Valorisation of Emerging Processes and Technologies for Industrial Symbiosis Implementation at Large Scale

Abstract

A Simbiose Industrial, um dos ramos da Economia Circular, foca-se na crescente colaboração entre empresas, envolvendo a troca física de materiais, energia e água com o objetivo de promover benefícios a ambas as entidades, redirecionando os desperdícios para substitudos de matéria prima. Na Europa, inúmeros projetos surgiram para apoiar a implementação da simbiose industrial, com base no desenvolmiento de metodologias, ferramentas de apoio, base de dados e algoritmos. O projeto SCALER financiado pelo programa Europeu Horizonte 2020, procura facilitar a implementação de simbiose industrial por toda a Europa promovendo soluções simbióticas entre diferentes setores industriais que acrescentam vantagens económicas, sociais e ambientais. No âmbito do projeto SCALER foi desenvolvido um novo framework que apoia na decisão da seleção de tecnologias e desbloqueia as limitações técnicas associadas à implementação da simbiose industrial. O objetivo desta framework é identificar e descrever detalhadamente o procedimento do tratamento associado a cada residuo, ao qual corresponde uma sinergia previamente identificada, como também, uma caracterização técnica, económica, e ambiental da sinergia, que irá permitir uma avaliação final, positiva ou negativa, à viabilidade técnica da potêncial simbiose.Neste contexto, o objetivo do presente trabalho é testar e validar o framework referido anteriormente numa diversa amostra de potências trocas simbióticas entre os principais sectores industriais Europeus. Para tal, foram consideradas quatro variáveis que são: os sectores industriais associados a cada sinergia; o estado físico do resíduo para posterior valorização, que pode assumir três formas gasoso, líquido ou sólido; o tipo de sinergia, que pode ser direta ou indireta; e a fonte de informação de identificação da sinergia, que pode corresponder a uma sinergia inovadora ou uma sinergia já implementada na industria. Deste modo, 28 sinergias foram selecionadas da base de dados do SCALER, para uma caracterização técnica e uma análise da sua viabilidade. Considerando os resultados finais, foi possível caracterizar os precedimentos e avaliar a viabilidade técnica das sinergias escolhidas. Da amostra selecionada, 14% das sinergias foi avaliada como não viável, criando novas oportunidades de investigação na implementação de sinergias. Relativamente aos restantes 86% que foram avaliados positavemente quanto à viabilidade técnica, é sugerida uma avaliação socio-económica e ambiental para uma consideração final na implementação da sinergia a grande escala entre os principais setores na Europa.

Industrial Symbiosis, a sub-field of Industrial Ecology, focuses on the improvement of the connection between enterprises, involving a physical exchange of materials, energy, and water to promote mutual benefits, reusing the waste as a substitute for new resources. In the European context, several projects have emerged to support the implementation of large scale industrial symbiosis, resulting in the development of dedicated tools, methodologies, frameworks, databases and software. SCALER project carried out under the H2020 framework seeks to facilitate large scale industrial symbiosis implementation all around Europe, providing symbiotic solutions between different industrial sectors and bring social, environmental, and economic advantages to stakeholders. Within SCALER project activities, a new framework named TCIS framework was developed to support decision-making on the technical implementation of Industrial Symbiosis synergies. Besides the identification of the procedures and technologies involved, along with its technical, economic, and environmental characterisation, the tool also provides a final evaluation (positive or negative) of the technical implementation viability of pre-identified synergies.In this context, the objective of the present work is to test and validate the framework above mentioned using a representative sample of potential symbiotic exchange scenarios among the principal industrial sectors in Europe. Four main variables were considered for case study selection: the industrial sectors associated with the synergies; the state of matter of the waste stream (gas, liquid, or solid), the type of synergy (direct or indirect), and the identification source (innovative and pre-existing synergies). Therefore, a final 28 synergies sample from Scaler Database were finally selected for technical characterisation and viability analysis. Regarding the final results, it was possible to successfully characterise the procedures and evaluate the technical viability of all synergies. From the full sample, around 14 % were evaluated as technically nonviable, opening new research opportunities for synergy implementation. Regarding the remaining 86% that were positively evaluated in terms of technical viability, a complementary socio-economic and environmental assessment is advised so as to define their overall implementation potential and for them to be established as current practices within EU industrial sectors.