Optimal and sustainable design of integrated biorefineries for microalgae and municipal solid waste processing
Notice bibliographique
Résumé
Increasing pressures on energy resources and the imperative to reduce greenhouse gas emissions are driving the exploration of alternative and viable energy sources. Biomass presents opportunities to produce a variety of valuable products including energy, chemicals, and materials. However, economic uncertainties arise from processing multiple biomass sources, and to address this issue, the current research covers a systematic framework for the optimal design of an integrated biorefinery through superstructure-based optimization, combining microalgae and municipal solid waste (MSW) processing pathways. A case study conducted for Seoul, South Korea—a city grappling with significant solid waste management and energy supply challenges—evaluates the economic feasibility of such an integrated biorefinery. Utilizing mixed-integer linear programming (MILP) in General Algebraic Modeling System (GAMS), the study identifies the optimal configuration for the biorefinery to maximize profitability. Results indicate that the proposed solution not only yields substantial quantities of valuable products but also reduces waste sent to landfills and enhances waste-to-electricity conversion. The end-products of the optimal configuration include all anticipated products except compost. The revenue from the sale of final products and the profit are $1.43 B/yr and $253.86 M/yr respectively for the optimal configuration obtained. Additionally, a sensitivity analysis assessing the impact of varying economic and feedstock conditions on the biorefinery's profitability and viability shows that the proportion of recyclable components in MSW has the biggest impact, followed by the market price of the biodiesel produced. The framework is generic as the superstructure can be modified in line with the requirements of the case at hand by selecting the appropriate feedstocks and technologies. Moreover, the relevant techno-economic parameters and equations can easily be incorporated into the mathematical model. Thus, this study has the potential to serve as a valuable decision-making tool for stakeholders when planning viable multi-feedstock biorefineries.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».