4. Обсуждение результатов

4.1 Результаты и альтернативные модификации

В настоящем исследовании потенциал глобального потепления был принят -790 – -960 кг-экв CO2 / т пищевых отходов, данное значение является достаточно высоким по сравнению с предыдущими исследованиями (Mцller et al., 2009; Smith et al., 2001; Aye and Widjaya, 2005). Данное значение выбрано в связи с низкими выбросами автомобилей, производством электроэнергии и тепла, предполагаемым использованием природного газа в качестве моторного топлива, а также производством электроэнергии и тепла, в то время как производимый биогаз предполагается использовать для замены энергоносителя с более высоким потенциалом ПГП (дизельное топливо). Также химические удобрения (N, P и К) производятся из бытовых пищевых отходов, что не всегда было включено в предыдущие ОЖЦ подобных систем (Diggelman and Ham, 2003; Cherubini et al.,2009). В случае N, более высокий коэффициент замещения по сравнению с несколькими предыдущими исследованиями был выбран на основе полевых испытаний (Mцller et al., 2009; Baky and Eriksson, 2003). Независимо от этих различий, можно добавить, что абсолютные выбросы от различных технологий имеют меньшую важность в данном исследовании, так как главной целью исследования было сравнение представленных технологий внутри страны.

Потери органического вещества при предподготовке в настоящее время велики при использовании бумажных мешков в Швеции и имеют большое значение для общего воздействия на окружающую среду этой технологии. Экологические выгоды от сухого анаэробного сбраживания и предварительной обработки отходов (A3) больше по отношению к ПЭ и ПГП, чем сжигание отходов (A2), предполагается, что сжигание пищевых остатков заменит получение электроэнергии сжиганием ископаемого топлива (A4). Причина, прежде всего, в предполагаемой большей экологической выгоде от замены автомобильного топлива по сравнению с заменой электрической и тепловой энергии. Хотя количество остатки предварительной обработки в результате рекуперации энергии, снижается на менее чем 1% от общего сокращения ПГП. Сокращение количества остатков до 5% с использованием сухого анаэробного сбраживания как альтернативное решение приведет к изменению иерархии между сравниваемыми вариантами (предпочтительнее C) по отношению к ПГП и D по отношению к ОПЭ.

Изменения в технологии А (использование пластиковых мешков для раздельного сбора пищевых отходов) приведут к уменьшению в первую очередь ОПЭ в то время как по отношению к другим категориям воздействия является незначительным, и никаких изменений в иерархии между сравниваемыми технологиями сбора не будет. Таким образом, влияние связанное с использованием мешков используемых для сбора пищевых отходов не является значительным (Kirkeby et al., 2006). Вероятным объяснением этому является то, что воздействие на окружающую среду, связанное с производством бумажных пакетов было включено в настоящем исследовании, и что технология не требует использования специальных пластиковых мешков для остаточных отходов (что часто бывает, при использовании оптической сортировки) (Kirkeby et al., 2006). Таким образом, количество пластика, используемого в настоящей работе соответствует только 15% от суммы взятой в других исследованиях (Kirkeby et al., 2006).

Предыдущие исследования показали, что сортировка других типов отходов вместе с бытовыми пищевыми отходами является общей проблемой, особенно в многоквартирных жилых районах (Henriksson, 2010). Отношение отсортированного материала часто достигают 3–4% (по массе) (LRV, 2009; Bernstad, 2010). Отсортированный материал обычно содержит большое количество мягкого пластика, с низкой молекулярной массой. Таким образом, визуальный эффект от отсортированного пластика может быть значительным, хотя данные отходы составляют небольшую часть отходов. Высокая энергоемкость обезвоживания и сушки в результате сжигания отходов после процесса брожения, представленные в сценарии В1 делает технологию B наименее выгодной альтернативой по отношению к ПГП.

Использования энергии в процессе сушки имеет большое значение для оценки технологии В. Данные основаны на однократном исследовании – на сушку 4,7 т бытовых пищевых отходов расходуется 6132 кВт/ч электроэнергии в течение 12 месяцев. Однако, по данным разработчиков, сушильная установка предназначена для сушки 17 тыс. т. в год, и эти данные приняты на основе допущения, используемом в настоящем исследовании. Т.к. присушке используют низкую температуру, то с использованием воздуха из внутренней части сушильного туннеля в замкнутой системе, нет необходимости для отопления, и использования энергии осуществляется только в механической части установки. Увеличение размеров (т. е. с использованием полной мощности), может потенциально увеличить необходимость вентиляции, смешивания и внутренних перевозок между различными отделениями в рамках децентрализованной сушильной установки. Возрастание использования энергии (+50% по сравнению с текущим – сценарий B2) может привести к изменению рейтинга и сделать технологию B наименее предпочтительной по отношению к ОПЭ.

Рассмотренные изменения связанны с потерями материала из резервуаров-отстойников в технологии C, что, в большинстве случаев, имеет относительно небольшое влияние на показатели ПГП и ОПЭ, в то время как возрастает воздействие по отношению к ПЭ и ПП. Нулевые потери питательных веществ и углерода из резервуаров или восстановление азота и углерода в системе канализации значительно уменьшает потери (C3 и C1), в то время как при условии, что 20% азота и углерода измельченных отходов теряется из резервуара (и не восстанавливается в процессе переработки сточных вод), что приводит к возрастанию ПЭ (C2). Тем не менее, дальнейшее превращение азота и углерода после резервуаров-отстойников, системы канализации и очистных сооружений в значительной степени неизвестны, и требуют дальнейших исследований. Выбросы метана из резервуаров-отстойников могли бы использоваться при производстве что, как предполагается, приведет к снижению ПГП более чем на 25% – т. к. данный показатель в значительной степени зависит от выбросов метана, а замена автомобильного топлива (C5) сделает технологию C менее выгодной по отношению как к ПГП, так и к ОПЭ. Требуются дальнейшие исследования, т. к. таких выбросов теоретически можно избежать. Увеличение выхода метана на тонну собранных пищевых отходов до 35% в системах резервуаров-отстойников (C6) сделает эту технологию предпочтительной по отношению к ПГП и ПИЭ.

Трехкратное увеличение потребления энергии для вакуумной транспортировки и измельчения в технологии D (D1) приводит к наименьшей ее предпочтительности по отношении как к ПП, так и к ПГП, в то время как возрастание использования топлива на перевозку тонны пищевых отходов (D2) не вызывает никаких изменений в иерархии между сравниваемыми технологиями.