Il previsto calo del numero di discariche negli Stati Uniti insieme ai divieti di smaltire grandi quantità di rifiuti organici nelle discariche che sono state emanate in più stati ha spinto i ricercatori del National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) esaminare altri modi per affrontare il problema dello smaltimento dei rifiuti alimentari.

I ricercatori hanno determinato che negli Stati Uniti non esiste un'unica soluzione per affrontare lo smaltimento dei rifiuti alimentari. I ricercatori del NREL Alex Badgett e Anelia Milbrandt sono giunti a questa conclusione dopo aver esaminato l'economia coinvolta in cinque modi diversi per gestire lo smaltimento dei rifiuti alimentari, compreso gettarlo in una discarica. Entrambi i ricercatori fanno parte dello Strategic Energy Analysis Center del NREL.

"Se stiamo cercando di sviluppare un sistema di gestione dei rifiuti ottimizzato negli Stati Uniti che devia tutti i rifiuti alimentari dalle discariche, non esiste necessariamente una tecnologia che funzioni per tutte le aree del paese, " ha detto Badgett. "Un sistema ottimizzato probabilmente utilizzerebbe tecnologie diverse in luoghi diversi e di dimensioni diverse".

Badgett e Milbrandt sono coautori di un articolo appena pubblicato intitolato "Food Waste Smaltimento e utilizzo negli Stati Uniti:un'analisi spaziale dei benefici, "che appare in Journal of Cleaner Production .

Circa il 75% dei rifiuti alimentari finisce nelle discariche. Ma molte discariche stanno per esaurirsi e un numero significativo dovrebbe chiudersi entro il 2050, i ricercatori hanno scoperto. Sebbene sia disponibile terreno sufficiente per nuove discariche nell'America rurale, i residenti nelle regioni più popolate saranno costretti a trasportare i rifiuti per lunghe distanze per lo smaltimento. In secondo luogo, I divieti di smaltimento dei rifiuti organici emanati in diversi stati richiedono lo smaltimento dei rifiuti alimentari in strutture diverse dalle discariche. Data la necessità di investimenti in nuovi impianti di gestione dei rifiuti, esiste un'opportunità per percorsi innovativi e migliorati per i flussi di rifiuti. Badgett e Milbrandt hanno esaminato cinque opzioni su cosa fare con gli sprechi alimentari, compreso il continuo scarico in discarica. Le altre quattro opzioni sono:

• Digestione anaerobica, in cui i microrganismi scompongono il materiale biodegradabile in assenza di ossigeno
• compostaggio, un processo biologico che comporta la decomposizione di materia organica in un ambiente controllato per produrre compost
• Incenerimento, dove la spazzatura viene bruciata per il calore e/o l'energia
• liquefazione idrotermale, in cui il materiale organico umido viene convertito in biogreggio.

L'incenerimento è caduto in disgrazia a causa dell'aumento delle normative ambientali e dell'opposizione pubblica alla costruzione di nuovi impianti. La liquefazione idrotermale rimane allo stadio pilota.

I ricercatori hanno esaminato l'economia della gestione di vari tipi di strutture, considerando quante entrate ciascuno porta dagli utenti o dalla vendita di prodotti. Hanno modellato la fattibilità finanziaria delle tecnologie, considerando i costi di capitale e operativi degli impianti; ricavi dalla vendita di energia, calore, combustibili, e altri prodotti; e crediti di produzione come i crediti del numero di identificazione rinnovabile (RIN) ai sensi del Renewable Fuel Standard per la generazione e l'uso di biogas come carburante per veicoli.

Tutti i modi per gestire gli sprechi alimentari mostrano una certa economia di scala (in cui i costi diminuiscono quando le strutture sono costruite di dimensioni maggiori), ma i ricercatori hanno scoperto che la velocità con cui la fattibilità finanziaria cambia con le dimensioni della struttura non è coerente. Per esempio, discariche e inceneritori destinati al trattamento di rifiuti solidi urbani sfusi, che include lo spreco alimentare, devono essere costruiti su grandi dimensioni al fine di sfruttare le economie di scala per questi percorsi, mentre digestori e compostatori possono essere costruiti su scale più piccole e rappresentano comunque un'alternativa redditizia per lo smaltimento dei rifiuti alimentari.

Tutti i diversi tipi di impianti trarrebbero vantaggio dallo sviluppo di tecnologie per la produzione di biogas o prodotti correlati, ma i benefici sono maggiori per chi opera su scala medio-grande. Le strutture che attualmente accettano rifiuti alimentari in grandi quantità sono più adatte a massimizzare i benefici economici associati alla produzione di combustibili, potenza, o prodotti poiché hanno una scorta di materie prime prontamente disponibili.

Le strutture per la gestione dei rifiuti addebitano agli utenti una tariffa all'ingresso per compensare i costi operativi e di capitale. Se un impianto può produrre abbastanza biogas da ridurre la sua dipendenza dalle tasse, o diventa più redditizio o può ridurre tali commissioni per diventare più competitivo.

L'ubicazione di un impianto gioca un ruolo importante nel determinarne la redditività, i ricercatori hanno scoperto. Per esempio, gli stati lungo le coste orientali e occidentali hanno le tariffe di ingresso più elevate e sono quindi più favorevoli dal punto di vista economico.