Logistický nástroj pro udržitelné plánování v odpadovém hospodářství

Logistic model-based tool for policy-making towards sustainable waste management

journal article in Web of Science

en

The aim of this paper is to introduce a novel approach which supports facility planning in the field of waste management. Only 23 % of municipal solid waste (MSW) was thermally treated in the EU 27 in 2011. Increased exploitation of its potential for energy recovery must be accompanied by massive investments into highly-efficient and reliable incineration technologies. Therefore, the challenge is to be efficient and optimal at the same time. Even feasibility studies of every intended plant providing its service for a region creates a complex task. The gate fee (charge for waste processing in the facility) represents one of the most crucial input parameters for the assessment. The gate fee is driven by technology solution, competition, market development, environmental taxation and costs of waste transport to fill the plant capacity. Valid prediction of the gate fee thus presents a demanding task. In this paper, first, an advanced tool called NERUDA which addresses logistic optimization is introduced. The key idea is to focus on the problem of competition modelling among waste-to-energy plants, landfill sites, and mechanical-biological treatment plants producing refuse-derived fuel. Then, the main theoretical concepts are discussed and followed by the development of a suitable mathematical model. The goal is to obtain a minimized cost of MSW treatment for the waste producers (municipalities). The application of the developed tool is demonstrated through a case study, where uncertain parameters entering the calculation are handled by repetitive Monte Carlo simulation based on real-world data.

Cílem tohoto příspěvku je představit nový přístup, který podporuje plánování zařízení v oblasti nakládání s odpady . Pouze 23 % tuhého komunálního odpadu ( TKO ) bylo v EU-27 v roce 2011 energeticky využito. Zvýšené využívání jeho potenciálu pro energetické využití musí být doprovázeno masivními investicemi do vysoce účinných a spolehlivých spalovacích technologií. Proto je úkolem být současně efektivní a optimální. Studie proveditelnosti nového zařízeni na energetické využití obnáší složitý úkol . Poplatek na bráně ( poplatek za zpracování odpadů v zařízení ) představuje jednu z nejdůležitějších vstupních parametrů pro hodnocení . Poplatek na bráně je dán navrženou technologie , konkurencí , vývojem trhu , daněmi v oblasti životního prostředí a náklady na přepravu odpadů pro naplnění kapacity zařízení . Predikce výše poplatku na bráně tak představuje náročný úkol . V tomto článku je představen pokročilý nástroj s názvem Neruda , který se zabývá optimalizaci dopravních toků odpadu . Klíčovou myšlenkou je zaměřit se na problematiku modelování hospodářské soutěže mezi zařízeními pro energetické využití odpadu , skládkami a zařízení založené na bázi mechanicko- biologické úpravy. Nejdříve jsou definovány hlavní teoretické pojmy a následně je představen vhodný matematický model. Cílem je získat minimalizované náklady za nakládání s TKO pro původce odpadů (obce). Aplikace vyvinutého nástroje je prokázána prostřednictvím případové studie, kde nejisté parametry vstupující do výpočtu jsou generovány opakovaně pomocí přístupu Monte Carlo na základě reálných dat.

The aim of this paper is to introduce a novel approach which supports facility planning in the field of waste management. Only 23 % of municipal solid waste (MSW) was thermally treated in the EU 27 in 2011. Increased exploitation of its potential for energy recovery must be accompanied by massive investments into highly-efficient and reliable incineration technologies. Therefore, the challenge is to be efficient and optimal at the same time. Even feasibility studies of every intended plant providing its service for a region creates a complex task. The gate fee (charge for waste processing in the facility) represents one of the most crucial input parameters for the assessment. The gate fee is driven by technology solution, competition, market development, environmental taxation and costs of waste transport to fill the plant capacity. Valid prediction of the gate fee thus presents a demanding task. In this paper, first, an advanced tool called NERUDA which addresses logistic optimization is introduced. The key idea is to focus on the problem of competition modelling among waste-to-energy plants, landfill sites, and mechanical-biological treatment plants producing refuse-derived fuel. Then, the main theoretical concepts are discussed and followed by the development of a suitable mathematical model. The goal is to obtain a minimized cost of MSW treatment for the waste producers (municipalities). The application of the developed tool is demonstrated through a case study, where uncertain parameters entering the calculation are handled by repetitive Monte Carlo simulation based on real-world data.

Dodavatelský řetězec , optimalizace , energetické využití odpadu , Monte Carlo , poplatek na bráně , odpadové hospodářství , plán odpadového hospodářství

Supply chain, Optimization, Waste-to-energy, Monte Carlo, Gate fee, Waste management, Waste management plan

2014

02.04.2014

springer

Berlin

1618-954X

16

10098

1275–1286

12