Według Food and Agriculture Organization (FAO) globalna produkcja rolna zajmuje około 5 miliarda hektarów, czyli 38% powierzchni lądowej kuli ziemskiej. Jedna trzecia obszarów jest wykorzystywana jako pola uprawne, natomiast pozostała część to łąki i  pastwiska do wypasu zwierząt gospodarskich. Jednak szacuje się, 12. cel zrównoważonego rozwoju ODPOWIEDZIALNA PRODUKCJA I KONSUMPCJA, że od zbioru po dystrybucję straty produkcji rolnej wynoszą nawet 25%, w zależności od rodzaju łańcucha żywnościowego. Łańcuchy żywnościowe są odpowiedzialne za wytwarzanie dużej ilości odpadów oraz mają wpływ na środowisko naturalne. Obejmują one uprawy gruntowe, hodowlę zwierząt, przetwórstwo żywności, transport, rynek i konsumpcję. Efektem są pozostałości organiczne, opakowania, emisja gazów cieplarnianych, zrzuty ścieków, co stanowi marnotrawstwo potencjalnych zasobów.

Udział łańcucha żywnościowego w globalnym śladzie węglowym szacuje się na około 14% ekwiwalentu CO2 gazów cieplarnianych. Aby temu zaradzić, podjęto globalne inicjatywy mające na celu osiągnięcie zrównoważonych systemów produkcji. W 2015 r. na Konferencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu, na mocy tzw. Porozumienia Paryskiego, kraje – sygnatariusze – zgodziły się zaoferować wsparcie finansowe, techniczne i infrastrukturalne w celu złagodzenia globalnych zmian klimatycznych, promując zmiany technologiczne i społeczne w celu osiągnięcia niskiej emisji dwutlenku węgla. Organizacja Narodów Zjednoczonych przedstawiła 17 Celów Zrównoważonego Rozwoju, dotyczących zarówno zmian społeczno- -ekonomicznych, jak i środowiskowych, niezbędnych do osiągnięcia zrównoważonych modeli produkcji z zerową emisją dwutlenku węgla, przetwarzaniem odpadów/produktów ubocznych i  zmniejszeniem zużycia zasobów nieodnawialnych. W celu 12., czyli nazwanym jako „Odpowiedzialna konsumpcja i produkcja”, zaproponowano alternatywne modele produkcji w celu ograniczenia zużycia zasobów naturalnych bez szkody dla wzrostu gospodarczego.

Istotne miejsce w realizacji tego celu ma tzw. gospodarka o obiegu zamkniętym. W przeciwieństwie do tradycyjnego modelu ekonomiczno-produkcyjnego, w którym zasoby są wykorzystywane do wytwarzania produktów a produkty wyrzucane, generując odpady i zanieczyszczenia, w gospodarce cyrkularnej zasoby są używane więcej niż jeden raz, traktując priorytetowo minimalne zastosowanie zasobów nieodnawialnych lub odejście od nich. Model ten obliguje producentów żywności oraz konsumentów do energicznych działań zapewniających produkcję/konsumpcję bez szkody dla środowiska.

Naukowe podejście

Problematyką gospodarki cyrkularnej zajęli się także naukowcy. Przykładem może być tu projekt „Ekologia przemysłowa”, w którym produkcja towarów opiera się na systemach naturalnych, biorąca pod uwagę interakcje między produkcją przemysłową, środowiskiem i społeczeństwem, w celu zmniejszenia zużycia zasobów naturalnych poprzez ponowne ich użycie. Istnieje też projekt „Żywność-Energia-Woda” – nowe podejście uwzględniające zużycie/produkcję żywności, energii i wody oraz skupienie się na recyklingu odpadów żywnościowych poprzez przekształcenie ich w  energię lub inne wysokowartościowe związki chemiczne lub nawet dodatki do żywności. Tę drugą koncepcję realizuje z powodzeniem zespół naukowców z Katedry Biotechnologii Środowiskowej Politechniki Łódzkiej, opracowując procesy wykorzystania wysłodków buraczanych, makuchu rzepakowego, młóta browarniczego czy też pofermentacyjnej gęstwy drożdżowej.

Istnieje już wiele badań dotyczących produkcji lub przetwarzania żywności powiązanych z  ideą gospodarki cyrkularnej. Większość prac wskazuje ponowne wykorzystanie/recykling odpadów żywnościowych do wytwarzania wartościowych produktów, a także zastąpienie procesów lub surowców takimi o mniejszym wpływie na środowisko. Niestety, niewiele prac uwzględnia koncepcję realizacji pełnego obiegu zamkniętego, czyli tzw. „pętli zamkniętych”, np. ponowne wykorzystanie wody poprzez oczyszczanie ścieków lub też użycie biomasy odpadowej po ekstrakcji wartościowych związków do produkcji energii.

Definicja odpadów w łańcuchu żywnościowym

Odpady żywnościowe i technologie ich zagospodarowania są nadal głównym obszarem zainteresowania w  kontekście stosowania gospodarki cyrkularnej w łańcuchu żywnościowym. Zrozumienie, czym jest marnowanie żywności, może wpłynąć na wybór najlepszej metody dla ich zagospodarowania. W rzeczywistości definicja odpadów w łańcuchu żywnościowym różni się w  literaturze przedmiotu. Autorzy dzielą „odpady” w systemie żywnościowym na 5 kategorii: (1) produkcja rolna, (2) procesy po zbiorze, (3) przetwórstwo i produkcja, (4) handel detaliczny i hurtowy, (5) konsumpcja i usługi. Odróżniają także nadwyżki żywności od jej marnowania. Według nich, po ujednoliceniu prac literaturowych, pierwsza kategoria odnosi się do żywności przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Najczęściej to resztki z gospodarstw domowych i usług gastronomicznych, ale także żywność przetworzona z datą przydatności do spożycia, która nie może być już sprzedawana ani spożywana. Definicja bierze pod uwagę także to, że żywność będzie marnowana w trakcie swojego cyklu życia ze względu na to, że nie jest atrakcyjna dla konsumentów lub też z uwagi na jej zły wygląd, na przykład nieestetyczne/zdeformowane owoce i warzywa.

Druga grupa odnosi się do innych, odrębnych rodzajów odpadów: (1) niejadalnych pozostałości organicznych, których spożywanie przez ludzi nie jest możliwe ze względu na naturalną niejadalność (liście, kości, olej po smażeniu); (2) jadalne części owoców i warzyw lub jadalne pozostałości organiczne powstałe w  wyniku przetwarzania lub spożycia, takie jak skórki, nasiona; (3) zepsuta żywność z powodu złych warunków przechowywania w gospodarstwach domowych i handlu detalicznym. Ta ostatnia kategoria odnosi się do żywności utraconej w sposób niezamierzony w wyniku psucia się podczas przechowywania w gospodarstwie domowym lub sprzedaży detalicznej w wyniku niewłaściwego przechowywania (temperatura, skład atmosfery, czas przechowywania), złych praktyk zarządzania logistycznego lub transportu.

PĘTLE ZAMKNIĘTE
Niestety wciąż niewiele prac uwzględnia koncepcję realizacji pełnego obiegu zamkniętego, czyli tzw. „pętli zamkniętych” – np. ponowne wykorzystanie wody poprzez oczyszczanie ścieków lub też użycie biomasy odpadowej po ekstrakcji wartościowych związków do produkcji energii.