Systems analysis of waste management opportunities at ReMidt IKS: Focusing on the circular economy

Abstract

Bakgrunn: Politisk og offentlig interesse for «end of life»-sikkerheten til produkter og tilhørende miljøpåvirkninger har vokst de siste årene. Sirkulær og bærekraftig ressursbruk er nøkkelen til å iverksette en sirkulær økonomi i europeiske land som Norge som har en veldig lav grad av materiell sekularitet. Å øke andel husholdningsavfall og lignende næringsavfall forberedt til ombruk og materialgjenvinning har blitt et sentralt mål i europeisk avfalls- og ressurspolitikk. EUs rammedirektiv for avfall understreker den viktige rollen som kommunale avfallshåndteringsaktører har for å sikre at innleverte produkter behandles på en riktig måte og at alle de resirkulerbare fraksjonene blir levert til gjenbruk eller materialgjenvinning. Det mangler imidlertid omfattende oversikt over i hvilken utstrekning lokale avfallshåndteringsaktører kan bidra til å iverksette en sirkulær økonomi. Denne studien tar sikte på å løse dette forskningsgapet ved å svare på følgende forskningsspørsmål:

- Hva er den nåværende ytelsen til det studerte kommunale avfallshåndteringssystemet? - Hvordan påvirker nye avfallshåndteringstiltak systemytelsen? - Hva er de viktigste tiltakene som påvirker systemytelsen? - Er det mulig å oppnå 65% forberedelsesgrad for husholdningsavfall og lignende næringsavfall til materialgjenvinning innen 2035?

Metode: Flerlags materialstrømsanalyse (MFA) brukes for å gjennomføre en systematisk vurdering av avfallsstrømmene gjennom den norske casestudien av ReMidt. Målet er å forstå hvordan innsamling og behandling av de forskjellige avfallsstrømmene kan påvirke material-, energi- og utslippsstrømmer i et kommunalt avfallshåndteringssystem. Indikatorene som brukes til å måle systemytelsen er innsamlings-, gjenvinnings-, og energieffektivitet, forberedelsesgrad for husholdningsavfall og lignende næringsavfall til materialgjenvinning (unntatt ombruk), og tilhørende klimapåvirkninger. Indikatorene ble beregnet ut fra den totale mengden resirkulerbare avfallsfraksjoner. En generell modell for kommunal avfallshåndtering utviklet av Pieter Callewaert (2017) er basisen for modellen som brukes til å kvantifisere og modellere dette systemet og framtidsscenarier for ReMidt.

Resultater og konklusjoner: Den nåværende innsamlingseffektiviteten til systemet er 31,7%, gjenvinningseffektiviteten er 16,9% og energieffektiviteten er 61%. ReMidt sin forberedelsesgrad for gjenvinning er 17,4%, noe som er langt under 50% -målet som er satt for 2020. De lave innsamlings- og gjenvinningseffektivitetene og den lave forberedelsesgraden for gjenvinning skyldes i hovedsak mangelen på kildesorteringen av matavfall i ReMidt-kommuner og den lave sorteringsgraden på plastemballasje. I tillegg har dårlig fraksjonskvalitet, lav markedsverdi av resirkulerte råvarer og energiintensive behandlingsprosesser et betydelig bidrag til lav systemeffektivitet. Systemet har nettopositiv klimapåvirkning. Avfallsforbrenning med varmegjenvinning bidrar mest til både generert energi og klimagassutslipp. Scenarioanalysen viser at for å forbedre systemeffektiviteten opp mot 65% -målet innen 2035, bør følgende avfallshåndteringstiltak vurderes:

- Kildesortering av matavfall og glass- og metallemballasjeavfall. - Å introdusere et “Betal for det du kaster-system” for hente- og bringeordninger for å forbedre sorteringsgraden for gjenvinnbare produkter, spesielt for plast. - Sentral sortering av restavfall. - Å investere i moderne sorterings- og gjenvinningsteknologier for å utnytte mer rest, organiske og plast fraksjoner. - Å redusere rejekt under sorterings- og gjenvinningsprosesser, spesielt for matavfall og plast. - Endring av lovgivning om biogassproduksjon, bioavfall som råstoff og biogasskjøretøy. - Å designe produkter for gjenvinning.

Background: Political and public interest in the end-of-life faith of products and associated environmental impacts have been growing during the past years. Circular and sustainable resource use is key to implement the circular economy in European countries like Norway, which has a very low degree of material circularity. Increasing the amount of municipal waste prepared for reuse and recycling has become a key target in European waste and resource policies. The EU Waste Framework Directive stresses the vital role of municipal solid waste management actors in ensuring efficient waste collection and treatment that leads to more re-use and recycling. However, there is a lack of comprehensive overview on to what extend local waste management actors can help implement the circular economy. This study aims at addressing this research gap by answering the following research questions:

- What is the current performance of the studied municipal solid waste management (MSWM) system? - How do new waste management measures affect system performance? - What are the most important measures that influence system performance? - Is it feasible to achieve the 65% target for preparing municipal waste for recycling by 2035?

Method: The multi-layer material flow analysis (MFA) methodology was used to conduct a systematic assessment of different waste flows through the Norwegian case study of ReMidt. The aim is to understand how the collection and treatment of municipal waste can influence material, energy, and emission flows within a MSWM system. Five indicators were chosen to measure system performance: collection, material recycling and energy efficiencies, rate of preparing municipal waste for recycling (excluding re-use) and associated climate change impact. The indicators were calculated based on the total amount of recyclable waste fractions. A generic municipal solid waste management model developed by Pieter Callewaert (2017) was used to quantify and model the current MSWM system and future scenarios.

Results and conclusions: The current collection efficiency of the system is 31.7%, material recycling efficiency is 16.9%, and energy efficiency is 61%. ReMidt’s overall rate of preparing municipal waste for recycling is at 17.4%, which is below the 50% target set for 2020. The low collection and recycling efficiencies and preparation rates are the results of the lack of source separation of food waste in ReMidt municipalities and the low sorting rate of plastic packaging. In addition, poor fraction quality, low market value of recycled materials and energy intensive treatment processes have a significant contribution to low system efficiencies. The overall climate change impact of the MSWM system is net positive. Waste incineration with heat recovery contributes the most to both generated energy and GHG emission. The scenario analysis shows that to improve system efficiencies and to achieve the 65% target by 2035 the following waste management measures should be considered:

- Source separating food waste and glass and metal packaging waste. - Introducing a “Pay for what you throw” scheme in the kerbside and bring collection systems to improve the sorting rate of recyclables, especially plastics. - Central sorting of residual waste. - Investing in state-of-the-art sorting and recycling technologies to recover more residual, organic, and plastic fractions. - Reducing rejects during sorting and recycling processes, especially for food waste and plastics. - Changing legislations regarding biogas production, bio-waste feedstock and biogas vehicles. - Designing products for recycling.