Ανάπτυξη μονάδων διαχείρισης απόβλητων από κατασκευές και κατεδαφίσεις

Abstract

Η αειφόρος ανάπτυξη της χώρας απαιτεί επενδύσεις που αξιοποιούν το περιβάλλον, όπως αυτές της διαχείρισης αποβλήτων, που επιλύουν περιβαλλοντικά προβλήματα και παράλληλα συνεισφέρουν στην οικονομία της Ελλάδας. Το Ευρωπαϊκό θεσμικό πλαίσιο καθορίζει συγκεκριμένους τύπους αποβλήτων που πρέπει να διαχειριστούν με προτεραιότητα, όπως τα Απόβλητα Κατασκευών και Κατεδαφίσεων (ΑΚΚ) που προέρχονται από τον οικοδομικό τομέα.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάζεται η έρευνα σχετικά με τη διαχείριση και αξιοποίηση των ΑΚΚ, με σκοπό την ανάπτυξη μονάδων διαχείρισης ΑΚΚ στην Ελλάδα.

Στο Κεφάλαιο 1 εξετάζεται η απαραίτητη προϋπόθεση για την ανάπτυξη των μονάδων διαχείρισης σε επίπεδο χώρας, που αποτελεί η αναγνώριση του προβλήματος των Αποβλήτων Εκσκαφών, Κατασκευών και Κατεδαφίσεων (ΑΕΚΚ) και κυρίως η εξέταση των διαθέσιμων στοιχείων και πληροφοριών σχετικά με τις παραγόμενες ποσότητες των ΑΕΚΚ. Συμπεραίνεται ότι η Ελλάδα, όπως και πολλές άλλες Ευρωπαϊκές χώρες, δεν τηρεί στατιστικά στοιχεία σχετικά με τις παραγόμενες ποσότητες ΑΕΚΚ. Επιπρόσθετα εξετάστηκαν τα υπολογιστικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται σε άλλες χώρες, τα οποία ωστόσο κρίνονται ως ανεπαρκή, διότι χρησιμοποιούν οικονομικές παραμέτρους (π.χ. ΑΕΠ, κατά κεφαλήν πληθυσμός) και όχι τεχνικές παραμέτρους (π.χ. όγκος, πυκνότητα αποβλήτων), οι οποίες μεταβάλλονται σε κάθε χώρα, αφού εφαρμόζονται διαφορετικά κατασκευαστικά πρότυπα (π.χ. οι οικοδομές στην Ελλάδα χρησιμοποιούν πολύ τσιμέντο, ενώ στη Σουηδία χρησιμοποιούν πολύ ξύλο). Κατά συνέπεια η έρευνα εστίασε στη δημιουργία μιας μεθόδου υπολογισμού των παραγόμενων ποσοτήτων ΑΕΚΚ βάσει τεχνικών παραμέτρων.

Στο Κεφάλαιο 2 αναλύεται το ρεύμα των ΑΕΚΚ, οι πηγές προέλευσης τους, η σύσταση τους, καθώς και οι παράγοντες που επηρεάζουν τη σύστασή τους. Εξετάζονται επίσης τα επικίνδυνα υλικά που περιέχονται εντός των ΑΕΚΚ και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις από τη μη ορθή διαχείριση τους. Δυστυχώς μεταξύ των χωρών υπάρχουν διαφορετικοί ορισμοί για το ρεύμα των ΑΕΚΚ και έτσι δεν είναι εφικτή η κατάληξη σε μια ενιαία αντιμετώπιση. Συνεπώς ήταν απαραίτητο να προσδιοριστεί και γίνει σαφές ποιο ακριβώς είναι το ρεύμα των ΑΕΚΚ προς εξέταση στην παρούσα διδακτορική διατριβή. Τελικά κατόπιν μελέτης καθορίστηκε και οριοθετήθηκε στα απόβλητα που παράγονται από οικοδομικές εργασίες, εξαιρώντας αυτά που προκύπτουν από έργα υποδομής (π.χ. οδοποιία, σήραγγες κλπ). Οι πληροφορίες αυτές συλλέχθηκαν με βιβλιογραφική ανασκόπηση τόσο της διεθνούς επιστημονικής έρευνας σε δημοσιεύσεις, επιστημονικά άρθρα και μελέτες όσο και από εκδόσεις – αναφορές των αρμόδιων Υπηρεσιών άλλων Κρατών – Μελών της Ε.Ε., ενώ παρέχονται εκτενείς παραπομπές καθ’ όλη τη διδακτορική διατριβή.

Στο Κεφάλαιο 3 παρουσιάζονται οι προσπάθειες που διενεργήθηκαν με σκοπό τη συλλογή στοιχείων για τις ποσότητες των παραγόμενων ΑΕΚΚ σε επίπεδο χώρας, τόσο από επίσημες Κρατικές υπηρεσίες (ΕΛΣΤΑΤ, ΥΠΕΧΩΔΕ) όσο και απευθείας από επιχειρήσεις του κατασκευαστικού τομέα. Ωστόσο βρέθηκε ότι δεν τηρούνται τέτοια στοιχεία, όπως για άλλα ρεύματα αποβλήτων (π.χ. μπαταρίες), ενώ οι προσπάθειες να συλλεχθούν τέτοια στοιχεία κατέστησαν άκαρπες. Κατά συνέπεια συλλέχθηκαν και αναλύθηκαν τα διαθέσιμα επίσημα στατιστικά στοιχεία του οικοδομικού τομέα (π.χ. αριθμός αδειών κατεδάφισης, επιφάνεια νέων οικοδομών), με σκοπό τη δημιουργία ενός μοντέλου υπολογισμού παραγόμενων ποσοτήτων ΑΕΚΚ, βάσει τεχνικών παραμέτρων και αξιοποιώντας τα διαθέσιμα στοιχεία.

Το Κεφάλαιο 4 αποτελεί το πειραματικό κομμάτι της παρούσας διατριβής, όπου αναπτύσσεται το υπολογιστικό εργαλείο / μοντέλο υπολογισμού των παραγόμενων ποσοτήτων ΑΕΚΚ. Δημιουργούνται κατάλληλες εξισώσεις για κάθε είδος αποβλήτου, ειδικότερα των αποβλήτων κατεδαφίσεων, εκσκαφών και κατασκευών. Επίσης προσδιορίζονται οι τεχνικοί συντελεστές (π.χ. πυκνότητα αποβλήτων κλπ), κατόπιν μετρήσεων στο πεδίο, σε 30 εργοτάξια οικοδομικών εργασιών και 1 ανενεργό λατομείο τελικής απόθεσης ΑΕΚΚ. Το Κεφάλαιο 5 αποτελεί την πιλοτική εφαρμογή της μεθόδου στην Ελλάδα. Υπολογίζονται βάσει του μοντέλου όλες οι παραγόμενες ποσότητες ΑΕΚΚ και ΑΚΚ ανά Περιφέρεια και Περιφερειακή Ενότητα της χώρας, για τα έτη 1997-2012. Έχοντας πλέον γνώση για τις παραγόμενες ετήσιες ποσότητες ΑΚΚ σε επίπεδο χώρας, είναι εφικτός ο σχεδιασμός και ανάπτυξη των μονάδων διαχείρισης που θα πρέπει να δημιουργηθούν, ώστε να προκύπτει ορθολογική διαχείριση των ΑΚΚ.

Στο Κεφάλαιο 6 αναλύονται οι βέλτιστες πρακτικές διαχείρισης 7 αναπτυγμένων Ευρωπαϊκών χωρών σε θέματα αξιοποίησης των ΑΚΚ, όπως προέκυψαν τόσο από ανασκόπηση της διεθνούς βιβλιογραφίας όσο και από επισκέψεις στη Δανία και Γερμανία, στο πλαίσιο ερευνητικού προγράμματος LIFE Environment που χρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή. Επίσης αναλύεται το σχετικό θεσμικό πλαίσιο στην Ελλάδα και η υφιστάμενη κατάσταση σε θέματα διαχείρισης των ΑΚΚ.

Στο Κεφάλαιο 7 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της διδακτορικής διατριβής, όπου μέσω της εφαρμογής του μοντέλου, καθορίζονται οι μονάδες διαχείρισης ΑΚΚ που πρέπει να κατασκευαστούν και λειτουργήσουν σε επίπεδο χώρας.

Τέλος στο Κεφάλαιο 8 παρουσιάζονται τα συμπεράσματα και οι προτάσεις της παρούσας διδακτορικής διατριβής, καθώς και οι μελλοντικές τάσεις στον τομέα της διαχείρισης των αποβλήτων. Τα κύρια συμπεράσματα είναι τα ακόλουθα: 1. Δεν υπάρχουν διαθέσιμα στατιστικά στοιχεία για τις παραγόμενες ποσότητες των ΑΕΚΚ σε Ευρωπαϊκό επίπεδο, ενώ οι ποσότητες που εκτιμούνται βάσει οικονομικών συντελεστών ενέχουν μεγάλη αναξιοπιστία. Συνεπώς είναι αδύνατη η ορθολογική διαχείριση και αξιοποίηση των ΑΕΚΚ (Κεφάλαια 1-3) 2. Είναι εφικτή η εκτίμηση των παραγόμενων ποσοτήτων ΑΕΚΚ στην Ελλάδα και ευρύτερα στην Ε.Ε. με τη χρήση του υπολογιστικού εργαλείου / μοντέλου που αναπτύχθηκε στο πλαίσιο της παρούσας διδακτορικής διατριβής, το οποίο λαμβάνει υπόψη τεχνικούς συντελεστές (Κεφάλαια 4-5) 3. Είναι εφικτή η ορθή διαχείριση και αξιοποίηση των ΑΕΚΚ σε επίπεδο χώρας, με την ανάπτυξη 85 μονάδων διαχείρισης ΑΕΚΚ (Κεφάλαια 6-7).

Σημειώνεται ότι η έρευνα της παρούσας διδακτορικής διατριβής έχει ενταχθεί σε εθνικά και Ευρωπαϊκά προγράμματα και μελέτες και έχει αξιοποιηθεί σε εθνικό και διεθνές επίπεδο, με σκοπό την ορθή διαχείριση και αξιοποίηση των ΑΚΚ. Ειδικότερα: • το μοντέλο που αναπτύχθηκε έχει επικυρωθεί από την ΕΛΣΤΑΤ και τη EUROSTAT, η οποία χρηματοδότησε και το πρόγραμμα ανάπτυξης του • το μοντέλο ήδη χρησιμοποιείται ευρέως από το 2005 στη σύνταξη όλων των Περιφερειακών Σχεδιασμών Διαχείρισης Στερεών Αποβλήτων της Ελλάδας με μεγάλη επιτυχία • το μοντέλο χρησιμοποιείται από ελληνικές επιχειρήσεις / συστήματα εναλλακτικής διαχείρισης ΑΕΚΚ που συντάσσουν το 5-ετές πλάνο δράσης τους, με σκοπό να υπολογίσουν τις ποσότητες ΑΚΚ που θα προκύψουν στο μέλλον • το μοντέλο έχει μεταφερθεί και εφαρμοστεί στην Κύπρο, με πρότερη κατάλληλη προσαρμογή των βασικών συντελεστών του, στο πλαίσιο του προγράμματος LIFE Environment TCY/CY/018, που χρηματοδοτήθηκε από τη Γενική Διεύθυνση Περιβάλλοντος, της Ευρωπαϊκής Επιτροπής.

Επιπρόσθετα το μοντέλο που αναπτύχθηκε στο πλαίσιο της παρούσας διδακτορικής διατριβής για την εκτίμηση των παραγόμενων ποσοτήτων ΑΚΚ έχει παρουσιαστεί σε εθνικά και διεθνή συνέδρια, ενώ τα αποτελέσματα του έχουν δημοσιευτεί σε διεθνή περιοδικά. Το Μάιο του 2013 παρουσιάστηκαν τα αποτελέσματα της παρούσας διδακτορικής διατριβής στο 9ο Πανελλήνιο Επιστημονικό Συνέδριο Χημικής Μηχανικής: «Η Συμβολή της Χημικής Μηχανικής στην Αειφόρο Ανάπτυξη». Η σχετική εργασία με τίτλο “Ανάπτυξη μονάδων διαχείρισης ΑΕΚΚ που συμβάλλουν στην αειφόρο ανάπτυξη της Ελλάδας”, έλαβε έπαινο από την Οργανωτική Επιτροπή του Συνεδρίου.

Sustainable development of Greece requires investments utilizing the environment, such as investments in waste management which combat environmental issues and in parallel contribute to the Greek economy. The European legislative framework defines specific waste streams, which have to be managed in priority, such as construction, demolition and excavation waste (CDEW) generated from the construction sector.

This PhD thesis presents the research concerning the management and utilization of CDEW, aiming at the development of CDEW management units in Greece.

In Chapter 1 the necessary step for the development of management units at country level is examined. Identification of the problem with CDEW is required, which focuses on the lack of available data and information concerning the generated quantities of CDEW. It is concluded that Greece, as well as other European countries, does not maintain records and data on the generated quantities of CDEW. Furthermore the existing calculation models used in other countries were examined and found ineffective, because they utilize financial parameters (e.g. GDP, per capita population) instead of technical parameters (e.g. volume and density of waste), which alters between different countries, since different construction standards are used (e.g. Greece uses a lot of cement, while Sweden uses a lot of wood). Thus the research focused on creating a method to estimate the generated quantities of CDEW according to technical parameters.

In Chapter 2 the CDEW stream, its generation sources, its composition as well as the factors affecting its composition are analyzed. The hazardous substances included in the CDEW stream are examined as well as the environmental impacts stemming from their improper management. Unfortunately there are different definitions related to CEDW stream, and thus it is impossible to conclude at a unified management practice. Thus it was required that the exact CEDW stream is defined accurately in order to be analyzed in this PhD thesis. It was defined as the waste generated from building activities, excluding infrastructure (e.g. road works, tunnels etc). These data were collected through literature review of the international research as is published in journals and studies as well as through reports of the relevant authorities of EU Member States. Extensive references and links are provided throughout the thesis.

In Chapter 3 all the efforts made in order to collect information and data on generated quantities of CDEW in Greece are documented, through official sources (e.g. Statistical Service, Ministry of Environment) as well as directly from private construction companies. However it was found that these data are not maintained, like they are kept for other waste streams (e.g. batteries, waste oils), while all efforts made to gather such data were fruitless. Thus information was collected on the official available data of the construction sector (e.g. number of building permits, surface of new buildings, etc), in order to create a calculation model of the generated quantities, based on technical parameters and utilizing existing data.

Chapter 4 is the experimental part of this thesis, where the calculation model and the relevant estimation method of generated quantities of CDEW are developed. Appropriate equations are created for each waste stream, namely demolition, excavation and construction. Furthermore the technical parameters are defined (e.g. density of waste) through on-site measurements, in 30 work sites and 1 old quarry, which was being restored with CDEW.

Chapter 5 is the pilot implementation of the calculation method in Greece. Based on the model, all the generated quantities of CDEW per prefecture and region are calculated. Having a full knowledge of the annual generated quantities of CDEW it is feasible to plan and develop the necessary management units which have to be created for the proper management of CDEW in Greece.

In Chapter 6 the best practices of 7 EU countries are analyzed, which are advanced in managing CDEW. These cases were found through literature review as well as site visits in Denmark and Germany, which were carried out in the framework of a research project LIFE Environment which was funded by the European Commission. Moreover the relevant legal framework related to CDEW management is analyzed.

In Chapter 7 the results of this thesis are presented, where through the use of the model, the management units for CDEW are defined. These units must be constructed and operate in Greece.

Lastly, in Chapter 8 the conclusions and proposals of this thesis are presented as well as the future trends in waste management are described. The main conclusions of this thesis are: 1. There are no available statistical data on the generated quantities of CDEW at European level, while the quantities which are estimated based on economic parameters have significant unreliability. Thus it is impossible to manage properly CDEW (Chapters 1-3). 2. It is feasible to estimate the generated quantities of CDEW in Greece and the EU by using a calculation model which was developed in the framework of this thesis. This model takes into account technical parameters (Chapters 4-5). 3. It is feasible to manage properly and utilize CDEW in Greece, by creating 85 management units (Chapters 6-7).

It has to be noted that the research of this PhD thesis has been included in national and European projects and studies as well as it has been utilized at a national and international level, in order to manage properly and utilize CDEW. In detail: • The model which was developed has been verified by the National Statistical Service as well as EUROSTAT, which funded the project to develop the model. • The model is already being successfully used since 2005 in the drafting of all the Prefectural Waste Management Plans in Greece • The model is used by Greek companies / waste management bodies in order to prepare their 5-year action plan, in order to estimate the CDEW future quantities • The model has been transferred to Cyprus, following a proper adaptation of its main parameters, in the framework of the LIFE Environment TCY/CY/018 Project, which was funded by the General Directorate of Environment, of the European Commission.

Moreover the model which was developed in the framework of this PhD thesis in order to calculate the generated quantities of CDEW has been presented in national and international conferences, which its results have been published in international journals. In May 2013 the results of this thesis were presented in the 9th National Scientific Conference of Chemical Engineering “Contribution of Chemical Engineering to Sustainable Development”. The relevant paper titled “Developing management units for demolition, excavation and construction waste which contribute to the sustainable development of Greece”, was honored by the Organizing Committee as among the best papers of the conference.