Перспективи використання біопластиків як альтернативи пластику
Автор: Білан Лілія Михайлівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Екологічний контроль та аудит
Інститут: Інститут сталого розвитку ім. В. Чорновола
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Білан Лілія, Люта О.В. (керівник). Перспективи використання біопластиків як альтернативи пластику. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська Політехніка», Львів, 2025. Розширена анотація Магістерська кваліфікаційна робота присвячена вирішенню актуального науково-практичного завдання — дослідженню перспектив використання біопластиків як екологічно безпечної альтернативи традиційним нафтохімічним пластикам. У роботі проаналізовано сучасний стан світового ринку біополімерів, класифіковано основні типи біопластиків за сировиною, технологією виробництва та здатністю до біорозкладання, а також розглянуто напрями їх впровадження в контексті циркулярної економіки та Європейського зеленого курсу. У дослідженні розглянуто основні групи біополімерів — PLA (полімолочна кислота), PHA (полігідроксіалканоати), PBAT (полібутиленадипат-терефталат), bio-PE (біополіетилен), PEF (поліетиленфураноат) — та наведено порівняльну характеристику їхніх фізико-механічних і технологічних властивостей відносно традиційних пластиків (PET, PE, PP). Проаналізовано хімічні та біотехнологічні шляхи їх отримання: ферментацію цукрів для синтезу молочної кислоти, мікробіологічне продукування полігідроксіалканоатів, дегідратацію біоетанолу до етилену з подальшою полімеризацією у bio-PE, а також синтез PEF із фурфуролу, одержаного з целюлозної сировини. Особливу увагу приділено екологічній оцінці біопластиків на основі методології LCA (Life Cycle Assessment), яка охоплює етапи виробництва, використання та утилізації матеріалів. Встановлено, що біопластики здатні зменшити вуглецевий слід на 30–70 % порівняно з традиційними полімерними матеріалами. Проаналізовано чинні нормативно-правові акти, що регламентують використання біорозкладних полімерів: європейські стандарти EN 13432, ASTM D6400, ISO 17088, а також директиви та регламенти ЄС — SUPD (2019/904) та PPWR (2024), які визначають вимоги до паковання і маркування компостованих матеріалів. У роботі наведено аналіз ринкових тенденцій біопластиків за даними European Bioplastics (2024): глобальні виробничі потужності сягнули 2,47 млн тонн у 2024 році, а до 2029 року прогнозується їх збільшення до 5,73 млн тонн. Найбільшу частку ринку становлять пакувальні матеріали, одноразовий посуд і текстиль, тоді як перспективними напрямами розвитку є біомедичні вироби, smart-packaging та біоплівки для сільського господарства. На основі проведеного аналізу визначено основні переваги біопластиків: зменшення залежності від викопних ресурсів, нижчий рівень токсичності, можливість біорозкладання, сумісність із існуючими технологіями перероблення. Разом із тим, виявлено низку бар’єрів впровадження — високу собівартість виробництва, обмежені потужності компостування, недостатню інфраструктуру збору біовідходів та нерозвинену систему екологічного маркування в Україні. Запропоновано шляхи подолання цих перешкод: державне стимулювання виробників, гармонізація українських стандартів із європейськими, розвиток системи сертифікації та впровадження програм підтримки підприємств, що використовують біополімери. Об’єкт дослідження — біопластики як альтернатива традиційним нафтохімічним полімерним матеріалам. Предмет дослідження — технологічні, екологічні та економічні аспекти виробництва, використання та утилізації біопластиків. Мета роботи — аналіз перспектив розвитку та впровадження біопластиків у сучасному виробництві як екологічно безпечної альтернативи традиційним пластикам. Практичне значення отриманих результатів полягає у можливості використання наукових висновків та рекомендацій для: • удосконалення державних і галузевих програм розвитку біотехнологічного виробництва; • гармонізації національних стандартів з європейськими вимогами компостування; • впровадження біополімерів у харчову, пакувальну, медичну та сільськогосподарську промисловість; • підвищення рівня екологічної культури та розвитку ринку зеленої економіки в Україні. Ключові слова: біопластики, біополімери, біорозкладання, PLA, PHA, PEF, bio-PE, LCA-аналіз, компостування, циркулярна економіка, зелений курс, екологічна безпека. Список використаних джерел: 1. European Bioplastics. Bioplastics Market Data 2024–2029. – Berlin, 2024. 2. OECD Report. Policy Instruments for the Sustainable Plastics Transition. – Paris, 2024. 3. UNEP. Global Plastics Outlook: Policy Scenarios to 2030. – Nairobi, 2023. 4. EN 13432: 2000. Requirements for Packaging Recoverable through Composting and Biodegradation. – Brussels, CEN, 2000. 5. ASTM D6400: 2022. Standard Specification for Compostable Plastics. – ASTM International, 2022. 6. ISO 17088: 2021. Specifications for Compostable Plastics. – Geneva, ISO, 2021. 7. Directive (EU) 2019/904 of the European Parliament and of the Council on the Reduction of the Impact of Certain Plastic Products on the Environment. – Brussels, 2019. 8. Packaging and Packaging Waste Regulation (PPWR). – European Commission, Brussels, 2024. 9. Nature Materials. Sustainable Polymers: Pathways toward Circular Plastics. – London, 2023. 10. CE Delft. Life Cycle Assessment of Bio-based Plastics. – Delft, 2024.