Use of life cycle assessment for estimating impacts of waste-to-energy technologies in solid waste management systems : the case of Buenos Aires, Argentina

Abstract

Analizar escenarios de gestión de residuos sólidos municipales (RSU) es relevante para planificar políticas y acciones futuras hacia una economía circular. La evaluación del ciclo de vida (ACV) es apropiada para evaluar tecnologías de tratamiento de RSU y sus impactos ambientales. Sin embargo, en los países en desarrollo es difícil introducir evaluaciones avanzadas debido a la falta de conocimientos técnicos, datos y apoyo financiero. Esta investigación tiene como objetivo evaluar las principales potencialidades de la introducción de sistemas de conversión de residuos en energía (WtE) en un área urbana argentina en desarrollo considerando las regulaciones existentes sobre los objetivos de reciclaje de RSU. El estudio se realizó con el software WRATE y los escenarios propuestos fueron gestión actual, incineración en parrilla de RSU crudos e incineración de combustible sólido recuperado (CSR). Además, se incluyó un análisis de sensibilidad sobre la matriz energética. Se encontró que la producción de CSR permite aumentar la generación de energía a partir de residuos en un 200% y reducir el impacto ambiental en aproximadamente un 10% con respecto al actual sistema de gestión de RSU. El potencial de acidificación y el potencial de agotamiento abiótico fueron sensibles a los cambios en la combinación de electricidad. Los resultados mostraron que si se logran los objetivos de reducción de RSU, los cambios en la composición de los RSU afectarán el rendimiento de las plantas WtE y, en algunos casos, no serán técnicamente viables. Los resultados de este estudio pueden ser de interés para las partes interesadas y los profesionales de los países en desarrollo interesados ??en el ACV y la gestión sostenible de los RSU.

Analysing municipal solid waste (MSW) management scenarios is relevant for planning future policies and actions toward a circular economy. Life cycle assessment (LCA) is appropriate for evaluating technologies of MSW treatment and their environmental impacts. However, in developing countries, advanced assessments are difficult to introduce due to the lack of technical knowledge, data and financial support. This research aims to assess the main potentialities of the introduction of waste-to-energy (WtE) systems in a developing Argentinean urban area considering the existing regulations about MSW recycling goals. The study was conducted with WRATE software and the proposed scenarios were current management, grate incineration of raw MSW and incineration of solid recovered fuel (SRF). In addition, a sensitivity analysis on the energy matrix was included. It was found that the production of SRF allows increasing the energy generation from waste by 200% and reducing the environmental impact of about 10% regarding the current MSW management system. Acidification Potential and Abiotic Depletion Potential were sensitive to changes in electricity mix. Results showed that if MSW reduction goals are achieved, changes in MSW composition will affect the performance of WtE plants and, in some cases, they will be not technically feasible. The outcomes of this study can be of interest for developing countries stakeholders and practitioners interested in LCA and sustainable MSW management.

A análise de cenários de gestão de resíduos sólidos urbanos (RSU) é relevante para o planejamento de políticas e ações futuras em direção a uma economia circular. A avaliação do ciclo de vida (ACV) é apropriada para avaliar tecnologias de tratamento de RSU e seus impactos ambientais. No entanto, nos países em desenvolvimento, é difícil introduzir avaliações avançadas devido à falta de conhecimentos técnicos, dados e apoio financeiro. Esta pesquisa tem como objetivo avaliar as principais potencialidades da introdução de sistemas de transformação de resíduos em energia (WtE) em uma área urbana argentina em desenvolvimento, considerando as regulamentações existentes sobre as metas de reciclagem de RSU. O estudo foi realizado com o software WRATE e os cenários propostos foram gestão atual, incineração de grelha de RSU bruto e incineração de combustível sólido recuperado (SRF). Além disso, foi incluída uma análise de sensibilidade sobre a matriz energética. Verificou-se que a produção de CSR permite aumentar em 200% a geração de energia a partir de resíduos e reduzir o impacto ambiental em cerca de 10% relativamente ao atual sistema de gestão de RSU. O Potencial de Acidificação e o Potencial de Esgotamento Abiótico foram sensíveis às mudanças no mix de eletricidade. Os resultados mostraram que, se as metas de redução de RSU forem alcançadas, as mudanças na composição dos RSU afetarão o desempenho das usinas WtE e, em alguns casos, não serão tecnicamente viáveis. Os resultados deste estudo podem ser de interesse para as partes interessadas e profissionais dos países em desenvolvimento interessados ??na ACV e na gestão sustentável de RSU.