Full Text Available
Note: Clicking the button above will open the full text document at the original institutional repository in a new window.
Techno-economic analysis and benchmarking of integrated first and second generation biorefinery scenarios annexed to a typical sugar mill for bioethanol production
AFRIKAANSE OPSOMMING: Die ontwikkeling van ekonomies en omgewings voordelige bio-etanolprosesse word voortdurend meer belangrik vir energiesekuriteit en omgewingslaste soos groenhuisgas emissies van die vervoerindustrie. Bio-etanol is bewys om ’n skoon, alternatiewe brandstof vir voertuig en lugva...
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Thesis |
| Language: | en_ZA |
| Published: |
Stellenbosch : Stellenbosch University
2021
|
| Subjects: | |
| Tags: |
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Summary: | AFRIKAANSE OPSOMMING: Die ontwikkeling van ekonomies en omgewings voordelige bio-etanolprosesse word voortdurend
meer belangrik vir energiesekuriteit en omgewingslaste soos groenhuisgas emissies van die
vervoerindustrie. Bio-etanol is bewys om ’n skoon, alternatiewe brandstof vir voertuig en lugvaart te
wees, met ’n laer omgewingsimpak en is al gebruik in die produksie van bioplastiek en groen
chemikalieë.
Suikerriet is gesien as ’n belangrike gewas vir bio-etanolproduksie. Deur suikermeule se by-produkte
te prosesseer laat dit suikerrietindustrië toe om te diversifiseer en by-produkte wat ondoeltreffend
gebruik word, soos molasse (eerste generasie) en suikerrietbagasse, blare en toppe (tweede
generasie), te omskep in waardevolle produkte, met etanol as ’n voorloper kandidaat.
Een van die oplossings om etanolproduksie uit suikerriet te verbeter en moontlik etanol se
verkoopsprys te verminder, is om eerste- en tweede-generasie prosesse te kombineer om hoër
etanolopbrengste te verkry en fermentasieprosesse te verbeter. Studies op die eerste, tweede en
geïntegreerde eerste- en tweede-generasie etanolproduksiescenario’s uit suikerriet is uitgevoer, maar
uitvoerbaarheidsdata gebaseer op geïntegreerde prosesse uit molasse (1G) en suikerrietbagasse en
afval (2G), sowel as geannekseer aan bestaande suikermeulstrategieë, is steeds onbeskikbaar.
Die doel van hierdie projek is om die ekonomiese uitvoerbaarheid van verskeie geïntegreerde 1G2G-
etanolprosesse geannekseer aan ’n tipies Suid-Afrikaanse suikermeule te vergelyk. Daarom is twee
1G-, een 2G- en sewe geïntegreerde 1G2G-scenario’s ontwikkel, gebaseer op die verskillende tipes
voermateriaal, konfigurasies en opstelle. Simulasies is ontwikkel en tegno-ekonomiese evaluasies,
maatstawwe van die 1G- en 2G-ekonomieë en sensitiwiteitsanalises is uitgevoer op elk van die
ontwikkelde scenario’s.
Die resultate in hierdie studie wys dat 1G-etanol uit A- en C-molasse dieselfde minimum
etanolverkoopsprys (MESP) van $0.5 per liter verkry het, wat geen ekonomieë van skaal voordele toon
met die verskil in voermateriaal nie. Die integrasie van 1G- en 2G-suikers vir etanolproduksie het
ekonomiese voordele gewys wanneer dit met 2G-etanolproduksie alleenlik vergelyk word, wat ’n
MESP van $1.44 bereik het. Gebaseer op maatstawwe van die 1G- en 2G-scenario’s met industriële
data, is dit gevind dat vergelykbare beleggingskostes verkry is vir die ontwikkelde 2G-scenario en ’n
2G-Brasiliaanse fasiliteit. Die 1G2G-scenario het die mees gunstige MESP van $0.97 per liter
geproduseer, en was een wat die aanvulling van die hele voorbehandelde flodder (2G) met molasse
(1G) vir ko-fermentansie van suikers by SHcF behels het. Die seleksie van fermenterende mikro-
organismes en hul vermoë om te funksioneer by voldoende hoë substraatkonsentrasies sonder
inhibering of glukose-onderdrukking en binne kort fermentasietye, sowel as faktore soos ekonomieë van skaal, die omvang van suikergebruik en die keuse van proseskonfigurasie, was die hoofdrywers
van ekonomiese doeltreffendheid. Faktore soos die teenwoordigheid van inhiberende by-produkte,
naamlik asynsuur, sowel as fermentasie-opbrengste is nie gevind om beduidende effekte op die
ekonomiese doeltreffendheid van die verskeie 1G2G-scenario’s te gehad het nie. Rondom
116.5 miljoen liter etanol is geproduseer vir hierdie scenario uit die beskikbare molasse en
lignosellulose, en totale kapitale belegging van $290 miljoen is beraam. |
|---|