Plastic fantastic

I Australia omdannes plastavfall nå til bensin, diesel og strøm i det som virker som en svært enkel kjemisk prosess.

Fra juni 2016 til juni 2017 kommer det australske selskapet til å produsere 49 millioner liter diesel og 16 millioner liter bensin fra plastikk. Drivstoffet skal være av en slik kvalitet at det tilfredstiller gjeldende krav.

Kritiske røster mener at vinninga går opp i spinninga, ettersom drivstoffproduksjonen forbruker plastavfall som ellers kunne ha blitt resirkulert og omdannet til nye plastgjenstander. Selskapet på sin side hevder at de i hovedsak bruker ikke-resirkulerbar plast. Jeg vet ikke. Hva tror du?

Plastisk operasjon

Sorteringssamfunnet

Innbyggerne i Lillehammer kommune begynte å kildesortere

Plast hører ikke hjemme henslengt ute i naturen.
Plast hører ikke hjemme henslengt ute i naturen.

søppel for over 20 år siden. Den gang hevdet onde tunger at det var liten vits i å sortere avfallet sitt; alt havnet uansett på den samme dynga. Dette har blitt tilbakevist av avfallsselskapet flere ganger, men det viser seg at overbevisningen er seiglivet; det er ikke mer enn et par uker siden forrige gang jeg hørte denne skepsisen omtalt. Mye tyder på at de nyutdannede miljøpsykologene fra Høgskolen i Lillehammer får nok å henge fingrene i når de skal røske opp i folks inngrodde holdninger til kildesortering.

En livsløpsanalyse viser at for hvert kilogram plast som blir materialgjenvunnet spares miljøet for 0.9 kg CO2-ekvivalenter. Årlig kaster norske husholdninger 90876 tonn plast. 25.2% av dette blir materialgjenvunnet, mens 69.7 blir energiutnyttet. Tallene viser at det altså er potensiale for forbedring når det gjelder mengden resirkulert plast. Imidlertid krever plastgjenvinning at man holder tunga rett i munnen. Når 10 tonn skal sorteres per time sier det seg selv at det stilles høye krav til sorteringsprosessen, både med tanke på kapasitet og kvalitet. I gamle dager ble plastene sortert manuelt, men nymotens teknologier har imidlertid gjort det mulig å automatisere dette arbeidet. La oss ta en kikk på dette.

Plastic fantastic

Plast er polymere forbindelser. På molekylært plan er disse stoffene bygget opp av enheter (monomer) som er bundet sammen til lange molekylkjeder. Forskjellige typer plast kan bestå av ulike monomerer som gir materialet dets egenskaper. Dersom byggestenen er etylen vil plasten kalles polyetylen, propylen danner polypropylen osv. Egenskapene til plasten er imidlertid også avhengig av hvordan de lange molekylene er pakket sammen. Dersom det er forholdsvis rette molekyler vil de kunne stables tett sammen, og vi har en plast med høy tetthet. Dersom polymeren derimot har mange forgreninger vil molekylstrukturen ligne mer på sprikende staur, og det er vanskelig å få dem til å ligge tettpakket. Vi har dermed en plast av lavere tetthet.

Råstoffene til noen av de vanligste plastypene er såkalte olefiner, hovedsakelig etylen (eten) og propylen (propen). Olefiner fremstilles i stor skala fra naturgass eller fra en annen petroleumfraksjon, nafta. Det finnes også et annet råmateriale som kan vise seg å bli et viktig råstoff i plastproduksjonen i fremtiden, metanol. Metanol kan fremstilles fra naturgass eller kull. Kina ønsker å sikre tilgangen til metanol i årene som kommer, både ved å øke import fra USA, og ved å bygge nye kullkraftverk. På denne måten kan landet fortsette å forsyne verden med ekte kinesisk plast av den edleste kvalitet. Det har seg nemlig slik at den beste plasten er den som kommer direkte fra plastfabrikken. Produsentene har veldig god kontroll på materialets egenskaper. For resirkulert plast er det imidlertid slik at kvaliteten forringes for hver gjenvinningssyklus som materialet gjennomgår.

Plasten som skal resirkuleres kvernes opp i mindre biter før den vaskes, tørkes, smeltes, formes og omsettes som granulat. Før denne prosessen starter opp, er det svært viktig at plasttypene har blitt riktig sortert. På samme måte som at olje og vann er ikke blandbare, vil heller ikke smelten fra ulike typer plast være blandbare med hverandre. Når urene materialer støpes om, vil forurensningene separeres ut i egne faser med dannelse av interne grenseflater. En slik manglende ensartethet vil påvirke de mekaniske egenskapene negativt. En dårlig plastsortering vil derfor føre til dårligere kvalitet på det resirkulerte materialet.

Sortering med stråling

I dag foregår mye av plastsorteringen automatisk ved hjelp av spektroskopiske metoder. Prinsippet for spektroskopisk karakterisering er at objektet man vil studere bestråles med elektromagnetisk energi, og sensorer registrerer hvordan objektet responderer. I kjemilaboratoriet finnes det for eksempel instrumenter for ultrafiolett eller røntgenstråling. I plastsorteringsøyemed er spesielt nærinfrarød-området (NIR) i det elektromagnetiske spekteret relevant. Dette er den delen av det infrarøde bølgelengdeintervallet som ligger nærmest synlig lys, og som gir mulighet til å gjenkjenne forskjellige plasttyper. Norske Tomra er kjent som leverandør av panteautomater, men selskapet har også utviklet metodikk for plastsortering basert på NIR-spektroskopi. Prosessen går ut på at det usorterte avfallet fordeles jevnt på et samlebånd på vei mot strålingsenheten, akkurat som kyr på vei til slaktebenken. Søppelbitene blir så bestrålt med NIR-stråling, og den reflekterte strålingen registreres av sensorer som kan fastslå hva slags type plastmateriale det er snakk om. En pneumatisk reguleringsenhet med et intrikat system av dyser sørger for at plastbiten blåses vekk fra samlebåndet og til slutt havner i riktig bås. Tomra-modellen som er i bruk på ROAS IKS på Romerike er i stand til å sortere 5 ulike typer plast.

NIR-spektroskopi har imidlertid sine begrensninger. Prosedyren kan ikke håndtere sort plast. Videre er det utfordringer knyttet til avfall som består av flere ulike plasttyper. Dessuten tar den ikke hensyn til additiver, det vil si kjemikalier som er tilsatt plasten som farge, myknere etc. Disse stoffene kan ende opp i det ferdige resirkulerte plasten, og bidra til å redusere kvaliteten.

Nå har tyske forskere funnet en ny metode å sortere plastavfall basert på fluorescens. Jeg vet ikke om jeg helt liker denne metoden. Les og døm selv.

Kanskje vi skal sette vår lit til bioplast, som er i vinden for tiden. Bioplast blir også tema for neste artikkel her på vagavigi.no, så stay tuned, som dæm si.

[thumbs-rating-buttons]

Alger – det gusjegrønne gull

Alger er ikke noe vi folk flest nødvendigvis liker, med mindre man er supermat-entusiast. For mye alger i vannet kan forpeste innsjøer, drepe fisk, forgifte sjømat. Likevel har jeg tenkt å slå et slag for denne grønne materie som kan vise seg å spille en viktig rolle i utviklingen av et nytt, miljøvennlig biodrivstoff.

Alger er rikt på oljer, såkalte triglyserider, som er utgangsmaterialet for biodiesel. Det å produsere biodiesel av triglyserider er en forholdsvis smal sak for den durkdrevne kjemiker. Man trenger bare å blande oljen med passende mengder alkohol og lut, og la det putre ved riktig temperatur. Et problem ved denne fremstillingsmetoden er imidlertid at det dannes store mengder av biproduktet glyserol. Glyserol er ikke skummelt i seg selv, men markedet for dette stoffet er begrenset, og man får rett og slett ikke solgt det for en anstendig penge. Det forskes på nye teknologier som enkelt og effektivt kan omdanne glyserol til verdifulle kjemikalier eller anvendelige mellomprodukt, men så langt har det ikke vært noe gjennombrudd.

Nå melder imidlertid NY Times at amerikanerne funnet en ny metode for drivstoffproduksjon fra alger. Metoden skiller seg fundamentalt fra den som er beskrevet ovenfor, og ikke minst er det interessant å lese hvordan de har tenkt å få fart på algeveksten. De blander nemlig kloakk inn i bassenget sammen med algene. Hvor mange ganger har vi ikke fått høre at vi må kutte ut fosfater i vaskemidlene, fordi det kan føre til algeoppblomstring (dessuten har verden begrensede fosforreserver, men det er en annen sak)? I denne prosessen skjer akkurat dette. Kloakk er rikt på deilige næringssalter som algene kan fråtse i, blant annet fosfater og nitrater. Algene blir deretter utsatt for ugjestmilde prosessbetingelser: nærmere 300 °C og drøyt 200 bar trykk. Dette er nok til å bryte ned strukturen av den biologiske massen, og det resulterende produktet blir en slags bio-olje. Problemet med slike oljer er at de inneholder en del forurensninger. Vi skal huske på at planter består av en god del nitrogen, svovel, metaller, og disse vil jo ikke forsvinne, men bli værende i væskefasen. Derfor må bio-oljen videre raffineres, og dette kan gjøres i en standard raffineriprosess som kalles hydrotreating. Det ferdige produktet er en diesel som visstnok oppfyller alle kvalitetsakrav.

I utgangspunktet liker jeg konseptet. Smarte prosesser og integrerte løsninger som utfører flere viktige oppgaver på en gang: kloakkrensing, gjødselproduksjon og biodrivstoffremstilling. Det reneste Kinder-egget, med andre ord. Likevel er jeg ikke ubetinget optimist. Noe skurrer. Kan det være den lille detaljen med hydrogenbehandling av oljen? Skal oljen transporteres til et raffineri for og oppgraderes der? I så fall må logistikken på plass. Eller hva med CO₂, en viktig  del av fotosyntesen. Skal dette tilføres prosessen? Hvem skal i så fall være leverandør? Hva med krav til lokalsering av et slikt anlegg? I nærhet av kommunalt renseanlegg, men samtidig nærhet til annen industri for å kunne benytte seg av spillvarme, CO₂ osv. Alt i alt er det litt for mye som skal klaffe til at jeg erklærer dette som en ubetinget suksess. Men for all del.

 

[thumbs-rating-buttons]

Brønsj for den brave

But Mother was cremated. This means that she was put into a coffin and burnt and ground up and turned into ash and smoke. I do not know what happens to the ash and I couldn’t ask at the crematorium because I didn’t go to the funeral. But the smoke goes out of the chimney and into the air and sometimes I look up into the sky and I think that there are molecules of Mother up there, or in clouds over Africa or the Antarctic, or coming down as rain in the rainforests in Brazil, or in snow somewhere.

the curious incident of the dog in the night-time. Mark Haddon

Ville du servert larver? Til middag, lønsj, eller kanskje til og med brønsj for den brave. Ikke helt din kopp te, sier du? Ville du spist kjøtt fra husdyr som er fóret opp på proteinkonsentrat laget av fluelarver? En artikkel fra BBC beskriver hvordan forsøk med fluerøkting til dyrefórproduksjon har startet opp i Sør-Afrika. Med økende priser på korn og soya kan en slik næring se dagens lys før vi aner det, og industrielle aktører snuser allerede på muligheten for kommersialisering. Imidlertid må en del lovverk og reguleringer på plass både i EU og USA før det gis grønt lys. Dessuten må potensielt skeptiske konsumenter overbevises, men gründerne tror at ideen om bærekraftighet og “back-to-nature”-budskapet vil selge konseptet. At høna og egget fetes opp av insekter er kanskje ikke naturstridig, men hva med at oppdrettslaksen, biffen og sommerkotelettene blir produsert av fluelarver? Er det innafor?

Hva med at norske jorder gjødsles med behandlet kloakkslam, dvs. menneskelige ekskrementer? I dag tilføres kloakkslam bondens åker først og fremst som jordforbedringsmiddel, men slammet er rikt på næringsstoffer som planter potensielt kan benytte seg av for å vokse, blant annet fosfor. Ved å tilbakeføre næringsstoffer på denne måten reduseres også behovet for kunstgjødsel i landbruket. Innafor?

Forskere ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitetet har funnet enzymer som er i stand til å bryte ned trestrukturen til fordøyelige karbohydrater. Det åpner muligheten for en helt ny generasjon kortreiste matråvarer, og kanskje vil en god gammeldags furu etterhvert kunne finne veien til middagstallerkenen i de tusen hjem. Og hvem påstår at trær ikke kan smake godt? Allerede i dag fremstilles vaniljearoma, vanilin, fra lignin, en bestanddel i trær. Men er det innafor?

Se bilder av noe av det som står på menyen i Ghana.

Verdens befolkning øker. I år 2050 vil vi være rundt 9 milliarder på denne kloden. Matproduksjonen må holde tritt dersom vi skal klare å brødfø samtlige. Det kan bety omfattende struktuelle endringer i hele produksjonslinjen. Logistikken må effektiviseres for å redusere matsvinnet, som er uakseptabelt høyt. Omlegging til et mer vegetabilsk kosthold synes uungåelig. FN har allerede luftet tanken om at vi bør spise mer insekter, men uttrykte samtidig nøkternhet med tanke på egen gjennomslagskraft. Kanskje tvinges vi til å manipulere det naturlige kretsløpet av næringsstoffer, for eksempel ved å la husdyrene konsumere fluelarver slik at vi slipper de følelsesmessige ubehagelighetene dette medfører. Kall det gjerne en reservasjonsrett. Eller vi kan eliminere ledd i næringskjeden ved å flytte kjøttproduksjonen inn i laboratoriet og overlate den jobben til ingeniørene. Verdens første lab-burger er allerede en realitet; kanskje står indrefileten for tur. Tennene løper ikke umiddelbart i vann når jeg ser bilde av denne burgeren, men noen av argumentene som presenteres er etter min mening tungtveiende, og bør i det minste skummes gjennom før man lar følelsene ta overhånd og avfeier hele greia.

Jordens materie går i kretsløp. Livets byggeklosser skifter eier på vei oppover i næringskjeden, inntil Moder Jord krever dem tilbake ved at organismen dør og går i oppløsning, naturens egen lutringsprosess. Fornuften forteller oss at molekylene i maten vi spiser allerede har vært innom mange organsimer før de ender opp i vår egen kropp. Med enkle forutsetninger (og ved å jukse litt) kan man for eksempel regne ut at ett glass vann inneholder molekyler av Jesu blod. Med en rasjonell tilnærming, er det da noen grunn til at følelsene stritter imot ved tanken på å spise kjøtt dyrket i laboratoriet dersom kvalitet og næringsinnhold viser seg ikke å stå tilbake for naturlige kjøttvarer? Vår skepsis mot å tukle for mye med skaperverket stikker dypt. Menneskenes inngrepen i naturen har ikke alltid lykkelig utgang, så skepsisen er berettiget, men er det følelsesmessige aspektet alene en gyldig grunn til å motsette seg endringer som kan vise seg nødvendige for å sikre overlevelse og en bærekraftig utvikling for alle? Vi får se.

Til slutt et lite apropos angående kretsløp. Den gode professor Fugelli deler noen tanker i VG som ihvertfall får meg til å se litt mindre høytidelig på legemets skjebne etter min egen bortgang:

“[Per Fugelli] forteller at han tenker at når han dør, går byggesteinene i kroppen hans, som for eksempel, molekyler og atomer, tilbake til universets fellesbank.

– Derfra hentes alt ut igjen og blir til helt nye skapninger. Kanskje en blomst, et tre eller en skarv på Røst. Det ville jeg likt.”

 

[thumbs-rating-buttons]