Każdego roku świat produkuje 430 milionów ton plastiku, z czego znaczna część trafia do oceanów, gleb i łańcucha pokarmowego, zagrażając ekosystemom i zdrowiu człowieka. W odpowiedzi na ten kryzys narasta presja na poszukiwanie alternatyw, a bioplastiki – reklamowane jako „zielone” tworzywa – zyskują na popularności. Obiecują mniejszy ślad węglowy, biodegradowalność i pochodzenie z odnawialnych surowców, takich jak kukurydza czy trzcina cukrowa.
Plastik zrewolucjonizował współczesny świat, ale stał się też jednym z największych wyzwań ekologicznych XXI wieku. Według danych OECD, w 2022 roku świat wyprodukował 430 milionów ton tworzyw sztucznych, z czego zaledwie 9% poddano recyklingowi, a 22% trafiło na niekontrolowane wysypiska lub do środowiska. Mikroplastik, obecny w oceanach, glebach, a nawet ludzkiej krwi, zagraża bioróżnorodności i zdrowiu. Wielka Pacyficzna Plama Śmieci, zajmująca powierzchnię trzykrotnie większą od Francji, to tylko jeden z symboli kryzysu.
W centrum uwagi znalazły się bioplastiki, reklamowane jako ekologiczna alternatywa dla konwencjonalnych tworzyw z ropy naftowej. Produkowane z surowców odnawialnych, takich jak kukurydza, trzcina cukrowa czy celuloza, mają być biodegradowalne, kompostowalne i mniej szkodliwe dla klimatu. Firmy takie jak NatureWorks czy TotalEnergies inwestują miliardy w rozwój bioplastików, a globalny rynek tych tworzyw, wart 11,7 miliarda dolarów w 2023 roku, ma wzrosnąć do 30 miliardów do 2030 roku.
Co to są bioplastiki? Rodzaje i definicje
Bioplastiki to tworzywa sztuczne, które różnią się od tradycyjnych plastików pod względem pochodzenia surowców lub właściwości biodegradowalnych. Istnieją trzy główne kategorie: bioplastiki biopochodne, biodegradowalne i kompostowalne, a ich definicje często prowadzą do nieporozumień. Bioplastiki biopochodne są produkowane z surowców odnawialnych, takich jak skrobia kukurydziana, trzcina cukrowa, celuloza czy oleje roślinne, ale niekoniecznie ulegają biodegradacji – przykładem jest bio-PET (politereftalan etylenu), używany w butelkach Coca-Coli, który ma identyczne właściwości chemiczne jak PET z ropy. Bioplastiki biodegradowalne rozkładają się pod wpływem mikroorganizmów na wodę, dwutlenek węgla i biomasę, choć tempo i warunki rozkładu różnią się w zależności od materiału. Kompostowalne bioplastiki to podkategoria biodegradowalnych, które rozkładają się w kontrolowanych warunkach kompostowania przemysłowego, spełniając normy takie jak EN 13432.
Najpopularniejsze rodzaje bioplastików to: PLA (kwas polimlekowy), produkowany z kwasu mlekowego uzyskiwanego z kukurydzy lub trzciny cukrowej, stosowany w opakowaniach i sztućcach jednorazowych; PHA (polihydroksyalkaniany), wytwarzane przez bakterie, w pełni biodegradowalne nawet w środowisku morskim; PBS (polibursztynian butylenu), używany w foliach rolniczych; oraz bio-PE (polietylen biopochodny) i bio-PET, które mają szerokie zastosowanie w butelkach i tekstyliach, ale nie są biodegradowalne.
W 2023 roku bioplastiki stanowiły mniej niż 1% globalnej produkcji tworzyw (2,2 miliona ton), ale ich udział rośnie dzięki zastosowaniom w opakowaniach (50% rynku), foliach rolniczych, butelkach i tekstyliach. Choć bioplastiki wydają się obiecujące, ich różnorodność i złożone właściwości komplikują ich postrzeganie jako uniwersalnego rozwiązania.
Proces produkcji bioplastików
Produkcja bioplastików zaczyna się od uprawy roślin, takich jak kukurydza, trzcina cukrowa czy buraki cukrowe, które dostarczają cukrów lub skrobi do fermentacji. Na przykład PLA powstaje poprzez fermentację glukozy do kwasu mlekowego, a następnie polimeryzację w tworzywo. PHA jest produkowane przez bakterie w bioreaktorach, a bio-PE i bio-PET wykorzystują bioetanol z trzciny cukrowej do syntezy polimerów. Procesy te wymagają energii, wody i chemikaliów, co rodzi pytania o ich ekologiczność w porównaniu z tradycyjnymi plastikami z ropy naftowej.
Porównanie emisji CO₂ i zużycia energii daje mieszane wyniki. Według badania NatureWorks z 2021 roku, produkcja PLA generuje o 50–70% mniej emisji CO₂ niż PET (1,3 kg CO₂ na kg PLA vs 3,4 kg na kg PET), ale wymaga więcej energii w fazie uprawy i fermentacji. Bio-PE może obniżyć emisje o 30–40% w porównaniu z konwencjonalnym PE, ale jego produkcja zużywa znaczne ilości wody – np. 1 kg bio-PE wymaga 80 litrów wody w uprawie trzciny. Wpływ na środowisko komplikuje także konkurencja z produkcją żywności.
Uprawy pod bioplastiki zajmują obecnie 0,02% globalnych gruntów rolnych (0,7 miliona hektarów), ale wzrost zapotrzebowania może prowadzić do przekształcania lasów lub pól uprawnych, jak w przypadku biopaliw I generacji. Zastosowanie pestycydów i nawozów w monokulturach dodatkowo obciąża gleby i wody gruntowe, co podważa narrację o „zielonej alternatywie”.
Bioplastiki w środowisku
Biodegradowalność bioplastików to jeden z najczęstszych mitów w debacie ekologicznej. Większość bioplastików, takich jak PLA, wymaga specyficznych warunków do rozkładu – temperatury 50–70°C i wilgotności 50–70%, dostępnych tylko w kompostowniach przemysłowych. Badanie University of Plymouth z 2019 roku wykazało, że torby z PLA oznaczone jako „kompostowalne” nie rozłożyły się w glebie ani w wodzie morskiej po trzech latach, zachowując swoją strukturę. PHA, choć bardziej biodegradowalne w środowisku naturalnym, stanowi zaledwie 5% rynku bioplastików z powodu wysokich kosztów produkcji.
W oceanach i na wysypiskach bioplastiki zachowują się podobnie do tradycyjnych tworzyw. PLA i PBS nie rozkładają się w zimnych wodach morskich, a na składowiskach, gdzie panują warunki beztlenowe, ich biodegradacja jest minimalna. Badanie Environmental Science & Technology z 2020 roku wykazało, że bioplastiki mogą generować mikroplastik w środowisku, jeśli nie trafią do odpowiednich instalacji.
Nawet w kompostowniach przemysłowych, gdzie PLA rozkłada się w 90% w ciągu 6 miesięcy, tylko 15% bioplastików w UE trafia do takich zakładów z powodu braku odpowiedniej infrastruktury i segregacji. Konsumenci, mylnie wierząc w „szybki rozkład”, często wyrzucają bioplastiki do odpadów zmieszanych, co niweczy ich potencjalne korzyści. W efekcie bioplastiki w środowisku naturalnym różnią się od konwencjonalnych tworzyw głównie marketingowym przekazem.
Wpływ na klimat i bioróżnorodność
Wpływ bioplastików na klimat zależy od rodzaju surowca i procesu produkcji. PLA i bio-PE mogą zmniejszyć ślad węglowy o 30–70% w porównaniu z tradycyjnymi plastikami, jeśli wykorzystują odnawialne źródła energii w produkcji. Jednak uprawy roślin, takich jak kukurydza czy trzcina cukrowa, wymagają intensywnych nakładów wody, nawozów i pestycydów, co zwiększa emisje gazów cieplarnianych w fazie rolniczej. Na przykład produkcja 1 tony trzciny cukrowej w Brazylii generuje 0,5 tony CO₂, a przekształcanie lasów deszczowych pod uprawy dodatkowo potęguje problem. PHA, produkowane z odpadów organicznych, ma mniejszy wpływ na klimat, ale ich wysoki koszt (5–10 razy wyższy niż PLA) ogranicza skalę zastosowań.
Uprawy pod bioplastiki mogą także zagrażać bioróżnorodności. Rozrastające się monokultury kukurydzy czy trzciny cukrowej, podobnie jak w przypadku biopaliw I generacji, prowadzą do wylesiania, degradacji gleb i utraty siedlisk dla dzikiej fauny.
W Brazylii, gdzie trzcina cukrowa zajmuje 10 milionów hektarów, ekspansja upraw pod bio-PE przyczyniła się do niszczenia sawanny Cerrado, kluczowego ekosystemu dla 5% globalnej bioróżnorodności. Badanie WWF z 2022 roku ostrzega, że bez zrównoważonego zarządzania gruntami, bioplastiki mogą powtórzyć błędy biopaliw, konkurując z produkcją żywności i pogłębiając kryzys ekologiczny. Alternatywą są bioplastiki z odpadów, takich jak łuski ryżowe czy resztki celulozy, ale ich udział w rynku wynosi obecnie mniej niż 1%.
