Біополімери: заміна матеріалів задля сталого розвитку

Marie-Laure Piedboeuf - Process and Material Engineer
Мер-Лор П'єбёф
Інженер з матеріалів та процесів

Сталий розвиток знаходиться в основі всього, що ми робимо у Schréder. Наша продукція завжди була розрахована на тривалий термін служби - задовго до того, як став актуальним сталий розвиток; світильники, виготовлені понад 20 років тому, все ще працюють. У 2002 році в Сарагосі, Іспанія встановили понад 65 неповторних світлових ансамблів Гернандес/Фернандес. Два десятиліття потому ми модернізували їх за допомогою LED оптики. Це дозволило досягти 78% економії електроенергії і запобігти викидам 91 тонн CO2,  зберігши при цьому недоторканність стильних світильників, які все ще в чудовому стані.


Ми підтримуємо циркулярну економіку, досягли значного скорочення власного вуглецевого сліду і допомагаємо нашим клієнтам зменшити їхній. Коли ми розробляємо продукт, ми думаємо про кожен етап життєвого циклу: звідки походить сировина, скільки електроенергії використовує система освітлення протягом терміну її служби і що відбувається наприкінці терміну її експлуатації. На кожному етапі ми прагнемо мінімізувати відходи і використання ресурсів. Аби дізнатися більше про нашу загальну стратегію, можна завантажити наш Звіт про сталий розвиток за 2023 рік

Один з напрямків, який може змінити ситуацію на краще, - це сировина, яку ми використовуємо для виробництва наших світильників. Відтоді, як на початку цього року я приєдналася до Schréder, ми переглядаємо, що ми використовуємо, як ми це робимо, і які зміни ми можемо внести, щоб принести користь усім нам. Вуличні світильники, які забезпечують функціонування міського простору, - це складні механізми з десятками компонентів, які можуть бути виготовлені з алюмінію, скла, різних композитних матеріалів і цілого ряду пластмас на основі викопних матеріалів, тому вибір буває непростим. У цьому блозі ми розповімо про останні інновації у виробництві біополімерів і те, як ми інтегруємо ці матеріали у наші продукти. 
 

Рослини замість викопного палива

Щоразу, коли ми починаємо проєкт, ми розглядаємо різні матеріали, які існують на ринку. Які матеріали можна використати для нашої продукції? Яке призначення вона матиме? Для кільцевої розв'язки в центрі міста, тунелю чи автомагістралі? 

У світильниках ми використовуємо пластмаси для різних цілей: вони створюють специфічні оптичні властивості лінз і розсіювачів, забезпечують міцність і ударостійкість корпусів та захисних кришок. Я відповідаю за процес валідації, під час якого ми випробовуємо нові матеріали, аби побачити, чи можуть вони витримати суворі вимоги зовнішнього освітлення. Одним із можливих варіантів, який ми знайшли, є біополімери.

Пластик зазвичай вважають біополімером, якщо він має біологічну основу, біологічно розкладається або водночас і те, і інше

Європейський біопластик

На відміну від традиційних пластмас, які виготовляються з викопного палива і розкладаються мільйони років, біополімери - це ціле сімейство матеріалів з різними властивостями та сферами застосування. Більш детально про них можна дізнатися тут, але пластик зазвичай визначають як біополімер, якщо він має біологічну основу, здатний до біологічного розпаду або має обидві ознаки. Полімери на біологічній основі отримують з таких рослин, як кукурудза, цукрова тростина або целюлоза. Біорозкладний означає, що пластик розкладається на природні речовини, такі як вода, вуглекислий газ і компост, без жодних штучних добавок. 

Для корпусних деталей ми тестували поліпропілен на біологічній основі (PP), подібний до того, котрий використовується в автомобільній промисловості. Автомобілі і вуличні світильники повинні витримувати атмосферні впливи, тому міцний пластик, стійкий до ультрафіолетового опромінення та екстремальних температур, ідеально підходить для такої ролі. 

Для лінз і розсіювачів ми тестуємо поліметилметакрилат (PMMA) і полікарбонат (PC),  на біологічній основі. Вони забезпечують значне скорочення викидів CO2, володіючи при цьому такими ж високими технічними характеристиками. Незабаром на ринку з’явиться  світильник ФРІЗА GEN2, де пластикова кришка замінена на біополімер, щоб таким чином зменшити викиди CO2 цього конструкційного компонента на 60%. Крім того, прозорий розсіювач також буде виготовлений з PC на біологічній основі.  

Ми працюємо з постачальниками, щоб знайти рослинні, біологічні версії цих двох пластиків. Використання рослин замість викопного палива має колосальне значення: ці біологічні альтернативи потенційно можуть скоротити наші викиди парникових газів (GHG) на 60%. 

THE FRIZA GEN2 has a biobased protective cover to reduce its environmental footprint
Нова ФРІЗА GEN2 матиме біопластикову кришку і розсіювач, що суттєво зменшить вплив на екологію.

 

Кінець – новий початок 

Іншим важливим фактором при виборі пластику є закінчення терміну його служби, яке залежить від того, для чого пластик буде використовуватися. У деяких секторах, таких як пакування харчових продуктів, потрібно обирати пластик, який біологічно розкладається, але ж ніхто не викидає старі вуличні ліхтарі на звалище чи в море (ми сподіваємося!). Нашим пріоритетом є можливість заміни деталей, щоб продовжити термін служби активів клієнтів, і, крім того, переробка пластику. Перероблений пластик може зменшити вуглецевий слід порівняно з первинним виготовленням із викопних матеріалів. 

Ми обираємо пластмаси, які можна переробляти механічно (їх просто переплавляють і повторно використовують) або хімічно. Хімічна переробка змінює фізичну структуру пластикових відходів, щоб їх можна було повторно використати різними способами. У цьому випадку енерговитрати можуть бути більшими, ніж при звичайній механічній переробці, але порівняно з видобутком нового викопного палива з надр землі для виготовлення первинного пластику, використання такого матеріалу все одно зменшить ваш вуглецевий слід. Будь-який пластик, який ми використовуємо, чи то на основі викопних копалин, чи то біополімеру, можна переробити. 

Біопластик, як правило, дорожчий за звичайний пластик. У той же час, багато наших клієнтів - це міста, які взяли на себе зобов'язання протидіяти змінам клімату, або як члени C40, або з власними дорожніми картами. Позаяк наші клієнти прагнуть до кращого вибору в усьому - від утилізації відходів до управління транспортним рухом - вони готові інвестувати в екологічно чисте освітлення.  

Street lights in Zaragoza are still in excellent condition, 20 years after installation, illustrating their robustness
Наші світильники завжди розраховані на довготривалу роботу: після 20 років експлуатації ансамбль Гернандес/Фернандес у Сарагосі все ще в чудовому стані. 


Безперечна класика 

Біополімери - це наступний розділ нашої історії сталого розвитку, але давайте не забувати про класику. Скло та алюміній, які ми широко використовуємо, піддаються вторинній переробці. Крім того, ми часто можемо вмонтувати сучасне LED освітлення в існуючі світильники, як це зроблено на знаменитій паризькій вулиці Ріволі.  

Тож поки ми переосмислюємо використання пластику, треба пам’ятати, що багато компонентів наших світильників виготовлено з матеріалів, які також можна повторно використовувати і переробляти. Який би світильник не обрав замовник, можна бути впевненим, що Schréder зробить його максимально «екологічним». 
 

Про автора
Марі-Лор приєдналася до Schréder на початку 2024 року, володіючи великим досвідом у галузі хімії та матеріалознавства. Її роль полягає в дослідженні, тестуванні та валідації сировини, яка використовується у всіх світильниках Schréder. Окрім експлуатаційних характеристик матеріалів, її першочергова увага зосереджена на зменшенні відходів і практиках сталого розвитку. У співпраці з нашими розробниками та фахівцями з життєвого циклу продукції вона обирає найкращі матеріали для оптимізації виробничих процесів і розробки наступного покоління екологічних світлових рішень для різних застосувань. Марі-Лор допомагає забезпечити відповідність наших світильників найвищим стандартам технологій, функціональності та екологічності.

Зв’язатися з Марі-Лор на LinkedIn