È in arrivo la bottiglia in PEF

Legato a doppio filo al monouso e al contempo facile da riciclare, il PET resta un protagonista – e non di secondo piano – dell’industria dell’imballaggio, avanzando con una lenta quanto inesorabile crescita anche in Europa nonostante le derive plastic-free e le inevitabili sgrammature che ne minano i volumi. All’orizzonte, però, si profila l’ombra del PEF (polietilene furanoato), polimero biobased non biodegradabile, che potrebbe diventare un temibile competitor nelle applicazioni di packaging in virtù del minore impatto ambientale, mentre la corsa al bioPET sembra essersi fermata, o quantomeno fortemente rallentata, almeno per quanto concerne il polimero completamente biobased. Il vero protagonista dei prossimi anni sarà però il PET riciclato (rPET), che per quantità trasformate potrebbe superare quello vergine entro il 2030, sull’onda della crescente sensibilità ambientale e di regolamentazioni nazionali e comunitarie sempre più stringenti.

Il mercato del PET

Un recente report elaborato dalla società di consulenza Eunomia in collaborazione con le associazioni di settore EFBW (produttori di acqua in bottiglia), Petcore Europe (industria del PET) e PRE – Plastics Recyclers Europe (riciclatori di materie plastiche), intitolato “PET Market in Europe: State of Play. Production, collection and sorting data”, analizza il consumo di PET in Europa per provenienza e settori finali, mettendo in luce limiti e opportunità del suo recupero e riciclo da rifiuti post-consumo.
La domanda di PET viene stimata, nel 2018, in 5,3 milioni di tonnellate, suddivisa tra polimeri vergini, pari a circa 3 milioni di tonnellate, riciclati (1,4 milioni di tonnellate) e import (900.000 tonnellate). Il valore delle importazioni è sei volte quello delle esportazioni (1,1 miliardi di euro contro poco più di 180 milioni), con un deficit in volume intorno a 900.000 tonnellate. Considerando anche bottiglie e foglie PET importate, la bilancia commerciale UE è negativa per 1,4 miliardi di euro.

Quasi solo packaging

Il settore applicativo che monopolizza la domanda di PET è l’imballaggio, con il 96% del trasformato in Europa, mentre il restante si suddivide tra applicazioni di nicchia quali pellicole fotografiche, per radiografia o isolamento elettrico. Le bottiglie, da sole, assorbono il 71% del volume di polimero trasformato, in prevalenza trasparente. In questo segmento, la crescita dei consumi è frenata dalla progressiva sgrammatura delle bottiglie, nonostante la domanda di queste ultime continui ad aumentare.

Un altro 19% del PET trasformato in Europa viene assorbito dalle vaschette termoformate da foglia, prevalentemente per imballaggio alimentare, anche nella variante cristallina (opaca) idonea all’impiego in forno. L’imballaggio flessibile, in forma di film o foglia, mono o multimateriale (film multistrato barriera) vale circa il 6% del totale, ma questo segmento è quello che negli ultimi anni è cresciuto in modo più significativo, con tassi nell’ordine del 5,4% annuo nel periodo 2014-2018.

Foto petrecycling.ch

PET, da prodotto a rifiuto

Lo studio Eunomia analizza quindi il fine vita degli imballaggi in PET, la cui durata è molto breve a causa della loro vocazione monouso. La ricerca stima che nel 2018 siano finiti tra i rifiuti circa 4,3 milioni di tonnellate di imballaggi rigidi, la maggior parte bottiglie (3,4 milioni di tonnellate) e il resto vaschette e confezioni similari (900.000 tonnellate). Sempre nello stesso anno, si stima che le bottiglie raccolte e selezionate a fini di riciclo (in balle) fossero poco più di 2 milioni di tonnellate, (1,78 milioni il volume netto) il 5% in più rispetto all’anno precedente, mentre le vaschette raccolte arrivano a 900.000 tonnellate con un tasso di riciclo compreso tra il 16% e il 21%, ancora molto basso rispetto a quello delle bottiglie.

L’Italia è seconda nel riciclo

Il materiale effettivamente riciclato nel vecchio continente è valutato in 1,87 milioni di tonnellate, il 65% del quale si concentra in quattro Paesi, dove la raccolta è sistematica e l’industria consolidata: al primo posto Germania, con il 23% del totale, seguita da Francia, Italia e Spagna ognuna con il 14%. C’è comunque una riserva sufficiente ad aumentare raccolta e riciclo: secondo lo studio, infatti, la capacità installata nel vecchio continente (EU28+2) dovrebbe aggirarsi intorno a 2,2 milioni di tonnellate annue, cresciuta soprattutto nell’arco degli ultimi dieci anni (+1,5 milioni di ton). Gioca a favore la dinamica dei prezzi, grazie alla forte domanda di rPET food-grade proveniente dai produttori di bottiglie e vaschette, con valori medi sostanzialmente superiori a quelli del polimero vergine, al netto delle fluttuazioni di breve periodo.

Dove va il PET rigenerato

Per quanto concerne ai mercati di destinazione del PET rigenerato, pari a 1.348 milioni di tonnellate (dopo gli inevitabili residui e scarti), nel 2018 il soffiaggio di bottiglie e contenitori alimentari è arrivato a 238.000 tonnellate e quello di flaconi a 135.000 tonnellate, mentre i volumi di rPET estrusi in foglia per contatto alimentare si attestano a 190.000 tonnellate e quelli in foglia per altri usi a 215.000 tonnellate. Le restanti 569.000 tonnellate sono suddivise tra fibre, reggette, articoli stampati… Al conto va aggiunto anche l’export di PET selezionato per il riciclo, in balle, stimato in quasi 200.000 tonnellate (al lordo di residui e scarti).

Buone prospettive per l’rPET

Negli ultimi anni, i tassi di raccolta del PET in Europa non hanno subito significative variazioni, ma questa situazione di stallo è destinata cambiare a seguito del varo della direttiva sugli articoli monouso (2019/904), che introduce obiettivi ambiziosi nella raccolta di bottiglie PET post-consumo, rispettivamente del 77% nel 2025 e del 90% entro il 2029. Anche al netto di ulteriori restrizioni o tasse di scopo a livello locale (come in Italia con la plastic tax), che potrebbero traslare i consumi su altri materiali, non appare irrealistico lo scenario prospettato nello studio Eunomia, che prevede un incremento del 60% della raccolta di bottiglie (in balle), dagli attuali 2 milioni a 3,2 milioni di tonnellate entro il 2030. Un miglioramento è atteso anche nel recupero delle vaschette PET, con tassi di riciclo che potrebbero raggiungere il 50% nel 2025 e il 55% nel 2030, grazie a nuovi schemi di raccolta e sviluppi nelle tecnologie di selezione e riciclo.

Nel complesso, quindi, con una punta di ottimismo, i ricercatori arrivano a stimare un volume di PET riciclato intorno a 3 milioni di tonnellate nel 2030, pari all’80% dell’immesso al consumo (oggi pari al 73%). In questo scenario, la percentuale di rPET sul totale del PET trasformato in Europa potrebbe crescere dall’attuale 24% al 55% nel 2030, superando così, in volume, il polimero vergine.

Lontano dal target

Non manca però, dietro alle luci, anche qualche ombra: gli analisti di Eunomia individuano tra i principali ostacoli al raggiungimento dei target fissati da Bruxelles l’inadeguatezza delle infrastrutture di raccolta e selezione, poco omogenee a livello comunitario, nonché la scarsa attenzione alla progettazione degli imballaggi a fini di riciclo, il cosiddetto ecodesign, i cui principi andrebbero condivisi a livello comunitario attraverso un approccio armonizzato basato su standard e certificazioni condivise.

C’è anche il bioPET

Sotto il profilo ambientale, il PET può giocare anche altre carte, ad esempio l’utilizzo di materie prime biobased che non inficiano la riciclabilità del materiale nei flussi di rifiuti raccolti in modo differenziato. Sono già in commercio bottiglie e contenitori realizzati in PET parzialmente ottenuto da risorse rinnovabili, dove uno dei componenti, il glicole monoetilenico (MEG) è ricavato dal bioetanolo.

Avantium ha avviato un impianto dimostrativo per la produzione di glicole monoetilenico da biomasse (bioMEG), uno dei componenti del bioPET

Recentemente, la società biotech Avantium ha avviato in Olanda, presso il Chemie Park Delfzijl, un nuovo impianto dimostrativo per la produzione di glicole monoetilenico da biomasse (bioMEG) con tecnologia proprietaria. Si tratta di un processo di idroegenolisi ad alta efficienza, che avviene in un’unica fase, per produrre MEG da zuccheri vegetali, con una resa teorica massima del 100% e una resa pratica superiore al 70%, secondo quando dichiara la società olandese. L’impianto sarà in grado di produrre a regime circa 10 tonnellate annue di bioMEG per la validazione tecnica ed economica del processo, primo passo verso lo sviluppo di una tecnologia applicabile su scala industriale.

L’entusiasmo verso un materiale come il bioPET, al tempo stesso biobased e facilmente riciclabile, indistinguibile dal PET ottenuto da materie prime fossili per quanto concerne lavorabilità e prestazioni, si è però raffreddato negli ultimi tempi, non essendo ancora stata risolta la seconda incognita dell’equazione, la produzione di acido tereftalico purificato (PTA) da biomassa, nonostante la ricerca stia andando avanti, con risultati alterni, ormai da qualche anno.

In arrivo il PEF

Le speranze vengono ora riposte su un “nuovo” poliestere biobased (ma non biodegradabile), il PEF, che sulla carta presenta prestazioni superiori, anche nelle funzioni barriera, rispetto al PET e che si può ottenere da risorse rinnovabili, attraverso la sintesi di acido 2,5-furandicarbossilico (FDCA) e bioMEG. Non è ancora chiara la compatibilità di PET e PEF nell’ipotesi che i due polimeri vengano raccolti e riciclati insieme – visto che sono indistinguibili alla vista –, ma sembra acclarata la piena sostituibilità in ambito applicativo, dalle bottiglie ai film per imballaggio flessibile.

Avantium dispone di una tecnologia di processo già validata (YXY) per produrre il FDCA partendo da amidi, uno dei due componenti del PEF

In pole position nello sviluppo del PEF c’è Avantium, che dispone di una tecnologia di processo già validata (YXY) per produrre uno dei due componenti – FDCA (acido 2,5-furandicarbossilico), l’equivalente del PTA nel PET – partendo da amidi. Lo sviluppo è in uno stato avanzato, tanto che è già in cantiere il primo impianto dimostrativo (flagship) per produrre FDCA da biomasse, che verrà completato nel 2023 presso il Chemie Park Delfzijl, anche grazie a finanziamenti provenienti sia da un consorzio regionale (30 milioni di euro), sia dal Bio-Based Industries Joint Undertaking (BBI), partnership pubblico-privato tra Unione europea e consorzio delle industrie biobased BIC (Biobased Industries Consortium), che ha stanziato a questo scopo 25 milioni di euro a fronte di un investimento complessivo di 150 milioni di euro. A regime, l’impianto potrà produrre fino a 5.000 tonnellate annue di FDCA, più che sufficienti per procedere allo sviluppo applicativo di bottiglie, contenitori e film. Il nuovo impianto sorgerà a fianco di quello per glicole monoetilenico da rinnovabili (l’altro costituente del PEF) e alla bioraffineria per glucosio e lignina da biomasse, entrambi di proprietà, garantendo così una completa integrazione del processo.

Un’altra società europea, Stora Enso, sta lavorando alla sintesi di FDCA da zuccheri e ha stanziato 9 milioni di euro per costruire un impianto pilota presso la cartiera di Langerbrugge, in Belgio. Quando entrerà in funzione nel primo trimestre 2021, l’unità servirà per ottimizzare e convalidare il processo, e sarà in grado di fornire i primi lotti di materiale per campionature e sviluppo applicativo. La materia prima è, in questo caso, il fruttosio, ma l’obiettivo è poter impiegare in futuro anche altri zuccheri ottenuti da legno e biomasse non destinate al consumo alimentare.

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