Chalmers reaktorer kan återvinna allt plastavfall

2017-12-11 06:00  

Det mesta av plastavfallet i Sverige eldas upp. Men med en kemisk återvinning skulle i princip all plast kunna få nytt liv, i nya produkter.

Reaktorerna radar upp sig fem våningar höga inne på Chalmers kraftcentral i Göteborg. Här pågår försök med kemisk återvinning av plast, där materialet förgasas och kan återvinnas på molekylär nivå och sedan bli nya plastmaterial. 200 kilo plast i timmen omvandlas till gas i 850 graders värme.

– Vi lär oss att ställa in rätt temperatur, uppvärmningshastighet och katalytisk förmåga, säger Henrik Thunman, professor och avdelningschef för energiteknik på Chalmers.

I dag är det bara en mindre del av allt plastavfall i Sverige som kan återvinnas i nya produkter. Det mesta går till förbränning för att producera el och fjärrvärme, eller används som bränsle i processindustrin.

Återvinning sker i dag genom att plasten finfördelas och sedan smälts ned. Men mycket av plastavfallet består av blandade material som är svåra att separera i den mekaniska återvinningen. En del plast innehåller också orenheter, och ratas därför.

Härdplaster, som bland annat används i kombination med glasfiber och i laminat, kan inte återvinnas alls på det här sättet. Materialet smälter inte vid uppvärmning på grund av molekylkedjornas uppbyggnad.

Genom att förgasa plastavfall skulle mer kunna återvinnas för att gå in i produktionskedjan igen. Försöken på Chalmers sker i samarbete med återvinningskoncernen Stena och kemiföretaget Borealis i Stenungsund.

Målet är ett plastreturraffinaderi i Stenungsund där både svensk och utländsk plast skulle kunna återvinnas. Det skulle i sådana fall bli ett av de första i världen. I Edmonton i Kanada finns en liknande anläggning, och i Rotterdam i Nederländerna pågår projektering.

In i Chalmers anläggning går olika typer av plastmaterial, ut kommer syntesgas som sedan genom destillation kan omvandlas till eten, propen eller andra kolväten och bli råvara för ny plast.

– Vi har testat två extremer, en plastfraktion som består av i princip hackade bilar, och en ren polyetenfraktion. De har väldigt olika egenskaper, säger Henrik Thunman.

Teresa Berdugo är en av forskarna som arbetar med förstudien.

– Det här är spännande forskning. Det blir nästan aldrig som vi har tänkt. Men det är roligt att arbeta med något som man vet är meningsfullt, som kan göra skillnad, säger Teresa Berdugo.

I förgasaren omvandlas 200 kilo plast i timmen med hjälp av 20 ton sand som cirkuleras mellan pannan och förgasaren i 850 graders värme. Sanden fungerar som värmefördelare och tar upp värmen från förbränningen i pannan.

I en cyklon separeras rökgasen från sandpartiklar, som förs till förgasaren där den avger sin värme innan den förs tillbaka till pannan.

Pannan är av typen fluidiserad bäddpanna, då materialet uppträder på ett vätskeliknande sätt i pannan.

– I en nära framtid skulle en sådan här panna, om den byggs upp i Stenungsund, värmas av en del av råvaran eller av biomassa. I framtiden kan man tänka sig att en panna kan drivas av el. Då kan man få ned användningen av fossila bränslen i processen till noll, säger Henrik Thunman.

Chalmers kraftcentral har en historia som går tillbaka till slutet av 1940-talet. De senaste 30 åren har 175 miljoner kronor investerats i främst nya pannor och förgasare.

– De flesta idéer stannar upp när ingen är villig att investera kanske 150 miljoner kronor för att utveckla en idé. Vår anläggning ligger väldigt nära industrin, och vi kan ta idéer till kommersiell användning, säger Henrik Thunman.

En körning i forskningsanläggningen pågår i ett par veckor åt gången. Försöken med förgasning av plast startade i våras och fortsätter under nästa år. Än så länge har inga resultat publicerats. Men det handlar om teknik som kan få stor potential att förändra dagens hantering av plastavfall där det mesta bränns.

– På lång sikt är jag övertygad om att vi inte har avfallsförbränning. Men den tekniken har funnits länge, och förgasning av avfall har använts i 30–40 år. Tekniken är inte lika väl utvecklad, och förbränning är enklare. Men man får mer nytta av materialen med förgasning, säger Christer Forsgren, teknik- och miljöchef på Stena Metall.

Ett nytt, stort plastraffinaderi skulle minska eller helt ta bort Sveriges beroende av att importera jungfruliga fossila produkter för att tillverka plast och andra kemikalier. Men det är inte givet att det blir lönsamt.

– Det här blir en dyrare råvara. Så länge oljepriserna är låga krävs styrmedel, säger Christer Forsgren.

Borealis i Stenungsund importerar nära 2 miljoner ton nafta, propan, butan och etan per år för att tillverka 600 000 ton polyeten. Produkten, i form av plastpellets, säljs vidare till bland annat rör- och kabeltillverkare.

Borealis vd i Sverige Anders Fröberg hoppas mycket på förgasningstekniken för kemisk återvinning, men betonar att det är långt kvar till ett fullstort raffinaderi.

– Nu görs bra försök på Chalmers. En pilotanläggning kan finnas inom tre till fem år om vi kan utveckla tekniken. Sedan är det investeringsfrågan, de ekonomiska bitarna. Bär sig det här, i konkurrens med andra råvaror och produkter? Vi kanske talar om tio år till att vi har en anläggning här där vi kan mata in plast, säger Anders Fröberg.

Borealis vill öka plaståtervinningen generellt, framför allt genom att öka insamlingen av plastavfall och utveckla den mekaniska återvinningen.

– Men vi ser också att allt inte går att återvinna mekaniskt. Återvunnen plast går inte heller att använda till allt, det finns renhetskrav för plast som ska komma i kontakt med läkemedel och livsmedel. Med kemisk återvinning kan vi gå ner på molekylnivå och få ett material som har samma egenskaper och kvalitet som ursprungligt material, säger han.

Om mer plast kan återvinnas, i stället för att eldas upp, kan det göra att mer plastavfall samlas in, tror han.

– Ju värdefullare plasten blir som en råvara, desto större incitament att samla in den, säger Anders Fröberg.

 

Borealis – en jätteanläggning på västkusten

Borealis producerar upp till 620 000 ton eten och propen i en krackeranläggning i Stenungsund. Har även en polyetenanläggning. Cirka 1 000 anställda i Stenungsund, och är det största av kemi- och industriföretagen på orten. Här finns en av Sveriges största industrihamnar.

Ägs av Borealis Group, med huvudkontor i Österrike och 6 600 anställda i 120 länder. Ägs till 64 procent av ett statligt investmentbolag i Förenade Arabemiraten.

Anna Orring

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Aktuellt inom

Debatt

COMSOL