Vamzdynų sprendimų iš PVC tendencijos, iššūkiai ir galimybės

XIX amžiaus pabaigoje atrastas polivinilchloridas visame pasaulyje pakeitė daugybę pramonės šakų ir dabar yra vienas dažniausiai naudojamų polimerų. Vis dar galima išgirsti prastų atsiliepimų apie plastikus, tačiau tiesa ta, kad šiais laikais PVC žaliava dažniausiai vertinama kaip aplinkai nekenksminga, labai plačiai pritaikoma bei pasižyminti puikiomis inžinerinėmis savybėmis medžiaga. Polimerų pramonei palaipsniui pereinant prie žiedinės ekonomikos, pakvietėme PVC ekspertus pokalbiui apie vamzdynų sistemų iš polivinilchlorido praeitį, dabartį bei ateities perspektyvas.  

_{PVC vamzdžiai - tvarios infrastruktūros pagrindas}

Polivinilchloridas (PVC) yra vienas populiariausių polimerų pasaulyje, plačiai naudojamas daugelyje pramonės šakų. Statyboje gerai žinomos vamzdynų sistemos iš PVC turi ne vieną privalumą, įskaitant išskirtinai aukštą žiedinį standumą, puikų atsparumą korozijai ir cheminėms medžiagoms bei labai ilgą (100 metų!) eksploatacijos laiką.  

Nuo geriamo vandens tiekimo, kabelių apsaugos ir nuotekų šalinimo sistemų iki vandenilio transportavimo – vamzdynai iš PVC tapo neatsiejama infrastruktūros tinklų dalimi visame pasaulyje.

„PVC žaliavos labai aukštas elastingumo modulis, todėl iš jos galima pagaminti didelio žiedinio standumo vamzdžius, tuo pačiu, išskirtinai tvirtas ir patikimas savitakes nuotekų sistemas“,- sako Pipelife Švedijoje procesų vystymo koordinatorius Ove Soderberg. „Kalbant apie vandens tiekimui naudojamus slėginius PVC vamzdžius, ši žaliava yra atsparesnė bakterijų dauginimuisi nei, pavyzdžiui, alternatyva iš ketaus. Be to, polivinilchloridas neoksiduoja ir yra stabilus“.

ar PVC draugiškas aplinkai?

Lyginant su kitomis plastikinėmis ir ne plastikinėmis alternatyvomis, vamzdynų iš PVC gyvavimo ciklo vertinimas yra palankesnis. Gyvavimo ciklo įvertinimas (The Life Cycle Assessment (LCA)) - standartizuotas  medžiagų poveikio aplinkai įvertinimas, nurodantis, kokį poveikį aplinkai turi produktas per visą savo gyvavimo ciklą pradedant žaliavų gavyba, baigiant perdirbimu.

“Kalbant apie PVC žaliavą, anglis joje tesudaro 43%, – pabrėžia Soderberg, - likę 57% yra paprastoji druska, o tai reiškia, kad šiai medžiagai pagaminti reikia mažiau iškastinio kuro resursų“.

PVC vamzdžių svoris yra nedidelis, todėl transportavimo metu į aplinką išmetama mažiau teršalų, o prisiminus išskirtinai ilgą eksploatacijos laiką, tampa akivaizdu, kad, lyginant su sistemomis iš kitų žaliavų, sistemos iš PVC yra daug draugiškesnės aplinkai. Tačiau dar nemažai reikia padaryti siekiant padidinti PVC perdirbimą ir sumažinti jo paliekamą anglies pėdsaką.

Pipelife grupės R&D ir tvarumo vadovas Zoran Davidovski pabrėžia, kad PVC pramonė tyrinėja keletą į tvarumą orientuotų krypčių. Pasak jo, didelę įtaką pokyčiams daro bendras rinkos dalyvių požiūris.  

„Viena vertus, vis dažniau naudojamas perdirbtas ir biologinės kilmės PVC, kita vertus - nuolat optimizuojamas gaminių dizainas, transportavimas ir gamyba“,- sako jis.  „Su šiuo metu egzistuojančiomis technologijomis dar negalime pasiekti visiško grynojo nulio, tačiau mes, gamintojai, šia linkme galime padaryti ir darome labai daug.“

_{Apie viską nuo pradžių: tvari gamyba ir produktų dizainas}

„Net kalbant apie įprastus gaminius iš PVC, jų poveikis aplinkai gali labai skirtis. Paliekamas anglies pėdsakas priklauso nuo keleto veiksnių, o žaliavų kilmė neretai neįtraukiama į šią lygtį“, - sako Soderberg. „Pavyzdžiui, Švedijoje esančios Pipelife gamyklos žaliavą perka iš Skandinavijos kompanijų, naudojančių atsinaujinančią energiją. Tačiau produktų atitikties aplinkosaugos reikalavimams (angl. Environmental Product Declarations (EPD)) skaičiavimai atliekami remiantis Europos vidurkiu. Tuo tarpu, nemenką žaliavų dalį ES šalys importuoja iš trečiųjų šalių, jų emisija yra didesnė. Klientų skatinimas rinktis vietinės kilmės produktus yra labai svarbus veiksnys siekiant sumažinti anglies pėdsaką visose pramonės šakose, PVC gaminiai ne išimtis“.

Tradicijos ir šališkumas – dar viena kliūtis, kurią turi įveikti statybų sektoriaus gamintojai. Senesnės kartos sunkesni produktai, kuriems pagaminti reikia daugiau žaliavų, neretai laikomi patvaresniais ir patikimesniais. Tačiau tobulėjant projektavimo ir gamybos technologijoms, galima sukurti ir daug mažesnio svorio produktus visiškai atitinkančius pramonės keliamus reikalavimus ir standartus.

„Tikiuosi, kad visoje pramonėje bus mažinamas sunaudojamų žaliavų kiekis. Mūsų gamyklos jau 100% naudoja atsinaujinančią energiją. Tikiuosi, ateityje pavyks pasiekti ir nulinių emisijų susijusių su transportavimu. Ten kur įmanoma, optimizuodami gaminių dizainą arba naudodami anglies neturinčius priedus, tokius kaip kreida, visi gamintojai galėtų sumažinti naudojamų žaliavų kiekį“, - komentuoja Soderberg. 

_{Ciklo uždarymas: PVC perdirbimas}

Šiuo metu pirmaujanti ekologinė tendencija pramonėje - mechaninis PVC atliekų perdirbimas. Plačiai paplitęs išankstinis nusistatymas, kad PVC perdirbti praktiškai neįmanoma ir sudėtinga, tačiau tiesa ta, kad su minimaliu poveikiu jos techninėms charakteristikoms, ši žaliava yra perdirbama. Kiekvienas perdirbtas polivinilchlorido kilogramas beveik 2 kilogramais sumažina išmetamo CO₂ kiekį, o 2019 metais šios žaliavos buvo perdirbta daugiau nei 770 000 tonų.

Europos plastikinių vamzdžių ir jungiamųjų detalių asociacija (TEPPFA) užsibrėžė tikslą iki 2025 m. perdirbti mažiausiai 900 000 tonų PVC per metus.

Reikia nepamiršti ne tik atsakomybės gamtai, bet ir visuomenės sveikatos apsaugos. Prieš kurį laiką PVC pramonė naudojo šilumos stabilizatorius švino pagrindu. Šiuo metu jau visoje Europoje jų atsisakyta, o modernios PVC vamzdynų sistemos atitinka aukščiausius saugos standartus. Visgi, PVC atliekų sraute dar galima aptikti nedidelį švino kiekį.

„Dar devyniasdešimtaisiais pagrindiniai Švedijos PVC vamzdžių gamintojai, tarp jų ir Pipelife, susivienijo, kad rastų draugiškesnę aplinkai PVC stabilizatorių alternatyvą“, - sako Soderberg. „Pipelife Švedija buvo vienas iš pirmųjų gamintojų jau 2001 metais pradėjusių masinę PVC vamzdžių gamybą naudojant organinės kilmės ir kalcio-cinko stabilizatorius. Ši technologija netruko išplisti Norvegijoje ir Suomijoje, o po kelerių metų Pipelife tapo pirmuoju didžiuoju vamzdynų gamintoju Europoje visiškai atsisakiusiu švino stabilizatorių“.

Plačios apimties ES teisės aktas dėl cheminių medžiagų registracijos, įvertinimo, autorizacijos ir apribojimų (REACH) reglamentuoja PVC perdirbimą visoje Europos Sąjungoje ir nustatė vieningą reikalavimų rinkinį visoms suinteresuotoms šalims. Šiame reglamente nurodyta, kad perdirbtoje PVC žaliavoje švino kiekis negali būti didesnis negu 1,5 wt%, o pati medžiaga gali būti naudojama tik viduriniame vamzdžio sluoksnyje, iš abiejų pusių apgaubtame pirminės PVC žaliavos. Šis reikalavimas įsigalios 2024 metų lapkritį.

Zoran Davidovski pabrėžia, kad Europos plastikinių vamzdynų gamintojai REACH įvertino palankiai, nes reglamentas visiems vienodas ir sukuria sąžiningą konkurencinę aplinką.

„RAECH reikalavimus vertiname teigiamai, be to, šia linkme dirbame jau daugelį metų“, sako jis. „Siekiame savitakinių nuotekų vamzdžių iš PVC viduriniame sluoksnyje naudojamos perdirbtos žaliavos kiekį padidinti iki 60–70%, tuo pačiu užtikrinant produktų techninių charakteristikų atitikimą griežčiausiuose statybų standartuose keliamiems reikalavimams.“ 

_{Užkrečiantis pavyzdys: Nyderlandų atvejo analizė}

PVC vamzdžiai Nyderlanduose plačiai naudojami jau daugelį metų, o didelis visuomenės susidomėjimas atliekų mažinimu paskatino perdirbimo technologijų tobulėjimą bei tvarių produktų paklausą. Dabar čia gravitacinių sistemų vamzdžiai iš PVC su viduriniu sluoksniu iš perdirbtos žaliavos yra vienas populiariausių pasirinkimų.

Visose Nyderlandų savivaldybėse galioja nacionalinis reglamentas nurodantis, kad nuotekų sistemų vamzdžiuose iš PVC turi būti bent 40% perdirbtų žaliavų. Didesnis procentas perdirbtų žaliavų taip pat leidžiamas, su sąlyga, kad nenukentės vamzdžių mechaninės charakteristikos, pavyzdžiui, žiedinis standumas.

„Trisluoksnius PVC vamzdžius su viduriniu sluoksniu iš perdirbto PVC Pipelife kartu su dar dviem Nyderlandų gamintojais sukūrė praėjusio amžiaus devintame dešimtmetyje“,- sako Pipelife Nyderlanduose infrastruktūros ir pastatų išorės produktų grupės vadovas Hugo Lamper. „Pirmuosiuose vamzdžiuose tebuvo 10% perdirbtos žaliavos, tačiau bėgant metams atradome, kaip viduriniame sluoksnyje panaudoti daugiau perdirbtos žaliavos, vadinasi, sunaudoti daugiau atliekų“.

Pipelife Nyderlandų gamykloje esančioje Enkuizen gaminami Renofort vamzdžiai geriausiai iliustruoja situaciją. Šie vamzdžiai išsiskiria atsparumu ir tvirtumu, perdirbta žaliava juose sudaro net 50%, todėl jie tapo pirmuoju klientų pasirinkimu įrengiant lauko nuotekų ir drenažo sistemas.

„Renofort sukūrėme, nes mūsų klientai norėjo SN 8 žiedinio standumo klasės vamzdžių kuriuose būtų didesnis, nei to reikalauja nacionalinis reglamentas, perdirbtų žaliavų kiekis", - komentuoja Lamper. 

_{Cheminis PVC perdirbimas: trūkstama dėlionės detalė ar svajonė?} 

Dėl didelio kiekio įvairiausių priedų, žaliavų mišinių ar užterštumo mechaniniam perdirbimui netinkamos plastikų atliekos tvarkomos naudojant inovatyvų cheminį perdirbimą. Chemiškai perdirbtų polimerų kokybė  identiška jų pirminėms alternatyvoms.

Šiuo metu Europoje bandomos ir tyrinėjamos kelios cheminio perdirbimo technologijos.

„Šiuo metu cheminio perdirbimo proceso metu sunaudojama labai daug energijos. Ateityje, kai pavyks sumažinti perdirbimui reikalingos energijos kiekį, šį būdą bus galima naudoti dabar neperdirbamų plastikų atliekų srautams apdoroti“, - teigia Davidovski. „Be to, PVC chemiškai perdirbti sudėtinga, nes šioje medžiagoje yra chloro. Kol kas spartesnę cheminio apdorojimo pažangą matome poliolefinų pramonėje; PVC cheminis perdirbimas išlieka atviru klausimu“.

Vis dėlto, pažanga yra - ir toliau kuriami cheminio apdorojimo procesai, tokie kaip pirolizė ar hidrolizė, apimantys ir chloro atkūrimą. Ateityje šios technologijos gali pasiūlyti alternatyvą mechaniškai neperdirbamoms, šiuo metu deginamoms ar laikomoms sąvartynuose, atliekoms.

_{Biologinės kilmės PVC: plastikai be iškastinio kuro}

Vienas iš būdų sumažinti PVC paliekamą anglies pėdsaką – gaminti šią žaliavą ir augalinės kilmės produktų. Pavyzdžiui, cukranendrės, medžio pluoštas ar maisto gaminimui naudotas aliejus jau dabar PVC gamyboje naudojami kaip naftos produktų pakaitalai.

Augalinės kilmės PVC žaliava pasižymi tomis pačiomis savybėmis ir taikymo galimybėmis, kaip ir įprastas PVC, todėl, pritaikius masės balanso metodiką, ją galima integruoti į jau esamus gamybos procesus. Nyderlandų ir Šiaurės Europos rinkose Pipelife jau siūlo 100% augalinės kilmės PVC. Artimiausiu metu planuojame šiuos produktus pasiūlyti ir kituose regionuose.

Davidovski komentuoja, kad atsinaujinančių žaliavų naudojimas kol kas yra vienintelė anglies atžvilgiu neutrali ar net neigiama technologija, tinkama gaminti slėginėms vamzdynų sistemoms iš PVC.

“Lyginant su tradicinės kilmės žaliava, biologinis PVC yra brangesnis, tačiau mes turime klientų labai vertinančių tokios medžiagos teikiamą pridėtinę vertę, todėl gaminame ir tiekiame šiuos vamzdžius.“ 

_{Ar ateityje gaminsime daugiau vamzdynų sistemų iš biologinės kilmės PVC?}

Didėjant paklausai ir prieinamumui biologinio PVC kainos mažėtų, tačiau problema tame, kad dėl nekonkuravimo su maisto tiekimo grandine, biologinio PVC gamyba yra ribota. Mažai tikėtina, kad artimiausiu metu augalinis PVC taps vieninteliu šios pramonės sprendimu.

Be to, biologinės kilmės plastikų pripažinimas statybų sektoriuje vis dar atsilieka nuo pačios technologijos, net ir kalbant apie aplinkos apsaugos naudingumo sertifikatus, sako Soderberg.

„Mūsų tiekėjas skaičiuoja išmetamą teršalų kiekį biologinės kilmės PVC vamzdžiams. Mes tais skaičiais dalijamės su savo klientais. Deja, kol kas šios informacijos negalime nurodyti poveikio aplinkai deklaracijose bei sertifikatuose, nes trečioji šalis, išduodanti tokius dokumentus, dar nepripažįsta masės balanso skaičiavimo principo. Norint, kad augalinės kilmės PVC produktai būtų kuo patrauklesni užsakovams ir vartotojams, labai svarbu įveikti biurokratines kliūtis“, - sako jis.

_{PVC ateitis: įsipareigojimai ir iššūkiai}

PVC pramonė padarė nemenką pažangą tvarumo linkme, visoje gamybos grandinėje sumažino šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą, tačiau dar daug ką reikia padaryti. Davidovski pripažįsta, kad tam, kad Europos pramonė taptų mažai į aplinką anglies dioksido išmetančia žiedine ekonomika, svarbu taikyti naujausias technologijas ir nepamiršti jau išmoktų pamokų.

„Mažinant išmetamų teršalų ir didinant perdirbamų atliekų kiekį padaryta labai daug. Vis dėlto, yra daug politinių, ekonominių ir technologinių kliūčių, kurias reikia pašalinti. Norėdami įveikti šiuos iššūkius gamintojai, klientai ir teisės aktų rengėjai turės glaudžiai bendradarbiauti“.