Le molecole o monomeri utilizzati per produrre plastica, come l'etilene e il propilene, derivano principalmente da petrolio, gas e carbone.

Quasi tutta la plastica, comprese le resine, le fibre e gli additivi, è derivata da combustibili fossili. Stimare  le emissioni derivanti dalla produzione e dalla fabbricazione della plastica è molto complicato. La diversità dei processi e dei loro profili di emissione rende estremamente difficili tali stime.

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In precedenza è stato analizzato l’impatto della produzione dei monomeri sul clima.

Stimare  le emissioni derivanti dalla produzione e dalla fabbricazione della plastica è molto complicato. La diversità dei processi e dei loro profili di emissione rende estremamente difficili tali stime.

Fonti delle emissioni

Le emissioni note e quantificabili derivanti dalla produzione e dalla fabbricazione della plastica sono per lo più dirette, nel senso che sono di proprietà o controllate dagli stessi impianti di produzione.

Gli studi che valutano le emissioni di gas serra dalla produzione petrolchimica in genere raggruppano le emissioni in due categorie di fonti: quelle derivanti dalla combustione di combustibili e quelle derivanti dai processi produttivi (emissioni di processo).

Le emissioni derivanti dalla combustione di combustibili includono quelle derivanti dalla combustione di gas naturale, petrolio, carbone o altri combustibili allo scopo di fornire energia o calore per processi industriali.

Le emissioni di processo includono le emissioni che si verificano quando i liquidi di gas naturale e altre materie prime petrolchimiche vengono convertiti in prodotti utilizzabili, come etilene, propilene e resine plastiche. La combustione del carburante rappresenta la maggior parte delle emissioni.

Ad esempio, secondo l'Agenzia internazionale per l'energia, l'85% delle emissioni di anidride carbonica dell'industria petrolchimica globale proviene dalla combustione di combustibili, mentre il 15% proviene dai processi.

Le emissioni dirette di gas serra dei produttori petrolchimici e di resine dipendono in genere dall'efficienza dell'impianto, dalla configurazione e dall'età, dal prodotto finale o dalla miscela di prodotti desiderati, materie prime preferite. Alcune di queste emissioni sono relativamente semplici da quantificare, mentre altre sono più difficili o comportano una maggiore incertezza. Ad esempio, le emissioni che si verificano durante le operazioni di routine o dove i permessi richiedono un monitoraggio sono solitamente più facili da quantificare, mentre le emissioni dirette da incidenti, malfunzionamenti e perdite comportano più speculazioni.

Anche il trasporto di prodotti intermedi e finali e l'espansione dell'infrastruttura associata per portare tali prodotti in nuovi mercati determinano emissioni di gas serra.

Alcune emissioni indirette associate alla produzione petrolchimica e della resina derivano dall'uso del suolo, come la deforestazione o il riempimento delle zone umide, che accompagna sia i progetti di nuova costruzione che quelli di espansione che sono spesso massicci. Altre emissioni indirette provengono dalla generazione e dall'uso di co-prodotti che non sono tipicamente considerati parte del ciclo di vita della plastica, come il combustibile residuo o il coke delle raffinerie di petrolio che trasformano anche la nafta in etilene e altri prodotti.

Cracking a vapore

Il cracking dell'etilene, o steam cracking, è di gran lunga la più grande fonte diretta di emissioni in questa fase del ciclo di vita della plastica. Il cracking a vapore è un processo in più fasi e ad alta intensità energetica. Implica l'invio di materie prime come etano o nafta attraverso forni di cracking a vapore, dove viene riscaldato tra 750°C e 1.100°C e successivamente miscelato con vapore per avere il frazionamento ed ottenere  prodotti vendibili etilene, propilene, butadiene, idrogeno e benzene e altri aromatici.

La prima fase di questo processo, il riscaldamento e la fornitura di vapore per i forni di steam cracking, è la più grande fonte di emissioni a causa dell'enorme quantità di energia che richiede. Ad esempio, le emissioni degli steam cracker rappresentano spesso i due terzi delle emissioni di gas serra associate alle unità di produzione di etilene.

Produzione delle resine

I processi di produzione della resina e i requisiti energetici variano in base al prodotto, così come le loro emissioni.

Alcuni tipi di plastica, come PS e PET, richiedono più energia da produrre rispetto ad altri, come LLDPE, LDPE, HDPE e PP, a causa degli additivi o dei catalizzatori necessari nel processo di produzione.

Come nel cracking, le emissioni e il fabbisogno energetico variano in base al metodo di produzione e all'efficienza, nonché all'età dell'impianto e ai tipi di controlli delle emissioni utilizzati.

La crescita della produzione di etilene negli Stati Uniti sta alimentando un aumento della produzione di polietilene, che dovrebbe aumentare da 17 milioni di tonnellate nel 2015 a 23 milioni di tonnellate (un aumento del 35%) entro il 2020.

Raccomandazioni per la riduzione delle emissioni nella produzione di plastica

I fautori dell'economia circolare raccomandano lo sviluppo di modelli di business e strutture industriali che abbiano lo scopo di aumentare la durata utile di prodotti e materiali, ridurre drasticamente la produzione di materiali e il consumo di materie prime e ridurre le emissioni di gas serra che derivano da produzione, consumo e smaltimento dei rifiuti non necessari.

Riduzione dei materiali: ridurre l'uso non necessario o eccessivo di materiali, attraverso modifiche a processi, prodotti o comportamenti. Nel contesto della plastica, ciò includerebbe iniziative per vietare o ridurre l'uso di plastica non essenziale, compresa la plastica monouso che si trova comunemente negli imballaggi, nei servizi di cibo e bevande e nei beni di consumo in rapido movimento.

Riciclo dei materiali: sviluppare le politiche, le tecnologie e i sistemi necessari per ridurre gli sprechi e diminuire la dipendenza dai materiali vergini garantendo che i prodotti siano progettati e gestiti durante il loro ciclo di vita per il riutilizzo e il riciclaggio continuo. Questi processi includono la definizione e il rafforzamento di standard per regolamentare i rifiuti e migliorare la progettazione e la gestione dei prodotti a fine vita.

Efficienza dei materiali dei prodotti: garantire un maggiore utilizzo dei materiali e incentivare il riutilizzo e il riciclaggio attraverso iniziative mirate volte a migliorare i materiali dei prodotti.

CIEL, Report: Plastic & Climate, 2019

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