Onderzoekers hebben een model ontwikkeld dat investeringen in duurzame energieprojecten op landbouwbedrijven kan stimuleren door investeerders in staat te stellen nauwkeuriger te voorspellen of een project winst zal maken. Het model verbetert eerdere inspanningen door gebruik te maken van geavanceerde rekentechnieken om onzekerheid aan te pakken.

"Het omzetten van dierlijk afval in elektriciteit kan winstgevend zijn voor boeren en tegelijkertijd milieuvoordelen opleveren, zoals het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen, " zegt Mahmoud Sharara, hoofdauteur van een paper over het werk en een assistent-professor biologische en landbouwtechniek aan de North Carolina State University. "Echter, boeren kunnen deze projecten niet altijd financieren, en projecten zijn niet altijd een winstgevende onderneming voor een enkele boerderij.

"Een manier om dit aan te pakken, is door coöperatieve anaerobe vergistingssystemen te ontwikkelen die gebruik maken van afval van meerdere boerderijen, " zegt Sharara. "Twee van de grote vragen rond dit soort projecten zijn:waar bouw je het coöperatieve systeem? En hoe weet je of het winstgevend zal zijn?"

Daartoe, de onderzoekers ontwikkelden een rekenmodel dat gebruikers vertelt hoe ze het economische rendement van anaerobe vergistingssystemen kunnen maximaliseren. specifiek, het vertelt gebruikers waar een systeem moet worden geplaatst, wat zijn capaciteit zou moeten zijn en hoe groot een geografisch gebied zou moeten zijn.

Het model houdt rekening met een aantal bekende factoren, zoals welke soort een boerderij kweekt, de grootte van elke boerderij en waar elke boerderij zich bevindt. Maar wat het model onderscheidt, is de manier waarop het rekening houdt met onzekerheid.

Voor dit werk, de onderzoekers identificeerden 13 belangrijke bronnen van onzekerheid die de winstgevendheid van een anaëroob vergistersysteem kunnen beïnvloeden.

Bijvoorbeeld, een manier waarop deze systemen geld verdienen, is door dierlijk afval om te zetten in biogas, dat gas gebruiken om elektriciteit te produceren, en vervolgens de elektriciteit verkopen. Daarom, een belangrijke variabele bij het voorspellen van de winstgevendheid van een systeem is de toekomstige verkoopprijs van elektriciteit. En hoewel de toekomstige prijs van elektriciteit onzeker is, u kunt gebruikmaken van historische gegevens of marktprognoses om een ​​prijsbereik in te schatten.

Hetzelfde geldt voor andere bronnen van onzekerheid. Bijvoorbeeld, de efficiëntie van een anaërobe vergister is onzeker, maar je kunt voorspellen dat de prestaties van de vergister binnen een bepaald bereik zullen vallen.

Hier komt het model om de hoek kijken.

De onderzoekers ontwierpen het model om herhaalde simulaties uit te voeren die rekening houden met variatie in elk gebied van onzekerheid. Bijvoorbeeld, hoe ziet de winstgevendheid eruit als de elektriciteitsprijzen en de efficiëntie van de vergister hoog zijn? Wat als ze allebei laag zijn? Enzovoort. Door al deze simulaties uit te voeren voor verschillende locaties, capaciteiten en servicegebieden, het model kan gebruikers vertellen welke combinatie van factoren de meeste winst zou opleveren.

Het onderzoeksteam demonstreerde het model met casestudies van anaërobe vergistingssystemen voor melkveebedrijven in twee regio's van Wisconsin.

"De casestudies waren een goede sanity check voor ons, en benadrukte de levensvatbaarheid en bruikbaarheid van het model, ' zegt Sharara.

"Uiteindelijk, we denken dat dit investeringen in deze projecten zal stimuleren, wat goed is voor zowel de boeren als het milieu."

Het model is nu beschikbaar, en de onderzoekers zijn geïnteresseerd om het te verpakken in een formaat dat gemakkelijker te gebruiken en te verspreiden is.

"We hopen ook nauwer samen te werken met ontwikkelaars van anaërobe vergistersystemen om onze beoordeling van de kosten van deze systemen te verfijnen. " zegt Sharara. "En, uiteindelijk, we willen ons werk graag uitbreiden om rekening te houden met inspanningen om de vaste stoffen te gebruiken die achterblijven na anaerobe vergisting, zoals projecten die deze vaste stoffen omzetten in verhandelbare meststoffen."

De krant, "Planningsmethodologie voor anaërobe vergistingssystemen op dierlijke productiefaciliteiten onder onzekerheid, " werd gepubliceerd in het tijdschrift Waste Management.