PET-offensief
18 Oct 2021
Hoewel PET-plastic nu wordt gezien als een milieuprobleem, zou het wel eens de oplossing van de toekomst kunnen zijn.
Hoe verpakt u voedingsmiddelen en dranken voor een groeiende wereldbevolking op een opwarmende planeet? Meestal met plastic. En terecht. Hoewel plastic steeds vaker als de “grote boosdoener” voor het milieu wordt gezien, scoort het in een reeks duurzaamheidsuitdagingen eigenlijk juist goed ten opzichte van andere verpakkingsopties: van voedselveiligheid tot koolstofemissies tot het behoud van natuurlijke hulpbronnen.
Drankflessen gemaakt van PET-plastic zijn daar een goed voorbeeld van. Met verhalen over plastic afval in onze oceanen en de bedreiging van microplastics voor diervoeding en de gezondheid van de mens, zijn deze en andere vormen van plastic verpakkingen niet alleen veelbesproken, maar zelfs berucht geworden. De achteloze verwijdering van plastic afval vormt zeker een groot probleem en deskundigen zijn het erover eens dat een adequate regelgeving en systemen die de recyclage van plastic bevorderen overal ter wereld heel hard nodig zijn. Toch is het de moeite waard om het materiaal zelf eens van dichterbij te bekijken: PET, oftewel polyethyleentereftalaat, oftewel polyester. Hoewel PET zeker deel uitmaakt van de huidige problemen, zou het ook een grote rol kunnen gaan spelen in de oplossing van de toekomst.
Een schaap in wolfskleren?
In 2020 verrichtten Italiaanse onderzoekers een levenscyclusanalyse (LCA) om de ecologische voetafdruk van PET-flessen te vergelijken met die van glazen flessen. In hun bevindingen, gepubliceerd in het “International Journal of Life Cycle Assessment”, classificeerden ze gerecycled PET (rPET) als de meest milieuvriendelijke optie, als het aankomt op klimaatopwarming, ozonafbraak, terrestrische verzuring, schaarsheid van fossiele grondstoffen, waterverbruik en giftigheid voor de mens. PET-flessen staan op de tweede plaats, gevolgd door statiegeldglas. Wegwerpglas staat op de vierde plaats.1 In 2021 bleek uit een andere LCA, dit keer in opdracht van de International Bottled Water Association (IBWA), dat PET-waterflessen verreweg de meest duurzame optie zijn, in vergelijking met aluminiumblikjes, drankpakken en glazen flessen, voor wat betreft het gewicht, de uitstoot van broeikasgassen, en het verbruik van fossiele brandstoffen en water.2
Is PET dus eigenlijk onze vriend? Uit het onderzoek van IBWA blijkt bijvoorbeeld ook dat zwaardere PET-flessen met sleeve labels, zoals de flessen die voor gevoelige dranken worden gebruikt, een aanmerkelijk grotere voetafdruk hebben dan karton, voor wat betreft het verbruik van fossiele brandstoffen en de uitstoot van broeikasgassen. Dit komt vooral doordat deze PET-flessen tijdens de productiefase energie-intensiever zijn dan karton. Maar ook hier ziet de toekomst er zonnig uit voor PET. Nieuwe technologieën voor de productie en sterilisatie van flessen verlagen nu al aanmerkelijk het gewicht van PET-flessen die worden gebruikt voor gevoelige dranken, en bieden het product enorm verbeterde milieuprestaties. Bovendien zijn kartonnen verpakkingen, die vaak als het “groenere” alternatief voor plastic worden gezien, zelfs veel moeilijker te recyclen, grotendeels omdat ze bestaan uit meerdere lagen en materialen, inclusief aluminium en plastic. Ook voor de consument is het recyclen van hun gebruikte karton vaak niet zo’n “helder” proces. Is het papier- of plastic afval? En wordt karton in mijn gemeenschap eigenlijk wel gerecycled? Er zijn wereldwijd inderdaad minder recyclingsystemen voor meerlaags karton beschikbaar dan voor PET en een kleiner percentage kartonnen verpakkingen wordt ook daadwerkelijk gerecycled.
Om meer te weten te komen over de milieu-impact van drankverpakkingen, benaderden we het GEA Centre of Competence for Blowing, Filling & Packaging, gevestigd in Sala Baganza, Italië, de dochteronderneming van GEA, gespecialiseerd in aseptische botteltechnologie voor op melk gebaseerde en andere gevoelige dranken, zoals sappen en smoothies. GEA biedt, afhankelijk van de behoeften van haar klanten, aseptisch afvullen en kappen, voorvormen en decontaminatie van flessen en geïntegreerde blaasvultechnologie voor PET voorvormen, PET/HDPE-flessen en sluitingen voor dranken met zowel een hoge als een lage zuurgraad. Hun roterende aseptische vormblaasmachine, de eerste ter wereld, behoort tot de oplossingen die helpen het gewicht en de ecologische voetafdruk van PET-flessen te verlagen. Het is nu al ruim 30 jaar GEA’s missie om botteloplossingen te bieden die zo veilig, effectief en duurzaam mogelijk zijn. En ze hebben duidelijk gekozen voor plastic.
Kostbare resources beschermen
Dr. Barbara Bricoli is GEA’s Innovation Manager. Bricoli is een R&D-specialist en helpt GEA de concurrentie qua prestaties en duurzaamheid van hun bottelsystemen altijd voor te blijven. Hiertoe behoort ook het testen van de “grenzen” van gerecycled PET en andere duurzamere alternatieven voor conventioneel nieuw PET, zoals bio-PET. Haar doel: een drank maken die zo veilig, fris, voedzaam, lang houdbaar mogelijk is, verpakt in flessen met een zo klein mogelijke ecologische voetafdruk. “Ik denk dat mensen vergeten waar het bij verpakkingen allemaal om draait, namelijk de inhoud”, aldus Bricoli. “Wij zijn gespecialiseerd in op melk gebaseerde en andere gevoelige dranken en, gezien de groeiende wereldwijde vraag naar voedingsrijke voedingsmiddelen en dranken, is de inhoud echt een kostbare resource.”
PET handhaaft de veiligheid en nutritionele integriteit, en minimaliseert tegelijkertijd de voedselverspilling, wat eigenlijk een kritiek milieuprobleem is.”– Dr. Barbara Bricoli, Innovation Manager, Liquid and Filling Technologies bij GEA
– Dr. Barbara Bricoli, Innovation Manager, Liquid and Filling Technologies bij GEA
Voedselverspilling heeft inderdaad een grote impact op het milieu. Uit onderzoek naar de voetafdruk van voedselverspilling door de voedsel- en landbouworganisatie van de Verenigde Naties, bleek dat de koolstofvoetafdruk van verspilde voedingsmiddelen equivalent is aan ruwweg 3,3 gigaton CO2. Als “voedselverspilling” een land was, zou het qua emissies de derde plaats op de wereldranglijst innemen, na de VS en China.3 Zoals uit het onderzoek ook blijkt, worden voor niet-gegeten voedsel ook grote oppervlakten landbouwgrond verspild (vrijwel 30% van de totale wereldwijde landbouwoppervlakte), een grote hoeveelheid van de wereldwijde zoetwaterbronnen verbruikt en heeft het een enorme negatieve invloed op de biodiversiteit.
Voedselverspilling reduceren, blijkt een enorme bijdrage te kunnen leveren aan het overwinnen van de actuele milieu-uitdagingen. En wat betreft gevoelige dranken begint het reduceren van afval bij de eerste kritieke stap van het bottelen: aseptisch afvullen. “Decontaminatie is een ander aspect van verpakking dat over het hoofd wordt gezien, wat voor ons eigenlijk juist het grootste probleem is; het is essentieel voor de verlenging van de houdbaarheid en de minimalisering van voedselverspilling. Hier biedt PET nog meer voordelen”, aldus Bricoli, met een PhD in de chemie. “PET kan in vrijwel elke vorm worden gegoten. Deze eigenschap benutten we door met lichtgewicht voorvormen te werken, die we kunnen ontsmetten voor het blaasvormen. Hierdoor is krimpen tijdens de sterilisatie niet langer een probleem, waardoor we lichtere flessen met minder plastic kunnen gebruiken. Bovendien verbruiken we aanmerkelijk minder water en chemicaliën tijdens het sterilisatieproces.” Nog een milieuvoordeel.
Een natuurlijke recycler
De duurzaamheid van PET is zeer zeker een probleem wanneer het in onze oceanen, rivieren en vuilnisbelten terechtkomt, want het is niet afbreekbaar, biologisch noch chemisch. Maar deze eigenschap wijst naar wellicht nog wel het interessantste milieuvoordeel: het kan eindeloos worden gerecycled en geüpcycled. Oud PET, wat hetzelfde is als polyester, kan niet alleen worden gebruikt om nieuwe voedselveilige flessen en containers te maken, maar ook om vele andere artikelen te maken, van vloerkleden tot kleding, auto-onderdelen en bouwmaterialen. Als het eenmaal is gereinigd, versnipperd en gesmolten, is gerecycled PET niet te onderscheiden van nieuw PET en kan er zo een nieuwe vorm en functie aan worden gegeven. Om dit onder de aandacht te brengen, opende het Plastic Museum in mei 2021 zijn deuren in Madrid, om de vele gebruiksmogelijkheden en onverwachte voordelen van plastics te tonen. Tien dagen later, op Wereld Recycle Dag, werd het gehele museum, inclusief het gebouw en alle exhibities daarin, volledig gerecycled. Dit is niet zomaar een goed idee. Fabrikanten gebruiken sindsdien gerecycled PET als een waardevol, grondstofbesparend materiaal. En nu de publieke bewustwording groeit, handelen ondernemingen niet alleen goed, ze praten er ook over. Grundig adverteert bijvoorbeeld trots met hun gebruik van gerecycled PET om trommelbehuizingen voor hun wasmachines en drogers te maken.
Bij GEA ligt de focus op het gebruik van gerecycled PET (rPET) voor nieuwe voedselveilige flessen. “rPET is tegenwoordig wellicht de belangrijkste trend in bottelen, met nieuwe voorschriften die minimale hoeveelheden rPET vereisen”, aldus Bricoli. Conform de Europese Richtlijn omtrent plastic voor eenmalig gebruik moeten PET-flessen tegen 2025 bijvoorbeeld 25% gerecycled materiaal bevatten en moeten alle plastic drankflessen tegen 2030 30% recyclaten bevatten4. De vraag bij GEA is of rPET problemen oplevert voor het veilig en effectief bottelen van dranken. Bricoli en haar R&D-team proberen deze vraag te beantwoorden door de prestaties van flessen van nieuw PET, 50% rPET en 100% rPET in twee verschillende aseptische processen te vergelijken: droge sterilisatie met waterstofperoxide (op voorvormen) en natte sterilisatie met PAA (op flessen). “We hebben ontdekt dat de hoeveelheid rPET die voor de voorvorm of fles werd gebruikt niet van invloed is op het sterilisatieproces, voor wat betreft de microbiologische effectiviteit en chemische residuen op de verpakking na behandeling”, verklaart Bricoli. “We hebben voor het decontaminatieproces dus wel degelijk aangetoond dat rPET zich hetzelfde gedraagt als nieuw PET.” GEA-systemen ondersteunen nu al het gebruik van 100% rPET. “De enige zorg met het 100% rPET is de gelige kleur”, voegt Bricoli eraan toe. “Maar die kan worden opgelost door kleurstoffen aan het plastic toe te voegen – De ‘Blu’ PET-fles voor melk van Parmalat is daar een voorbeeld van.”
Bio-PET: De volgende generatie?
De milieuvoordelen van het gebruik van rPET zijn duidelijk. Naarmate meer PET wordt gerecycled, zijn minder woestenijen in de omgeving en is minder ruwe olie nodig om nieuw granulaat te produceren. Bovendien is het proces van het recyclen van plastic veel minder energie-intensief dan het produceren van nieuw plastic uit grondstoffen.5 Maar omdat met rPET niet kan worden voorzien in de volledige vraag naar PET, bestuderen onderzoekers het gebruik van PET afgeleid uit voedselgewassen, zoals suikerriet en maïs, of de grondstof cellulose, zoals maïsstengels. Als alternatief op het conventionele uit fossielen verkregen PET, heeft bio-PET het potentieel om de ecologische voetafdruk van PET nog verder te verkleinen. “Er zijn verschillende routes van biomassa naar PET en we bevinden ons nog in een vroeg ontwikkelingsstadium, maar uit onderzoek blijkt dat de uitstoot van broeikasgassen tijdens de levensduur van 100% nieuw bio-PET (vPET) veel lager kan zijn dan voor fossiel vPET of fossiel rPET”, aldus Bricoli. “Een potentieel nadeel is dat voor de productie van bio-PET in totaal meer water wordt verbruikt, in verband met de agrarische grondstoffen of, in sommige gevallen, het fermentatieproces, maar ik verwacht dat deze processen nog worden verbeterd, naarmate meer aandacht en hulpmiddelen aan het onderwerp worden besteed.”
Bio-PET is vooral op de korte termijn veelbelovend, omdat, in tegenstelling tot andere bio-plastics, het een “drop-in type” is; de chemische structuur is identiek aan conventioneel PET, dus het kan eenvoudig in de bestaande infrastructuur worden “gedropt”. “Onze bottel- en afvulsystemen zouden nu al bio-PET kunnen verwerken”, bevestigt Bricoli, en voegt daar aan toe dat klanten het op dit moment nog niet gebruiken, naar alle waarschijnlijkheid omdat het nog niet in genoeg hoeveelheden voor een kosteneffectieve prijs verkrijgbaar is. Net als met alternatieve brandstoffen hebben fossiele brandstoffen nog steeds de voorhand voor wat betreft kosten.
Mentaliteit moet een inhaalrace doen
Gezien de mogelijkheid om PET, en dan vooral bio-PET, te gebruiken, hergebruiken, upcyclen en produceren uit verschillende soorten grondstoffen, komt het zeker in aanmerking voor de kringloopeconomie van de toekomst. Zo eindigt een essay uit 2018 getiteld “Bio-based Plastics - A Building Block for the Circular Economy?”, gepubliceerd in ScienceDirect en in 2018 voorgedragen tijdens de CIRP Conference on Life Cycle Engineering in Kopenhagen, dan ook op een hoopvolle manier: “Bio-plastic zou wel eens een geschikte bouwsteen in de kringloopeconomie kunnen zijn, als er daadwerkelijk paden naar een kringloopeconomie werden ontwikkeld.” Gezien de hedendaagse kritiek op plastic, zou het velen kunnen verbazen dat “plastic” en “kringloopeconomie” in één adem genoemd worden. Maar de realiteit zit er niet ver naast. We beschikken over de wetenschap en de technologie. “Onze systemen kunnen 100% rPET verwerken en ze kunnen flessen van 100% bio-PET verwerken”, aldus Bricoli. “De grootste horde is op dit moment niet een technisch probleem of een gebrek aan oplossingen, maar het consumentengedrag.”
PET is een probleem als mensen het zien als een goedkoop wegwerpproduct, in plaats van de waardevolle resource die het werkelijk is.”– Dr. Barbara Bricoli, Innovation Manager, Liquid and Filling Technologies bij GEA
– Dr. Barbara Bricoli, Innovation Manager, Liquid and Filling Technologies bij GEA
Referenties
1. “Plastic of glas: een nieuwe milieutechnische beoordeling met een marine afvalindicator voor de vergelijking van flessen voor gepasteuriseerde melk", Stefanini, Borghesi, Ronzano & Vignali, International Journal of Life Cycle Assessment, juli 2020.
2. https://bottledwater.org/environmental-footprint/
3. http://www.fao.org/3/i3347e/i3347e.pdf
5. https://www.recycling-magazine.com/2020/06/08/pet-recycling-towards-a-circular-economy/
