Modelling solid waste management systems, using advanced life cycle assessment (LCA) tools
Authors: Χαζιράκης Παναγιώτης 
Published: March 2024

Τα προβλήματα από τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις που συνδέονται με τις ανθρωπογενείς δραστηριότητες, τις τελευταίες δεκαετίες έχουν ενταθεί. Οι κυβερνήσεις και ειδικότερα η Ευρωπαϊκή Ένωση έχουν στραφεί στη δημιουργία, καθιέρωση και εφαρμογή νομικών πλαισίων, οδηγιών και κατευθυντήριων γραμμών, στοχεύοντας βραχυπρόθεσμα στην ελαχιστοποίηση και μακροπρόθεσμα την αντιστροφή των αρνητικών περιβαλλοντικών αυτών επιπτώσεων. Όσον αφορά στη διαχείριση των αστικών στερεών απορριμμάτων, η εφαρμογή της Οδηγίας 851/2018(EE) θεσπίζει μέτρα για την προστασία του περιβάλλοντος και της ανθρώπινης υγείας, προλαμβάνοντας ή μειώνοντας την παραγωγή απορριμμάτων καθώς και τις αρνητικές συνέπειες της παραγωγής και διαχείρισης αυτών, περιορίζοντας έτσι τον συνολικό αντίκτυπο της χρήσης των πόρων στην διαχείριση των αστικών στερεών απορριμμάτων και βελτιώνοντας την αποδοτικότητά της. Ταυτόχρονα, ο νέος κλιματικός νόμος 4936/2022 που θεσπίζει μέτρα και πολιτικές για την προσαρμογή της χώρας στην κλιματική αλλαγή και τη διασφάλιση της πορείας ανθρακοποίησης έως το έτος 2050, παίζει καθοριστική σημασία για τη μετάβαση σε μια κυκλική οικονομία και την εξασφάλιση της μακροπρόθεσμης ανταγωνιστικότητας της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Επιτάσσεται λοιπόν η διερεύνηση νέων σεναρίων διαχείρισης των παραγόμενων απορριμμάτων, αλλά και ο εκσυγχρονισμός των ήδη υπαρχόντων, ώστε να εναρμονίζονται με τις νέες κατευθυντήριες γραμμές. Ειδικότερα, οι στόχοι για τη μείωση των βιοαποβλήτων που καταλήγουν σε χώρους υγειονομικής ταφής και την ελάττωση των καταναλωμένων φυσικών πόρων, οδηγούν στην αναθεώρηση και τον επανασχεδιασμό των υφιστάμενων συστημάτων διαχείρισης απορριμμάτων. Τίθεται όμως το ερώτημα αν και κατά πόσο είναι περιβαλλοντικά ωφέλιμος ο εκσυγχρονισμός των συστημάτων διαχείρισης, καθώς και ποια θα είναι τα εργαλεία που θα μπορέσουν να αξιολογήσουν αυτή τη μετάβαση.Η Ανάλυση Κύκλου Ζωής (AKZ) (Life Cycle Assessment - LCA) στη διαχείριση των στερεών απορριμμάτων αποτελεί πολύτιμο εργαλείο, τόσο για την κατανόηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, όσο και για την εις βάθος εξέταση των διεργασιών που διέπουν ένα τέτοιο σύστημα. Με τη χρήση της παραπάνω μεθοδολογίας, μπορούν να εξεταστούν, να αναλυθούν και να μοντελοποιηθούν από απλά έως εξαιρετικά πολύπλοκα διαχειριστικά σχέδια και διαδικασίες. Καθώς όμως τα μοντέλα που προκύπτουν βασίζονται στην επεξεργασία μεγάλου όγκου δεδομένων και την επίλυση πολύπλοκων υπολογισμών, είναι εμφανής η ανάγκη για υπολογιστική δύναμη, αρκετές παραδοχές και έξυπνα ή ευέλικτα υπολογιστικά και απεικονιστικά εργαλεία. Είναι επομένως εμφανής η ανάγκη και η χρησιμότητα εξειδικευμένων υπολογιστικών AKZ εργαλείων ώστε να επιτευχθούν οι στόχοι κάθε μελέτης, καθώς και δεδομένων με αντιπροσωπευτικά στοιχεία που να ανταποκρίνονται χωροχρονικά στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του προς μελέτη συστήματος. Το σύστημα διαχείρισης των στερεών αστικών απορριμμάτων της Περιφερειακής Ενότητας Χανίων στην Κρήτη, αποτελεί τυπικό παράδειγμα ολοκληρωμένης διαχείρισης αστικών στερεών απορριμμάτων, αντιπροσωπευτικό του συνόλου των συστημάτων που έχουν αρχίσει να εφαρμόζονται στην περιοχή της Μεσογείου. Το συγκεκριμένο σύστημα τέθηκε υπό συστηματική παρακολούθηση και μελέτη για τρία χρόνια με δειγματοληψίες και συλλογή δεδομένων. Οι πληροφορίες που συλλέχθηκαν επέτρεψαν, με τη χρήση εξειδικευμένων υπολογιστικών εργαλείων ΑΚΖ, την εις βάθος ανάλυση των κρίσιμων διαδικασιών που διέπουν τα στάδια της διαχείρισης των στερεών αστικών απορριμμάτων, από την συλλογή, τη μεταφορά, αλλά και όλα τα στάδια της επεξεργασίας τους όπως ο διαχωρισμός, η ανάκτηση και η κομποστοποίηση των υλικών αυτών. Τα δεδομένα που προέκυψαν, επέτρεψαν την κατανόηση των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα, καθώς και να την σύνδεσή τους με τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις του υπό μελέτη συστήματος σε τομείς, όπως η ανθρώπινη υγεία, η ποιότητα του αέρα και των υδατικών οικοσυστημάτων ή της κλιματικής αλλαγής. Με βάση τα δεδομένα αυτά η παρούσα διατριβή επικεντρώθηκε στη διερεύνηση της συλλογής - μεταφοράς των ΑΣΑ, καθώς και στην ολοκληρωμένη ανάκτηση και επεξεργασία των ανακυκλώσιμων υλικών και των βιοαποβλήτων.Πιο συγκεκριμένα, η παρούσα διατριβή στοχεύει στην αξιολόγηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που συνδέονται με τις πρακτικές συλλογής των αστικών στερεών απορριμμάτων στην Περιφερειακή Ενότητα Χανίων, συμβατικά αλλά και με την εισαγωγή σταθμών μεταφόρτωσης. Αξιοποιώντας πραγματικά, δεδομένα ευρέως διαθέσιμα στους διαχειριστές συστημάτων, όπως ζυγολόγια, λίστες δρομολογίων, αλλά και χιλιομετρικά δεδομένα ή στοιχεία κατανάλωσης καυσίμων από τον στόλο οχημάτων συλλογής, τα οποία είναι εύκολα διαθέσιμα, η παρούσα διατριβή, αποσκοπεί στη δημιουργία προσεγγιστικών αποθετηρίων ανάλυσης κύκλου ζωής σχετικά με τη διαδικασία συλλογής και μεταφοράς απορριμμάτων. Στη συνέχεια, τα δεδομένα αυτά χρησιμοποιούνται για τον σχεδιασμό και τη μελέτη σεναρίων συλλογής και μεταφοράς σύμμεικτων και ανακυκλώσιμων υλικών στη μελετώμενη περιφέρεια και συγκρίνονται ως προς την επίδραση της χωροθέτησης σταθμών μεταφόρτωσης απορριμμάτων στο περιβαλλοντικό αποτύπωμα της διαδικασίας. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο συνδυασμός απευθείας μεταφοράς και εισαγωγής σταθμών μεταφόρτωσης απορριμμάτων, υπό συγκεκριμένες προϋποθέσεις, μπορεί να έχει ευνοϊκά αποτελέσματα για το περιβάλλον, εάν συνδυάζεται με ένα ολοκληρωμένο σύστημα διαχείρισης απορριμμάτων με εκτεταμένη ανάκτηση ανακυκλώσιμων υλικών.Στο κομμάτι της επεξεργασίας των συλλεγόμενων υλικών, η διατριβή επικεντρώθηκε στη δημιουργία απογραφών για όλες τις διεργασίες επεξεργασίας και ανάκτησης των δυο κυριότερων επεξεργαζόμενων ρευμάτων, δηλαδή σύμμεικτα και ανακυκλώσιμα, ενώ ιδιαίτερη βάση δόθηκε στη διεργασία της μηχανικής κομποστοποίησης. Η συγκεκριμένη διεργασία, αποτελεί μια διαδεδομένη μεθοδολογία επεξεργασίας του μηχανικά συλλεγόμενου οργανικού κλάσματος των στερεών αστικών απορριμμάτων, ώστε τα υλικά αυτά να σταθεροποιηθούν και να μειωθούν οι περιβαλλοντικές τους επιπτώσεις., Στην παρούσα διατριβή, η διαδικασία μοντελοποιήθηκε και δημιουργήθηκε ένας κατάλογος (inventory) των διεργασιών που συνθέτουν τη μελετώμενη επεξεργασία βασιζόμενη στη μονάδα μηχανικής κομποστοποίησης της περιφερειακής ενότητας Χανίων. Στόχος ήταν να καταγραφούν και να μοντελοποιηθούν όλες οι εισροές και εκροές του συστήματος, οι διεργασίες, αλλά και οι μεταβολές των υλικών. Για τον λόγο αυτό υπολογίστηκαν οι λόγοι ανάκτησης των υλικών που συνθέτουν το εισερχόμενο οργανικό κλάσμα, αλλά και οι λόγοι αποδόμησής τους κατά τη διεργασία της κομποστοποίησης. Με εργαλείο τη λεπτομερή αποτύπωση της μηχανικής κομποστοποίησης και τα στοιχεία από τις απογραφές για κάθε επιμέρους διεργασία ανάκτησης στο μελετώμενο σύστημα, η διατριβή επικεντρώθηκε επίσης στη διερεύνηση της ανάκτησης και αξιοποίησης των βιοαποβλήτων, διεξάγοντας μια συγκριτική μελέτη ανάλυσης κύκλου ζωής ανάμεσα σε δυο σενάρια διαχείρισης βιοαποβλήτων. Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι η μετάβαση από το υπάρχον σύστημα μηχανικής ανάκτησης και κομποστοποίησης βιοαποβλήτων από σύμμεικτα απόβλητα σε ένα σύστημα διαλογής στην πηγή και κομποστοποίησης, μπορεί να ελαχιστοποιήσει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία κατά 4,6 φορές, όσον αφορά την ποιότητα των υδατικών οικοσυστημάτων, κατά 6,3 φορές τη διατήρηση των φυσικών πόρων και κατά 2,5 φορές όταν η επεξεργασία των βιοαποβλήτων συνδυάζεται με την εκτεταμένη ανάκτηση ανακυκλώσιμων υλικών και τη χρήση του παραγόμενου κόμποστ για εδαφοβελτίωση και υποκατάσταση λιπασμάτων.