Nowy Przegląd Mleczarski

prof. dr hab. inż. Janusz Wojdalski
SGGW

Wybrane zagadnienia w kontekście zrównoważonego rozwoju i gospodarki obiegu zamkniętego

Celem niniejszego opracowania jest próba uporządkowania wiedzy i syntezy najnowszych doniesień z zakresu objętego tytułem pracy.

Zrównoważony rozwój określa się, jako rozwój społeczno-gospodarczy, w którym występuje integracja działań gospodarczych i społecznych z zachowaniem praw człowieka, równowagi przyrodniczej oraz trwałości podstawowych procesów przyrodniczych i środowiskowych, mający na celu zapewnienie realizacji potrzeb obecnej generacji bez naruszania możliwości zaspakajania potrzeb następnych pokoleń (w nawiązaniu do prac [9,15,26,27]). Rozwój zrównoważony jest też traktowany jako proces który uwzględnia cztery zasadnicze aspekty: ekonomiczny, ekologiczny, społeczny i zagospodarowanie przestrzenne (rys. 1). Przedstawiony schemat stanowi graficzną interpretację zrównoważonego rozwoju na podstawie doświadczeń autorów. Uwzględnia, bowiem czynniki i uwarunkowania specyficzne dla gospodarki żywnościowej. Swoim zasięgiem obejmuje również ekoefektywność inwestycji.

 

 

Rysunek 1. Wielowymiarowe aspekty rozwoju zrównoważonego

 

W odniesieniu do sektora rolno-spożywczego, zrównoważony rozwój wymusza, zatem dążenie do pozyskiwania surowców pochodzenia roślinnego i zwierzęcego, ich przetwarzania oraz dystrybucji gotowych produktów spożywczych, nie tylko z nadrzędnym celem zapewnienia odpowiedniej jakości i bezpieczeństwa zdrowotnego żywności, ale również systematycznej identyfikacji i monitorowania kluczowych aspektów środowiskowych w całym łańcuchu żywnościowym.

Nieodłącznym elementem działalności produkcyjnej jest powstawanie odpadów, pozostałości poprodukcyjnych i produktów ubocznych, wymagających właściwego zagospodarowania. Biorąc pod uwagę wymóg przeprowadzenia zmian w funkcjonowaniu gospodarki, wynikającej z potrzeby zmniejszania się zasobów naturalnych oraz opisanego wyżej problemu zaproponowano koncepcję „Gospodarki o obiegu zamkniętym” (GOZ) (GOZ; ang. Circular Economy ). Koncepcja ta charakteryzuje się kontrolą wszystkich poszczególnych okresów życia produktu, w celu pozostawienia surowców i materiałów przez jak najdłuższy czas w gospodarce, przy jednoczesnym zredukowaniu masy wytwarzanych odpadów. Jest dążeniem do zmniejszania szkodliwego oddziaływania produktów na naturalne środowisko. Odpady są traktowane, jako materiał wtórny (na podstawie [28]). Poniżej na rys. 2 przedstawiono koncepcję GOZ.

 

Rysunek 2. Modelowe ujęcie koncepcji GOZ (na podstawie [29])

 

Analizując szersze znaczenie GOZ na przykładzie mleczarstwa, przedstawiono możliwości dążenia do ochrony funkcjonowania ekosystemu. Wymaga to określenia granic poszczególnych poziomów systemowych ze względu na ułatwienie przeprowadzenia przejścia z gospodarki liniowej na cyrkulacyjną (rys. 3).

 

Rysunek 3. Wyznaczenie wielopoziomowych granic sytemu GOZ dla hodowli była i przetwórstwa mleczarskiego (na podstawie [1,19])

 

Poszczególne poziomy obejmują (stanowią także granice analizy zagadnienia/procesu): Level (poziom) 1 – oczyszczanie beztlenowe ścieków mleczarskich, Level 2 – zakład produkcyjny wraz z elementami pakowania i transportu powstałych produktów , Level 3 – początkowy łańcuch dostaw zaczynając od pasz i mleka surowego, przechodząc przez poprzednie poziomy, aż do dystrybucji produktów gotowych do konsumentów (na podstawie [20]). Poniżej na rysunku 4 rozszerzono poziom 1 z uwzględnieniem modelu cyrkulacji materiałów i energii.

 

Rysunek 4. Efekty fermentacji beztlenowej ścieków mleczarskich (na podstawie wyników przedstawionych przez autorów [19])

 

Fermentacja beztlenowa ścieków w przemyśle mleczarskim stała się kluczowym elementem gospodarki cyrkulacyjnej. Ponadto oczyszczanie ścieków mleczarskich minimalizuje ilość odpadów produkcyjnych. Stosując dodatkowo serwatkę, która pełni rolę katalizatora zwrócono szczególną uwagę na wzrost wydajności biogazu (na podstawie [10]). W zakładach mleczarskich biogaz stanowi centralny element produkcji energii, zaś ulepszenie go do postaci biometanu (paliwo), powoduje, że jest wykorzystywany do napędzania pojazdów (na podstawie [1]). Biometan charakteryzuje się mniejszym śladem węglowym w porównaniu do gazu ziemnego. W ostatnich latach także źródła energii odnawialnej cieszą się coraz większym zainteresowaniem, głównie moduły fotowoltaiczne, które również przyczyniają się w znaczącym stopniu do zapobiegania zmianom zachodzącym w klimacie (nawiązanie do publikacji [7]). Przedstawione zabiegi są stawiane w centrum rozwoju GOZ w otoczeniu rolniczym mleczarstwa.

Istotnym postępowaniem w rozwoju GOZ jest określenie wskaźników dla przedsiębiorstw, które na czele swoich działań stawiają poprawę jakości ekosystemu. Stanowią one predyspozycje do wskazania wykorzystania przez poszczególne firmy GOZ, w celu zabezpieczenia procesów produkcyjnych przed deficytem zasobów, a także ochrony wydajności produkcyjnej opartej na systemach naturalnych (na podstawie [9]). Ważnym elementem jest, aby wykraczały poza fizyczne granice zakładu. Przeprowadzone badania wykazują, że przetwórstwa obecnie w większości przypadków koncentrują się na wykazaniu wskaźników z obszaru zakładu m.in. wkładu zasobów naturalnych oraz otrzymanych rezultatów z odzysku odpadów z uwzględnieniem koncepcji cyklu życia, dlatego należy dążyć do poszerzania zakresu wskaźników w celu doskonalenia praktyki GOZ (w pracy [13] omówiono równoważone zarządzanie zasobami naturalnymi bazując na gospodarce cyrkulacyjnej). Na rysunku 5 przedstawiono uogólnione czynniki wpływające na zrównoważony rozwój produkcji mleczarskiej wykraczające poza zakład mleczarski. Przedstawiony schemat powstał także na podstawie dotychczasowych prac autorów.

 

Rysunek 5. Uwarunkowania produkcji mleczarskiej w kontekście zrównoważonego rozwoju z uwzględnieniem ekoefektywności

 

Ekoefektywność (EkoE) oznacza produkcję i dostarczanie usług w konkurencyjnych cenach, dostosowanych do potrzeb człowieka i podnoszących jego jakość życia z uwzględnieniem ograniczenia wpływu na środowisko i zużycia materiałów i zasobów w całym cyklu życia. Analiza ekoefektywności umożliwia zarówno ocenę przedsięwzięć prowadzących do ograniczenia zużycia zasobów oraz wpływu na środowisko, jak również wzrostu wartości dodanej produktu oraz wzrostu efektywności ekonomicznej zakładu produkcyjnego (powiązanej z ograniczaniem wpływu na środowisko) (nawiązanie do prac [3,4]; zagadnieniom ekoefektywności poświęcono obszerną pracę [11]). Celem analizy ekoefektywności jest porównanie różnych stosowanych rozwiązań uwzględniających czynniki ekonomiczne (Ekon) i środowiskowe (Ekol). Wskaźniki ekoefektywności mogą być wyznacznikami innowacyjności i służyć do oceny wpływu lub porównywana stosowanych technologii na środowisko uwzględniając przy tym efektywność produkcji (EP) i efektywność energetyczną (EE). Ekoefektywność może być, więc wyrażona zależnością funkcyjną:

EkoE = f (Ekon, Ekol, EP, EE)

w którym: Ekon – czynniki i wskaźniki ekonomiczne, Ekol – czynniki i wskaźniki środowiskowe, EP – uwarunkowania efektywności produkcji, EE – uwarunkowania efektywności energetycznej (przykłady zawarto w pracy [22]).

 

Rysunek 6. Uwarunkowania ekoefektywności przetwórstwa rolno-spożywczego

 

Na rysunku 6 przedstawiono czynniki mające wpływ na kształtowanie się ekoefektywności inwestycji proekologicznych i bieżącą działalność produkcyjną.

Analiza ekoefektywności dotychczas obejmowała różne gałęzie przemysłu. Niewiele prac dotyczyło przemysłu rolno-spożywczego (spośród branż przemysłu rolno-spożywczego prace dotyczyły branży mleczarskiej oraz produkcji napojów: [8,13,14,17,18,23]). Do obszarów zastosowań analiz ekoefektywności można zaliczyć: ekoprojektowanie, ekoinżynierię, cykl życia produktu, czystszą produkcję (CP) oraz wybrane aspekty zarządzania (Lean Manufacturing, Agile Management) i logistyki. Na rysunku 4 przedstawiono związki przyczynowo– skutkowe związane z wdrażaniem czystszej produkcji oraz czynniki mające wpływ na zmniejszenie oddziaływania na środowisko obiektu produkcyjnego (obszerne rozważania zawarto w pracy [16]) i na wzrost ekoefektywności.