السوق
من المتوقع أن يشهد السوق العالمي للبلاستيك القابل للتحلل الحيوي نموًا مضاعفًا بحلول عام 2015، ليصل إلى حوالي 6 مليارات دولار. وإذا استمرت الاتجاهات الحالية، فسيتضاعف هذا الرقم مرة أخرى، ليصل إلى ما يقدر بنحو 12 مليار دولار بحلول عام 2025. وفي حين أن 65% من البلاستيك الحيوي يُنتج حاليًا لتغليف الأطعمة والمشروبات، فمن المتوقع أن يتركز ربع السوق بحلول عام 2025 في تطبيقات ذات هوامش ربح أعلى في قطاعي السيارات والإلكترونيات. وقد استهدفت صناعة البلاستيك الحيوي قطاع الأدوية كسوق متخصصة رئيسية، مع توقعات بأن تصل هوامش الربح إلى عشرة أضعاف تلك المفروضة حاليًا على الأكواب والأواني البلاستيكية. ويتوقع الاتحاد الأوروبي لتجارة البلاستيك الحيوي أن تتضاعف طاقته الإنتاجية ثلاث مرات بين عامي 2007 و2011، لتصل إلى 1.5 مليون طن. ومن المتوقع أنه بحلول عام 2025، سيتم تحويل ما يقرب من 15 إلى 20% من البترول المستخدم في صناعة البلاستيك إلى مصادر نباتية، باستخدام الطحالب والبكتيريا.
تشير دراسة تحليلية لإنتاج البلاستيك الحيوي عالميًا إلى وجود ما يقارب 500 شركة إنتاج وتصنيع. ونظرًا لما يتميز به هذا القطاع من نمو قوي وابتكارات عديدة، فإنه يُعدّ عامل جذب رئيسي لرواد الأعمال والمستثمرين. وهذا ما يُفسر التوقعات بزيادة عدد شركات البلاستيك الحيوي عشرة أضعاف ليصل إلى 5000 شركة خلال العقد القادم. وتشير شركة هيلموت كايزر للاستشارات إلى أن أقل من 3% من إجمالي النفايات البلاستيكية يُعاد تدويرها عالميًا، مقارنةً بـ 30% للورق و35% للمعادن. وقد حظيت محاولات عديدة لتحويل النفايات البلاستيكية إلى أكياس وملابس باهتمام إعلامي واسع، إلا أنها لم تُفلح في التغلب على أكوام البلاستيك الهائلة أو الحد من تراكم البلاستيك في الجزر الاصطناعية للنفايات التي تُلوث المحيطات.
تكتسب المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي شعبية متزايدة لدى عدد متزايد من المستهلكين الراغبين في توجيه إنفاقهم نحو حلول صديقة للبيئة. في الوقت نفسه، تتنافس هذه المواد البلاستيكية بشكل متزايد مع الأراضي الزراعية التي كان من الممكن استخدامها لإنتاج الغذاء. فالذرة، وهي السلعة الأساسية التي تُصنع منها هذه المواد، تتنافس مع التورتيلا في المكسيك ورقائق الذرة في اليابان. ويؤدي ازدياد الطلب وما يتبعه من ارتفاع في الأسعار إلى زيادة تكلفة هذا الغذاء الأساسي. وقد دفع تعقيد الوضع الأمم المتحدة إلى تحذير صانعي السياسات وقادة الصناعة من أن التحول نحو البلاستيك الأخضر قد يؤثر على الأمن الغذائي. ففي عالم ينام فيه أكثر من مليار شخص جائعين كل ليلة، يتطلب الاختيار بين ترشيد استهلاك النفط وتوفير وجبة يومية إعادة النظر في نماذجنا الاقتصادية. علاوة على ذلك، لا يختلف كوب البلاستيك الحيوي عن كوب مصنوع من الوقود الأحفوري. فبمجرد أن يُدفن في مكب نفايات حيث يُحرم من الهواء والحرارة، لن يتحلل ببساطة.
ابتكار
أجبر نقص المواد الخام اللازمة لصناعة البلاستيك العلماء ومطوري الأعمال على إعادة النظر في استراتيجياتهم. وتواصل شركة "نيتشر وركس"، المشروع المشترك الأمريكي الياباني بين شركتي "كارجيل" و"تيجين"، العمل بالذرة كمصدر رئيسي للنشا، المادة الخام للبلاستيك الحيوي. وقد أثار هذا الأمر جدلاً حول استخدام الذرة المعدلة وراثياً، التي تهيمن حالياً على السوق الأمريكية وتنتشر بسرعة في السوق الأوروبية، كما يتضح من الإعلان الأخير عن مضاعفة "نيتشر وركس" إنتاجها في القارة إلى 140 ألف طن سنوياً. ولا يقتصر الجدل على الجوانب الوراثية فحسب، بل يتمحور أيضاً حول الحاجة الأكبر للأسمدة ومبيدات الأعشاب اللازمة للذرة مقارنةً بفول الصويا.
اختار البروفيسور يوشيهيتو شيراي، من معهد علوم الحياة في معهد كيوشو للتكنولوجيا (KIT) في اليابان، حلاً بسيطاً ولكنه مبتكر. لاحظ كيف تتخلص المطاعم في اليابان من كميات كبيرة من الطعام. ومع ازدياد الضغط على مكبات النفايات المحلية وتزايد الرغبة في خفض انبعاثات الكربون، جمع البروفيسور شيراي كل الخبرات المتاحة، وبمساعدة زملائه وطلابه، صمم وحدة إنتاج حمض البوليلاكتيك (PLA) تعتمد على النشا المستخلص من مخلفات الطعام. ورغم أن محتوى النشا فيها أقل من محتوى الذرة، إلا أن نموذجها المالي مُجدٍ، وفوائدها البيئية تفوق فوائد أي نوع آخر من البلاستيك الحيوي، وخاصة حمض البوليلاكتيك المُنتج من الذرة.
التدفق النقدي الأول
أطلقت مدينة كيتا-كيوشو برنامجًا مبكرًا للتسميد بهدف تخفيف الضغط على مكبّات النفايات. وتفرض اليابان، وهي دولة جزرية ذات مساحة محدودة من الأراضي الصالحة للسكن، واحدة من أعلى رسوم مكبّات النفايات في العالم. ويُدرّ تحويل نفايات الطعام من المطاعم بعيدًا عن مكبّات النفايات تدفقًا نقديًا أوليًا: إذ تستمر المطاعم في دفع رسوم جمع النفايات، ولكن يتم تحصيل هذه الأموال الآن من قِبل مُصنِّع البلاستيك الذي يتقاضى أجرًا مقابل نقل النفايات. وهكذا، وبدلًا من الاضطرار إلى استيراد الذرة المعدلة وراثيًا، والتي تُروى بكثافة وتستنزف طبقات المياه الجوفية، أنشأ البروفيسور شيراي أول مصنع بالتعاون مع شركة إيبارا البيئية، الملتزمة بتحقيق هدف صفر نفايات وصفر انبعاثات. وتُعدّ إيبارا أيضًا أكبر مُصنِّع للمضخات في اليابان.
حجم الإنتاج صغير مقارنةً بوحدات إنتاج صناعة البلاستيك الحيوي التي تبلغ 100 ألف طن. هذا يعني أن السيد شيراي لم يتمكن من استخدام تقنيات المعالجة التقليدية بكفاءة اقتصادية. لذا، اختار عملية تخمير بسيطة تُنتج حمض البولي لاكتيك (PLA) خلال ليلة واحدة، باستخدام طريقة الدفعات. ورغم أن معدلات التحويل أقل بكثير من معدلات تحويل الذرة، إلا أن تكلفة الطاقة اللازمة للنقل والمعالجة لا تُمثل سوى جزء ضئيل من التكلفة السوقية، ويمكن تكييف حجم الإنتاج مع حجم مكب النفايات المحلي.
الفرصة
لم يكن هدف شيراي ومعهد كارلسروه للتكنولوجيا إنشاء صناعة جديدة، بل كان هدفهما الأساسي إثبات الجدوى التقنية والتجارية لمعالجة نفايات الطعام على نطاق صغير وتحويلها إلى بلاستيك من نوع حمض البولي لاكتيك. حتى بمعدل طن واحد يوميًا، تُعدّ هذه العملية مجدية تجاريًا، ببساطة لأن سعر بيع الأكياس البلاستيكية المستخدمة في جمع القمامة يفوق تكلفة مادتها الخام، وهي البترول، بعشرة أضعاف. من المرجح أن يجذب هذا النوع من هامش الربح لاعبين جددًا إلى السوق. في هذه الحالة، تُستبدل الأكياس المصنوعة من الوقود الأحفوري ببوليمرات مصنوعة من نفايات الطعام، والتي لا تُنافس الطعام على الاستهلاك البشري، مع القضاء في الوقت نفسه على انبعاثات غاز الميثان الناتجة عن تحلل الطعام، مما يُطيل العمر الاقتصادي لمكب النفايات. هذا بالتأكيد نموذج عمل يُمكن لرواد الأعمال في جميع أنحاء العالم تطبيقه.
