تبدیل زباله های غذایی به انرژی زیستی می تواند به یک صنعت سودآور تبدیل شود

13 جولای 2023 -توسط ماریان استین، دانشگاه ایلینویز در اوربانا-شامپین -اعتبار: دامنه عمومی Pixabay/CC0

ضایعات مواد غذایی یک مشکل بزرگ در سراسر جهان است. در ایالات متحده تخمین زده می شود که 30 تا 40 درصد از مواد غذایی خوراکی از بین می رود یا هدر می شود که هر ساله میلیاردها دلار هزینه دارد. یک راه حل بالقوه، منحرف کردن زباله های مواد غذایی از محل های دفن زباله به سمت تولید انرژی های تجدیدپذیر است، اما این کار در هیچ کجا در مقیاس بزرگ انجام نمی شود. یک مطالعه جدید از دانشگاه ایلینویز Urbana-Champaign که در مجله تولید تمیزتر منتشر شده است، امکان اجرای تولید انرژی از ضایعات مواد غذایی را در ایالت ایلینویز بررسی می کند.

جیسون اوئن، دانشجوی دکترا در بخش مهندسی کشاورزی و بیولوژیکی (ABE)، بخشی از کالج علوم کشاورزی، مصرف‌کننده و محیط‌زیست و کالج مهندسی گرینگر در ایلینوی، گفت:

ما مقدار زیادی زباله آلی در ایالات متحده داریم که در نهایت وارد محل دفن زباله ها می شود و گازهای گلخانه ای منتشر می کند. با این حال، این ماده می تواند با استفاده از هضم بی هوازی به یک منبع انرژی تجدیدپذیر تبدیل شود. این راه حل به طور همزمان با مواد غذایی اضافی سروکار دارد و به انرژی پایدار کمک می کند..

محققان تجزیه و تحلیل جامعی از لجستیک زنجیره تامین انجام دادند تا مشخص کنند آیا سیستم تبدیل ضایعات مواد غذایی به انرژی و سایر محصولات زیستی در ایلینوی سودآور است یا خیر. اول، آنها از داده های مکانی برای شناسایی سایت های بالقوه استفاده کردند. در مرحله بعد، آنها عوامل فنی و اقتصادی، از جمله هزینه های حمل و نقل، تولید، و تسهیلات، و همچنین درآمد و بازگشت سرمایه را تجزیه و تحلیل کردند.

“هضم بی هوازی یک فناوری جدید نیست، اما اگر سودآور بود، انتظار می‌رفتم که به طور گسترده‌تری اجرا شود. به همین دلیل بسیار شگفت‌انگیز بود که مطالعه ما علی‌رغم فرضیات بسیار محافظه‌کارانه‌ای که در تجزیه و تحلیل قرار دادیم، نتایج امیدوارکننده‌ای را نشان داد. وجود دارد. برخی از بخش‌هایی که واقعاً باید این را به‌عنوان یک فناوری بالقوه قابل دوام با بازگشت سرمایه جذاب در نظر بگیرند.

هضم بی هوازی یک فرآیند بیولوژیکی است که مواد اولیه آلی را با استفاده از مواد آلی غنی مانند لجن فاضلاب، کود حیوانی یا زباله های محوطه تجزیه می کند. این را می توان در تأسیسات مستقل یا در تصفیه خانه های فاضلاب برای فرآیند هضم مشترک انجام داد. بیوگاز حاصل می تواند برای تولید برق استفاده شود که می تواند از طریق شبکه های برق منطقه ای به مصرف کنندگان منتقل شود. این فرآیند همچنین محصولات زیستی اضافی، از جمله کودهای زیستی و مواد بستر حیوانی را که می تواند به تولیدکنندگان کشاورزی فروخته شود، به همراه دارد.

“این یک فرصت برای تصفیه خانه های فاضلاب است، اما ما همچنین نشان داده ایم که پتانسیل تاسیسات جدید مستقل برای ارائه خدماتی وجود دارد که می تواند درآمدزایی کند و در عین حال با نگرانی های زیست محیطی که در حال حاضر به آن توجهی نشده است، رسیدگی شود. صنعت جدیدی می تواند در اطراف شکل بگیرد.

این مطالعه نشان داد که نصب دستگاه هاضم بی هوازی در تصفیه خانه های فاضلاب با ظرفیت کل سالانه 9.3 میلیون تن می تواند بازده سرمایه گذاری 8.3 درصدی را ایجاد کند و در عین حال دی اکسید کربن را تا حدود یک میلیون تن در سال کاهش دهد. مهم‌ترین عوامل مؤثر بر نتایج، سرمایه‌گذاری سرمایه، هزینه عملیاتی و قیمت انعام بود که هزینه خدمات برای دفع زباله است.

در دسترس بودن ضایعات مواد غذایی نیز یک عامل مهم است، از جمله چالش دسته بندی و حمل زباله های غذایی از خانوارها. در این مطالعه، Uen و Rodriguez فرض می‌کنند که میزان ضایعات غذایی مستقیماً با توزیع تراکم جمعیت مرتبط است. این بدان معناست که تأسیسات زباله‌ها را در شعاع ده مایلی از مناطق مسکونی جمع‌آوری می‌کنند. برای تخمین درآمد، محققان قیمت عمده فروشی برق و قیمت کود فعلی را در نظر گرفتند.

اوئن گفت: «هنوز شکاف بزرگی بین تقاضای بازار برای محصولات زیستی و مقدار ضایعات غذایی ما وجود دارد. اگر بتوانیم بازارپسندی آن محصولات را گسترش دهیم، سودآوری تبدیل ضایعات غذایی به منابع پایدار بیشتر خواهد شد.

او افزود که سیاست‌های دولت مانند مشوق‌های بیشتر برای تلاش‌های کاهش کربن نیز می‌تواند اجرای این فناوری‌ها را جذاب‌تر کند.

این مطالعه بر روی ایلینوی متمرکز شد و گام بعدی گسترش آن به تجزیه و تحلیل سراسری خواهد بود. اوئن و رودریگز نتیجه گرفتند که تخمین در دسترس بودن ضایعات غذایی در مقیاس بزرگتر و تعیین تکنیک های پردازش زیستی برای بهبود استفاده از ضایعات غذایی و اقتصاد زیستی چرخشی در کشاورزی ضروری است.