Soluciones para reciclar plásticos desafiantes

Aunque la demanda deplásticos reciclados continúa acelerándose, impulsada, en parte, por los compromisos de los propietarios de marcas de incorporar contenido reciclado en sus productos, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. indica que la tasa de reciclaje de EE. UU. se mantiene en alrededor del 9 por ciento. materiales, desechos y reciclaje", Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., 31 de julio de 2022. Juntos, varios factores limitan el reciclaje en EE. UU.: el comportamiento del consumidor, la falta de acceso al reciclaje, la clasificación de plásticos desafiantes y la capacidad de reciclaje insuficiente. en los Estados Unidos", McKinsey, 20 de diciembre de 2019.

Aquí, nos enfocamos en una oportunidad importante para resolver los desafíos relacionados con la clasificación de los llamados plásticos desafiantes, que se refieren a materiales de empaque que no son botellas, como películas y artículos flexibles, espumas y artículos de formato pequeño. Las películas, en particular, son buscadas por los recicladores para usarlas como materia prima para nuevas tecnologías llamadas "reciclado avanzado". ", McKinsey, 16 de mayo de 2022. Aunque hay cantidades significativas de plásticos desafiantes disponibles en la industria de gestión de residuos, hoy en día solo se recicla un volumen limitado debido a la desconexión del mercado: la calidad del material disponible no cumple con los requisitos de entrada para los recicladores. .

Aunque hay cantidades significativas de plásticos desafiantes disponibles en la industria de gestión de residuos, hoy en día solo se recicla un volumen limitado debido a la desconexión del mercado.

El término "reciclaje avanzado" se refiere a desarrollos tecnológicos recientes, como la pirólisis, la gasificación, la solvólisis y la tecnología de microondas, que pretenden complementar el reciclaje mecánico, que ha sido el enfoque más común para el reciclaje de plásticos durante las últimas tres décadas. En este sentido, el reciclaje avanzado puede ayudar a convertir materiales que antes eran difíciles de reciclar en hidrocarburos y moléculas precursoras que otros procesos pueden utilizar como materia prima química.1 Para obtener más información sobre el reciclaje avanzado, consulte Zhou Peng, Theo Jan Simons, Jeremy Wallach y Adam Youngman. , "Reciclado avanzado: Oportunidades de crecimiento", McKinsey, 16 de mayo de 2022.

Este artículo describe una oportunidad para implementar una nueva generación de instalaciones de clasificación secundaria, también llamadas instalaciones de preparación de materia prima (FPF), para resolver esta desconexión del mercado y permitir un avance significativo en el reciclaje de plástico de EE. UU. Nuestra conclusión es que la demanda de plásticos reciclados es fuerte, hay grandes volúmenes de materia prima sin explotar disponibles para satisfacer esta demanda, y las primas de precio para el material reciclado hacen que la economía sea atractiva para toda la cadena de valor para invertir en recolectar y procesar este material para producir alta calidad. -plásticos circulares de calidad.

Hoy en día, existe una amplia gama en las tasas de reciclaje de diferentes plásticos y formas de plástico. Las botellas de plástico y otros envases grandes y rígidos, generalmente tereftalato de polietileno (PET) y polietileno de alta densidad (HDPE), tienen las tasas de reciclaje más altas de todos los plásticos con un 20 por ciento o más (Anexo 1).

Las botellas de PET y HDPE (por ejemplo, botellas de agua, jarras de leche y botellas de champú) son ampliamente aceptadas en los programas de reciclaje doméstico junto con el papel, el metal y el vidrio. En consecuencia, estas botellas cuentan con sistemas estables para la recuperación, como la fácil clasificación en instalaciones de reciclaje de materiales (MRF), que pueden gestionar materiales reciclables de flujo único con clasificadores automáticos.

Otros segmentos de empaque, como películas, bolsas y otros artículos para el servicio de alimentos, que en su mayoría están hechos de polietileno (PE), tienen tasas de reciclaje de menos del 10 por ciento. Las películas y los flexibles tienen bajas tasas de aceptación en los programas residenciales o en la acera y se recuperan principalmente mediante la recolección comercial en la parte posterior de la tienda. De los aproximadamente 35 millones de toneladas métricas (TM) de plásticos posteriores al uso que se generan cada año en los Estados Unidos, estas desafiantes formas de envases de plástico, como películas de PE, envases de varias capas, termoformados, espumas y pequeños rígidos, representan alrededor de ocho toneladas métricas por año (MTPA). Este plástico podría servir como materia prima para los recicladores, pero hoy en día sigue sin explotarse en gran medida.

Existe una fuerte demanda de plásticos reciclados, especialmente de las empresas de bienes de consumo envasados ​​(CPG) que necesitan utilizar plásticos post-uso para cumplir con los compromisos de reciclaje. En este punto, muchas empresas de CPG se han comprometido a cambiar entre el 15 y el 50 por ciento de sus carteras para que sean plásticos reciclados, en algunos casos, tan pronto como en 2025 o 2030.4 "Informes signatarios", Fundación Ellen MacArthur, consultado el 3 de agosto de 2022.

Esta demanda se evidencia en las primas de los plásticos reciclados, especialmente para los grados de alta calidad utilizados en los envases, como el HDPE natural. A pesar de esta demanda, persisten bajas tasas de reciclaje de películas y material plástico flexible, y muchos programas no recolectan estos materiales. De los aproximadamente 500 MRF en los Estados Unidos hoy en día, entre el 20 y el 30 por ciento tienen alguna capacidad para manejar películas plásticas. Estos MRF podrían producir lo que se conoce como "fardo de película MRF"; sin embargo, la mayoría elige no hacerlo debido a la falta percibida de un mercado final.

Es probable que la desconexión se deba a la calidad de las pacas de plástico posteriores al uso. Hoy en día, la calidad de los fardos de película MRF suele ser baja. Algunos están compuestos de 50 a 70 por ciento de PE o polipropileno (PP); 10 a 20 por ciento de otros plásticos no deseados, como PET o cloruro de polivinilo (PVC); y del 10 al 30 por ciento de materiales no plásticos, como papel, metal o residuos de alimentos. La composición de las pacas también es muy inconsistente, con una gran variabilidad a lo largo del tiempo y por fuente, lo que dificulta su uso en el procesamiento posterior.

Los recicladores aguas abajo, incluso en procesos de reciclado avanzado más flexibles, requieren niveles de pureza del 80 al 90 por ciento o más. Los recicladores mecánicos requieren plásticos de mayor calidad, como los grados de película B o A/A+ en los que se requiere que el PE transparente tenga una pureza superior al 95 o 99 por ciento, respectivamente.

El desajuste de calidad y volumen entre la oferta (MRF) y la demanda (recicladores avanzados o CPG) ha resultado en una desconexión del mercado. Por un lado, hay muchos fardos flexibles de baja calidad sin usar que van a parar a los vertederos; por otro lado, hay materias primas limitadas para escalar el reciclaje avanzado (Anexo 2).

Para resolver las desconexiones del mercado causadas por la calidad desigual de la materia prima, la industria del reciclaje de plásticos puede invertir en FPF para mejorar la calidad de los fardos. Los FPF podrían servir para agregar y mejorar los desechos plásticos para cumplir con las especificaciones de los procesadores posteriores. Las primas para el plástico reciclado permiten rendimientos a nivel de reinversión en cada paso. La construcción de este sistema requerirá la colaboración entre la industria del reciclaje (avanzado) y la industria de los residuos. Esta solución propuesta se describe con más detalle a continuación.

Para mejorar la calidad de la materia prima, la industria del reciclaje de plásticos podría invertir en FPF para aumentar el contenido de poliolefinas a fin de cumplir con las especificaciones para el reciclaje avanzado y el volumen agregado de los MRF para alimentar a los recicladores avanzados. Los FPF también pueden implementar clasificadores, por ejemplo, balísticos, de corrientes de Foucault, magnéticos u ópticos, para eliminar otros plásticos y contaminantes y pueden adaptar la representación física de la materia prima a las necesidades de cada instalación de reciclaje, como implementar trituración, densificación o extrusión para alterar la forma física de la materia prima para cumplir con los requisitos de las instalaciones de reciclaje específicas. transferir. La densificación se refiere a la compactación de materiales, y la extrusión es la fusión y formación de materiales en un perfil consistente.

En el futuro, los FPF pueden redirigir las películas MRF que, de lo contrario, terminarían en un vertedero, y el 20 o 30 % de los MRF capaces de manejar películas flexibles pueden comenzar a implementar sus capacidades. Una vez que estas capacidades de MRF se utilizan por completo, la industria puede invertir en actualizaciones de MRF adicionales, como nuevos clasificadores ópticos o balísticos, para aceptar más películas de fuentes residenciales y comerciales pequeñas.

Estos cambios requieren una inversión adicional y crean niveles de costos por fuente y método de recuperación (Anexo 3). Inicialmente, la película posterior al uso de bajo costo se puede recuperar de fuentes comerciales grandes y medianas a través de entregas de los consumidores en el frente de la tienda y empacado en la parte posterior de la tienda. La construcción de FPF para mejorar las películas de los MRF representaría el siguiente nivel de costo. Otros costos podrían derivarse de la actualización de MRF y la construcción de FPF. Finalmente, algunas fuentes, como las zonas rurales, no tienen acceso al reciclaje y proporcionar acceso requeriría inversiones más grandes, como la compra de camiones nuevos o el desarrollo de MRF.

Un pequeño númerode las instalaciones de reciclaje de plásticos en los Estados Unidos han funcionado como clasificación secundaria de residuos plásticos provenientes de las instalaciones de reciclaje de materiales (MRF, por sus siglas en inglés), pero todas esas instalaciones cesaron sus operaciones después de unos pocos meses o años, principalmente debido a la mala economía.

Sin embargo, las instalaciones de preparación de materia prima (FPF, por sus siglas en inglés) podrían resultar exitosas hoy en día por tres razones:

La clasificación adicional incurriría en costos más altos para la materia prima de plástico posterior al uso de lo que históricamente han pagado los recicladores avanzados. Nuestra investigación muestra que la industria de gestión de desechos podría suministrar películas de fuentes comerciales a menos de $200 por TM, pero los aumentos en la demanda podrían elevar los costos hasta $300 a $500 por TM, ya que se requieren niveles más caros de desechos plásticos para satisfacer la demanda (consulte la barra lateral "Cómo pueden tener éxito las instalaciones de preparación de materias primas").

Sin embargo, durante los últimos tres años, la prima pagada por el plástico reciclado en comparación con el material virgen ha sido alta (más de $1500 por TM) y es más que suficiente para cubrir los costos adicionales de clasificación descritos anteriormente. Estas primas pueden transferirse a lo largo de la cadena de valor para fomentar la inversión en la mejora de la calidad de los fardos.

La industria del reciclaje de plásticos (incluidos los productores de productos químicos) y la industria de la gestión de residuos pueden trabajar juntas para escalar el reciclaje de estos desafiantes plásticos. Los actores químicos tienen los activos downstream y las carteras de productos; Las empresas de gestión de residuos son propietarias de los materiales plásticos posteriores al uso y están mejor posicionadas para implementar tecnologías de clasificación. Hasta cierto punto, estas empresas pueden implementar tales tecnologías en la actualidad, aunque aún no tienen los incentivos económicos para hacerlo.

A medida que la demanda de películas de reciclaje sigue creciendo, la industria del reciclaje de plásticos puede trabajar con la industria de gestión de residuos para aprovechar fuentes más amplias de materia prima.

La industria química, en particular, puede ayudar a señalar una fuerte y creciente demanda de materias primas y puede ayudar a financiar la movilización de la industria de gestión de desechos, ya sea a través de inversiones directas de capital o acuerdos de compra. Esto podría ayudar a generar confianza en la industria de gestión de residuos, lo que podría alentar una mayor inversión. Más allá de los productores de productos químicos y la gestión de residuos, se requerirá el apoyo de los consumidores, los convertidores de envases, los propietarios de marcas y los responsables políticos para garantizar el éxito.

En los próximos años, esperamos una demanda continua de plásticos reciclados. Al acceder a nuevos segmentos de desechos plásticos, las marcas podrán cumplir sus compromisos con el material reciclado, gracias a recicladores avanzados y con el respaldo de primas de precios que permiten la inversión en toda la cadena de valor. Estas circunstancias presentan una oportunidad sin precedentes para que los recolectores de desechos y los recicladores avanzados inviertan de manera conjunta (y rentable) para impulsar un cambio radical en las tasas de reciclaje de América del Norte.

Chris Mussoes socio senior en la oficina de Denver de McKinsey, dondeAndrés pescadoes socio asociado;Zhou Peng es consultor en la oficina de Houston; yjeremy wallaches socio en la oficina de Boston.

Los autores desean agradecer a Wenting Gao, Amanda Kwon, Craig Poeppelman, Caroline Vanchiere y Rong Xiao por sus contribuciones a este artículo.