Techno-economic and Environmental Assessments of Replacing Conventional Fossil Fuels: Oil Sands Industry Case Studies
Notice bibliographique
Résumé
Conventional fossil fuels are widely used, however there are growing concerns about the security of their supply, volatility in their prices and the environmental impacts of their extraction and use. The objective of this research is to investigate the potential for replacing conventional fuels in various applications, focusing on the Alberta oil sands industry. Such investigations require systems-level approaches able to handle multiple criteria, uncertainty, and the views of multiple stakeholders. To address this need, the following are developed: life cycle assessment (LCA) and life cycle costing models of polygeneration systems; a life cycle-based framework for multi-sectoral resource use decisions; and a method combining LCA and real options analyses to yield environmental and financial insights into projects. These tools are applied to options for utilizing oil sands outputs, both the petroleum resource (bitumen) and by-products of its processing (e.g., asphaltenes, coke), within the oil sands industry and across other sectors. For oil sands on-site use, multiple fuels are assessed for the polygeneration of electricity, steam and hydrogen, in terms of life cycle environmental and financial impacts; asphaltenes gasification with carbon capture and storage (CCS) is the most promising option, able to reduce greenhouse gas (GHG) emissions to 25% of those of current natural gas-based systems. Coke management options are assessed with the life cycle-based framework; the most promising options are identified as: Electricity generation in China through integrated gasification combined cycle; and, hydrogen production in Alberta, either for sale or use by the oil sands industry. Without CCS, these options have amortized project values ranging from $21 to $160/t coke. The application of the combined LCA and real options analyses method finds that uncertainty in natural gas and potential carbon prices over time significantly impacts decisions on coke management; the formulated decision tree identifies increases of 29% and 11% in the financial and GHG emissions performance, respectively, of the overall coke management project compared to pursuing the decision identified by the life cycle-based framework. While promising options for replacing conventional fossil fuels are identified through systems-level analyses, there are trade-offs to be made among the financial, risk and environmental criteria.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».