Maloproducenti potravín v Európe, z ktorých drvivú väčšinu tvoria malé a stredné podniky a rodinné farmy, sa často stretávajú s významnými nevýhodami v porovnaní s veľkými hráčmi na trhu. Dlhé a komplexné potravinové dodávateľské reťazce, kde produkty často prechádzajú cez množstvo medzinárodných aktérov, znižujú podiel príjmov, ktoré dostávajú samotní farmári, a zvyšujú logistické náklady. Na riešenie týchto problémov sa čoraz viac presadzujú krátke potravinové dodávateľské reťazce (SFSC), ktoré zahŕňajú obmedzený počet hospodárskych subjektov zameraných na spoluprácu, lokálny rozvoj a blízke vzťahy medzi výrobcami a spotrebiteľmi.

Napriek potenciálnym výhodám SFSC, logistické operácie potravinových uzlov môžu byť obzvlášť nákladné a environmentálne zaťažujúce. Bežné problémy zahŕňajú nedostatočné využitie priestoru vo vozidlách, čo zvyšuje prepravné náklady, a nezávislé doručovacie cesty viacerých producentov, ktoré vedú k vysokým nákladom a predĺženým dodacím lehotám. Operačný model SFSC často zahŕňa mnoho individuálnych ciest, čo môže viesť k uhlíkovým emisiám, ktoré prevyšujú emisie tradičných dlhých dodávateľských reťazcov, čím vzniká dilema pre snahy o udržateľnosť. Tieto logistické výzvy podnietili hľadanie inovatívnych stratégií na zníženie finančných aj environmentálnych záťaží spojených s logistikou SFSC.

Potravinové uzly zohrávajú kľúčovú úlohu v rámci SFSC, slúžia ako platformy, ktoré agregujú produkty od malých potravinových producentov a uľahčujú ich doručenie koncovým spotrebiteľom. Agregáciou produktov z viacerých zdrojov môžu potravinové uzly dosiahnuť úspory z rozsahu v doprave, čím výrazne znižujú logistické náklady pre dodávateľov, ako aj ich environmentálny dopad. Výskum sa zameral na zlepšenie environmentálnej a prevádzkovej efektívnosti potravinových uzlov prostredníctvom vývoja nového matematického modelu Mixed-Integer Linear Programming (MILP). Model rieši problém prepravy „od producenta cez uzol ku zákazníkovi“ s cieľom minimalizovať celkové náklady a zároveň znížiť environmentálne dopady, ako sú emisie uhlíka a počet jázd vozidiel. Bol testovaný na reálnych dátach od regionálneho potravinového uzla Food and Drink North East (FADNE).

Kľúčové stratégie pre zníženie emisií uhlíka:

• Spolupráca medzi producentmi: Výpočtové experimenty jednoznačne preukázali, že zvýšená spolupráca medzi producentmi pri dodávaní tovaru do uzla môže viesť k zníženiu logistických nákladov a uhlíkových emisií o 12 – 16 %.
• Priame dodávky od producentov k zákazníkom: Hoci uzol je dôležitý konsolidačný bod, zavedenie priamych prepravných liniek od skupín producentov k zákazníckym zónam môže výrazne znížiť celkové náklady, náklady na palivo a emisie uhlíka. V prípade rozsiahlych problémov sa celkové emisie uhlíka a priemerné emisie na objednávku znížili o 12 – 16 %, čo viedlo aj k poklesu počtu jázd vozidiel.
• Nasadenie elektrických vozidiel (EV): Prechod z konvenčných na elektrické vozidlá predstavuje kľúčový krok k dekarbonizácii logistiky. Analýza ukázala, že nasadenie EV môže znížiť prepravné náklady takmer o jednu tretinu a emisie uhlíka až o 70 %. Fázované nasadenie EV, ktoré model taktiež zvažuje, naznačuje, že zvýšenie nákladov na nabíjanie EV nikdy neprevýši úspory nákladov na palivo, čo vedie k progresívnemu znižovaniu celkových nákladov a emisií.
• Odolnosť voči narušeniam: Model demonštruje odolnosť voči nepredvídateľným zmenám. Pri oneskoreniach v dodávkach sa zvyšuje podiel priamych dodávok od producentov k zákazníkom, čo funguje ako nárazník a znižuje celkové náklady a emisie. Aj pri narušení dvoch tretín prepravných liniek sa dopyt zákazníkov stále uspokojí s miernym nárastom uhlíkových emisií, čo poukazuje na flexibilitu modelu a schopnosť minimalizovať environmentálny vplyv aj v extrémnych scenároch.

Tento výskum poskytuje cenné poznatky pre prevádzkovateľov potravinových uzlov a malých producentov, zdôrazňujúc potenciál optimalizácie a inovácií pre ekonomicky a environmentálne udržateľné potravinové distribučné systémy. Preukázalo sa, že spolupráca medzi maloproducentmi a strategické využívanie priamych dodávok, spolu s fázovaným prechodom na elektrické vozidlá, sú kľúčové pre výrazné zníženie uhlíkových emisií a prevádzkových nákladov. Flexibilita modelu pri riešení oneskorení a narušení ďalej prispieva k odolnosti a udržateľnosti dodávateľského reťazca, čím pomáha adaptovať sa na výzvy klimatickej zmeny v potravinovom sektore. JaroR