Před nedávnem zaplavilo sociální sítě video britského potápěče plovoucího nad korálovým útesem v oblaku plastových obalů všeho druhu. Fotky vznášejících se sáčků, uhynulých ptáků s břichem plným barevných víček od lahví nebo pláží pohřbených pod kobercem odpadků však už nikoho ze židle nezvednou. Ostatně jde o běžné scény i v realitě oceánského života, nejen té mediální. Pět plovoucích „kontinentů“ plastu na místech, kde se potkávají mořské proudy, jsou pouhými vrcholky ledovce. Na hladině plave jen asi 15 procent plastu v mořích, který si zítra dáte k obědu ve formě tuňáka nadívaného mikroskopickými kuličkami plastu.
Zatímco plasty z ropy přispívají ke změnám klimatu, v rostlinné složce bioplastů je CO2 naopak zachycený.
V roce 2016 bylo na světě vyprodukováno 335 milionů tun syntetických polymerních materiálů, což je desetkrát tolik, co před padesáti lety. Jedná se o meziroční nárůst o zhruba 4 procenta, přičemž již proběhlé nebo plánované investice korporací jako Exxon Mobile Chemical nebo Shell Chemical produkci plastu v příští dekádě navýší o více než třetinu. V Severní Americe a Evropě se přitom vytřídí jen asi osmina plastu a pouze 5 procent se recykluje. Nejběžnější ze syntetických polymerů se kupříkladu v mořské vodě rozkládají čtyři až pět století, přitom většina z těchto materiálů by mohla být přírodního původu a tedy do velké míry neškodná.
Konopí jede
Materiály tohoto druhu nejsou nic nového pod sluncem, už ze starověku víme o zpracovávání různých pryskyřic, později živice z biologických surovin, jako je šelak, a v novověku kaučuku či šťávy perčovníku. Ostatně také první plasty často obsahovaly celulózové vlákno organického původu, přičemž suché konopí tvoří z téměř 60 procent celulóza – pro porovnání, ve dřevě jí je kolem 40 procent. V desátých letech minulého století tak i Henry Ford experimentoval s využitím konopí, sóji a dalších plodin v lacích, jako náhražky pryže nebo na všemožné části interiéru včetně volantu a palubovky.
V roce 1941 pak Ford představil prototyp „plastového“ vozu, jehož celá karoserie byla vylisována z kompozitu sestávajícího z prý až 70, spíše však ze zhruba 50 procent konopného vlákna smíchaného s pšeničnou slámou a sisalem. Vozítko vážilo jen asi dvě třetiny hmotnosti automobilu srovnatelné velikosti a konvenční konstrukce, tedy kupříkladu Brouka. Díky vláknité struktuře odolal materiál o řád silnějšímu tlaku či nárazu bez toho, aby se prohnul, což šéf automobilky rád demonstroval mlácením do vozu kladivem. Za války však bylo vše podřízeno válečnému úsilí a nebyla kapacita zavádět plastové vozítko do výroby. Po skončení konfliktu zase pominula nouze o kovy a v období konjunktury také poptávka Američanů po kompaktních vozech.
Ve Fordových šlépějích dnes kráčí Mercedes-Benz, Audi či BMW. Kompaktní elektrobavorák i3 při svém představení před čtyřmi lety vzbudil velký rozruch a předvedl uplatnění bioplastů na bázi konopí širší veřejnosti. I inženýrům BMW šlo o snížení hmotnosti, dveřní panely a další prvky interiéru z konopného kompozitu jsou prý o 10 procent lehčí. Především však konopí použili jako designový prvek, který na pohled i omak dodává interiéru „atmosféru malého loftu na kolech“, jak se vyjádřil designer Benoît Jacob. Ještě dál chtěl zajít tým kanadských kutilů, když před několika lety oznámil vývoj automobilu se zcela konopnou karoserií, od té doby však o nich nikdo neslyšel.
Kompozitní plastové materiály obsahující konopí tedy bývají lehčí a odolnější než srovnatelné syntetické polymery. Mnohé start-upy se snaží najít nápaditější či odvážnější uplatnění konopného bioplastu, v průmyslové míře jsou však konopná vlákna pouze přimíchávána do plastových součástí strojů, do obalů kosmetických a potravinářských výrobků nebo třeba hraček. Plast vyrobený výhradně z konopí je přitom zcela okrajovou legráckou, používá se jen ve špičkových hudebních nástrojích, hi-end reproduktorech či drahých vázách a podobných dekoračních předmětech. Důvodem je jeho nákladné zpracování vyžadující specifické postupy.
Zelený úsvit za mraky
Nejčastěji se proto konopná vlákna do plastových hmot pouze přidávají, kupříkladu bioplasty na bázi polypropylenu tvoří konopí typicky asi z 50 procent. Tyto kompozity lze vyrábět ve formě granulátu a tvářet vstřikováním a dalšími běžnými postupy, a postupně jsou zdokonalovány také technologie jeho barvení. Konopí je navíc zajímavou alternativou kukuřice při výrobě bioplastů z polyesterů, jako jsou PLA, PHA nebo PBS, z nichž se dělá kupříkladu mulčovací fólie používaná v zemědělství. Potenciálu bioplastu si všimly i velké koncerny, které v něm navíc větří marketingovou příležitost.
Většina bioplastových materiálů včetně polymerů na konopné bázi se bohužel rozloží jen v průmyslových kompostovacích zařízeních.
Například Coca-Cola, která v roce 2009 představila „první generaci“ láhve zvané PlantBottle složené ze 30 procent z polyethylentereftalátu rostlinného původu. Skorozelené PETky se již vyrobilo zhruba 50 miliard kusů, přičemž v roce 2015 firma světu ukázala stoprocentně biologickou láhev, která má přijít na trh za dva roky. Na docizelování technologie bioPET spolupracuje Coca-Cola s řadou dalších velkých jmen, mezi která mimochodem patří i Ford Motor Co. Nový materiál má být složen z biomasy ze sacharidů cukrové třtiny, kukuřice, různých trav a odpadu obilí. S bioplasty čile experimentuje také třeba LEGO, které chce do roku 2030 vyrábět pouze rostlinné kostičky. Polymery rostlinného původu však nemohou nahradit veškeré používané druhy syntetických plastů, konkrétně z těch na bázi konopné celulózy kupříkladu nelze vyrábět průhledné fólie. Ostatně v roce 2014 tvořily polymery rostlinného původu pouhá 0,2 procenta výroby plastových hmot. Technologické překážky jejich širokého uplatnění však již jsou zdolány nebo alespoň zdolávány. Pěstování konopí jako jedné z klíčových surovin pro výrobu bioplastů zažívá hotový boom, i v důsledku uvolnění legislativního korzetu v mnoha zemích po celém světě. Vždyť na evropském kontinentě se plocha osetá konopím od začátku tohoto desetiletí skoro ztrojnásobila.
Plasty z konopné celulózy překonávají mnohé syntetické polymery nejen již popsanými materiálovými vlastnostmi, ale pochopitelně také nižším ekologickým dopadem. Předně jde o rostlinu poměrně nenáročnou na zavlažování a nasazení pesticidů. Zatímco plasty z ropy přispívají ke změnám klimatu, v rostlinné složce bioplastů je CO2 naopak zachycený. A to klidně na hodně dlouhou dobu, pokud budeme navrhovat předměty denní potřeby na více než jedno použití a poctivě jejich komponenty recyklovat. Takzvanou uhlíkovou stopu mají bioplasty každopádně přibližně poloviční než jejich syntetické ekvivalenty.
Složitější je to ovšem s vlastností bioplastů, které se říká biodegradibilita. V zásadě jen ty založené na modifikovaném škrobu, kupříkladu tácky a kalíšky na jedno použití, se v horizontu měsíců rozpadnou i pohozené v lese. Většina bioplastových materiálů včetně polymerů na konopné bázi se rozloží jen v průmyslových kompostovacích zařízeních, kde jistě neskončí každá vypitá bioPETka. Rostlinné plasty tedy představují řešení, ovšem jen v míře závislé na nastavení celého systému. Nechceme-li z našeho světa udělat jednu velkou skládku, musíme integrovat a zefektivnit celý řetězec od získávání surovin přes výrobu a recyklaci konečných produktů až po chování konzumentů. Vždyť nemusí být všechno zabaleno v pěti vrstvách plastu, každý obal na jediné použití a výrobky konstruovány s životností kalkulovanou jen do konce záruční doby.
Revoluce, které se nekonaly
Ať se nám to líbí nebo ne, bioplasty se prosadí jen tehdy, pokud je začnou používat velké koncerny. Zmíněné celokonopné auto nebo třeba dvoumotorový sportovní letoun Dereka Keseyho, jehož drak sestává ze tří čtvrtin z konopného polymeru, mohou jen ukázat cestu. Dobrý nápad či neotřelý přístup a pár milionů od osvíceného investora vystačí na to, aby projekt tohoto druhu dospěl do stadia funkčního prototypu. Vychytat všechny mouchy vysoce komplexního výrobku tak, aby roky bezvadně sloužil, rozhodit distribuční síť a zajistit mu potřebnou propagaci – to malá firmička nezvládne. Proto stále čteme o dalších a dalších inovativních výrobcích z konopí, které změní svět, načež se po nich slehne zem. A pokud se snad dostanou do výroby, tak jen zakázkové či malosériové, a běžnému spotřebiteli jsou finančně nedostupné.
