I ricercatori hanno sviluppato un modello che potrebbe aumentare gli investimenti in progetti di energia sostenibile basati sulle fattorie consentendo agli investitori di prevedere con maggiore precisione se un progetto genererà un profitto. Il modello migliora gli sforzi precedenti utilizzando tecniche computazionali avanzate per affrontare l'incertezza.

"Convertire i rifiuti animali in elettricità può essere redditizio per gli agricoltori e allo stesso tempo produrre benefici ambientali, come la riduzione delle emissioni di gas serra, "dice Mahmoud Sharara, autore principale di un articolo sul lavoro e assistente professore di ingegneria biologica e agricola presso la North Carolina State University. "Però, gli agricoltori non possono sempre finanziare questi progetti, e i progetti non sono sempre un'impresa redditizia per una singola azienda agricola.

"Un modo per affrontare questo problema è sviluppare sistemi di digestione anaerobica cooperativa che utilizzino i rifiuti di più allevamenti, "Sharara dice. "Due delle grandi domande che circondano questo tipo di progetto sono:dove si costruisce il sistema cooperativo? E come puoi dire se sarà redditizio?"

A quello scopo, i ricercatori hanno sviluppato un modello computazionale che indica agli utenti come massimizzare il ritorno economico sui sistemi di digestione anaerobica. Nello specifico, dice agli utenti dove dovrebbe essere posizionato un sistema, quale dovrebbe essere la sua capacità e quanto grande dovrebbe servire un'area geografica.

Il modello tiene conto di una serie di fattori noti, ad esempio quale specie sta allevando un'azienda agricola, la dimensione di ogni fattoria e dove si trova ogni fattoria. Ma ciò che distingue il modello è il modo in cui tiene conto dell'incertezza.

Per questo lavoro, i ricercatori hanno identificato 13 fonti chiave di incertezza che possono influenzare la redditività di un sistema di digestore anaerobico.

Per esempio, un modo in cui questi sistemi fanno soldi è convertendo i rifiuti animali in biogas, utilizzare quel gas per produrre elettricità, e poi vendere l'elettricità. Perciò, una variabile chiave nella previsione della redditività di un sistema è il futuro prezzo di vendita dell'energia elettrica. E mentre il prezzo futuro dell'elettricità è incerto, puoi attingere a dati storici o previsioni di mercato per stimare una fascia di prezzo.

Lo stesso vale per altre fonti di incertezza. Ad esempio, l'efficienza di un digestore anaerobico è incerta, ma puoi prevedere che le prestazioni del digestore rientreranno in un certo intervallo.

È qui che entra in gioco il modello.

I ricercatori hanno progettato il modello per eseguire simulazioni ripetute che tengono conto della variazione in ciascuna area di incertezza. Per esempio, che aspetto ha la redditività quando i prezzi dell'elettricità e l'efficienza del digestore sono entrambi elevati? E se sono entrambi bassi? E così via. Eseguendo tutte queste simulazioni per diverse posizioni del sito, capacità e aree di servizio, il modello può dire agli utenti quale combinazione di fattori genererebbe il maggior profitto.

Il team di ricerca ha dimostrato il modello con casi di studio di sistemi di digestori anaerobici per allevamenti da latte in due regioni del Wisconsin.

"I casi di studio sono stati un buon controllo di integrità per noi, e ha evidenziato la fattibilità e l'utilità del modello, " dice Sharara.

"In definitiva, pensiamo che questo stimolerà gli investimenti in questi progetti, il che sarà positivo sia per gli agricoltori che per l'ambiente".

Il modello è ora disponibile, e i ricercatori sono interessati a confezionarlo in un formato che sarebbe più facile da usare e distribuire.

"Speriamo anche di lavorare più a stretto contatto con gli sviluppatori di sistemi di digestori anaerobici per mettere a punto la nostra valutazione dei costi relativi a questi sistemi, " dice Sharara. "E, in definitiva, vorremmo espandere il nostro lavoro per tenere conto degli sforzi per utilizzare i solidi rimasti dopo la digestione anaerobica, come i progetti che convertono questi solidi in fertilizzanti commerciabili".

La carta, "Metodologia di pianificazione per sistemi di digestione anaerobica su impianti di produzione animale in condizioni di incertezza, " è stato pubblicato sulla rivista Waste Management.