What drives the viability of waste-to-energy? Modelling techno-economic scenarios of anaerobic digestion and energy generation for the Scottish islands
What drives the viability of waste-to-energy? Modelling techno-economic scenarios of anaerobic digestion and energy generation for the Scottish islands
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是什么推动了垃圾发电的可行性？
DOI：
10.1016/j.jclepro.2023.137306
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发表时间：
2023
影响因子：
11.1
通讯作者：
Matthew C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Matthew C
厌氧消化是一种将生物废物转化为沼气的技术，可以解决废物利用、能源安全和减少排放的问题。废物共同消化可以提高沼气产量和部门之间的协同效应，但需要运输废物。为了改进考虑简单运输成本的现有生物废物能源模型，这项工作将技术经济模型与容量车辆路径问题（CVRP）求解器相结合，以考虑实际开放街道地图（OSM）道路网络的详细废物运输成本。这解决了生物废物转化为能源的技术经济模型是否可以通过更具体的运输成本得到改进，以及更广泛地解决资源可用性、发电技术和运输成本因素如何影响厌氧消化和发电工厂的可行性。平准化能源成本（LCOE）用于比较这些方面的情景。由于生物废物潜力大且地形复杂，苏格兰群岛被作为案例研究，这两者都会影响运输成本。所需废旧车辆数量减少了 42.8%，单位收集成本从 0.1 英镑到 1670.0 英镑/吨不等。当地地形和废物可用性显着影响各个设施的生存能力，而更简单的收集成本指标可能不会考虑这一点。该地区 14.0% 至 20.6% 的电力需求可以通过沼气满足。虽然与需求位于同一地点的工业设施具有最便宜的平准化度电成本，但在某些情况下可以通过其他废物流来改善，这突出表明需要进一步研究和政策支持共同消化，以及提高家庭和企业参与率。如果更多的偏远地区想要从改善废物利用中受益，那么激励措施和避免的成本对于支持生物废物转化为能源至关重要。
Anaerobic digestion, a technology which converts biowaste into biogas, can address issues of waste utilisation, energy security and reducing emissions. Co-digestion of waste could improve biogas yields and synergies between sectors but requires transport of waste. To improve on existing biowaste-to-energy models which consider simple transport costs, this work combines a techno-economic model with a capacitated vehicle routing problem (CVRP) solver to consider detailed waste transport costs with actual Open Street Map (OSM) road networks. This addresses whether biowaste-to-energy techno-economic modelling is improved with more specific transport costs and more broadly how factors of resource availability, generation technology and transport costs influence the viability of anaerobic digestion and generation plants. The levelised cost of energy (LCOE) is used to compare scenarios of these aspects. The Scottish islands have been modelled as a case study due to high biowaste potential and varied topographies, which both influence transport costs. Number of waste vehicles required is improved by 42.8% and the unit cost of collection varies from £0.1–1670.0/tonne. Local topographies and waste availability significantly affects the viability of individual facilities, which might not be considered by simpler collection cost metrics. Between 14.0 and 20.6% of the regions electricity demand could be met by biogas. While industrial facilities co-located with demand have the cheapest LCOE, this can in some cases be improved with other waste streams, highlighting the need for further research on and policies supporting co-digestion, as well as improving household and business participation rates. Incentives and avoided costs are crucial to supporting biowaste-to-energy if more isolated regions are to benefit from improved waste utilisation.
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