美國垃圾填埋場數量的預期下降,加上多個州頒布的禁止在垃圾填埋場處理大量有機廢物的禁令,促使美國能源部 (DOE) 國家可再生能源實驗室 (NREL) 的研究人員研究解決廚余處理問題的其他方法。

研究人員研究解決廚余處理問題的其他方法 關閉垃圾填埋場

研究人員確定在美國不存在處理食物垃圾處理的單一解決方案。NREL 研究人員 Alex Badgett 和 Anelia Milbrandt 在研究了處理食物垃圾的五種不同方式所涉及的經濟學后得出了這個結論,包括將其扔進垃圾填埋場。兩位研究人員都是 NREL 戰略能源分析中心的成員。


如果我們試圖在美國開發一個優化的廢物管理系統,將所有食物垃圾從垃圾填埋場轉移出去,那么不一定有任何一種技術適用于該國的所有地區,巴吉特說,優化的系統可能會在不同的位置和不同的規模使用不同的技術。


Badgett 和 Milbrandt 是新發表論文的合著者,題為“Food waste disposal and utilization in the United States: A spatial cost benefit analysis”,該論文發表在《清潔生產雜志》上。

研究人員研究解決廚余處理問題的其他方法 關閉垃圾填埋場

大約 75% 的食物垃圾最終進入垃圾填埋場。但研究人員發現,許多垃圾填埋場已接近滿負荷運行,并且計劃到 2050 年關閉大量垃圾填埋場。盡管美國農村有足夠的土地用于新的垃圾填埋場,但人口稠密地區的居民將被迫長途運輸廢物進行處置。其次,幾個州頒布的有機廢物處理禁令要求在垃圾填埋場以外的設施中處理食物垃圾。鑒于需要對新的廢物管理設施進行投資,因此存在創新和改進廢物流途徑的機會。Badgett 和 Milbrandt 研究了處理食物垃圾的五種選擇,包括繼續傾倒到垃圾填埋場。其他四個選項是:


厭氧消化,其中微生物在沒有氧氣的情況下分解可生物降解的材料


堆肥,一種涉及在受控環境中分解有機物以產生堆肥的生物過程


焚燒,垃圾被燃燒以供熱和/或發電


水熱液化,其中濕有機材料被轉化為生物原油。


由于環境法規的增加和公眾反對建造新設施,焚燒已經失寵。水熱液化仍處于中試階段。


研究人員檢查了運營各種類型設施的經濟性,考慮每個設施從用戶或產品銷售中獲得多少收入。他們對技術的財務可行性進行了建模,同時考慮了設施的資本和運營成本;電力、熱力、燃料和其他產品的銷售收入;和生產信用,例如可再生燃料標準下的可再生識別號 (RIN) 信用,用于生產和使用沼氣作為車輛燃料。


所有處理食物垃圾的方法都表現出一定的規模經濟(當設施規模較大時,成本會降低),但研究人員發現財務可行性隨設施規模變化的速度并不一致。例如,設計用于處理大宗城市固體廢物(包括食物垃圾)的垃圾填埋場和焚化爐必須大面積建造,以利用這些途徑的規模經濟,而消化池和堆肥器可以小規模建造,但仍能提供食物垃圾處理的有利可圖的替代方案。


所有不同類型的設施都將從開發生產沼氣或相關產品的技術中受益,但以中型到大型運營的受益最大。目前接受大量食物垃圾的設施更適合最大限度地提高與生產燃料、電力或產品相關的經濟效益,因為它們有現成的原料供應。


廢物管理設施向用戶收取入場費以抵消運營和資本成本。如果一個設施可以生產足夠的沼氣來減少對費用的依賴,它要么變得更有利可圖,要么可以降低這些費用以提高競爭力。


研究人員發現,設施的位置在決定其盈利能力方面起著重要作用。例如,東海岸和西海岸各州的入場費最高,因此在經濟上更有利。


美國能源部的生物能源技術辦公室資助了這項研究。


NREL 是美國能源部負責可再生能源和能源效率研究與開發的主要國家實驗室。NREL 由可持續能源聯盟有限責任公司為能源部運營。


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