Model viser brugerne, hvordan man gør bæredygtige energiprojekter på gårdene mere rentable

Forskere har udviklet en model, der kan øge investeringer i landbrugsbaserede bæredygtige energiprojekter ved at give investorer mulighed for mere præcist at forudsige, om et projekt vil give overskud. Modellen forbedrer tidligere bestræbelser ved at bruge avancerede beregningsteknikker til at imødegå usikkerhed.

"At konvertere animalsk affald til elektricitet kan være rentabelt for landmænd, samtidig med at det producerer miljømæssige fordele, såsom reduktion af drivhusgasemissioner, " siger Mahmoud Sharara, hovedforfatter på et papir om arbejdet og en assisterende professor i biologisk og landbrugsteknik ved North Carolina State University. "Imidlertid, landmænd kan ikke altid finansiere disse projekter, og projekter er ikke altid en rentabel virksomhed for en enkelt bedrift.

"En måde at løse dette på er at udvikle kooperative anaerobe fordøjelsessystemer, der gør brug af affald fra flere gårde, ", siger Sharara. "To af de store spørgsmål omkring denne slags projekter er:Hvor bygger man det kooperative system? Og hvordan kan du vide, om det vil være rentabelt?"

Til det formål forskerne udviklede en beregningsmodel, der fortæller brugerne, hvordan de kan maksimere det økonomiske udbytte af anaerobe fordøjelsessystemer. Specifikt, det fortæller brugerne, hvor et system skal placeres, hvad dens kapacitet skal være, og hvor stort et geografisk område den skal betjene.

Modellen tager højde for en række kendte faktorer, som hvilken art en gård opdrætter, størrelsen af ​​hver gård og hvor hver gård ligger. Men det, der adskiller modellen, er den måde, den tager højde for usikkerhed på.

Til dette arbejde, forskerne identificerede 13 nøglekilder til usikkerhed, der kan påvirke rentabiliteten af ​​et anaerobt rådnetanksystem.

For eksempel, en måde, hvorpå disse systemer tjener penge, er ved at omdanne animalsk affald til biogas, bruge denne gas til at producere elektricitet, og derefter sælge strømmen. Derfor, en nøglevariabel til at forudsige rentabiliteten af ​​et system er den fremtidige salgspris på elektricitet. Og mens den fremtidige elpris er usikker, du kan trække på historiske data eller markedsprognoser for at estimere et prisinterval.

Det samme gælder for andre kilder til usikkerhed. For eksempel, effektiviteten af ​​en anaerob rådnetank er usikker, men du kan forudsige, at rådnetankens ydeevne vil falde inden for et vist område.

Det er her, modellen kommer ind.

Forskerne designet modellen til at køre gentagne simuleringer, der tager højde for variation i hvert usikkerhedsområde. For eksempel, hvordan ser rentabiliteten ud, når både elpriserne og rådnetankens effektivitet er høje? Hvad hvis de begge er lave? Og så videre. Ved at køre alle disse simuleringer for forskellige lokaliteter, kapaciteter og serviceområder, modellen kan fortælle brugerne, hvilken kombination af faktorer, der ville generere mest profit.

Forskerholdet demonstrerede modellen med casestudier af anaerobe rådnetanke til mælkebedrifter i to regioner i Wisconsin.

"Casestudierne var et godt helbredstjek for os, og fremhævede modellens levedygtighed og anvendelighed, " siger Sharara.

"Ultimativt, vi tror, ​​at dette vil anspore til investeringer i disse projekter, hvilket vil være godt for både landmænd og miljøet."

Modellen er tilgængelig nu, og forskerne er interesserede i at pakke det i et format, der ville være lettere at bruge og distribuere.

"Vi håber også at arbejde tættere sammen med udviklere af anaerobe rådnetanke for at finjustere vores vurdering af omkostningerne forbundet med disse systemer, " siger Sharara. "Og, ultimativt, vi vil gerne udvide vores arbejde til at tage højde for indsatsen for at bruge de faste stoffer, der er efterladt efter anaerob fordøjelse - såsom projekter, der omdanner disse faste stoffer til salgbar gødning."

Papiret, "Planlægningsmetodologi for anaerobe fordøjelsessystemer på dyreproduktionsanlæg under usikkerhed, " blev offentliggjort i tidsskriftet Waste Management.