Bewertung der Umweltauswirkungen und der Energieeffizienz von Kläranlagen im Einzugsgebiet des Tumenflusses anhand eines Lebenszyklusansatzes + Datenhüllenanalyse-Modell

Die Umweltauswirkungen des Energieverbrauchs machen einen hohen Anteil der Umweltauswirkungen von Kläranlagen (WWTPs) während ihres gesamten Lebenszyklus aus; daher könnte die Kontrolle des Energieverbrauchs in WWTPs erhebliche Vorteile für die Umwelt bringen. In dieser Studie wurden die Umweltauswirkungen des Betriebs von WWTPs in Bezug auf die globalen Erwärmung, Versauerung, Eutrophierung, menschliche Toxizität und photochemischen Smog in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Anteilen der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien im Vergleich zu fossilen Energien betrachtet. Darüber hinaus wurden, um einen nachhaltigeren Betrieb von WWTPs im Rahmen der strategischen Entscheidung „Zweikohlenstoff“ zu untersuchen, die Umweltauswirkungen und die Energieeffizienz verschiedener Stromverteilungsszenarien in der Gegenwart und in den nächsten 40 Jahren auf Basis des integrierten LCA+DEA-Modells verglichen. Die Studie ergab, dass in den Szenarien 1–5, als der Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien allmählich zunahm, alle LCA-Ergebnisse einen allmählichen Rückgang zeigten, wobei die GWP um 83,32 % und die menschliche Toxizität um 93,34 % zurückging. In den Szenarien 2–5 nahm jedoch das Beitragsverhältnis (Anteil) von Gas und Strom zur GWP und POCP allmählich zu und erreichte im Szenario 5 77,11 % bzw. 59,44 %. Das Beitragsverhältnis (Anteil) der Biomasseerzeugung zu AP und EP nahm ebenfalls allmählich zu und erreichte im Szenario 5 65,22 % bzw. 68,75 %. Gleichzeitig zeigte die kombinierte technische Effizienz der Energieverwendung in den fünf Szenarien einen abnehmenden Trend; nur Szenario 1 war vollständig effizient, und die kombinierte Effizienz betrug 1. Die Werte der kombinierten technischen Effizienz in den Szenarien 2, 3, 4 und 5 nahmen allmählich ab und betrugen 0,7386, 0,4771, 0,2967 bzw. 0,1673. Diese Studie erörtert, ob die Nutzung erneuerbarer Energien anstelle fossiler Energien ein Umweltauswirkungen in WWTPs hervorruft. Wir untersuchen die Machbarkeit von Energieeinsparungen und Emissionsreduzierungen in WWTPs im Einzugsgebiet des Tumenflusses, um eine theoriebasierte Grundlage für deren nachhaltige Entwicklung zu bieten.