تولید پلاستیک از گیاهان (۲)

در بخش اول به تاریخچه تولید پلاستیک از گیاه و برخی مزایای آن پرداختیم.

اما اینجا سئوالى که مطرح مى شود این است که :

آیا استخراج پلاستیک از گیاهان صرفه اقتصادی دارد؟

وقتى انرژى و ماده خام لازم براى هر مرحله رشد PHA در گیاهان، برداشت، خشک کردن برگ و ساقه، استخراج PHA از برگ و ساقه، تخلیص پلاستیک، جداسازى و بازیایى حلال و تبدیل پلاستیک به رزین را بررسى کنید خواهید دید که این دیدگاه، انرژى خیلى بیشترى نسبت به تولید مواد پلاستیکى از منابع فسیلى در اغلب روش هاى پتروشیمیایى، مصرف مى کند.

در یک تحقیق که اخیراً تکمیل شده است، محققین متوجه شدند که ساخت یک کیلوگرم PHA از گیاه ذرت (تصحیح شده ژنتیکى) حدود ۳۰۰ درصد انرژى بیشتر از ۲۹ مگاژول لازم براى ساخت مقدار برابر پلى اتیلن (ساخته شده از سوخت فسیلى) مصرف مى کند.

بنابراین ناامیدانه باید گفت مزیت استفاده از ذرت به جاى نفت به عنوان ماده خام و تولید پلاستیک از گیاهان جبران کننده این میزان اختلاف در انرژى مصرفى نیست.

براساس الگوهاى امروزى مصرف انرژى در صنایع فرآورى ذرت، براى تولید یک کیلوگرم PHA نیاز به ۶۵/۲ کیلوگرم سوخت فسیلى است.

چه مقدار تفاوت در مصرف انرژی وجود دارد؟

براساس اطلاعات جمع آورى شده توسط جامعه سازندگان اروپایى پلاستیک ها (APME) از ۳۶ کارخانه اروپایى تولید پلاستیک، تخمین زده شد که براى تولید یک کیلوگرم پلى اتیلن تنها به ۲/۲ کیلوگرم نفت و گاز طبیعى نیاز است که تقریباً نصف آن در محصول نهایى ظاهر مى شود. این موضوع به این معنى است که تنها ۶۰ درصد از مقدار نفت و گاز مصرفى یعنى ۳/۱ کیلوگرم از آن به منظور تولید انرژى سوزانده مى شود.
با توجه به این مقایسه، ممکن نیست متقاعد شوید که رشد دادن پلاستیک در ذرت و سپس استخراج آن توسط انرژى ناشى از سوخت هاى فسیلى باعث حفظ منابع فسیلى مى شود.

در واقع با جایگزینى منبع تجدیدپذیر به جاى منبع تجدیدناپذیر، ناگزیر به استفاده از مقدار بیشترى از آن خواهید شد.

در مطالعه قدیمى ترى، آقاى «تیلمان جرن جروس» (Tilman Gorngross) کشف کرد که تولید یک کیلوگرم PHA به وسیله تخمیر میکروبى همان میزان سوخت فسیلى، یعنى ۳۹/۲ کیلوگرم، نیاز دارد.

این نتایج مایوس کننده قسمتى از دلایلى بود که براساس آن شرکت مونسانتو، پیشرو تولید PHA از گیاه، اعلام کرد که توسعه چنین سیستم هاى تولید پلاستیک را متوقف خواهد کرد.

هم اکنون تنها پلاستیک کارخانه اى به این روش که صنعتى شده است، پلاستیک PLAى Cargill- Dow است.

این فرایند ۲۰ تا ۵۰ درصد منابع فسیلى کمترى نسبت به ساختن پلاستیک از نفت مصرف مى کند، اما هنوز از دیدگاه انرژى بسیار پرمصرف تر از بسیارى فرایندهاى پتروشیمیایى است.

مسئولان شرکت انتظار دارند نهایتاً بتوانند میزان انرژى لازم را کاهش دهند. راه دیگر همانا توسعه دیگر منابع شکر گیاهى که انرژى کمترى براى فرآورى نیاز دارند، (مثل گندم و چغندر) است که مى تواند استفاده از سوخت هاى فسیلى را کاهش دهد.

در همین زمان، دانشمندان در Cargill- Dow تخمین مى زنند اولین تاسیسات ساخت PLA که هم اکنون در Blair نبراسکا در حال ساخت است، بتواند براى هر کیلوگرم پلاستیک ۵۶ مگاژول انرژى مصرف کند که این مقدار ۵۰ درصد بیشتر از انرژى لازم براى PET ولى ۴۰ درصد کمتر از نایلون است.

انرژى لازم براى تولید پلاستیک هاى گیاهى دومین و حتى اولین مشکل زیست محیطى این فرایند است.

نفت اولین منبع براى تولید پلاستیک هاى معمول است، اما ساخت پلاستیک از گیاهان عمدتاً بر زغال و گاز طبیعى تکیه دارد که براى راه انداختن مزارع ذرت و صنایع فرآورى ذرت مصرف مى شود. به همین دلیل تعدادى از روش هاى گیاهى از سوخت هاى کمیاب (نفت) به سوخت هاى فراوان (زغال) تغییر سوخت داده اند. بعضى متخصصان معتقدند این تغییر سوخت گامى به سمت توسعه پایدار است.

موضوع فراموش شده در این منطق، این حقیقت است که تمامى سوخت فسیلى مصرف شده براى ساخت پلاستیک ها از مواد خام تجدیدپذیر (ذرت) مى بایست سوخته شوند تا انرژى تولید کنند، در حالى که در فرایندهاى پتروشیمیایى قسمت عمده اى از سوخت به محصول نهایى تبدیل مى شود.

سوخت بیشتر ینی تولید گازهای گلخانه ای بیشتر

سوزاندن سوخت بیشتر باعث وخیم تر کردن مشکل دیگرى مى شود که آن افزایش انتشار گازهاى گلخانه اى مثل دى اکسیدکربن است.

همچنین به طور طبیعى دیگر انتشارات مرتبط با احتراق سوخت فسیلى، مثل دى اکسید گوگرد نیز افزایش مى یابد.

این گاز باعث تولید باران اسیدى مى شود و مورد نگرانى است.

باید توجه داشت که هر فرایندى که انتشار چنین گازهایى را افزایش دهد، در تقابل با پروتکل کیوتو قرار مى گیرد. این قرارداد ناشى از کوشش بین المللى است که توسط سازمان ملل به منظور تصحیح کیفیت هوا و محدود کردن گرم شدن جهانى از طریق کاهش دى اکسیدکربن و دیگر گازهاى مسئول در اتمسفر برقرار شده است.

چنین نتیجه گیرى از تحلیل هاى ارائه شده، اجتناب ناپذیر است. مزیت زیست محیطى رشد تولید پلاستیک از گیاهان در سایه مضراتى چون افزایش مصرف انرژى و افزایش انتشار گازها قرار گرفته است.

به نظر مى آید PLA تنها پلاستیک گیاهى باشد که بتواند در این زمینه رقابت کند. گرچه این راه حل به اندازه ساخت PHA در گیاه مناسب نیست، اما داراى مزایایى است که یک فرایند را با بازده جلوه گر مى کند.

یعنى نیاز به انرژى کم و درصد بالاى تبدیل (بیش از ۸۰ درصد از هر کیلوگرم از شکر گیاهى در محصول نهایى ظاهر مى شود). اما به رغم PLA بر پلاستیک گیاهى، حین تولید این پلاستیک به ناچار مقادیر بیشترى گاز گلخانه اى نسبت به فرایندهاى پتروشیمیایى مشابه منتشر مى شود.

استفن اسلاتر، تلمن گرنگراس
ترجمه: عبدالله مصطفایى- محمد طغرایى