Crédito:Randy Jordan, of Jordan Dairy Farms
Los investigadores han desarrollado un modelo que podría impulsar la inversión en proyectos de energía sostenible basados en granjas al permitir a los inversores predecir con mayor precisión si un proyecto generará ganancias. El modelo mejora los esfuerzos anteriores mediante el uso de técnicas computacionales avanzadas para abordar la incertidumbre.
"Convertir los desechos animales en electricidad puede ser rentable para los agricultores y, al mismo tiempo, generar beneficios ambientales, como reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, "dice Mahmoud Sharara, autor principal de un artículo sobre el trabajo y profesor asistente de ingeniería biológica y agrícola en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. "Sin embargo, los agricultores no siempre pueden financiar estos proyectos, y los proyectos no siempre son una empresa rentable para una sola granja.
"Una forma de abordar esto es desarrollar sistemas cooperativos de digestión anaeróbica que hagan uso de los desechos de varias granjas, ", Dice Sharara." Dos de las grandes preguntas que rodean a este tipo de proyecto son:¿Dónde se construye el sistema cooperativo? ¿Y cómo puede saber si será rentable? "
Con ese fin, los investigadores desarrollaron un modelo computacional que les dice a los usuarios cómo maximizar el rendimiento económico de los sistemas de digestión anaeróbica. Específicamente, les dice a los usuarios dónde debe ubicarse un sistema, cuál debe ser su capacidad y cuán grande es el área geográfica a la que debe servir.
El modelo da cuenta de una variedad de factores conocidos, como qué especies está criando una granja, el tamaño de cada finca y dónde está ubicada cada finca. Pero lo que distingue al modelo es la forma en que da cuenta de la incertidumbre.
Por este trabajo, los investigadores identificaron 13 fuentes clave de incertidumbre que pueden afectar la rentabilidad de un sistema de digestión anaeróbico.
Por ejemplo, Una de las formas en que estos sistemas generan ingresos es convirtiendo los desechos animales en biogás, usando ese gas para producir electricidad, y luego vender la electricidad. Por lo tanto, una variable clave para predecir la rentabilidad de un sistema es el precio de venta futuro de la electricidad. Y aunque el precio futuro de la electricidad es incierto, puede basarse en datos históricos o pronósticos de mercado para estimar un rango de precios.
Lo mismo ocurre con otras fuentes de incertidumbre. Por ejemplo, la eficiencia de un digestor anaeróbico es incierta, pero puede predecir que el rendimiento del digestor estará dentro de un cierto rango.
Aquí es donde entra el modelo.
Los investigadores diseñaron el modelo para ejecutar simulaciones repetidas que dan cuenta de la variación en cada área de incertidumbre. Por ejemplo, ¿Cómo se ve la rentabilidad cuando los precios de la electricidad y la eficiencia del digestor son altos? ¿Y si ambos están bajos? Etcétera. Al ejecutar todas estas simulaciones para diferentes ubicaciones de sitios, capacidades y áreas de servicio, el modelo puede indicar a los usuarios qué combinación de factores generaría el mayor beneficio.
El equipo de investigación demostró el modelo con estudios de caso de sistemas de digestión anaeróbica para granjas lecheras en dos regiones de Wisconsin.
"Los estudios de caso fueron una buena prueba de cordura para nosotros, y destacó la viabilidad y utilidad del modelo, "Dice Sharara.
"Por último, creemos que esto estimulará la inversión en estos proyectos, lo que será bueno tanto para los agricultores como para el medio ambiente ".
El modelo ya está disponible, y los investigadores están interesados en empaquetarlo en un formato que sea más fácil de usar y distribuir.
"También esperamos trabajar más de cerca con los desarrolladores de sistemas de digestión anaeróbica para ajustar nuestra evaluación de los costos relacionados con estos sistemas, "Dice Sharara". Y, por último, nos gustaría ampliar nuestro trabajo para tener en cuenta los esfuerzos para utilizar los sólidos que quedan después de la digestión anaeróbica, como los proyectos que convierten estos sólidos en fertilizantes comercializables ".
El papel, "Metodología de planificación para sistemas de digestión anaeróbica en instalaciones de producción animal bajo incertidumbre, "fue publicado en la revista Waste Management.