Életciklus-gondolkodás a hulladék újraértékeléséhez: perspektíva a finomtelepülési hulladékfrakcióra

Jelenleg a hulladékgazdálkodás egyik legjelentősebb kihívása a keletkező települési szilárd hulladék folyamatosan növekvő mennyisége, amely mennyiség 2050-re várhatóan 3.4 milliárd tonnára nő.

   A települési szilárd hulladék finom része (<10 mm) szennyezi a nyersanyagfrakciókat, ami elsősorban ásványi frakciónak és hamunak minősül. Számos biológiailag lebomló frakciót és egyéb szennyeződést, például műanyagot, papírt és fémeket tartalmaz. Összetétele és mennyisége az évszak függvényében változik. A téli szezonban magasabb az ásványi részecskék koncentrációja (kb. 70%), a tavaszi, nyári és őszi szezonban pedig a szerves anyaghányad nagyobb. Ez a frakció megnehezíti az egyéb hulladékfrakciók ártalmatlanítását a települési hulladékáramban a szennyező anyagok jelenléte miatt. Ezek a szennyező anyagok akadályozzák a hasznosítási és újrahasznosítási folyamatokat, és csökkentik a felhasználható frakciók gazdasági értékét. Hulladékfrakcióként csak más frakcióktól való elválasztásra, biológiai stabilizálásra és hulladéklerakóban történő elhelyezésre alkalmas. Következésképpen, a 10 mm-nél kisebb hulladékfrakció jelentős kihívást jelent az egyéb hulladékok ártalmatlanítása szempontjából, csökkentve annak gazdasági és gyakorlati értékét. Ezen kívül akadályozza a termikus folyamatok alkalmazását is, a fűtőérték csökkentése által.

   Bár a hulladékkezelési technológiák folyamatosan fejlődnek azáltal, hogy javul a rendelkezésre álló technológiák energia- és anyaghasznosítási hatékonysága, illetve olyan új eljárásokat hoznak létre, amelyek képesek kezelni az egyébként ártalmatlanításra kerülő hulladékot, azonban a 10 mm-nél kisebb települési frakciót még mindig elsősorban lerakókban ártalmatlanítják (mivel sokszor hiányzik a kezeléshez és az újrafelhasználáshoz szükséges mérnöki technológia). 2018-ban az Európai Unióban keletkező összes települési hulladék 24%-át hulladéklerakókban helyezték el. Az EU körforgásos gazdaságra való átállásának támogatása érdekében, a hulladékokról szóló 2008/98/EK irányelv módosításáról szóló, 2018. május 30-i 2018/851 európai parlamenti és tanácsi irányelv (2018/851) 2035-ig 10%-ra korlátozza a hulladéklerakókban lerakható települési hulladék arányát.

  Példaképpen, Lengyelország 2013-ban betiltotta az elkülönítetten gyűjtött, biológiailag lebomló hulladék hulladéklerakókban való elhelyezését. 2016 óta tilalom van érvényben az 5% feletti összes szervesszén-tartalommal, 8% feletti gyújtási veszteséggel és 6 MJ/kg-ot meghaladó fűtőértékkel rendelkező éghető hulladékokra. A CEWEP 2022 évi jelentése szerint kilenc uniós tagállam még mindig hulladéklerakókban helyezi el települési hulladékának több mint 50%-át: Horvátország, Ciprus, Görögország, Magyarország, Lettország, Málta, Portugália, Románia és Spanyolország.

   A <10 mm-es települési hulladékfrakció felhasználása agyaggal, meddővel és üveggel kombinálva (újrahasznosított adalékanyagként) új és könnyű kerámiatermékek előállítása céljából számos előnnyel járhat és még nem annyira elterjedt megoldás. A könnyű kerámiatermékek szigetelésként használhatók, ami segít csökkenteni az épületek energiafogyasztását. Ezen kívül burkolatként is használhatók, ami csökkenti az épületek súlyát és a szükséges anyagok mennyiségét. A könnyű kerámiák kiváló termikus és akusztikai tulajdonságokkal rendelkeznek, így ideálisak az alkalmazások széles köréhez. Azaz, a <10 mm-es szilárd települési hulladékfrakcióból származó új termékek adalékanyagként történő felhasználása számos előnyre mutathat rá, további hulladékáram keletkezése nélkül.

   Az erőforrás-felhasználás optimalizálására ma már egyre inkább használják a hulladékgazdálkodás integrált tanulmányait, életciklus-értékeléssel és fenntarthatósági értékelésekkel kombinálva. Ha egy fenntarthatósági értékelés nemcsak környezeti, hanem társadalmi-gazdasági hatáskategóriákat is tartalmaz, akkor természetesen más összesítési technikák is alkalmazhatók. A társadalmi értékelés tekintetében az UNEP társadalmi életciklus-értékelésre vonatkozó iránymutatásai a mérvadók, hat érdekelt felet érintő kategória meghatározása által (munkavállalók, helyi közösség, fogyasztók, társadalom, gyermekek és az értéklánc egyéb szereplői), az értékelés hatókörétől függően kiválasztott hatáskategóriákkal. Ha egy értékelés magában foglalja az életciklus-értékelést és a hagyományos életciklus-költségbecslést is,  akkor a környezeti és gazdasági hatások összesítésének egyik módja a társadalmi életciklus-költségszámítás (SLCC), amely figyelembe veszi a belső és a külső költségeket, a társadalom által viselt teljes költségek perspektívájának figyelembevételével. A több kritériumos döntéselemzést (MCDA-t) általánosságban a fenntarthatósági értékelés kulcsfontosságú eszközeként emelik ki napjainkban, olyan fontosabb jellemzői miatt, mint például a fenntarthatósági koncepció szerves részét képező többdimenziós jelleghez való igazodás, a különböző típusú mérések és skálák kezelésére való képessége, illetve az érdekelt felek bevonására és a velük folytatott párbeszédre való képessége.

   Az MCDA területe annyira változatos, hogy nem lehet egyetlen MCDA-t kiválasztani. Az életciklus-módszerek hulladékpolitikai hatásvizsgálati használatának jelenlegi állása az Európai Unióban az, hogy az alulról felfelé építkező megközelítések (folyamatalapú LCA) alkalmazása érvényesül, és ezt ritkán egészítik ki a makrogazdasági hatások számszerűsítésével.

Alapvetően érdemes eltérő módszerekkel összehasonlítani a különböző összetételű hulladékáramokat tartalmazó keverékek karbonlábnyomát, egyéb környezeti hatásait és primerenergia-igényét. Ebből a célból ebben a tanulmányban az életciklus-értékelések során négy kompozit (M-15, M-20, M-25 és M-30) került elemzésre. Az M-15 minta 15% 10 mm-nél kisebb települési hulladékot, 70% agyagot, 10% meddőt és 5% üveget tartalmazott. Az M-20 keverék 20% kommunális hulladékból <10 mm, 60% agyagból, 10% meddőből és 10% üvegből állt. Az M-25 25% települési hulladékot, 55% agyagot, 15% meddőt és 5% üveget tartalmazott. Az M-30 elnevezésű minta pedig 30% 10 mm-nél kisebb települési hulladékot, 50% agyagot, 10% meddőt és 10% üveget tartalmazott. Az M-15 keverékben 56 ml, az M-20 keverékben 62 ml, az M-25 keverékekben 69 ml és az M-30 mintában 75 ml víz került hozzáadásra. A minták előkészítésének teljes folyamatát az 1. ábra szemlélteti. Az egyes anyagok összetételét és a keverékek nevét a 2. ábra szemlélteti.

2. ábra. A vizsgált minták összetétele

4. ábra. Kompozitok környezeti hatásai nanogrammban.