Modelowanie ścieżki produkcji FAME z alg pod kątem gospodarki o obiegu zamkniętym

• Autorzy: Rogowska Delfina

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2019.08.07

Warianty tytułu

EN

Modeling of algal FAME production pathway in the context of circular economy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia problematykę zarządzania strumieniami masy i energii przepływającymi przez podmioty występujące w łańcuchu dostaw FAME z alg w kontekście wdrożenia idei circular economy. W artykule dokonano krótkiego przeglądu literaturowego dotyczącego budowy modelu gospodarki o obiegu zamkniętym. Z przeglądu tego wynika, że punktem wyjścia do zdefiniowania takiego modelu są modele biznesowe lub modele opisujące zachowania podmiotów w łańcuchu wartości danego produktu. Literatura wskazuje, że wciąż poszukiwane są odpowiednie modele matematyczne opisujące gospodarkę o obiegu zamkniętym. Integracja takiego modelu z modelem uwzględniającym cele środowiskowe jest zagadnieniem nowym i stanowi wyzwanie. Wymaga ona szerszego spojrzenia na relacje biznesowe – nie tylko z punktu widzenia zysku przedsiębiorstwa, ale również osiągniętych wartości środowiskowych i społecznych. I właśnie włączenie parametrów mierzalnych w innych wartościach niż ekonomiczne lub niemierzalnych wymaga nowego podejścia do modelowania. Do tego konieczne jest zdefiniowanie tych wartości środowiskowych w kontekście całego systemu obliczeniowego. W niniejszym artykule przedstawiono model produkcji FAME z alg zgodnie z wytycznymi budowy modelu gospodarki o obiegu zamkniętym podanymi w literaturze. Dla modelu zidentyfikowano głównych uczestników, granice systemu obliczeniowego, opisano przepływy strumieni masy i energii pomiędzy jednostkami. Granice systemu obliczeniowego objęły nie tylko podmioty występujące w łańcuchu dostaw, ale także przedsiębiorców dostarczających i odbierających surowce i produkty. Tym samym podmioty takie jak np. elektrociepłownia, producent pasz, producent nawozów stały się elementem systemu obliczeniowego. Emisja GHG (czy inne oceniane oddziaływania środowiskowe) generowana przez te podmioty również jest uwzględniana w obliczeniach dla całego układu. Sporządzono także tabele inwentarzowe. W artykule przedstawiono algorytm budowy takiego modelu. Optymalizacja modelu polega na takim dobraniu przepływu strumieni pomiędzy poszczególnymi przedsiębiorcami, aby osiągnąć efekt założony dla całego układu (np. minimalizacja emisji GHG), a nie dla pojedynczego przedsiębiorstwa czy produktu.

EN

The article presents the issues of managing mass and energy streams flowing throughout entities being part of algal FAME chain of custody, in the context of the circular economy idea. The article presents a brief literature review concerning the modeling of circular economy. Findings from the literature review indicate that the starting point is business models or models describing the behavior of entities occurring in the value chain of a given product. The literature indicates that an adequate model describing circular economy is still being searched for. Integration of such a model with an environmental-oriented model is quite a new issue and it poses a challenge. It requires a much wider view on business relations, not only from the point of view of profit but also the attained environmental and social values. Thus, including parameters measurable in values other then economic or non-mesurable parameters requires a new modeling approach. For this purpose, a definition of such values is needed. The article presents an algal FAME production model in accordance with the guidelines for creating a circular economy business model. The main players and system boundaries were identified, and the flows of mass streams and energy among installations were described for the model. The system boundaries covered not only entities occurring along the supply chain but also entrepreneurs supplying feedstock and receiving products. GHG emission (or other assessed environmental impacts) generated by these entities is included in the calculation made for the whole system. An inventory table was also drawn up. The article presents the algorithm of building such a model. The optimization of such a model is based on selecting stream flows between particular economic operators in such way to achieve an effect assumed for a whole system (e.g. minimization of GHG emission) but not for a single economic operator or product.

Słowa kluczowe

PL

biopaliwa; algi; gospodarka o obiegu zamkniętym; modelowanie

EN

biofuels; algae; circular economy; modeling

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 75, nr 8
• Strony: 494--504
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab., wz.

Twórcy

autor

Rogowska Delfina

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Adeniyi O.M., Azimov U., Burluka A., 2018. Algae biofuel: Current status and future applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 90: 316–335.
• Berdechowski K., 2017. Analiza składowych emisji GHG z upraw rzepaku wykorzystywanego do produkcji estrów metylowych kwasów tłuszczowych. Nafta-Gaz, 5: 360–364. DOI: 10.18668/NG.2017.05.08.
• Boons F., Lüdeke-Freund F., 2013. Business models for sustainable innovation: state-of-the-art and steps towards a research agenda. Journal of Cleaner Production, 45: 9–19.
• Bourguignon D., 2014. Turning waste into a resource. <http://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/BRIE/2014/545704/EPRS_BRI(2014)545704_REV1_EN.pdf> (dostęp: listopad 2018).
• D’Amato D., Droste N., Allen B., Kettunen M., Lähtinen K., Korhonen J., Leskinen P., Matthies B.D., Toppinen A., 2017. Green, circular, bio economy: A comparative analysis of sustainability Avenues. Journal of Cleaner Production, 168: 716–734.
• Galvao G.D.A., de Nadae J., Clemente D.H., Chinen G., de Carvahlo M.M., 2018. Circular economy: Overview of Barriers. 10th CIRP Conference on Industrial Product-Service Systems, IPS2 2018, 29–31.05.2018, Linköping, Sweden. Procedia CIRP 73, 79–85.
• Geissdoerfer M., Morioka S.N., de Carvalho M.M, Evans S., 2018. Business models and supply chains for the circular economy. Journal of Cleaner Production, 190: 712–721.
• Hasnain S.S., Ahmed I.R., Rizwan M., Mahmood N., Shah F.A., Pervez A., 2018. Potential of microalgal biodiesel production and its sustainability perspectives in Pakistan. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 81: 76–92.
• INiG, 2017a. System KZR INiG/7: System certyfikacji zrównoważonej produkcji biopaliw i biopłynów: Wytyczne w zakresie sposobu prowadzenia systemu bilansu masy. <http://www.kzr.inig.eu/file/repository/system_kzr_inig_7_pl_wyd._3.pdf> (dostęp: listopad 2018).
• INiG, 2017b. System KZR INiG/8: System certyfikacji zrównoważonej produkcji biopaliw i biopłynów: Wytyczne w zakresie sposobu wyznaczania jednostkowych wartości emisji GHG dla biopaliw, biopłynów w cyklu życia. <http://www.kzr.inig.eu/file/repository/system_kzr_inig_8_pl_wyd.3.pdf> (dostęp: listopad 2018).
• Lausselet C., Cherubini F., Oreggioni G.D., del Alamo Serrano G., Becidan M., Hu X., Rørstad P.Kr., Strømman A.H., 2017. Norwegian Waste-to-Energy: Climate change, circular economy and carbon capture and storage. Resources, Conservation & Recycling, 126: 50–61.
• Lindahl M., Sundin E., Sakao T., 2014. Environmental and economic benefits of Integrated Product Service Offerings quantified with real business cases. Journal of Cleaner Production, 64: 288–296.
• Manninen K., Koskela S., Antikainen R., Bocken N., Dahlbo H., Aminoff A., 2018. Do circular economy business models capture intended environmental value propositions? Journal of Cleaner Production, 171: 413–422.
• Pratap M., Arpita S., Roy M., 2018. Developing an extended theory of planned behavior model to explore circular economy readiness in manufacturing MSMEs, India. Resources, Conservation & Recycling, 135: 313–322.
• Rastogi R.P., Pandey A., Larroche Ch., Madamwar D., 2018. Algal Green Energy – R & D and technological perspectives for biodiesel production. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 82: 2946–2969.
• Rogowska D., 2017. Opracowanie założeń do wdrożenia idei „circular economy” w produkcji biopaliw. Dokumentacja INiG – PIB. Numer archiwalny: DK-4100-103/17.
• Rogowska D., 2018a. Produkcja biopaliw jako element gospodarki o obiegu zamkniętym. Nafta-Gaz, 2: 156–163. DOI:10.18668/NG.2018.02.10.
• Rogowska D., 2018b. Produkcja FAME z alg jako element „circular economy”. Dokumentacja INiG – PIB. Numer archiwalny: DK-4100-78/18.
• Rogowska D., Jakóbiec J., 2014. Emisja GHG w cyklu życia paliw silnikowych. Część I – wytyczne do konstruowania bilansu masowego produkcji. Nafta-Gaz, 9: 639–646.
• Akty prawne i normatywne
• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2015/1513 z dnia 9 września 2015 r. zmieniająca dyrektywę 98/70/WE odnoszącą się do jakości benzyny i olejów napędowych oraz zmieniająca dyrektywę 2009/28/WE w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych (Dz.Urz. UE L 239).
• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE (Dz.Urz. UE L 140/16 z 9.06.2009).
• EEA, 2016. Circular Economy in Europe. Developing the Knowledge Base. EEA Report No 2/2016.
• European Parliament legislative resolution of 13 November 2018 on the proposal for a directive of the European Parliament and of the Council on the promotion of the use of energy from renewable sources (recast) (COM(2016)0767 – C8-0500/2016 – 2016/0382(COD)) (Ordinary legislative procedure – recast). <http://www.europarl.europa.eu/sides/getDoc.do?pubRef=-//EP//TEXT+TA+P8-TA-2018- 0444+0+DOC+XML+V0//EN&language=EN#BKMD-8>.
• Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów Ku gospodarce o obiegu zamkniętym: program „zero odpadów” dla Europy. COM/2014/0398 final. <http://eur-lex.europa.eu/legalcontent/PL/TXT/?uri=CELEX:52014DC0398> (dostęp: listopad 2018).

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).