On the environmental and economic issues associated with the Jatropha curcas shell gasification to heat and electricity for biodiesel production

• Pedro A. Rodríguez Ramos ^[1] ; Indira Tobío-Pérez ^[1] ; Jesús Suárez Hernández ^[2] ; Ramón Piloto- Rodríguez ^[1] ; Sven Pohl ^[3]
  1. [1] Universidad Tecnológica de La Habana. Calle 114, No. 11901 e/119 y 127, Marianao 15, 19390. La Habana. Cuba
  2. [2] Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey. Central España Republicana. Universidad de Matanzas, Cuba.
  3. [3] Technische Hochschule Mittelhessen, University of Applied Sciences, Centre for Energy Technology and Energy Management (etem.THM), Wiesenstrasse 14, 35390 Giessen, Germany

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• Localización: Afinidad: Revista de química teórica y aplicada, ISSN 0001-9704, Vol. 79, Nº. 596, 2022, págs. 377-385
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Sobre el efecto económico y ambiental asociado a la gasificación de la corteza de Jatropha curcas para la generación de electricidad y calor y su empleo en la producción de biodiesel
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• Resumen
  • español

    El presente trabajo está enfocado en el empleo de una biomasa derivada de la Jatropha curcas (corteza) como fuente de alimentación de un sistema de gasificación acoplado a motor diesel para la generación de electricidad. El objetivo de esta investigación es analizar el impacto ambiental y el efecto económico de la integración del gasificador a una planta de producción de biodiesel de Jatropha curcas. El impacto ambiental es cuantificado mediante un análisis de ciclo de vida y el análisis económico se basa en la determinación del valor actual neto, tasa de retorno, tiempo de recuperación de la inversión y el costo total actual de construcción y operación. Los resultados demuestran que un gasificador empleando la biomasa en estudio, es una prometedora alternativa.

    Las eficiencias estimadas son: valor actual neto>0, tasa interna de retorno >10%/año y periodo de recuperación de 2,08 años. El proyecto exhibe bajo LCOE de 0,054 USD/kWh. Desde el punto de vista ambiental, no se evidencia ninguna etapa crítica durante todo el ciclo de vida de la generación de electricidad a partir de corteza de Jatropha curcas. Un ligero impacto negativo se evidencia en el caso de compuestos inorgánicos, así como de acidificación y eutrofización.

  • English

    The present work is focused on the use of Jatropha curcas biomass (shell), as feed to gasification systems coupled to a diesel engine for electricity generation. The scope of this research is to analyze the environmental and economic effects of the integration of a gasification system to a biodiesel plant. The environmental impacts are quantified by a Life Cycle Assessment and the economy is assessed based on the Net Present Value, Internal Rate of Return, Investment Recovery Period models and the Levelized cost of electricity. The results demonstrate that a gasification system, using this biomass as a source of electricity generation, is a promising alternative for energy supply, with good economic effect. Estimated efficiencies are: Net Present Value > 0, Internal Rate of Return > 10%/yr and Investment Recovery Period = 2.08 years, representing very good outcomes for this kind of system. Nevertheless, the project exhibits a very low Levelized Cost of Electricity of 0.054 USD/kWh. From the environmental point of view, there is not critical step during the whole life cycle of electricity generation from Jatropha curcas biomass. Slight negative environmental impacts were found for breathing-inorganics and acidification-eutrophication, but both at negligible levels.