Analysis of the possibilities and risks of using unsorted wastepaper in the Czech Republic

Emmanuel Boateng

Master's thesis

Abstract:

This thesis presents a comprehensive analysis of the energy potential of unsorted waste paper and its environmental implications, while also recognizing the need for a balanced approach that addresses the challenges and opportunities associated with this waste management strategy. The study provided a thorough contextual analysis by reviewing relevant theoretical concepts, such as industrial ecology, life cycle assessment, and the circular economy. It also discussed the current waste management practices, policies, and waste-to-energy infrastructure in the Czech Republic. This thesis analyzed quantitative data, such as waste generation statistics and energy conversion efficiencies, using the dynamic modeling method. A life cycle assessment (LCA) was conducted to evaluate the environmental impacts of using unsorted waste paper for energy production in the Czech Republic. For the partial part of the LCA analysis, the dynamic modeling method was used. As a tool, a dynamic model was developed using a colored high-level Petri net. The model is a useful tool for public policy. The policy implication is that if the paper cannot be recycled (e.g. due to contamination or difficulty in separating components such as varnish), then it should consistently increase its energy recovery. This thesis acknowledges the potential environmental impacts associated with energy recovery from waste paper, such as air pollutant emissions (CO, NO2, CH4) and ash/residue management concerns. The thesis highlights that unsorted waste paper contains appreciable embedded energy that can be harnessed through various conversion processes. With an estimated 162,000 tons of unsorted waste paper generated annually in the Czech Republic, the potential energy output calculated from the study is substantial (1.37149E+12 kJ). In conclusion, in this thesis, it can be argued that the objective of investigating the energy potential of unsorted wastepaper components and assessing its possible environmental impact in the Czech Republic was largely met. The thesis provided a quantitative estimation of the energy potential, identified key environmental concerns, analyzed the contextual factors, and recognized the need for further research and optimization in this area.

Abstract:

Tato práce představuje komplexní analýzu energetického potenciálu netříděného sběrového papíru a jeho dopadů na životní prostředí a zároveň uznává potřebu vyváženého přístupu, který řeší výzvy a příležitosti spojené s touto strategií nakládání s odpady. Studie poskytla důkladnou kontextuální analýzu přezkoumáním relevantních teoretických konceptů, jako je průmyslová ekologie, hodnocení životního cyklu a oběhové hospodářství. Také se zabývalo současnými postupy nakládání s odpady, politikami a infrastrukturou pro výrobu energie z odpadů v České republice Tato práce analyzovala kvantitativní data, jako jsou statistiky generace odpadů a účinnosti přeměny energie, pomocí dynamického modelování Byla provedena hodnocení životního cyklu (LCA) k posouzení environmentálních dopadů použití nesetříděného papíru na výrobu energie v České republice. Pro dílčí část LCA analýzy byla použita metoda dynamického modelování. Jako nástroj byl vyvinut dynamický model s použitím barevné vysokoúrovňové Petriho sítě. Model je užitečným nástrojem pro veřejnou politiku. Z toho vyplývá, že pokud papír nelze recyklovat (např. kvůli kontaminaci nebo potížím s oddělováním složek, jako je lak), měl by důsledně zvyšovat jeho energetické zisk. Tato disertační práce uznává potenciální environmentální dopady spojené s energetickým zpracováním odpadního papíru, jako jsou emise znečišťujících látek do vzduchu (CO, NO2, CH4) a obavy ohledně správy popela/zbytků Práce zdůrazňuje, že nesetříděný odpadní papír obsahuje značné množství vložené energie, která může být využita různými konverzními procesy. S odhadovanými 162 000 tunami nesetříděného papírového odpadu vyprodukovaného každoročně v České republice je potenciální energetický výstup vypočítaný ze studie značný (1,37149E+12 kJ) Závěrem této práce lze tvrdit, že cíl zkoumat energetický potenciál složek nesetříděného papírového odpadu a posoudit jeho možný environmentální dopad v České republice byl z velké části splněn. Práce poskytla kvantitativní odhad energetického potenciálu, identifikovala klíčové environmentální obavy, analyzovala kontextové faktory a uznala potřebu dalšího výzkumu a optimalizace v této oblasti

Keywords

Odpadový papír, energetika, životní prostředí, cirkulární ekonomika, veřejná politika, odpadové hospodářství, modelování, Česká republika, udržitelnost, Petriho sítě, znečištění

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2024

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Robert Baťa, Ph.D.

University of Pardubice

Faculty of Economics and Administration

Master programme / field:
Regional Development and Governance / Regional Development and Governance