Alleen in 2020 al ontstond 425 megaton aan plastic afval. Foto: ImageSelect
De plasticindustrie heeft grote nadelige gevolgen, waaronder zwerfafval, microplastics en hoge CO2-uitstoot. Duurzamere ‘bioplastics’ lijken veelbelovend, maar zijn geen eenvoudige oplossing. De toekomst vraagt om een balans tussen milieubelasting en functionaliteit.
Plastics. Het zijn functionele materialen, die niet meer weg te denken zijn uit de maatschappij. Ze zijn goedkoop en kunnen voor veel (biologische) toepassingen worden gebruikt. Dankzij plastics zijn zenderhalsbanden bijvoorbeeld waterdicht, bestaan er (bio)medische hulpmiddelen zoals pipetpuntjes, syringes en katheters, en is voedselversheid gegarandeerd. Kunststof materialen zijn veelzijdig, en bovendien in groten getale te vinden. In 2020 werd wereldwijd 547 megaton plastic geproduceerd. Datzelfde jaar genereerden we mondiaal echter ook massaal 425 megaton aan plastic afval (Science, 2024).Slechts 22 procent daarvan eindigde bij recycling, de rest belandde op de algemene stortplaats of ‘verdween’ in het milieu.
Naast milieuvervuiling, draagt de uitstoot die vrijkomt bij plasticproductie en -afvalverwerking bij aan klimaatverandering. De plasticindustrie is verantwoordelijk voor ongeveer 5 procent van de totale industriële uitstoot, aldus onderzoek in Science van afgelopen 14 november. Dat de plasticindustrie ingrijpend moet veranderen om deze problemen aan te pakken, daar zijn wetenschappers het over eens. Het vermijden van weggooiplastic, hergebruik en recycling, maar ook het toepassen van duurzamere grondstoffen voor de productie van kunststoffen zijn vaak geopperde deeloplossingen. Dat laatste, een alternatieve vorm van plastic dat de planeet niet bevuilt, klinkt natuurlijk fantastisch. Maar hoe duurzaam is dat zogenoemde bioplastic eigenlijk echt?
‘Ik gebruik het woord bioplastic eigenlijk liever niet’, valt Wouter Post meteen met de deur in huis. Post werkt als onderzoeker en projectleider bij Wageningen University & Research onder meer aan de ontwikkeling van nieuwe uit biomassa vervaardigde polymeren en plastics. ‘Die term leidt namelijk tot nogal wat verwarring. Het is een alomvattende term, voor twee groepen materialen met geheel verschillende eigenschappen: biobased en biologisch afbreekbare plastics.’ Hij legt uit dat plastic materialen op basis van die twee eigenschappen simpel gezegd op te delen zijn in een vierdelige matrix. ‘De meeste conventionele plastics zijn gemaakt van fossiele grondstoffen, zoals aardolie, én niet biologisch afbreekbaar. Zogenaamde biobased plastics zijn daarentegen niet gemaakt uit eindige grondstoffen, maar uit biomassa. Voor de productie ervan wordt geen extra koolstof de cyclus ingepompt; de netto uitstoot is aanzienlijk minder. Dit zegt echter niets over de afbreekbaarheid van deze materialen. De derde categorie, biologisch afbreekbare plastics, zijn composteerbaar, maar niet per definitie gemaakt van hernieuwbare grondstoffen. Dan zijn er als laatste ook nog de plastics die zowel biobased als biodegradeerbaar zijn.’
De plasticindustrie zo duurzaam mogelijk herinrichten, vraagt volgens Post om zowel biobased als biologisch afbreekbare materialen. ‘Het is belangrijk dat we optimale materiaaleigenschappen weten te combineren met optimale biologische afbraak of recycling aan het einde van de levensduur.’ Vrijwel alle huidige functionaliteiten van plastic blijven volgens Post behouden bij een volledige omschakeling naar biobased plastic, zonder verder gebruik van fossiele grondstoffen voor kunststofproductie. ‘Er kán al heel veel. Technisch gezien is het absoluut mogelijk, de huidige discussie is grotendeels kostenafhankelijk.’
Een potentieel nadeel van compleet overschakelen naar biomassa als plasticgrondstof, is het benodigde landbouwareaal. Organische reststromen zijn niet voldoende om de plasticindustrie volledig te voeden, wat betekent dat gewassen – zoals mais en koolzaad – specifiek voor dit doel verbouwd moeten worden en er derhalve minder plek overblijft voor het telen van voedsel. Post merkt op dat de hoeveelheid landbouwgrond die nodig is voor totale systeemtransformatie in het niets valt in vergelijking met het gehele areaal van de voedingsindustrie, met name voor diervoeding. ‘Ik denk dat er op dat vlak veel te halen valt wat betreft onze eetgewoontes. Wanneer we onze eiwitbron meer verschuiven van dierlijk naar plantaardig en iets doen aan de bergen voedsel die we jaarlijks verspillen, dan zijn we er al.’
Zwerfinator
‘Het productieproces van biobased kunststoffen is dan misschien minder vervuilend, maar de materialen zijn eveneens schadelijk voor de natuur. Bovendien wordt alles wat in de openbare prullenbak belandt, sowieso verbrand, ook dan maakt het soort plastic niet uit’, merkt Dirk Groot, alias de Zwerfinator, op. Groot ruimt al jaren dagelijks zwerfaval op. Hij registreert daarbij systematisch data van de gevonden items en hun vindplaats. ‘Het meeste van wat ik vind is verpakkingsmateriaal van dingen die mensen eten terwijl ze onderweg zijn: zakjes en wikkels van snoep, koek en broodjes’, vertelt Groot. Door zwerfvuil letterlijk in kaart te brengen, wijst hij het bedrijfsleven en de overheid op de impact. En met succes, de acties van Groot leidden meermaals tot beleidsmatige verandering. ‘53 procent van het door mij opgeraapte afval is plastic, zes jaar geleden was dat nog 70 procent.’ Zwerfvuil is volgens hem een eeuwenoud fenomeen; een probleem dat realistisch gezien niet kan worden opgelost. ‘Er zullen altijd mensen zijn die hun afval op straat gooien. Toen een aantal jaar geleden de herbruikbare flessen in opkomst waren, bleef het aantal flesjes dat ik op straat vond onveranderd. Diegenen die nu een eigen fles hadden, gooiden hun afval voorheen ook al netjes weg. De groep achteloze mensen bereik je niet.’
Het oplossen van het plasticprobleem begint volgens Groot niet met duurzamere materialen, maar met een goed overkoepelend inzamelsysteem en het verminderen van verpakkingsmateriaal. ‘Met telkens nieuwe plasticstromen erbij komen we niet vooruit. Dat soort stappen zijn wel nodig, maar we moeten ons niet blind gaan staren en alles verder ongereguleerd laten. Ik denk dat het belangrijk is om allereerst te zorgen dat de miljoenen kilo’s plastic die we dagelijks weggooien zo veel mogelijk worden beperkt en gerecycled. Die business is gebaat bij een zo simpel mogelijke afvalcompositie, hoe minder er gesorteerd hoeft te worden, des te beter.’ Post stemt in: ‘Als er nieuw plastic op de markt komt, vervuilt dat in eerste instantie de afvalverwerkingsstroom.’
Naast het ontwikkelen van nieuwe duurzamere kunststoffen, houden Post en zijn onderzoeksteam zich dan ook eveneens bezig met het passen van al bestaande plastics in het huidige recyclingsysteem. ‘Het opnieuw inrichten daarvan is een hele uitdaging. Ons team is expert op het gebied van nieuwe plastic materialen, die door huidige processen gerecycled moeten worden, maar zich net anders gedragen. We doen recycling op kleine schaal na, kijken wat de veranderingen zijn en geven advies voor passende procesveranderingen door aan de industrie.’ Verschillende partijen wijzen vaak naar elkaar wanneer het op een oplossing voor het recyclingprobleem aankomt. Brede studies op Europese schaal onderzoeken momenteel hoe daar in de toekomst mee om moet worden gegaan. Post en Groot benadrukken allebei dat een zo circulair mogelijk plasticsysteem het uitgangspunt moet zijn. Ook het vanuit fossiele grondstoffen gewonnen plastic belandt idealiter in die cyclus. ‘Als we het al hebben, kunnen we het maar beter gebruiken. Maar’, voegt Post daaraan toe, ‘het nieuwe plastic moet vanuit biomassa.’
Kustbescherming
Of biologisch afbreekbaarheid – het tweede kernpunt in de plasticmatrix van Post – ook een streven moet zijn, is volgens hem erg productafhankelijk. ‘Voor sommige producten geldt dat men absoluut niet wil dat het materiaal snel vergaat, dan is de persistentie van conventioneel plastic juist ideaal. Kunststoffen worden bijvoorbeeld ook ingezet bij kustbescherming, waar het absoluut niet de bedoeling is dat er gaten in de materialen vallen.’ Bij plastictoepassingen waarbij lekkage naar het milieu niet kan worden voorkomen, denk aan landbouwplastics of synthetische kleding, zijn biodegradeerbare plastics wel een goede optie, aldus Post. ‘Ook to-go verpakkingsmateriaal heeft een hoog risico om in het milieu te belanden, dat kan prima van biologisch afbreekbaar materiaal gemaakt zijn.’
‘Als bedrijven kiezen voor composteerbaar plastic, zijn ze vaak trots. Vaak staat dat feit dan ook vermeld op de verpakking’
Biologisch afbreekbare plastics komt Groot tussen het zwerfvuil weinig tegen, maar wat hij vindt, is afkomstig uit de voedselindustrie. ‘Als bedrijven kiezen voor composteerbaar plastic, zijn ze vaak heel trots. Vaak staat dat feit dan ook vermeld op de verpakking.’ Tien jaar geleden vond Groot überhaupt nooit biologisch afbreekbare kunststoffen. Dat dit nu wel het geval is, is volgens hem een teken dat mensen proberen te veranderen. ‘Het feit dat men iets probeert moet worden toegejuicht. Dingen kunnen zogenaamd constant niet, het is belangrijk om te kijken en proberen wat wél kan’, betoogt Groot, die zelf overigens van mening is dat verpakkingen die vaak op straat belanden simpelweg niet gemaakt moeten zijn van plastic, ongeacht het soort. ‘Het duurt alsnog lang voordat dat afbreekt, en zorgt ondertussen voor allerlei problemen.’ Het beste alternatief vindt hij géén verpakking, papier of karton is een prima tweede keus. Wanneer dat allemaal geen optie is, zoals bij waterresistente coatings van take-away etenswaar, mag biodegradeerbaar plastic plaatsnemen op het podium van Groot.
Hoe snel en gemakkelijk biodegradeerbare plastics daadwerkelijk afbreken, is volgens Post materiaal- en milieuafhankelijk. Er zijn composteerbare plastics op de markt waarbij afbraak vanzelf plaatsvindt in open milieu: polyhydroxyalkanoaten (PHA’s) zijn daar een voorbeeld van. Deze klasse polymeren wordt gemaakt door bacteriën. ‘De vetreserves van de bacteriën vormen de basis voor deze typen polymeren’, vertelt Post. ‘Binnen twee jaar wordt PHA in de grond volledig omgezet tot biomassa, water en CO2. Er zijn ook biologisch afbreekbare plastics die slechts heel langzaam vergaan in de natuur en waarbij industrieel composteren is vereist. Polymelkzuur (PLA) bijvoorbeeld, is een van de weinige polymeren die zowel biobased als biodegradeerbaar is, maar kan momenteel alleen snel worden gecomposteerd onder een hogere temperatuur dan kamertemperatuur.’ Onderzoek moet verder uitwijzen welke milieu-impact biodegradeerbare kunststoffen hebben wanneer ze als zwerfafval in diverse omgevingen terechtkomen en of materiaalmodificaties ervoor kunnen zorgen dat polymeren als PLA ook afbreken bij meer natuurlijke condities.
In hoeverre composteerbare kunststoffen bijdragen aan microplastics, een ander bekend aspect van het veelomvattende probleem, is Post nog niet geheel bekend. Wel vertelt hij dat er aantoonbare verschillen zijn met conventionele plastic materialen: ‘Biologisch afbreekbare plastics worden eerst ook microplastics voordat ze geheel worden afgebroken. Maar, wanneer je dezelfde hoeveelheid PHA en conventioneel plastic in de grond bestudeert, tref je na verloop van tijd minder PHA-microplastics aan dan fossiele microplastics; het wordt immers continu verder afgebroken. De accumulatie van microplastics in het milieu is nadelig, dat gebeurt bij materialen als PHA niet.’