Pokud máte na zahrádce volný řádek a chystáte se na nákup nových pneumatik, pak zbystřete!

Vývoj udržitelných materiálů v automobilovém průmyslu je jedním z klíčových směrů, které ovlivňují budoucnost mobility. Pirelli ve spolupráci s Land Rover nedávno uvedli inovativní pneumatiky určené pro vozy Range Rover, jejichž výroba zahrnuje využití biobased složek – rýžových slupek a recyklovaného kuchyňského oleje – a to s cílem snížit ekologickou stopu celého výrobního procesu. Tato iniciativa představuje zajímavý posun směrem k využití obnovitelných zdrojů, ale zároveň vyvolává tázky týkající se dlouhodobé recyklovatelnosti a environmentální integrity těchto nových materiálů.

Standardní pneumatiky jsou složeny z komplexní směsi materiálů. Základní polymerní matrix tvoří přírodní kaučuk (Hevea brasiliensis) a syntetické kaučuky, zejména polybutadien a styren-butadienový kaučuk, které se vyrábějí z petrochemických surovin – ropy a zemního plynu. Významnou složkou jsou také saze (carbon black), které fungují jako černý pigment a plnivo. Saze výrazně zlepšují odolnost pneumatik proti oděru a jejich mechanickou pevnost. K dalším přísadám patří síra, která umožňuje vulkanizaci – proces zpevnění pryže, antioxidanty, urychlovače vulkanizace a plniva, například křemičitany, které zlepšují fyzikální vlastnosti. Výztužná část pneumatik zahrnuje ocelové kordy a textilní vlákna, které zajišťují mechanickou pevnost a tvarovou stabilitu. Výroba zahrnuje míchání všech komponent, tvarování a vulkanizační proces, přičemž energetická náročnost je značná. Proto jsou snahy o snížení uhlíkové stopy zaměřeny nejen na optimalizaci výroby, ale také na využití alternativních, obnovitelných surovin a efektivnější recyklaci.

Zařazení biobased komponent, jako jsou rýžové slupky, které obsahují celulózu a lignin, a kuchyňský olej jako zdroj lipidů, slouží k částečné náhradě tradičních syntetických polymerů a plniv v pneumatikách. Rýžové slupky představují významný potenciál z hlediska dostupnosti – roční světová produkce rýže dosahuje přibližně 750 milionů tun, přičemž slupky tvoří až 20 % hmotnosti sklizené rýže. To znamená, že každý rok vznikají stovky milionů tun této biomasy, která je často považována za odpadní produkt. Využitím rýžových slupek v pneumatikářském průmyslu lze snížit závislost na fosilních surovinách a zároveň přispět ke snížení emisí CO₂ během výrobního procesu až o 10 %. S ohledem na globální roční produkci pneumatik přesahující 1,4 miliardy kusů tak má tento přístup potenciál významně přispět ke snižování uhlíkové stopy celého odvětví. Nutno zmínit, že dostupnost alternativ je regionálně velmi nerovnoměrná. Asi 90 % světové produkce rýže pochází z Asie, zejména z Číny, Indie, Indonésie a Vietnamu. To znamená, že pokud by evropské pneumatikářské závody chtěly využívat rýžové slupky jako surovinu, bylo by nutné je dovážet převážně lodní dopravou přes půl světa.

Ani ostatní nelení, ať se pneumatiky zelení

Zelené ambice tedy nespočívají v jediné surovině, ale ve strategickém přehodnocení celé struktury pneumatik – od polymery přes plniva až po změkčovadla. Výzvou však zůstává nejen výkonnost a životnost, ale i průmyslová škálovatelnost a ekonomika výroby. Přesto již dnes některé firmy nabízejí produkty, které deklarují podíl obnovitelných nebo recyklovaných složek na úrovni 70 až 90 procent. Vize 100% bezfosilní pneumatiky se tak začíná rýsovat jako dosažitelný horizont.

Vedle popela z rýžových slupek se ve výzkumu i pilotní výrobě objevuje široké spektrum alternativních materiálů, které mají za cíl snížit uhlíkovou stopu pneumatik a postupně omezit závislost na ropných surovinách. Jedním z nejpokročilejších příkladů je přírodní kaučuk z kořenů ruské pampelišky (Taraxacum kok-saghyz), který testuje například Continental ve svém programu Taraxagum. Tato rostlina roste v chudých půdách mírného pásma a nevyžaduje tropické podmínky jako tradiční Hevea, čímž otevírá cestu ke zkrácení dodavatelských řetězců a lokalizaci výroby surovin. Srovnatelný potenciál nabízí i kaučuk z keře guayule, který využívá Bridgestone nebo Nokian Tyres – pěstování je vhodné pro sušší oblasti bez konkurence s potravinářskou výrobou.

Výrobci zároveň experimentují s biologicky odvozenými plastifikátory, jako je sójový olej (Goodyear), nebo s bio-pryskyřicemi, které zlepšují disperzi plniv ve směsi a ovlivňují klíčové mechanické vlastnosti běhounu. Solvay pak v Evropě spustil produkci bio-cirkulární siliky přímo z popela rýžových slupek a prokázal její schopnost nahradit klasickou siliku vyráběnou z křemičitého písku s významnou redukcí emisí CO₂.

Zajímavé jsou i pokusy syntetizovat kompletně bio-syntetický kaučuk z biobutadienu nebo isoprenu, tedy monomerů získaných fermentací biomasy. Cílem těchto projektů je vytvořit materiál přizpůsobený specifickým požadavkům na pružnost, odolnost a valivý odpor, přičemž se vychází z analýz životního cyklu. Výzkum se ubírá i směrem ke zcela novým elastomerům, například bio-polyuretanům, jejichž mechanické vlastnosti jsou laděny pro aplikaci v běhounových nebo bočnicových částech pneumatik.

Mikroplasty a jejich environmentální dopad

I přes použití bio složek zůstává jedním z nejvážnějších environmentálních problémů emisí mikroplastů vznikajících mechanickým opotřebením běhounu během provozu pneumatik. Tyto částice obsahují syntetické polymery, aditiva a částice karbonu, které jsou extrémně odolné vůči degradaci. Studie publikovaná v časopise Environmental Science & Technology uvádí, že opotřebované pneumatiky přispívají až k 5 % celosvětové zátěže mikroplastů v mořích. Z hlediska hmotnosti se jedná o statisíce tun ročně. Tyto částice se akumulují v půdě i vodních ekosystémech, ovlivňují kvalitu vody a vstupují do potravních řetězců.

Bio složky pneumatik, byť mohou být částečně biodegradabilní, nejsou schopny nahradit nebo eliminovat mikroplasty vzniklé z fosilních polymerů obsažených v běžné směsi. Je tedy klíčové, aby vývoj nových materiálů počítal nejen s ekologičtější výrobou, ale i s minimalizací následných environmentálních rizik.

Recyklace pneumatik: současné technologie a limity

Recyklace pneumatik představuje významnou výzvu kvůli složitému složení a technologicky náročnému procesu separace jednotlivých komponent. Mechanická recyklace spočívá v drcení a separaci pryžové směsi do granulátů, které se využívají v dopravních stavbách jako přísada do asfaltových směsí (tzv. "rubberized asphalt"), čímž dochází k prodloužení životnosti vozovek a snížení potřeby nových přírodních materiálů.

Vedle využití v asfaltových směsích nachází recyklovaná pryž široké uplatnění také v jiných průmyslových aplikacích. Z granulátu se vyrábějí například pryžové rohože, pásy, podlahové krytiny pro sportovní haly a hřiště, protihlukové stěny u železnic a dálnic, izolační materiály nebo komponenty do stavebnictví. Využívá se rovněž při výrobě doplňků pro městský mobiliář, palisád, obrubníků nebo tlumicích prvků pro kolejová vozidla a tramvaje. Snižování environmentální zátěže a tlak na cirkularitu přispěly i k vývoji produktů využívajících recyklát z pneumatik jako alternativu k panenským materiálům v automobilovém nebo obuvnickém průmyslu.

Souběžně s rostoucím využitím těchto materiálů se ale objevují i obavy o jejich dopady na zdraví a životní prostředí. Zvláště granulát z pneumatik (tzv. crumb rubber), který se používá např. jako výplňový materiál na umělých sportovištích, byl opakovaně předmětem toxikologických studií. Výzkumy identifikovaly přítomnost řady problematických látek – zejména polycyklických aromatických uhlovodíků (PAH), těžkých kovů (zinek, kadmium, olovo), změkčovadel, antioxidantů či látek narušujících endokrinní systém. Při vystavení vysokým teplotám, UV záření nebo mechanickému opotřebení může docházet k uvolňování těchto chemikálií do okolního prostředí. Zdravotní rizika jsou pak diskutována především v kontextu dětí a sportovců, kteří jsou s materiálem dlouhodobě v kontaktu. Evropská agentura pro chemické látky (ECHA) doporučila v roce 2022 omezení obsahu PAH v granulátu pro zajištění vyšší bezpečnosti. I přes dosavadní závěry, že rizika za běžných podmínek nepředstavují akutní hrozbu, odborná veřejnost volá po dalších výzkumech zaměřených na dlouhodobou expozici a synergické účinky látek obsažených v recyklátu.

Chemická recyklace, především pyrolýza, rozkládá pryž při vysokých teplotách za nepřístupu vzduchu na směs uhlovodíkových plynů, olejů a uhlíkového zbytku (char). Tyto produkty lze následně využít jako suroviny pro petrochemický průmysl nebo jako energetické zdroje. Nicméně náklady na pyrolýzu zůstávají vysoké a technologické bariéry limitují rozsáhlé nasazení. Přítomnost bio složek, jako rýžových slupek, v pneumatikách může ovlivnit složení pyrolýzních produktů a kvalitu recyklátu, což vyžaduje další výzkum a testování kompatibility.

Situace v Africe: skládky pneumatik a environmentální rizika

V subsaharské Africe chybí robustní systémy sběru a recyklace pneumatik, což vede k jejich hromadění na nelegálních skládkách. Odhady uvádějí, že až 70 % pneumatik končí v neřízených skládkách nebo se spalují v otevřených ohništích, což způsobuje vážné zdravotní a ekologické problémy. Skládky pneumatik akumulují dešťovou vodu, čímž se stávají ideálním prostředím pro rozmnožování komárů (Anopheles spp.), přenášejících malárii a další infekční onemocnění. Podle WHO v některých regionech Afriky zvyšují tyto skládky incidenci malárie až o 30 %. Navíc dochází k dlouhodobému úniku toxických látek, včetně polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU) a těžkých kovů, do půdy a podzemních vod.

Udržitelnost není jen ve směsi, ale v celém cyklu

Iniciativa Pirelli představuje významný krok směrem k udržitelné výrobě pneumatik využívající obnovitelné zdroje. Nicméně pro dosažení skutečné environmentální udržitelnosti je nezbytné uvažovat o celém životním cyklu pneumatik – od výroby přes provoz až po konečnou recyklaci. Současné recyklační technologie jsou stále limitovány složitostí materiálu a náročností procesu, přičemž bio složky přinášejí nové výzvy, které musí být předem zohledněny, aby nedošlo ke kontaminaci recyklátu a jeho snížení kvality.

Je proto klíčové rozvíjet integrované a multidisciplinární přístupy, které zahrnují inovace v materiálech, pokročilé recyklační technologie a zlepšení infrastruktury sběru a likvidace pneumatik i v regionech s nižší ekonomickou kapacitou, jako je Afrika. Pouze tak lze předejít tomu, že částečné a izolované inovace povedou k novým environmentálním problémům místo skutečného posunu k udržitelné mobilitě.

Věřme, že aktuální snahy výrobců nejsou jen odrazem trendového tlaku či potřeby zalíbit se veřejnosti, ale skutečně promyšleným krokem k hlubší proměně výrobních procesů a materiálového hospodářství. V době, kdy se každá inovace poměřuje nejen výkonem, ale i ekologickým dopadem, je poctivost v přístupu k udržitelnosti důležitější než kdy dřív. Možná jednou skutečně nastane čas, kdy si vedle hrášku, brambor, jahod či rybízu budeme – byť zatím jen obrazně – pěstovat i nové pneumatiky. Ne jako rozmarnou kuriozitu, ale jako důkaz, že technický pokrok může kráčet ruku v ruce s respektem k přírodě. Zda však naše půda bude mít i nadále dost síly, aby tyto nové dary člověku vydala, zůstává otázkou.