Alternativer til plast som materiale?

Der har gennem de seneste år været en tiltagende konsensus om, at verdens plastforbrug bør reduceres. Plast, som det vores bæreposer eller plastikkopper er lavet af, er som regel dannet fra fossil råolie fra undergrunden eller fra andre kilder som fx det ekstra forurenende tjæresand og olieskifer - og mængderne er ikke uudtømmelige. Produktionen af plast fra olie er dyr og energikrævende, og hvis ikke plastprodukterne genanvendes efter brug, ender det som regel i forbrændingsanlæggene med CO2-emissioner til følge. Hvis det da ikke sendes fra visse vestlige lande til steder, hvor det ligger i årevis på kæmpemæssige lossepladser.

Mange historier har været fremme i medierne om plastaffald i naturen. Der har her været særligt fokus på udfordringer i Asien og den store mængde plast, der flyder rundt i verdenshavene samt historier om dyr, der har spist plast eller er blevet indviklet i det. Fakta er, at ud af de 370 millioner tons plast, som produceres i verden hvert år, ender 8 millioner tons plast i havene [1,2]. Hvis udviklingen fortsætter ufortrødent, vil vægten af plast i 2050 være højere end den samlede vægt af fisk i havene [3].

Der er ikke nogen tvivl om, at den måde, som plast i dag produceres, anvendes og håndteres på efter brug af vores produkter, ikke er bæredygtig. Der er behov for en ændring, og dette afspejler sig heldigvis i politiske processer og et ændret mindset blandt virksomheder og forbrugere i de fleste lande i dag. Det er et ansvar, der skal bæres i fællesskab af både de lovgivende instanser, virksomhederne og de enkelte forbrugere.

Hvorfor er plast så udbredt?
På Teknologisk Institut, arbejder vi til dagligt med plast og emballage. Vi har en meget stor berøringsflade med virksomheder i Danmark, og vi oplever, at der er en stigende efterspørgsel på alternativer til plastmaterialer i deres nuværende eller nye produkter. Til vores workshops og webinarer, spørger folk til, hvad man kan erstatte materialerne med? Det skal vi forsøge at besvare, men først skal vi huske på, hvorfor plast overhovedet er noget, vi bruger i dag. Hvorfor er det blevet så populært gennem årene, og hvad ligger til grund for, at forbruget og produktionen af plast fordobles over en tyveårig periode? 

Hvis vi går 70 år tilbage, fandtes der stort set ikke produkter i plast. Ét af de store gennembrud for anvendelsen startede, da man opfandt nylon, og brugte det i Anden Verdenskrig som erstatning for silke i faldskærme og til reb. Siden har plast fundet indpas som noget, der er fuldstændig integreret i store dele af vores liv. Plast har helt enkelt øget levestandarden og gjort mange ting lettere. Eksempler på helt almindelige anvendelser på plast er:

-    Computere, smartphones og stort set alle elektroniske apparater til kabinetter
-    Tekstil og tøj
-    Friskere produkter i supermarkeder med plastbakker og film
-    Plastsprøjter og slanger, hvilket har revolutioneret lægeverdenen
-    Plastposer og potter, der har revolutioneret landbrug og havedyrkning
-    Legetøj (2 ud af 3 stykker legetøj er lavet af plast og de fleste leges kun med et par minutter og smides ud)
-    Bilindustrien til mange komponenter såsom instrumentbræt, sædebeklædning m.m.
-    Rør og ledninger til gas og el, telefonkabler m.m.

Plast har egenskaber, som i sin tid var revolutionerende i forhold til de materialer, man ellers ville bruge, som træ, metal og glas. I stedet for at skulle skære og slibe træ til for at formgive det, kunne man nu smelte plast, støbe det i nogle metalforme, og producere kæmpemæssige mængder af produkter, hurtigt og billigt. Blandt de forskellige plasttyper, kan man næsten altid finde en passende type til anvendelsen, om det er bestandighed mod vand, elektricitet eller kemikalier. 

Fordi plast har så mange overlegne og alsidige egenskaber på mange områder, er det blevet meget udbredt og har udkonkurreret andre historisk anvendte materialer. Brugen af plast fremfor aluminium og stål sparer i dag vægt, energi og store mængder CO2-emissioner. Et resultat er, at det som helhed i dag er en meget kompleks opgave at tilfredsstille alle behov både ressource- og miljømæssigt, og også finde omstilling blandt producenterne og i lovgivningen, hvis man skal skifte plast ud med noget andet.
Samtidigt spiller globale markedsforhold ind, hvor der er store forskelle i produktionspriser og procedurer for genanvendelse og affaldshåndtering fra land til land. Dette er med til at gøre det til en stor udfordring i forhold til, hvem der skal være de første til at betale prisen for en omstilling til en grønnere og mere bæredygtig verden.

Hvad kan plast udskiftes med?
Så når dette nu er sagt, hvad er så muligt i forhold til at skifte plast ud rent materialemæssigt?

Med indførslen af forbuddet fra juli i år mod mange engangsplast-produkter, såsom sugerør, tallerkener og bestik har virksomheder som for eksempel den store danske virksomhed Abena kigget hen mod træ som materiale til deres engangsbestik i stedet for polystyren. I restauranter finder vi nu papirsugerør om end, vi skal vænne os til forskellen fra plasten. Andre producenter sælger metalsugerør, som er forholdsvist lette at genanvende ved god rengøring.

Ét af de forhold, man skal have sig for øje, når man taler om at skifte plast ud, er ikke kun de nævnte materialeegenskaber ovenover ved plast, der gør plast specielt. Det er også formbarheden. De fleste plastprodukter fremstilles ved sprøjtestøbning. Metoden bruges verden over, og danske plastvirksomheder støber alt fra små dele til høreapparater over LEGO-klodser til komponenter til biler.

Sprøjtestøbning (se figur 1) foregår på den måde, at plastgranulat (små kugler på 3-5 mm) smeltes og sprøjtes ind i en metalform. Herved formgives plasten og får lov til at køle ned og blive fast. Herefter åbnes formen, og plastemnet stødes ud med nogle metalpinde. Sprøjtestøbning er en proces, der muliggør mange former og en detaljegrad, der ellers er meget mere besværlige at lave. Et gevind på en flaske laves for eksempel meget enkelt og hurtigt ved sprøjtestøbning.
Så én mulig vej, der vil gøre, at vi kan bevare mange produkttyper og produktfunktioner, som vi har i dag, vil være at skifte plastmaterialer ud med noget, som stadig kan sprøjtestøbes.

Hvilke alternativer kan sprøjtestøbes?
Som udgangspunkt, og som det er i dag, er svaret helt enkelt, at det er andre plasttyper, som i dag ikke er så udbredt, men som er mere bæredygtige miljømæssigt set. Det er lettest at beskrive disse typer i forhold til konventionel plast, såsom polyethylen (PE), polypropylen (PP) og polystyren (PS). 

På figur 2 ses plasttyper afhængigt af om, de er biobaserede eller ej, og om de er bionedbrydelige eller ej. Kort fortalt, stammer biobaseret plast ikke fra råolie, men fra fornybare kilder, som planter. Bionedbrydelig plast har en begrænset opholdstid, hvis det ender i naturen, og er en vej hen imod at nedbringe plastforurening i naturen. Vi ser stadig mest biobaseret plast som en vis procentdel af den fossilbaserede modpart, eksempelvis som bio-PE, -PP og -PET, også kaldet drop-in bioplast. Af de bionedbrydelige typer, er PLA den langt mest udbredte. Vi kender PLA fra bestik i supermarkedet, som er mærket bionedbrydelig plast.

Biobaseret og bionedbrydelig plast udgør i dag stadig kun ca. 1 % af den globale plastproduktion [5], men efterspørgslen stiger. Teknologisk Institut indkøber ofte plast til udviklingsformål, og vi oplever hvordan priserne og leveringstiden ændrer sig. Det seneste år er prisen på bionedbrydelig plast blevet mere end fordoblet, og mange producenter melder, at det ikke er muligt at levere.

Stivelsesblandinger (øverste, højre kvadrant i figur 2) er et eksempel på materialer, der kan være både biobaseret og bionedbrydeligt. Til forskel fra PLA, som kun nedbrydes under særlige forhold i industrielle komposteringsanlæg (og som vi ikke har nogen af i Danmark) og kun meget langsomt i naturen, kan stivelsesblandinger være en vej frem. Dog er materialernes relativt lave styrke ofte en udfordring, og dette er netop et område, der sker en del forskning og udvikling indenfor. For eksempel samarbejder vi på Teknologisk Institut med at teste nye materialer og deltager også i udviklingen af stivelsesbaserede materialer, der kan sprøjtestøbes.

Hvad kan den enkelte person gøre?
Verden er under hastig forandring i forhold til, hvordan vi beskæftiger os med plast. For nylig var det forbuddet mod en stor mængde engangsplastprodukter. D. 1. januar 2025 træder det udvidede producentansvar på emballage, som i dag findes for elektronik, biler og batterier, i kraft [6]. Dette betyder, at virksomheder, der pakker deres produkter i emballager, eller importerer emballerede produkter, kommer til at bære den økonomiske byrde i forbindelse med håndtering af emballageaffald af plast. Det vil derfor være en stor motivation til at genoverveje, hvilke materialer, der anvendes i produkterne, og i produktdesignet, så de består mindre af plast og lettere kan genanvendes.

Hvad gør vi som forbruger imens? Der er mange ting, vi kan gøre, og det bunder i opmærksomhed på, hvordan miljøbelastningen er for de produkter, vi køber. Som en hjælp kan vi eksempelvis gå efter produkter med øko-labels, såsom Svanemærket, som en garanti mod vildledende markedsføring i forhold til miljøgevinsten, såkaldt greenwashing.
 

[1] https://www.unenvironment.org/interactive/beat-plastic-pollution/
[2] https://plasticoceans.org/the-facts/ 
[3] Pelley J, Plastic Contamination of the Environment: sources, fate, effects and solutions, ACS publication: http://www.acs.org/content/dam/acsorg/membership/acs/benefits/ extra-insights/plastics.pdf.
[4] plast.dk/det-store-plastleksikon/sproejtestoebning
[5] plastikviden.dk/offentlig-og-erhverv/raavarer/bioplastik
[6] www.teknologisk.dk/ydelser/udvidet-producentansvar-for-emballage/4321