Дороги, на которых пластиковые отходы переплавляются и смешиваются с материалами для мощения, становятся все более распространенными во всем мире. Хотя пока они остаются нишевой технологией, эксперты говорят, что дороги могут стать одним из самых разнообразных способов использования выброшенного пластика.
Дорога, проходящая через Аккру, столицу Ганы, выглядит как любая другая асфальтированная дорога. Тем не менее, большинство водителей не осознают, что асфальт под ними содержит кашу из использованного пластика - измельченных и расплавленных пакетов, бутылок и оберток от закусок, - которые в противном случае были бы предназначены для захоронения..
Импульсом для многих подобных дорожных проектов, реализуемых в Гане, стал амбициозный план, объявленный президентом Наной Акуфо-Аддо в 2018 году. Он призывает жителей Ганы стремиться к круговой модели, перерабатывать и повторно использовать столько пластиковых отходов, сколько они производить каждый год - примерно 1,1 миллиона тонн - к 2030 году.
Едва ли 5 процентов из 5 000 тонн пластика, который жители Ганы выбрасывают каждый день, попадает на предприятия по переработке. Остальное попадает на свалки, незаконные свалки, улицы и водоемы или сжигается в карьерах, отравляя воздух. В развивающейся стране «сложно перерабатывать пластик», - отмечает Хизер Траутман, руководитель программы Ганского национального партнерства действий в отношении пластика. «Это дорого, сложно, технически и гораздо проще просто сжечь его. Но если бы вы могли повысить ценность переработанного пластика, - превратив его в рыболовные сети, топливо или материал для мощения, - он не будет захоронен; не сгореть, до океана не долетит."
Пластиковые дороги, впервые появившиеся в Индии два десятилетия назад, тестируются и строятся во все большем количестве стран по мере того, как мировая проблема пластикового загрязнения становится все более острой. В Индии проложено более 60 000 миль этих дорог. Тем временем технология набирает силу в Великобритании, Европе и Азии. Несколько стран, в том числе Южная Африка, Вьетнам, Мексика, Филиппины и США, только недавно построили свои первые пластиковые дороги.
Все больше исследований говорят о том, что дороги, содержащие пластиковые отходы, могут работать так же или даже лучше, чем традиционные дороги. Они могут служить дольше, прочнее и долговечнее по отношению к нагрузкам и колееобразованию, выдерживают большие перепады температур и более устойчивы к повреждениям водой, трещинам и выбоинам. Исследователи обнаружили, что эта технология также может утилизировать от небольшого до значительного количества пластика со свалок и случайных свалок, обеспечивая при этом значительное количество пластика для мощения и ремонта дорог. В такой небольшой стране, как Гана, где в настоящее время только 23 процента дорог покрыты асфальтом, отходы пластика могут иметь большое значение.
Пластиковые дороги дают возможность поглощать сотни тысяч тонн [пластика] почти за одну ночь.
«В какой-то момент мы должны быть реалистичными в том, как мы пытаемся решить огромную проблему пластикового загрязнения», - написал в электронном письме основатель Ocean Recovery Alliance Дуг Вудринг. «Я считаю, что пластиковые дороги, если их сделать в масштабе, в сочетании с другими видами использования переработанного пластика, такими как бетон и топливо, дадут возможность поглотить сотни тысяч тонн почти за одну ночь».
Технологии включения пластиковых отходов в материалы для мощения, вероятно, потребуется много времени, чтобы развиваться. Хотя он широко используется в Индии, в других странах он все еще находится в зачаточном состоянии. Однако, учитывая, что только 9 процентов из 350 миллионов тонн пластика, которые люди производят каждый год, перерабатываются, защитники рассматривают эту технологию как одну из многих стратегий, которые могут помочь людям отказаться от привычки слепо отправлять отходы вниз по течению и внедрить методы, необходимые для круговая экономика: сократить; повторное использование; перерабатывать.
«Прелесть дорог в том, что их очень много», - сказал Грег Уайт, инженер по укладке дорожного покрытия в Австралийском университете Солнечного Берега. К настоящему моменту четыре компании построили сотни миль пластиковых дорог в Австралии, «в основном это небольшие местные дороги», отметил он. «В основном это потому, что местные советы гораздо охотнее пробуют вещи, которые считаются устойчивыми, в отличие от государственных ведомств, которые контролируют большие автомагистрали». Уайт, изучавший продукцию шотландской компании MacRebur, ведущего производителя пластиковых материалов для дорожного покрытия, добавил: «Что касается тех свойств, которые мы можем протестировать, то нет абсолютно никаких сомнений в том, что если вы добавите в асфальт правильный пластик, вы сможете улучшить свойства асфальта. поверхность."
Чего не хватает, предупреждают он и другие, так это данных о том, насколько хорошо пластиковые дороги стареют и выдерживают со временем, потому что в большинстве стран технология используется менее семи лет.
Переработка битума на нефтяной основе ежегодно приводит к значительным выбросам парниковых газов.
Несмотря на то, что разные компании применяют разные подходы, общая идея заключается в том, что пластиковые отходы расплавляются и смешиваются с другими ингредиентами для изготовления дорожного асфальта. Обычно асфальт состоит из 90-95% заполнителя - будь то гравий, песок или известняк - и 5-10% битума, черного клейкого вещества, извлекаемого из сырой нефти, которое связывает заполнитель вместе. Когда подрядчики добавляют пластиковые отходы, которые могут служить даже более сильным вяжущим, чем битум, они часто заменяют от 4 до 10 процентов битума, хотя некоторые методы требуют гораздо большего количества. Таким образом, пластиковые дороги - это не сплошные ленты из пластика - это далеко не так.
Исследования показывают, что «использование пластиковых отходов в дорожном строительстве помогает существенно улучшить устойчивость, прочность, усталостную долговечность и другие желательные свойства битумных смесей, что приводит к увеличению срока службы и характеристик дорожного покрытия», - говорит Майкл Барроу, инженер из Университет Бирмингема и старший автор глобального исследования технологии, говорится в электронном письме.«Хотя для многих заявленных приложений может быть слишком рано показывать преждевременный сбой».
По словам Тоби Маккартни, соучредителя и генерального директора MacRebur, использование пластиковых отходов в дорожном покрытии может поглотить значительный объем выброшенного пластика. «Из отходов пластика, которые являются проблемой для муниципалитетов, мы могли бы использовать около 40 процентов, если бы каждая дорога содержала отходы пластика», - сказал Маккартни. «В настоящее время мы лоббируем попытки включить пластиковые отходы в стандарты. Пока этого не произойдет, они будут в меньших масштабах, чем нам хотелось бы». Согласно веб-сайту компании, каждая тонна смеси MacRebur содержит эквивалент 80 000 пластиковых бутылок; каждый километр дороги, вымощенной ее продукцией, содержит вес почти 750 000 пластиковых пакетов.
Пластиковый материал MacRebur измельчается до размера рисовых зерен, упаковывается в мешки и продается строительным и асфальтовым компаниям по всему миру. С момента запуска MacRebur в 2016 году его материалы прошли сотни миль по дорогам, тропинкам, проездам и парковкам в Турции, Японии, Саудовской Аравии, Дубае, Австралии, Новой Зеландии и других странах. В США компания устанавливает присутствие на обоих побережьях, завод планируется построить в Тампе, Флорида, а производственные соглашения - в Калифорнии.
Индия проложила более 60 000 миль этих дорог.
Используя другой подход, PlasticRoad в Нидерландах полностью отказывается от традиционного асфальта. В 2018 году компания завершила 100-футовый пилотный проект в Зволле, объявленный первой в мире велосипедной дорожкой из переработанного пластика. Второй последовал в Гитхорне. Эти дешевые в производстве и простые в установке дорожки состоят из полых модулей из одноразовых пластиковых отходов. В Гане компания Nelplast смешивает измельченные пластиковые отходы с песком и формирует из этой смеси тротуарную плитку.
В Индии, где всего несколько лет назад 50 процентов дорог страны были грунтовыми, было проложено целых 14 000 миль новых дорог с тех пор, как в 2016 году министр автомобильного транспорта Индии обязал добавлять отходы пластика в битумные дороги. Индийская технология пластиковых дорог выросла из экспериментов, проведенных в 2001 году Р. Васудеваном, профессором химии в Инженерном колледже Тиагараяр в Мадурае. Признавая сходство между пластиком и битумом, полученным из нефти, он смешал измельченный пластик с гравием, а затем с битумом и увидел хороший эффект сцепления. Сообщается, что в методе Васудевана используются два типа пластика: LDPE, или полиэтилен низкой плотности, используемый в пластиковых пакетах, и PET, полиэтилентерефталат, используемый в бутылках из-под газировки. Маккартни из MacRebur вспоминает, как был в Индии в 2016 году и заметил, как люди чинили выбоины, затыкая их пластиковыми пакетами и поджигая. Это дало ему идею MacRebur.
Насколько экологичны пластиковые дороги? Одна из проблем заключается в том, что нагревание пластика для производства асфальта может привести к выбросам углерода, что сводит на нет любую экономию выбросов за счет использования меньшего количества битума. Васудеван говорит, что для его собственного метода необходимо нагреть пластик только до 170 градусов по Цельсию (338 градусов по Фаренгейту), что находится в безопасном диапазоне.«Пластик при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое и газообразное, и только при температуре выше 270 градусов по Цельсию, когда они наиболее газообразны, они выделяют газы», - объяснил Траутман, который также является ученым-экологом. Маккартни подсчитал, что каждая тонна битума, оставшаяся без асфальта, позволяет сэкономить столько же тонны выбросов CO2, потому что для извлечения битума нагревается меньше нефти. Переработка асфальта на нефтяной основе ежегодно приводит к значительным выбросам парниковых газов.
Из отходов пластика, которые являются проблемой для муниципалитетов, мы могли бы использовать около 40 процентов, если бы каждая дорога содержала отходы пластика.
Еще одна проблема, связанная с пластиковыми дорогами, заключается в том, что они будут избавляться от микропластика. Никто еще не сообщил, что это произошло, и опрошенные для этой статьи говорят, что не считают микропластик проблемой. «Дорожный материал относительно инертен, представляет собой твердый блок асфальта», - отметил Траутман. «На самом деле, самый большой источник микропластика на планете - это истирание шин."
Прошлым летом пилотный проект в Калифорнии показал, сколько строгих испытаний должно пройти, прежде чем дорога, вымощенная новым материалом, таким как пластик, будет признана пригодной для движения и безопасной, особенно крупная автомагистраль, по которой проезжает большие установки с тяжелыми грузами. Шоссе 162 в Оровилле попало в заголовки газет в августе, когда C altrans, Калифорнийское министерство транспорта, в сотрудничестве с TechniSoil Industrial, поставлявшей жидкий пластик, проложило тестовую полосу длиной 1000 футов. C altrans впервые использовала этот новый подход. «Я ненавижу пластик», - сказал Том Пайл, возглавляющий Управление программы асфальтобетонного покрытия C altrans. «Я даже не буду пить из пластиковой бутылки - и если есть способ использовать пластиковый мусор, чтобы дорога служила дольше, давайте сделаем это».
Их машины вышли из строя, измельчили верхний слой старой дороги, превратили его в гравий, смешали с ПЭТ из переработанных бутылок из-под содовой, который имеет консистенцию клея Gorilla, отметил Пайл, и уложили смесь обратно. Никакого дополнительного гравия или битума не использовалось. Позже инженер, проверявший работу, сообщил, что новая поверхность «двигается» и кажется небезопасной. В итоге C altrans заменил его традиционным асфальтом. «Это был наш первый пробный участок с пластиком, - сказал Пайл. «Мы не хотели, чтобы какая-либо авария по какой-либо причине испортила цель строительства пластиковой дороги».
C altrans, скорее всего, установит еще одну тестовую секцию в Оровилле следующей весной. Пайл сказал, что они будут использовать новые методы строительства и стремиться к «более высокой прочности». «Мы еще не знаем, какой толщины должен быть этот материал, чтобы перевозить тысячи грузовиков в день», - сказал он.
Траутман считает пластиковые дороги «многообещающим достижением», особенно в такой стране, как Гана, с отставанием в реализации дорожных проектов. И все же, учитывая надвигающуюся перспективу того, что к 2050 году мир будет производить более чем в три раза больше пластиковых отходов, чем когда-либо, она подчеркивает важность сокращения Ганой всего ненужного использования новых пластиков.«Это первый шаг», - отметила она. «Если мы продолжим производить все больше и больше пластика, мы никогда не сможем управлять им устойчивым образом».