Den förväntade minskningen av antalet deponier över hela USA i kombination med förbud mot att kassera stora mängder organiskt avfall i deponier som har antagits i flera delstater har föranlett forskare vid det amerikanska energidepartementets (DOE:s) National Renewable Energy Laboratory (NREL) att undersöka andra sätt att brottas med frågan om bortskaffande av matavfall.

Forskarna fastställde att det inte finns någon enskild lösning i USA för att hantera bortskaffande av matavfall. NREL-forskarna Alex Badgett och Anelia Milbrandt kom fram till den slutsatsen efter att ha undersökt ekonomin involverad i fem olika sätt att hantera bortskaffande av matavfall, inklusive att slänga den på en soptipp. Båda forskarna ingår i NREL:s Strategic Energy Analysis Center.

"Om vi ​​försöker utveckla ett optimerat avfallshanteringssystem i USA som leder bort allt matavfall från deponier, det finns inte nödvändigtvis någon teknik som fungerar för alla delar av landet, "Badgett sa. "Ett optimerat system skulle sannolikt använda olika teknologier på olika platser och i olika storlekar."

Badgett och Milbrandt är medförfattare till en nypublicerad artikel med titeln "Food waste disposal and utilization in the United States:A spatial cost benefit analysis, " som visas i Journal of Cleaner Production .

Cirka 75 % av matavfallet hamnar på deponier. Men många deponier kör nära kapacitet och ett betydande antal är planerade att stänga till 2050, fann forskarna. Även om det finns tillräckligt med mark för nya deponier på landsbygden i Amerika, invånare i mer befolkade regioner kommer att tvingas transportera avfall långa sträckor för bortskaffande. För det andra, Förbud för bortskaffande av organiskt avfall som antagits i flera stater kräver bortskaffande av matavfall i andra anläggningar än deponier. Med tanke på ett behov av investeringar i nya avfallshanteringsanläggningar, en möjlighet finns för innovativa och förbättrade vägar för avfallsströmmar. Badgett och Milbrandt undersökte fem alternativ för vad man kan göra med matsvinn, inklusive den fortsatta dumpningen på soptippar. De andra fyra alternativen är:

• Anaerob matsmältning, där mikroorganismer bryter ner biologiskt nedbrytbart material i frånvaro av syre
• kompostering, en biologisk process som involverar nedbrytning av organiskt material i en kontrollerad miljö för att producera kompost
• Förbränning, där skräp bränns för värme och/eller kraft
• Hydrotermisk kondensering, där vått organiskt material omvandlas till bioråolja.

Förbränning har fallit i onåd på grund av ökade miljöbestämmelser och allmänhetens motstånd mot att bygga nya anläggningar. Hydrotermisk kondensering förblir i pilotstadiet.

Forskarna undersökte ekonomin i att driva olika typer av anläggningar, med tanke på hur mycket intäkter var och en får från användare eller från försäljning av produkter. De modellerade teknologiernas ekonomiska bärkraft, beaktande av kapital och driftskostnader för anläggningarna; intäkter från försäljning av kraft, värme, bränslen, och andra produkter; och produktionskrediter såsom RIN-krediter (Renewable Identification Number) enligt Renewable Fuel Standard för generering och användning av biogas som fordonsbränsle.

Alla sätt att hantera matavfall uppvisar viss stordriftsekonomi (där kostnaderna minskar när anläggningar byggs i större storlekar), men forskarna fann att den hastighet med vilken den ekonomiska bärkraften förändras med storleken på anläggningen inte är konsekvent. Till exempel, soptippar och förbränningsugnar utformade för att behandla kommunalt fast avfall i bulk, som inkluderar matsvinn, måste konstrueras i stora storlekar för att dra nytta av skalfördelar för dessa vägar, medan rötkammare och kompostrar kan byggas i mindre skala och ändå utgöra ett lönsamt alternativ för bortskaffande av matavfall.

Alla olika typer av anläggningar skulle dra nytta av att utveckla teknik för att producera biogas eller relaterade produkter, men fördelarna är störst för dem som arbetar i medelstora till stora skalor. Anläggningar som idag tar emot matavfall i stora mängder är bättre lämpade för att maximera de ekonomiska fördelarna med att producera bränsle, kraft, eller produkter eftersom de har tillgång till råmaterial som är lättillgängligt.

Avfallshanteringsanläggningar debiterar användarna en grindavgift för att kompensera för drifts- och kapitalkostnader. Om en anläggning kan producera tillräckligt med biogas för att minska sitt avgiftsberoende, det blir antingen mer lönsamt eller kan minska dessa avgifter för att bli mer konkurrenskraftiga.

Placeringen av en anläggning spelar en viktig roll för att bestämma dess lönsamhet, fann forskarna. Till exempel, stater längs öst- och västkusten har de högsta gate-avgifterna och är därför mer ekonomiskt fördelaktiga.