Ivan Chodák: Biodegradovateľné plasty sú materiálom budúcnosti

Prof. Ing. Ivan Chodák DrSc. z Ústavu polymérov SAV sa už viac než 20 rokov zaoberá vývojom nových materiálov na báze biodegradovateľných plastov. Vývoj tohto materiálu v ostatných rokoch prudko napreduje a začína byť zaujímavou alternatívou i pre tradičné plastové obaly.  Jeho význam môže vzrásť i v súvislosti s reguláciami Európskej komisie v záujme predchádzania vzniku odpadov. Ako vníma perspektívy "bioplastu" popredný slovenský vedec? Rozhovor vyšiel v decembrovom čísle mesačníka ODPADOVÉ HOSPODÁRSTVO.

Už niekoľko rokov sa venujete problematike biodegradovateľných plastov (ďalej BDP). Ako ste sa k nej dostali?

Počiatky siahajú ešte do 80. rokov, kedy ku nám prišla firma ICI, ktorá prezentovala jeden z prvých biodegradovateľných plastov. Vtedy sa o vývoji tohto materiálu vedelo veľmi málo, taktiež bolo k dispozícii málo podkladov, takže sme sa tomu veľmi nevenovali.

Neskôr sme však boli oslovení nemeckým výrobcom jedného typu biodegradovateľného plastu, firmou Biomer, ktorá nás požiadala o spoluprácu - pomerať mechanické vlastnosti ich materiálov, pretože v Nemecku to bolo veľmi drahé.

Tak sme sa dostali k väčšiemu objemu týchto materiálov. Približne v tom čase ma oslovil profesor Miertuš, ktorý robil kedysi u nás na ústave doktorandúru. V tom čase už pôsobil v talianskom Terste, kde sa stal v odbore uznávaným profesorom.

Na jeho pozvanie do Terstu som sa v roku 1998 dostal do kontaktu s ľuďmi, ktorí boli v odbore na špičke.

Venuje sa na Slovensku využitiu biodegradovateľných plastov ešte niekto?

Predovšetkým treba spomenúť Fakultu chemickej a potravinárskej technológie STU, s ktorou na výskume úzko spolupracujeme. Profesor Dušan Bakoš z fakulty sa asi dva roky po tom, čo sme sa začali venovať výskumu v tejto oblasti na ústave, začal zaoberať využitím BDP v medicíne, napríklad pri biosyntetickej náhrade ľudskej kože, či rôznych operáciách. Veľmi úzko spolupracujeme najmä so zameraním na vysokotonážnu výrobu.

Čo to znamená?

Ide o veľkoobjemovú výrobu, teda najmä obaly.

Dve pracoviská na podobný výskum. Znamená to, že Slovensko sa v tomto odbore zaraďuje k európskym lídrom?

Naše pracoviská spolupracujú na výskume veľmi úzko. Máme zriadené aj tzv. virtuálne spoločné pracovisko, teda o všetkých prebiehajúcich experimentoch a výsledkoch v tejto oblasti sa navzájom informujeme a mohé práce robíme spoločne.

V poslednej dobe prakticky všetky výsledky považujeme za spoločné, nakoľko je ťažké odlíšiť, ktorú časť z toho výskumu kto zrealizoval.

Čo je biodegradovateľný plast?

Samotný substrát je plast. Plastom sú však rôzne látky. Jedným z biodegradovateľných plastov je aj škrob. Ten však nie je veľmi dobre použiteľný pretože je to tuhá, rozpustná látka.

Existujú však postupy na vytvorenie termoplastického škrobu, to už máte škob, do ktorého zamiešate pod vysokým mechanickým napätím vodu, väčšinou v zmesi s glycerínom a v tom prípade je to materiál, ktorý sa topí a môžete ho za tepla tvarovať.

Do akej miery ide o ekologický materiál?

Podľa európskej normy by sa vo vhodnom prostredí, teda tam, kde napríklad hnijú organické látky (napríklad tráva či bioodpad), mal takýto plast rozložiť najneskôr do šiestich mesiacov; tak, že 90 percent sa premení na oxid uhličitý a vodu a zvyšných 10 percent môžete použiť ako hnojivo. To je tiež kompostovateľná látka.

Čítajte rozhovory z mesačníka ODPADOVÉ HOSPODÁRSTVO:

• Ivan Chodák: Biodegradovateľné plasty sú materiálom budúcnosti (2013/01)
• Pavol Prepiak: Na činnosť Recyklačného fondu prispievame najviac. Nechceme však žabomyšie vojny (2012/12)
• Vladimír Blažíček: Ide nám o environmentálne ciele (2012/10)
• Štefan Sklenár: Cesta ku komplexným službám bola dlhá (2012/09)
• Jarmila Ďurďovičová: Úlohy inšpekcie rastú (2012/08)
• Oliver Čelko: Chýba nám väčšia podpora zákona (2012/07)
• Dušan Magula: Dobré výsledky potrebujú kapitál (2012/06)
• Bernhard Hager: Žaloby pomáhajú vyjasniť vzťahy (2012/05)
• Peter Valent: Lepšie pravidlá od vlády (2012/04)
• Roman Achimský: Spaľovanie potrebuje lepšie podmienky (2012/03)
• Jozef Kozák: Férové podmienky pre všetkých (2012/02)
• Peter Krasnec: Sme za trh, ale s mantinelmi (2012/01)

Produkuje však oxid uhličitý.

Jeho bilancia je neutrálna, pretože vznikol práve "pohltením" takého istého množstva CO2, ktoré sa uvoľní pri rozklade.

Ako uviesť tento materiál do praxe?

To je práve úloha výskumu a vývoja. V prvej fáze sa z biodegradovateľnými plastmi dalo urobiť veľmi málo. Náklady na ich výrobu boli veľmi vysoké, takže v praxi neboli veľmi použiteľné. Z kvalitatívneho hľadiska boli veľmi krehké, fólia z BDP sa lámala. Dnes sa však už začínajú využívať na na rôzne pevnejšie obaly, napríklad vo fast-foodoch, alebo ako obal k rôznym spotrebným tovarom.

Ako prebieha výroba týchto plastov?

My robíme materiálový výskum, nie výrobu týchto plastov. Výroba sa robí väčšinou biotechnológiami.

Skúste veľmi stručne popísať princíp technológie.

Tieto plasty produkujú baktérie. Veľmi zjednodušene ide o vedľajší produkt, alebo "nadprodukciu" činnosti baktérií. V podstate si baktérie "ukladajú" tieto plasty vo svojej bunke na "horšie časy". Ak by sme ich včas neodstránili, tak tieto plasty opäť spotrebujú.

To je už výstupný plast pre výrobu finálnych výrobkov?

Nie, práve tu vstupuje výskum, ktorému sa venujeme aj my. Tento plast treba modifikovať, nakoľko jeho výroba je nákladná a jeho použitie v surovom stave do značnej miery obmedzené.

Takže jeho ďalšie využitie závisí od toho, do akej miery sa podarí znížiť výrobné náklady na jeho výrobu?

Áno. To je impulz vývoja. Pokúsim sa to vysvetliť veľmi zjednodušene. Jeden kilogram bežného plastu - granulát - stojí okolo 1,20-1,40 eur. Biodegradovateľný plast, o ktorom hovoríme, sa bežne predáva za 6-12 eur. Teda niekoľkonásobne väčšiu cena.

Darí sa túto ekonomickú bariéru prekonať?

Je to dosť ťažké, v klasickom "začarovanom" eonomickom kruhu: vysoká cena spôsobuje nízky dopyt, ten nízku produkciu. Ak by sa vyrábalo viac, cena by klesla a s ňou vzrástol dopyt. Ale vývoj napreduje. Jedna americká firma používa ako zdrojovú surovinu kyselinu mliečnu, ktorú vyrába taktiež bakteriálne.

Z nej následne ďalšou úpravou produkuje BDP. V súčasnosti to vyrába už vo vysokej kapacite, okolo 150 000 ton ročne, takže kombináciou inej technológie a úspor z rozsahu dokázali stlačiť cenu už pod 2 eurá.

Takže trendy sú pozitívne?

Trh s biodegradovateľnými plastmi sa v posledných rokoch veľmi prudko rozvíja. Podielovo tvoria síce ešte len menej ako jedno percento zo všetkých plastov, ale vysoká cena ropy tlačí vývoj dopredu. Počet producentov BDP rastie.

Pri akom podiele vidíte strop ich využitia?

Podľa našich odhadov by tieto ekologické plasty mohli tvoriť až 20 percent zo všetkých plastov.

Prečo nie viac?

Práve pre ich rozložiteľnosť. Na dlhodobé použitie nie sú spôsobilé. Nemôžete z nich vyrobiť napríklad potrubie, ale ako obaly na niektoré použitia sú veľmi vhodné.

De facto tým však môžu obmedziť rozvíjajúci sa trh separovania obalov.

Áno. Treba si však uvedomiť, že separovanie potravinových obalov je veľmi nákladné, nakoľko ich musíte pracne triediť a následne čistiť. Takto môže ísť obal zašpinený potravinami priamo do biologického odpadu.

U nás na trhu sa už tieto obaly využívajú?

Zatiaľ je to skôr v štádiu záujmu o túto alternatívnu techológiu. Ten je zo strany priemyslu a čiastočne i obchodu vysoký. Viacero slovenských firiem nás - teda SAV a kolegov z STU - už oslovilo a zaujímajú sa o možnosti využitia týchto plastov. Spomeniem napríklad Chemosvit, alebo významný slovenský potravinársky podnik HrKo Holding.

O HrKo Holding sa v ostatných mesiacoch veľa píše ako o veľmi progresívnej skupine podnikateľa Vladislava Kozaňáka, s viacerými farmami na Slovensku i v susedných krajinách.

Firma je už významným stredoeurópskym hráčom. Vyrábajú aj biovajcia. Pre tento tovar je vyššia cena pochopiteľná a baliť ho do biologicky rozložiteľného plastu je celkom prirodzeným záujmom výrobcu i dopytom spotrebiteľa.

Čo je cieľom vášho vývoja?

Naša snaha je znížiť cenu, preto skúmame možnosti pridávania termoplastického škrobu do výroby tohto plastu. Ukazuje sa to ako nádejná cesta, akou znížiť cenu a zároveň nepokaziť vlastnosti obalu. Spoločnosť HrKo Holding by chcela mať tento obal v portfóliu a na trhu už v tomto roku.

Tieto práce sú čiastočne financované z Európskeho fondu regionálneho rozvoja z projektu Plastice, v ktorom sme spoločne s HrKo, aj s kolegami z Ústavu polymérnych materiálov FCHPT STU.

Keď hovoríme o týchto "bioplastoch", uvažujeme stále o ich rozložení v komposte. Ako sa však správajú na skládke odpadov?

Pri skládkach je dôležitým faktorom, či sú na nich vytvorené podmienky pre prítomnosť baktérií, ktoré tieto plasty rozkladajú. Ak nie sú, potom je ich možnosť obmedzená.

Čo sú hlavné "pro-degradovateľné" podmienky?

Vlhko a teplo. Časť vlhkosti môžu na skládke získať zrážkami, ale v zimnom období sa rozkladať nebudú. Ideálny priestor pre ne je kompost, v ktorom je teplota 50-60 stupňov.

Takže samotná existencia tohto plastu nie je pre ekologické nakladanie odpadov ešte výhrou. Dôležité je dodať jej podmienky.

Presne tak. Minulý rok som na konferencii v Slovinsku hovoril o tom, že slová biodegradovateľný a kompostovateľný neznamenajú vôbec nič, je to len marketingový ťah. To, čo potrebujeme, je zbiodegradovaný a skompostovaný. K tomu treba materiál - v tomto prípade obal - vyzbierať a mať vytvorené podmienky na kompostovanie.

Čo to môže znamenať pre trh s odpadmi?

BDP majú veľký trhový potenciál, pretože funguje "psychologické" nastavenie kupujúceho, že ide o ekologický materiál. Ak však takýto obal vyhodí napríklad na Kriváni, ostane tam mnoho rokov.

Pre nakladanie s odpadmi je dôležitá koncovka, teda zabezpečiť, aby bol obal dopravený do kompostu.

Takže takýto obal treba označiť, aby ho spotrebiteľ odlíšiť. Zároveň musí byť spotrebiteľ poučený.

To sa už aj deje. Veľký potenciál využitia majú tieto plasty napríklad ako obalové fólie, či tašky na bioodpad, v domácnostiach so záhradou. Spotrebiteľ môže do nich zabaliť zvyšky z kuchyne, alebo zeleň zo záhrady, a hodiť do svojho kompostu.

Práve tieto aktivity sú hlavnou náplňou projektu Plastice čiastočne financovaného z Európskeho fondu regionálneho rozvoja, v ktorom sme spoločne s Ústavom polymérnych materiálov FCHPT STU a HrKo Holding.

Na stole Vám leží ocenenie z Taipei, ktoré váš Ústav polymérov SAV dostal na jeseň minulého roku práve za tento výskum. O aké ocenenie ide?

Spolu s kolegami z STU sme minulý rok podali patentovú prihlášku práve na biodegradovateľný plastový materiál, ktorý je ohybný, húževnatý a relatívne lacný. Na pokrytie nákladov patentovania nám Technologický inštitút SAV sprostredkoval podporu z Centra VTI SR.

Riaditeľ CVTI následne niekoľko výsledkov z SAV a univerzít prihlásil na International Invention Show na Tajvane, niečo ako výstava vedeckých výsledkov. Náš vynález v medzinárodnej konkurencii z celého sveta bol ocenený zlatou medailou.

© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.