Kan enzymer bidra til å løse plastproblemet? Gjennom fem år har forskere i Enzyclic-prosjektet undersøkt mulighetene for enzymatisk nedbrytning og gjenvinning av plast. Resultatene viser at veien er mer krevende enn først antatt – men også at nye materialer kan åpne for helt andre løsninger.

Torsdag 5. november samlet Bellona, Emballasjeforeningen og Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU) forskere, industriaktører og beslutningstakere til det internasjonale seminaret «Sirkulær plast i praksis: forskning, industri og politikk» i Oslo. Anledningen var å markere avslutningen på vårt felles forskningsprosjekt, Enzyclic.

– Plast er på mange måter fundamentet i det moderne samfunnet. Det er et fantastisk materiale som veier lite, er sterkt og blant annet bidrar til å redusere matsvinn. Samtidig har plastbruken store konsekvenser, med forurensning i natur og hav, CO₂-utslipp fra både produksjon og avfallsforbrenning og mikroplast som kan true både natur og menneskers helse, sa daglig leder i Bellona, Sveinung Rotevatn, da han åpnet seminaret.

Han understreket at bedre avfallshåndtering og opprydding ikke er nok. Plast må også kunne gjenvinnes og brukes på nytt.

«Vi kan være så gode vi vil på å samle opp plast og håndtere avfallet på en trygg måte, men vi må også resirkulere den. Det er derfor Enzyclic-prosjektet er så spennende.»

Forskningen møtte virkeligheten

Enzyclic startet for fem år siden med en ambisjon om å utvikle enzymbaserte teknologier som kunne bryte ned både eksisterende og nye plasttyper. Bakgrunnen var flere lovende forskningsstudier som hadde rapportert om enzymer med evne til å bryte ned plasttyper som polyetylen (PE) og polyvinylklorid (PVC).

Dersom plast kan brytes helt ned til sine kjemiske byggesteiner, kan disse i prinsippet brukes til å produsere nye materialer med egenskaper tilsvarende jomfruelig plast. Det ville være et viktig supplement til mekanisk gjenvinning, som kan føre til at plasten gradvis mister kvalitet gjennom gjentatt prosessering.

Men da forskerne ved NMBU forsøkte å gjenskape resultatene fra tidligere studier, uteble nedbrytningen.

Grundige undersøkelser fra NMBU og Norner avdekket flere svakheter ved forskningen som lå til grunn. Blant annet var det brukt feil type plast, utilstrekkelige analysemetoder og forurensninger i prøvene som var blitt tolket som nedbrytningsprodukter fra plasten.

Også jakten på nye enzymkandidater ga overraskelser. Et enzym som tilsynelatende kunne vokse på polyetylen som eneste karbonkilde, viste seg å utnytte korte polymerkjeder i plastmaterialet. Disse hadde egenskaper som lå nærmere voks enn vanlig plast, og resultatene kunne derfor ikke overføres til vanlig polyetylen.

– Prosjektet har vist hvor viktig det er å forstå materialene vi jobber med, og å kunne dokumentere hva som faktisk skjer når plast utsettes for biologisk nedbrytning, oppsummerer Marina Hauser, seniorrådgiver, plast og bioteknolog, Bellona.

Har utviklet nye plastmaterialer

Selv om prosjektet har avdekket betydelige utfordringer ved enzymatisk nedbrytning av tradisjonelle plasttyper, har forskerne også oppnådd konkrete resultater.

En viktig del av arbeidet har vært å utvikle nye plasttyper som kombinerer ønskede egenskaper fra polyetylen med en kjemisk struktur som gjør materialene tilgjengelige for nedbrytning med kjente enzymer.

Dette har prosjektet lykkes med, og forskerne håper nå å videreutvikle teknologien gjennom et nytt forskningsprosjekt.

«Resultatene illustrerer også et viktig prinsipp for fremtidens plastproduksjon: Materialene må designes med tanke på hvordan de skal håndteres når de ikke lenger er i bruk. Bedre sirkularitet handler ikke bare om å utvikle nye metoder for gjenvinning, men også om å utvikle plast som faktisk lar seg gjenvinne.»

Fra forskning til industriell bruk

På seminaret ble Enzyclic-resultatene satt inn i en større sammenheng. To internasjonalt anerkjente forskere, Wolfgang Streit fra Universitetet i Hamburg og Stefan Mecking fra Universitetet i Konstanz, holdt hovedforedrag om henholdsvis enzymutvikling og nye metoder for fremstilling av plastmaterialer.

Igor Snapkow fra Folkehelseinstituttet presenterte kunnskap om mikroplast, myter og fakta.

På ettermiddagen ble oppmerksomheten rettet mot industriens utfordringer og muligheter. Karl Johan Ingvaldsen presenterte perspektiver på håndtering og gjenvinning av plastavfall i Norge, mens Thor Kamfjord fra Norner fortalte om nye teknologier for plastgjenvinning. Rune Byremo presenterte Plast Nordics planer om et nytt anlegg for kjemisk gjenvinning av plast, som etter planen skal settes i drift i Norge om rundt fem år.

Seminaret ble avsluttet med en paneldebatt, ledet av Vincent Eijsink fra NMBU.

Må koble forskning, industri og politikk

For Bellona er en viktig del av arbeidet å sørge for at kunnskapen fra forskningsmiljøene tas videre og omsettes i praktiske løsninger.

– Plast er ikke bare plast. Mange tenker kanskje at vi bare kan samle opp all plasten og resirkulere den, men virkeligheten er langt mer komplisert. Det finnes hundretusenvis av plastvarianter, og materialdesign er helt avgjørende. Det kreves betydelig forskning for å få til reell resirkulering, sa Rotevatn.

Han pekte på behovet for tettere samarbeid mellom forskningsmiljøer, industri, myndigheter og sivilsamfunn.

– Det som må skje nå, er at forskningsmiljøene kobles tettere på industrien, myndighetene og sivilsamfunnet, slik at vi sammen kan løse disse vanskelige utfordringene. Dette er noe Bellona er gode på, og det er vårt utgangspunkt for å få resultater i miljøkampen.

Enzyclic-prosjektet avsluttes dermed med både ny kunnskap om begrensningene ved dagens enzymteknologi og konkrete resultater som kan danne grunnlag for videre forskning. Arbeidet med å utvikle mer sirkulære plastmaterialer og bedre gjenvinningsløsninger fortsetter.

Med støtte fra Norges Forskningsråd er Enzyclic-prosjektet er et samarbeid mellom Miljøstiftelsen Bellona og NMBU, sammen med Norner, Emballasjeforeningen, Aclima og Orkla Health.