Ολιστική προσέγγιση παραγωγής και διαχείρισης ΑΗΗΕ στην EU-28 και στην Ελλάδα. Διαχρονική εξέλιξη, προβλέψεις κι αξιολόγηση παραγόντων που επηρεάζουν τη βιώσιμη ανακύκλωση στο πλαίσιο της κυκλικής οικονομίας

Σπυρέλλης, Γεώργιος

A holistic approach to WEEE production and management in the EU-28 and Greece. Evolution over time, forecasts and assessment of factors affecting sustainable recycling within circular economy

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Σπυρέλλης, Γεώργιος

Date

2024-02

Advisor

Σινιόρος, Παναγιώτης

Τελικό κείμενο υποβολής διπλωματικής μεταπτυχιακής διατριβής (5.568Mb)

Keywords

Απόβλητα ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού ; ΑΗΗΕ ; Βιώσιμη ανακύκλωση ; Κυκλική οικονομία ; Περιβαλλοντικοί δείκτες ; Ολιστική προσέγγιση ; Περιφέρεια Βορείου Αιγαίου ; Environmental indicators ; Sustainable recycling

Abstract

Διαχρονικά την περίοδο 1980-2005 η ποσότητα EEE POM σημείωσε ραγδαία αύξηση της τάξης του 240%. Την ίδια χρονική περίοδο η ποσότητα Weee Generated αυξήθηκε μεσοσταθμικά 1% κάθε έτος, ενώ ως βραχυπρόσθεσμη εκτίμηση μέχρι το 2030 αποτελεί η διατήρηση της αυξητικής τάσης με ποσοστό περίπου 2,7%. Σημαντική πρόοδο έχει σημειωθεί στη συλλογή ΑΗΗΕ Weee Collected, η οποία διαχρονικά την περίοδο 2009-2020 αυξήθηκε σε ποσοστό 47,5%. Ο ελάχιστος ευρωπαϊκός στόχος ρυθμού συλλογής ήταν επιτεύξιμος μέχρι το 2018 από την πλειοψηφία των κρατών μελών της EU-28, ωστόσο μετά το 2019 και τη θέσπιση ενός ιδιαίτερα φιλόδοξου ελάχιστου ρυθμού συλλογής (85% της ποσότητας Weee Generated), μόνο τρεις ευρωπαϊκές χώρες τον έχουν επιτύχει, η Κροατία, η Βουλγαρία κι η Πολωνία. Η υιοθέτηση καινοτόμων πρακτικών και τεχνολογιών ανακύκλωσης βελτίωσε διαχρονικά την περίοδο 2009-2020 την ποσότητα Weee Recycled, καταγράφοντας αυξητική μεταβολή της τάξης του 46%. Ο ρυθμός ανακύκλωσης πανευρωπαϊκά κυμάνθηκε στο εύρος μεταξύ 78% - 83% κι ο ρυθμός ανάκτησης μεταξύ 86% - 90%, οριοθετώντας τη δυναμική της ενεργειακής αξιοποίησης των υπολειμμάτων από την επεξεργασία ΑΗΗΕ σε ποσοστό 8,3%. Η γεωγραφική εξέταση των περιβαλλοντικών δεικτών στις χώρες της EU-28 ανέδειξαν τοπικές τάσεις, οι οποίες σχετίζονται με κοινωνικό-οικονομικούς παράγοντες. Οι κάτοικοι της Δυτικής και Βόρειας Ευρώπης διαθέτουν εισόδημα για αγορά ΗΗΕ σχεδόν 60% μεγαλύτερο από το μέσο ευρωπαϊκό, καταγράφοντας τη δεκαετία 2011-2020 αύξηση στην ατομική κατανάλωση (ποσότητα EEE-POM) σε ποσοστό περίπου 44%. Στη Δυτική Ευρώπη η ποσότητα Weee Generated είναι σχεδόν διπλάσια σε σύγκριση με την αντίστοιχη της Βόρειας Ευρώπης. Διαχρονικά οι τρεις χώρες με τη μεγαλύτερη παραγωγή ΑΗΗΕ ανά κάτοικο είναι η Νορβηγία (29,36 kg/inh), η Ελβετία (26,46 kg/inh) και η Ισλανδία (25,31 kg/inh) Διαχρονικά την περίοδο 2013-2020, η ποσότητα Weee Collected αυξήθηκε σε ποσοστό 58% στις χώρες της Δυτικής Ευρώπης και 35% στις χώρες της Βόρειας και Νότιας Ευρώπης, ενώ αλματώδη πρόοδο έχει καταγραφεί στη συλλογή ΑΗΗΕ στις χώρες της Ανατολικής Ευρώπης, όπου η διαχρονική μεταβολή αγγίζει το ποσοστό του 180%. Έτσι στη Βόρεια Ευρώπη συλλέγεται μεσοσταθμικά 13 kg/inh, στην Δυτική Ευρώπη 10 kg/inh (ποσοστό μικρότερο κατά 30%), ενώ ο μηχανισμός συλλογής ΑΗΗΕ στη Νότια κι Ανατολική Ευρώπη καταγράφει επίδοση 5,3 kg/inh. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι την πενταετία 2016-2020, ο ρυθμός συλλογής ΑΗΗΕ στις χώρες της EU-28 παρουσίασε το φαινόμενο του κορεσμού, το οποίο οφείλεται κυρίως στις επιδόσεις των χωρών της Δυτικής και Βόρειας Ευρώπης, στις οποίες η πρόοδος στη συλλογή δεν επαρκούσε σε σχέση με την αύξηση της παραγωγής ΑΗΗΕ, έτσι ώστε να βελτιώνεται ο ρυθμός συλλογής. Οι χώρες της Βόρειας Ευρώπης εμφανίζουν διαχρονικά την καλύτερη επίδοση ποσότητας Weee Recycled & Prepared for Reuse, η οποία ανέρχεται σε 11 kg/inh, υψηλότερη κατά 37,50% από την αντίστοιχη των χωρών της Δυτικής Ευρώπης (8 kg/inh). Για την υπόλοιπη Ευρώπη το μέγεθος αυτό ανέρχεται στα 4,5kg/inh, δημιουργώντας τη δυναμική για βελτίωση μεγάλης κλίμακας. Η ενεργειακή αξιοποίηση Weee Recovered υλοποιείται κατά κύριο λόγο στη Δυτική και Βόρεια Ευρώπη με ποσότητα 1 kg/inh, ενώ στην υπόλοιπη Ευρώπη είναι πέντε φορές μικρότερη. Στην Ελλάδα τη χρονική περίοδο 2009-2020 παρά τις διακυμάνσεις καταγράφεται μέση ετήσια αύξηση της ποσότητας EEE POM της τάξης με ποσοστό 6,6%. Η ποσότητα Weee Generated παραμένει διαχρονικά σταθερή με μέση ετήσια ποσότητα μεγαλύτερη κατά 18% από την ποσότητα EEE POM. Η μέση ετήσια ποσότητα Weee Collected παρουσιάζει διαχρονικά αύξηση της τάξης του 8,3%, ανάγοντας πανελλαδικά τη συλλογή σε 4,75 kg/inh, ποσοστό χαμηλότερο κατά 80% από τον αντίστοιχο μέσο ευρωπαϊκό όρο. Μέχρι το 2018 η Ελλάδα εμφάνισε δυσκολία στην επίτευξη του ελάχιστου ευρωπαϊκού στόχου ρυθμού συλλογής ΑΗΗΕ, ο οποίος παραμένει μικρότερος κατά 25% από το μέσο ευρωπαϊκό (65% EEE POM 3 preceding years) και φτάνει σε ποσοστό του 50% από τον αντίστοιχο ευρωπαϊκό με τη δεύτερη μέθοδο υπολογισμού (85% Weee Generated). Ο ρυθμός ανακύκλωσης κυμαίνεται διαχρονικά στο ποσοστό του 86% κι ο βαθμός ανάκτησης στα ίδια όρια με τον αντίστοιχο ευρωπαϊκό μέσο όρο 89%. Η βραχυπρόθεσμη εκτίμηση για παραγωγή ΑΗΗΕ μέχρι το 2030 εκτιμά μέση ετήσια μεταβολή 0,5% - 1% και η ποσότητα Weee Generated μεταξύ175 – 180 kt. Στη διατριβή εντοπίστηκαν παράγοντες που επηρεάζουν τη διαδικασία συλλογής ΑΗΗΕ στις χώρες της EU-28. Σημαντική ποσότητα ΑΗΗΕ εντοπίζεται μέσα σε μεταλλικά απόβλητα (metal scrap) με μέσο ευρωπαϊκό όρο 2,1±1,3 kg/inh κι ετήσια οικονομική απώλεια που αγγίζει τα € 200 εκατομμύρια. Ποσότητα ΑΗΗΕ εντοπίζεται και στο ρεύμα μικτών αστικών αποβλήτων (Mixed Municipal Waste) με μέσο ευρωπαϊκό όρο 1,4±0,5 kg/inh κι ετήσια οικονομική απώλεια που ξεπερνά τα € 300 εκατομμύρια. Ποσότητα ΗΗΕ εξάγεται σε χώρες της Αφρικής για επαναχρησιμοποίηση με ευρωπαϊκό μέσο όρο 0,5 kg/inh, ποσότητα μάλλον υποεκτιμημένη, εξαιτίας έλλειψης διαθέσιμων δεδομένων κυρίως από τις χώρες της Νότιας κι Ανατολικής Ευρώπης. Οι παράνομες εξαγωγές ΑΗΗΕ αποτελεί ποσότητα 0,5 - 1,4 kg/inh (εκτίμηση 2012), επιφέροντας οικονομική απώλεια της τάξης € 300 - € 600 εκατομμυρίων. Μελέτη του προγράμματος SCYCLE το 2020 εκτίμησε ότι οι αναφερθείσες μεσοσταθμικές ποσότητες αυξήθηκαν περισσότερο. Ενδεικτικά την τετραετία 2017-2020, η ποσότητα ΑΗΗΕ μέσα στο metal scrap αυξήθηκε κατά 29%, η ποσότητα ΗΗΕ προς επαναχρησιμοποίηση αυξήθηκε κατά 134%, η παράνομη εξαγωγή ΑΗΗΕ αυξήθηκε κατ’ εκτίμηση 5,6% και τέλος η ποσότητα ΑΗΗΕ μέσα στα μικτά αστικά απόβλητα μειώθηκε κατά 6,55%. Για την ίδια χρονική περίοδο η ποσότητα ΑΗΗΕ που παρέμεινε αδιευκρίνιστος ο προορισμός τους και δεν καταχωρήθηκε, κυμάνθηκε σε ποσοστό μεταξύ 19,80% - 30,70% της συνολικής ποσότητας Weee Generated κάθε έτους. Για την εκτίμηση του αποτελέσματος που επιφέρει η απολεσθείσα ποσότητα ΑΗΗΕ, πραγματοποιήθηκε υπόθεση εργασίας (case study) για συλλογή 50% της συγκεκριμένης ποσότητας πανευρωπαϊκά, η οποία οδήγησε στο συμπέρασμα ότι ο ρυθμός συλλογής την τετραετία 2017-2020 θα αυξάνονταν μεσοσταθμικά κατά 12% κι ο ρυθμός συλλογής θα σημείωνε απόκλιση 14,90% από τον ελάχιστο ευρωπαϊκό. Διατυπώθηκε η συνάρτηση βιωσιμότητας μιας επιχείρησης ανακύκλωσης. Για τη ρεαλιστική εξέταση της συνάρτησης αυτής χρησιμοποιήθηκαν τα στοιχεία συλλογής ΑΗΗΕ, ποσότητας Weee Treated, ρυθμού ανακύκλωσης, διαχρονικές ετήσιες επιδοτήσεις από το ΣΣΕΔ (Ανακύκλωση Συσκευών ΑΕ) μίας επιχείρησης ανακύκλωσης ΑΗΗΕ που δραστηριοποιείται στην Περιφέρεια Βορείου Αιγαίου και συγκεκριμένα στο νησί της Λέσβου. Η πρώτη σχέση των εισροών (πωλήσεων) εκφράστηκε σε συνάρτηση με την ποσότητα Weee Collected και τις ποσοστώσεις των τεσσάρων βασικών μετάλλων (Fe, Al, INOX, Cu), που προκύπτουν από την επεξεργασία των ΑΗΗΕ, αναδεικνύοντας την ποσότητα συλλογής ΑΗΗΕ ως κυρίαρχο παράγοντα εξασφάλισης βιωσιμότητας. Διαχρονικά την περίοδο 2010-2022 η επιχείρηση έχει πετύχει η δική της («ίδια») συλλογή ΑΗΗΕ να αποτελεί ποσοστό 62% της συνολικής ποσότητας ΑΗΗΕ που έχει συλλέξει. Στη δεύτερη σχέση των εισροών που αποτελεί το σύνολο της κρατικής επιδότησης, εξετάστηκαν τα πραγματικά ποσά σε συνάρτηση με την ποσότητα Weee Collected την περίοδο 2010-2022. Το ΣΣΕΔ επιδότησε λίγο περισσότερο από το 1/3 του μεταφορικού έργου της εταιρίας για συλλογή ΑΗΗΕ. Διαχρονική αύξηση 2% σημειώθηκε στην επιδότηση για συλλογή ΑΗΗΕ, ενώ για τη διαχείριση ΑΗΗΕ η επιδότηση μειώθηκε διαχρονικά κατά 4%. Λαμβάνοντας υπόψη ότι οι δύο συγκεκριμένες επιδοτήσεις αποτελούν το 74,4% της μέσης ετήσιας επιδότησης του ΣΣΕΔ προς την εταιρία, η καταγραφείσα στασιμότητα κι ύφεση αποτελούν πολύ σοβαρή επιρροή στη βιωσιμότητά της. Διαχρονική ύφεση παρουσιάζει η επιδότηση για ταξινόμηση ΑΗΗΕ με ποσοστό 4% και για χρήση πάγιου εξοπλισμού συλλογής ΑΗΗΕ με ποσοστό 11,2%. Με τη χρήση της μεθόδου Ανάλυσης Ευαισθησίας αξιολογήθηκε κι αποτυπώθηκε συγκεντρωτικά η σφοδρότητα της επιρροής όλων των παραγόντων που επιδρούν συγκεκριμένα στη βιωσιμότητα μιας επιχείρησης ανακύκλωσης στη νησιωτική Ελλάδα, αποσκοπώντας στο ενδεχόμενο ότι θα μπορούσαν να αποτελέσουν πηγή πληροφόρησης για βελτίωση όλων εκείνων των παραγόντων για τους οποίους η επιχείρηση δεν μπορεί να ασκήσει οποιαδήποτε επιχειρηματική πρωτοβουλία.

Abstract

The long-term increase in waste electrical and electronic equipment (WEEE) has created a major environmental problem, the intensity of which started in the 1990s, intensified in the early 2000s and continues unabated. In this dissertation, data that are submitted by the EU-28 Member States to Eurostat were used to show the evolution of environmental indicators over time between 2009-2020 and draw statistical conclusions. Three scenarios were considered (pessimistic of linear growth, current of reactive approach and optimistic of proactive approach, for short term (up to 2030) and medium term (up to 2050), forecasting the evolution of WEEE production both in EU-28 countries and Greece. Factors influencing the collection of WEEE and thus the improvement of environmental indicators, such as WEEE found in metal waste, in mixed municipal waste, WEEE exported from Europe for reuse and the amount of WEEE exported illegally to third world countries, were examined, influencing the improvement of environmental indicators and especially the collection rate set by the European Union. Considering that the bidirectional relationship between recycling implementation and sustainable recycling business brings about an improvement in environmental indicators, factors affecting the inputs (revenues) and outputs (costs) of a recycling business were identified in the dissertation. Using a standard input-output model, the sustainability function of the recycling enterprise was formulated in a mathematical model. The sustainability function was realistically tested with real environmental performance data of a recycling firm (Aegean Recycling SA) in an island environment. Using the Sensitivity Analysis Method and a calibrated scale, the severity of the effect of each factor on the firm's viability was assessed. Over the period 1980-2005, EEE POM quantity increased rapidly by 240%, while Weee Generated amount increased by 1% average each year. The short term estimate for Weee generation until 2030 is considered with the same increasing trend at a rate of about 2,7 %. Significant progress has been made in the amount of Weee Collected, which over time is increased at a rate of 47,5 %. The minimum collection rate target set by European Commission, was achievable until 2018 by the majority of EU-28 Member States, however after 2019 and the introduction of a minimum collection rate of 85% of Weee Generated, only Croatia, Bulgaria and Poland have achieved it. The adoption of innovative recycling practices and technologies helped the improvement of the amount of Weee Recycled over time (2009-2020), recording an incremental change of 46%. The pan-European recycling rate ranged between 78% - 83% and the recovery rate between 86% - 90%, defining the potential for energy recovery of residues from WEEE processing at 8,3 %. Using geographical classification, environmental indicators were mapped, highlighting local trends in both total and per capita quantities, correlating environmental indicators with socio-economic factors. Over time, the three countries with the highest WEEE production per capita are Norway (29,36 kg/inh), Switzerland (26,46 kg/inh) and Iceland (25,31 kg/inh). Between 2013-2020, the amount of WEEE Collected has increased by 58% in Western Europe and 35% in North and South Europe, while rapid progress has been recorded in WEEE collection in East Europe where the change over time reaches 180%. Thus, North Europe collects an average of 13 kg/inh, Western Europe 10 kg/inh (30% less), while the WEEE collection mechanism in South and East Europe shows a collection rate of 5,3 kg/inh. It is noteworthy that between 2016-2020, the WEEE collection rate in the EU-28 countries experienced a saturation effect, which is mainly due to the performance of Western and Northern European countries, where progress in collection was not sufficient in relation to the increase in WEEE production, so that the collection rate improved. Northern European countries have over time shown the best performance in terms of the amount of Weee Recycled & Preparation for Reuse, which is 11 kg/inh, 37.50% higher than that of Western European countries (8 kg/inh). For the rest of Europe this figure is 4.5 kg/inh, creating the potential for large-scale improvement. Weee Recovered energy recovery is mainly implemented in Western and Northern Europe with a quantity of 1 kg/inh, while in the rest of Europe it is five times less. In Greece between 2009-2020, despite the fluctuations, an average annual growth rate of 6,6 % is recorded for EEE POM quantity. The quantity of Weee Generated remains stable over time with an average annual percentage of 18% higher than EEE POM quantity. The average annual quantity of Weee Collected shows an increase of 8,3 % over time, reducing the nationwide collection to 4,75 kg/inh (80% lower than the corresponding European average). Until 2018, Greece has shown difficulties in reaching the minimum European Weee collection rate target, which remains 25% lower than the European average (65% EEE POM 3 preceding years method) and reaches 50% of the corresponding European one with the second calculation method (85% Weee Generated). The recycling rate has remained at 86% over time and the recovery rate is within the same range as the European average of 89%. The short term estimate for Weee production until 2030 estimates an average annual change of 0.5% - 1% and the amount of Weee Generated between 175 - 180 kt. The dissertation identified factors influencing the Weee collection process in the EU-28 countries. A significant amount of Weee is found in metal scrap with a European average of 2.1±1.3 kg/inh and an annual economic loss of up to € 200 million. Weee is also found in the mixed municipal waste stream with a European average of 1.4±0.5 kg/inh and an annual economic loss of more than € 300 million. A quantity of Weee is exported to African countries for reuse with a European average of 0.5 kg/inh, a quantity that is probably underestimated, considering the lack of available data, especially from Southern and Eastern European countries. Illegal exports of Weee amount to 0.5 - 1.4 kg/inh (2012 estimate), resulting in an economic loss of € 300 - € 600 million. Quantitative estimates between 2017-2020 were made, showing that the amount of Weee in metal scrap increased by 29%, the amount of Weee for reuse increased by 134%, the illegal export of Weee increased by an estimated 5,6 % and finally the amount of Weee in mixed municipal waste decreased by 6,55 %. The amount of Weee whose destination remained unidentified and not registered varied between 19,80 % - 30,70 % of the total amount of Weee generated each year. In order to estimate the effect of the lost Weee quantity, a case study was carried out assuming collection of 50% of this missing quantity across Europe, which led to the conclusion that the collection rate between 2017-2020 would increase by 12% on average and the collection rate would deviate only by 14,90% from the European minimum (65% EEE POM method). The sustainability function of a recycling business was formulated. For the realistic examination of this function, quantitative data of Weee Collected, Weee Treated, recycling rate, annual subsidies over time from the Collective Alternative Management System (Appliances Recycling SA) to a recycling company operating in the North Aegean Region on the island of Lesvos, were used. The first relationship of inputs (sales) was expressed as a function of the quantity of Weee collected and the quotas of the four basic metals (Fe, Al, INOX, Cu), resulting from the processing of Weee, showcasing the quantity of Weee Collected as a dominant factor that ensures sustainability. In the second input relationship, which is the total government subsidy, the actual amounts were examined as a function of the amount of Weee Collected between 2010-2022. The Collective Alternative Management System subsidized a little more than 1/3 of the company's transportation workload for Weee collection. There was a 2% increase over time in the subsidy for Weee collection, while the subsidy for Weee management decreased over time by 4%. Considering that these two subsidies account for 74,4 % of the average annual subsidy of the Waste Management System to the company, the stagnation and recession recorded represents a very serious impact on the company's sustainability. The subsidy for Weee classification is in a long-term decline with a rate of 4% and the subsidy for the use of fixed Weee collection equipment with a rate of 11,2%. Using the Sensitivity Analysis method, the severity of the influence of all the factors that specifically affect the sustainability of a recycling enterprise in island Greece was evaluated and aggregated, aiming at the possibility that they could be a source of information for improving all those factors for which the enterprise cannot exercise any business initiative.