Ny utvärderingsmodell för mer hållbara städer

Kavitha Shanmugam föreslår en modell för bedömning av städers hållbarhet. Modellramverket, vilket sammanför två olika livscykelverktyg, tar hänsyn till den kombinerade effekten av stadens centrala tjänster inom vatten, avfall och energi och syftar till att öka graden av cirkularitet. Kavitha försvarar sin avhandling måndagen den 10 maj vid Umeå universitet.

– Syftet med detta systemorienterade verktyg är att hjälpa städer att utveckla strategier för en hållbar urbanisering, övervaka framsteg och minska miljöpåverkan som orsakas av t ex kommunala avloppsreningsverk, energianläggningar och biogasanläggningar för organiskt matavfall. Ramverket möjliggör jämförelser mellan städer, baserat på hur miljövänliga de viktigaste tjänsterna drivs i varje stad och i vilken utsträckning de bidrar till en stads hållbara resultat, säger Kavitha Shanmugam, doktorand på Kemiska institutionen vid Umeå universitet.

År 2050 beräknas mer än två tredjedelar av världens befolkning bo i stadsområden. Denna urbanisering utövar enormt tryck på våra städer. Städerna ansvarar bland annat för att tillhandahålla tre viktiga kommunala tjänster till invånarna nämligen vattenförsörjning, rening av avloppsvatten och hantering av olika former av fast avfall som genereras av invånarna. Att säkerställa hållbarheten hos dessa viktiga tjänster blir allt svårare för städer med en växande befolkning. Det är därför av stort vetenskapligt och samhälleligt värde att utveckla metoder som gör bedömning av städers nuvarande och möjliga framtida metabolism med syfte att uppnå ökad cirkularitet inom centrala serviceverksamheter.

Kavitha Shanmugam har utarbetat en bedömningsmetod baserad på tillämpningar av livscykelbedömning (LCA) och livscykelkostnadsverktyg (LCC) utformad för att beskriva hållbarhetsgraden för de tre viktiga kommunala tjänsterna.

– Den integrerade modellen som jag föreslår i min avhandling är potentiellt mer användbar för städer för att ta fram strategier och fatta beslut relaterade till hållbar urbanisering, säger Kavitha Shanmugam.

Data som använts för modelleringen erhölls från Umeå kommunala bolagen VAKIN, Umeå Energi och Dåva DAC samt Skellefteå Biogasanläggning. Bedömningen av de viktigaste tjänsterna (avloppsvatten och fast avfall) kan med hjälp av metoden tillämpas på städer med en liknande befolkning på cirka 130 000 invånare, vilket också är jämförbart med de flesta europeiska medelstora städer med liknande teknikpraxis.

Modellramverket kan fungera som en grund för utveckling av ett beslutsstödsystem som städerna kan använda för att iterativt utvärdera och förbättra deras hållbarhetsprestanda. Den föreslagna ramen diskuterar i detalj de behov av data, steg och tekniska alternativ som kan vara möjliga inom avfalls- och vattenreningstjänster. Förutom miljöpåverkan från tjänsterna kan externa kostnader relaterade till effekterna av verksamheten också ge ett bättre perspektiv för intressenterna.

Arbetet i avhandlingen är ett bidrag till att svara på frågor om alternativ användning av avfallsbiprodukter, framtidsscenarier för avfallshantering samt avloppsvattenhantering i städer och att förstå deras bidrag till stadens totala efterfrågan (energi, bränsle, material). Kavitha Shanmugam har gjort en bedömning av graden av cirkularitet hos avloppsreningsverk i städer utifrån drift och användning av biprodukter, inklusive de privata och miljömässiga externa kostnaderna.

Hon analyserar vidare också de sociala kostnadsfördelarna med att använda biogas från behandling av organiskt matavfall som bränsle för allmänna bussar. Effekterna av att använda flygaska som del i nya material sågs också som ett alternativ till värdefullt resursutnyttjande för att undvika fossila källor. De olika specifika fallen av modellering för olika behandlingstjänster har banat väg för att identifiera ett mer integrerat bedömningsramverk som kan vidareutvecklas till ett beslutsstödverktyg.

Arbetet har genomförts inom Grön teknik och miljöekonomi, en forsknings- och samarbetsplattform för resurs effektivitet och cirkulär ekonomi i ett samarbete mellan Umeå universitet och Umeå kommunala bolagen Umeå Energi, Dåva DAC och VAKIN. Avhandlingen stödjer och är mest relevant för de globala hållbarhetsmålen SDG 11: Hållbara städer och samhällen och SDG 6: Rent vatten och sanitet för alla.

Läs hela avhandlingen

Pressbilder

Om disputationen:

Måndagen den 10 maj försvarar Kavitha Shanmugam, Kemiska institutionen vid Umeå universitet sin avhandling med titeln: A Systems Oriented Assessment Framework for Sustainable Cities Sub Title: Evaluating the Circular and Sustainable Performance of Essential Municipal services

Disputationen äger rum klockan 9:30 i Glasburen i KBC-huset vid Umeå universitet samt streamas på Zoom.

Fakultetsopponent är Associate Professor Brajesh Kumar Dubey, P.K. Sinha Centre for Bioenergy and Renewable, Indian Institute of Technology, Kharagpur, India.

Huvudhandledare är Docent Venkata Krishna Kumar Upadhyayula.

För mer information, kontakta gärna:

Kavitha Shanmugam, Kemiska institutionen vid Umeå universitet
Telefon: 090-786 72 49
E-post: kavitha.shanmugam@umu.se