny a z obnoviteľnej suroviny je dosť veľký rozdiel.

Pod neobnoviteľnými surovinami sa myslí predovšetkým ropa a zemný plyn; na ich získanie stačí urobiť ťažobný vrt. Potom stačí niekoľko technologických krokov a máte plast. Ak ho však chcem vyrobiť z rastliny, treba ju najprv zasadiť, vypestovať, zavlažovať, zožať a dostať z nej tú časť, ktorá sa dá premeniť na plast. Až vtedy som v tom bode, v ktorom je rafinéria.

Všetky tieto kroky niečo stoja, a preto ekologické plasty, ako ich poznáme dnes, nikdy nebudú lacnejšie než plasty z ropy. Jedine že by malé množstvo ropy vyhnalo jej cenu extrémne vysoko. Aj keď pred vyše 20 rokmi začali riešiť plasty z obnoviteľných zdrojov, nebolo to motivované ekológiou, ale vtedajšou ropnou krízou. O scenári, v ktorom sa minie všetka ropa, ani nehovorím. To nás už plasty nebudú musieť trápiť, pretože v momente, keď sa všetka ropa premení na oxid uhličitý, už na Zemi pravdepodobne nebudeme.

Keď ste opisovali proces výroby bioplastov, nemyslela som iba na financie, ale aj na emisie a na vodu, ktorá sa pri tom spotrebuje. Nakoľko nám ekologické plasty vedia pomôcť zvrátiť ekologickú katastrofu?

Je to komplexný problém. Ak sa bavíme o energiách, plne ekologické riešenie spočíva v dvoch veciach. Musíme mať ekologické materiály a ekologické energie. Ak jedna z týchto dvoch veci nefunguje, prírodu nezachránime. Ja pracujem v oblasti materiálového vývoja a cítim sa zodpovedný za to, aby som s kolegami vyvíjal materiály, ktoré sú ekologické.

Samozrejme, na každý jeden výrobok potrebujete energie. Nato tu je druhá skupina ľudí, ktorá sa musí starať o to, aby sme mali obnoviteľné zdroje energií bez fosílnych emisií. Myslím, že sa to deje a ideme správnym smerom, len treba viac akcentovať niektoré typy energií.

Ďalšia kapitola je spotreba vody. Tu záleží na tom, v akej kvalite ju zoberieme a v akej kvalite ju do kolobehu vrátime naspäť. Ak budeme na polievanie používať povrchovú a nie pitnú vodu, tak s ňou nerobíme nič zlé, pretože zostáva v cykle. Je určite lepšie zobrať vodu z rieky a použiť ju na závlahu polí, než ju prehnať chemickou fabrikou a vrátiť ju späť znečistenú. Robia sa rôzne analýzy, ktoré zhodnocujú životný cyklus jednotlivých výrobkov a ich vplyv na životné prostredie. Možno by boli čitatelia prekvapení, keby zhodnotili celkový ekologický dosah napríklad plastovej a bavlnenej tašky. Tie plastové by z tohto vyšli pre životné prostredie ako prospešnejšie. Najhoršie je na tom dokonca biobavlna. Ak by sme porovnali jednorazovú tašku z polyetylénu a tú z biobavlny, z pohľadu celkového životného cyklu by sme biobavlnenú tašku mali používať 145 rokov, aby sme vyvážili jej vplyv na prírodu.

To je dosť.

Aby došlo k úžitku, mal by to byť doslova predmet dedičstva. Preto si treba dobre rozmyslieť, z čoho a ako veci robíme.

Venujete sa najmä plastom, ktoré sa rozkladajú v priemyselnom komposte. Aký je rozdiel medzi nimi a tými, ktoré viem vrátiť do prírody v obyčajnom komposte na záhrade či balkóne?

Je to len otázka zloženia a starostlivosti. „Priemyselný kompost“ evokuje, že naň potrebujete pomaly fabriku, ale môžete ho mať aj na záhrade. Na to, aby bolo možné označit kompost za priemyselný, musí mať správnu skladbu. Pri správnom pomere zelenej, hnedej hmoty a zeminy, dostatočnom množstve vlahy a pravidelnom prevzdušňovaní máte doma priemyselný kompost, v ktorom môžete kompostovať veci doň určené.

V čom je technický rozdiel rozkladu?

V teplote. Pretože ak sa o kompost staráte správne, vyhreje sa samotným rozkladom a vnútri má počas niekoľkých týždňov teplotu okolo 60 až 70 stupňov Celzia. To je to dôležité, lebo bioplasty, ktoré sú kompostovateľné v priemyselnom komposte, potrebujú teplotu nad 55 stupňov Celzia. Tým, ktoré sú rozložiteľné v domácom komposte, stačí okolo 20 až 30 stupňov. Takže teplota a vlhkosť sú dve zásadné veci.

V novembri vyšla v časopise Frontiers in Sustainability štúdia, ktorá hovorí, že väčšina plastov, ktoré sa predávajú ako podomácky kompostovateľné, v skutočnosti nefunguje. Až vyše 60 percent pozorovaných produktov sa nerozpadlo ani po šiestich mesiacoch. Čo to znamená?

Že máme zle nastavenú legislatívu. Veľmi bojujem za to, aby sa veci zreálnili. Nechcem obviňovať výrobcov, že podvádzajú, sčasti možno aj áno, ale hlavný problém je v normách, ktoré musíte splniť, aby ste pre svoj plast získali autorizovaný certifikát, že je rozložiteľný v domácom alebo v priemyselnom komposte. Trúfam si povedať, že tie normy dnes už nespĺňajú to, čo by mali. Napríklad norma pre priemyselný kompost hovorí, že materiál by sa mal rozložiť do pol roka. To bolo dostatočné možno pred tridsiatimi rokmi, keď zhruba toľko trvalo, kým celý proces v kompostárňach prebehol. Dnes v moderných kompostárňach vo vyspelých krajinách trvá tento cyklus štyri až šesť týždňov, ale normy máme stále postavené takmer na 26. Ak by sa legislatíva sprísnila, tak plasty, ktoré ju nespĺňajú, vypadnú z portfólia a všetko je v poriadku.

O štúdii, ktorú spomínate, viem a takéto produkty robia bioplastom medvediu službu. Keď dnes prídete do kompostárne a poviete, že tam chcete dať bioplastový odpad, tak vás rázne odmietnu, lebo s tými produktmi majú zlú skúsenosť. V biomase im zostávajú časti fólií, ktoré nie sú biochemicky rozložené. Na poli alebo v záhradke to vidieť a zamotáva sa to do strojov pri obrábaní pôdy, čo znemožňuje likvidáciu takýchto materiálov v komposte.

Biodegradovateľné produkty sú už aj na našich pultoch. Ako si zodpovedne vybrať ten kvalitný a vyhnúť sa pritom takzvanému greenwashingu, čiže zelenému označeniu, ktoré síce uľahčí nášmu svedomiu, ale planéte nepomôže?

Tu vás asi sklamem, lebo laický návod, ako to rozpoznať, v podstate neexistuje. Úprimne, ja sa pohybujem v tejto oblasti veľmi dlho, ale tiež by som to v obchode často nevedel rozoznať a musel sa spoľahnúť len na pečiatku, ktorú ten produkt má. To znamená, že jediná cesta je naozaj cez úpravu legislatívy.

Odborníci odhadujú, že produkcia biodegradovateľných plastov v najbližších rokoch vyskočí o 1,5 milióna ton na takmer 5,3 milióna. Čo to pre nás znamená?

Pre mňa to je veľmi dobrý signál, že ideme správnou cestou ekologizácie odpadového hospodárstva. Ale či sa nám to páči, alebo nie, ešte to chvíľu potrvá. Aj v záujme ekológie budeme musieť akceptovať, že nie všetky plasty sa podarí rýchlo nahradiť ekologickými variantmi. Je dôležité nahrádzať v prvom rade materiály s krátkym životným cyklom, ktoré sa veľmi rýchlo stávajú odpadom. Keďže zhruba 50 percent plastového odpadu je z obalov, tak sme sa zamerali aj my práve na obalové materiály.

V netflixovom dokumente Down to Earth sa majitelia startupu, ktorý vyrába biodegradovateľné fólie, vyjadrili, že chcú zamieňať konvenčné plasty biodegradovateľnými, až kým klasický plast neprestane existovať. Čo si o tom myslíte?

Osobne si myslím, že raz k tomu môžno dôjde, ale bez takzvaných konvenčných plastov sa ešte dlho nezaobídeme. Naša generácia a myslím, že ani naše deti to nezažijú, pretože ešte desiatky rokov tu budú bioplasty a plasty z ropy koexistovať. Ale problémy sa netýkajú len plastov. Musíme celkovo prestávať čerpať fosílne suroviny a v čo najväčšej miere prejsť na obnoviteľné zdroje.

Zvyknete hovorievať, že hlavným problémom plastov sme my. V ktorých oblastiach ich najviac nadužívame?

Asi to budú obaly, ktoré tu toľko spomíname. Tá nadspotreba plynie z našej pohodlnosti aj nedbanlivosti. Zoberte si iba takzvaný overpacking, keď máme napríklad cukríky zabalené vo fólii a ešte sú vo vrecúšku. To celé je v krabičke, pri preprave ešte v niekoľkých kartónoch a tie sú obalené ďalšou fóliou. Ani legislatíva v tomto smere nie je dobrá. Za jednorazové tašky považujeme tenké tašky, no hrubá taška je ťažšia, čo znamená viac odpadu. Otázka je, prečo by sme tú plastovú tašku mali použiť len raz.

Nemajú ľudia pri recyklovateľných alebo biodegradovateľných produktoch mentálnu ospravedlnenku na zvýšenie spotreby?

Samozrejme. Človek je od prírody tvor lenivý a pohodlný. Na jednej strane je to dobré, pretože lenivosť je paradoxne hybnou silou pokroku. Človek je ochotný urobiť čokoľvek, len aby mohol byť lenivý a mať svoje pohodlie. Ale zatvárať oči pred realitou sa nám neoplatí. Musíme ľudí vychovávať a vzdelávať, aby svoju lenivosť prekonali a správali sa k životnému prostrediu zodpovedne. To je jeden z dôvodov, prečo som sa vrátil do školstva.

Zdá sa, že každá ďalšia generácia si viac uvedomuje existenčné problémy planéty, vedci sa snažia materiály inovovať, vlády hľadajú cesty, ako produkciu plastov zredukovať. Napriek tomu sa podľa novej správy OECD má množstvo vyprodukovaného plastového odpadu na celom svete do roku 2060 takmer strojnásobiť. Ako je to možné?

Ľudstvo jednoducho potrebuje stále viac materiálov, lebo nás je viac. Pred troma rokmi bola ročná produkcia plastov vo svete približne 300 miliónov ton. Dnes je to okolo 400 miliónov ton a odhad je taký, ako ste povedali. Ja by som nerobil tragédiu z toho, že sú to práve plasty. Skôr naopak, pretože plasty sú energeticky menej náročné na spracovanie než tradičné materiály.

Problém je s odpadom a nadspotrebou. Ak hovoríme o krízach v dejinách ľudstva, či už boli vojenské, ekonomické, alebo environmentálne, tak všetky majú jedného spoločného menovateľa – krízu morálky. Vyspelé civilizácie obyčajne zanikli práve preto, že boli pretechnizované, ľudia boli príliš pohodlní a užívali si výhody pokroku bez ohľadu na to, čo sa dialo naokolo. Samozrejme, nemôžeme porovnávať technickú úroveň spred niekoľkých storočí s tým, čo máme dnes. Ale v princípe prebiehajú tie isté procesy, len na inej technickej úrovni.

Na tieto hrozby reaguje niekoľko radikálnych ekologických iniciatív, napríklad nemecká skupina s názvom Posledná generácia. Tá upozorňuje na vážnosť klimatickej krízy blokádou ciest či oblievaním umeleckých predmetov. Aký máte názor na takýto radikálny aktivizmus?

Na všetky spoločenské neduhy alebo nevhodné správanie treba upozorňovať. Otázka je, či je to kritika konštruktívna alebo deštruktívna. Myslím si, že ak s niečím človek nesúhlasí, no nevie poskytnúť reálne riešenie, nemá právo ísť do takýchto radikálnych krokov. Zoberte si napríklad plasty. Sme ochotní ísť so životnou úrovňou o tri levely dole, len aby sme radikálne znížili ich produkciu? A je to vôbec možné? Napríklad medicína dnes bez plastov nedokáže udržiavať kvalitu života na takej úrovni, ako ju poznáme.

Ďalšia vec je, že kroky, aké spomínate, spravidla vyvolávajú opačný efekt, než potrebujeme. Ak idem protestovať tým, že oblievam umelecké predmety, tak tiež ničím hodnoty a produkty, ktoré niekto vytvoril. To vyvoláva v ľuďoch averziu. Takže ja s takýmto postojom v princípe nesúhlasím.

Plast nie je jediný materiál, ktorý vydrží stovky až tisícky rokov. Ako dlho vydrží keramika či kovy, môžeme vidieť napríklad v múzeách. Ako si získal povesť „zlosyna“ posledných storočí?

Najmä tým, že ho dobre vidno. Z aplikačného hľadiska má plast jednu obrovskú výhodu, a tou je nízka hmotnosť. Zároveň je to však jeho obrovská PR nevýhoda, pretože spôsobuje, že zostáva v oceáne plávať po hladine. Počul som aj takú kacírsku myšlienku, že keď je plastový odpad vo vode pre ľudí problém, tak doň dajme anorganické plnivá, aby bol ťažší. Potom padne na dno, kde ho nebude vidieť, a bude trápiť oveľa menej ľudí. Samozrejme, že to je absolútne chybný prístup, ale takto, bohužiaľ, ľudia rozmýšľajú. Ale znova sa vraciam k tomu, že zlé meno sme plastu vyrobili svojím správaním. Ak by sme nahradili plastové výrobky železom, drevom alebo keramikou a budeme s výrobkami z nich zaobchádzať rovnako barbarsky ako s tými plastovými, nič sa nezmení. Naopak, bude to ešte horšie.