Modeling an optimized, sustainable supply chain of biofertilizer, using Sargassum forbiogas production in Grenada
2024 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
Grenada is a small island country located in the southeast Caribbean region. Since 2011 the influx of the intrusive macroalgae Sargassum has become overwhelming for the nation to handle. Once it accumulates along the coasts, washes up on beaches, and begins to rot, it is harmful to nearby residents, destroying marine life, and negatively affecting the fish industries along the east coast of the island. Today, the island relies heavily on imported fossil fuels for electricity. A possible solution to the problem has been identified by the Grenadian company SarGas where the washed-up algae can be used for biogas production, aimed at producing electricity, with the by-product biofertilizer.
Following SarGas’ plans to implement a large-scale biogas production facility in Telescope, Grenada, a suitable and sustainable supply chain is necessary. The supply chain incorporates several pre-identified stakeholders on the island, and due to the non-linear physical transportation of input biomass and output fertilizer, the supply chain is more so considered a business ecosystem where circular economy initiatives occur. Therefore, it is also necessary to implement a viable mode of communication between the actors, where the efficacy of a knowledge management system is evaluated.
The study was conducted as an empirical study using qualitative data. The data was collected through 12 interviews with experts in biogas production in Sweden and stakeholders on the island. To gain a basic understanding of supply chains regarding biogas production in Sweden, five experts were identified and interviewed. The interviews in Grenada were conducted as joint meetings and site visits conducted during an 8-week-long field study in Grenada. The stakeholders were identified as potential suppliers of input biomass and consumers of output fertilizer.
Resulting from the data, a descriptive model of the ecosystem was evaluated. The evaluation focused mainly on the number of transportation truckloads, necessary storage facilities, and the composition and seasonality of feedstock. A prototype of a knowledge management system was also developed and evaluated by the stakeholders. Concluding from this, it was established that SarGas has two main options of feedstock; solemnly Sargassum, or co-digestion between Sargassum and sugarcane bagasse. Due to the seasonal occurrence of the biomass and the difference in delivery days and delivery times, both short- and long-term storage facilities are recommended.
Future research topics from the study include the availability of Sargassum and the nutrient content and demand for fertilizer. For a better analysis of the influx of Sargassum, collection from more than one geographical point is to be incentivized and availability needs to be better predicted. The nutrient content is essential for calculating more precise fertilizer demand, and transportation can be further economically optimized depending on the aggregated state of the fertilizer.
Abstract [sv]
Grenada är en liten önation belägen i sydöstra Karibien. Sedan 2011 har inflytandet av den påträngande makroalgen Sargassum blivit överväldigande för nationen att hantera. När den samlas längs kuster, torkar på stränder och börjar ruttna är den både skadlig för närliggande invånare, förstörande för marint liv och har en negativ inverkan på fiskeindustrin längs östkusten. Idag förlitar sig ön till stor del på importerade fossilabränslen för elproduktion. En möjlig lösning på problemet har identifierats av det grenadianska företaget SarGas där den uppspolade algen kan användas för biogasproduktion, med syfte att producera el, med biprodukten biogödsel.
För att uppnå SarGas' planer på att implementera en storskalig anläggning för biogas i Telescope, Grenada, krävs en lämplig och hållbar leveranskedja. Leveranskedjan inkluderar ett antal föridentifierade intressenter på ön, och på grund av den icke-linjära fysiska transporten av ingående biomassa och utgående gödsel betraktas leveranskedjan mer som ett affärsekosystem där förekomsten av cirkulära ekonomilösningar sker. Till följd av detta är det också nödvändigt att implementera en genomtänkt kommunikationsmetod mellan de involverade aktörerna, där effektiviteten hos ett kunskapshanteringssystem utvärderas.
Studien genomfördes som en empirisk studie med kvalitativa data. Data samlades in genom 12 intervjuer med experter inom biogasproduktion i Sverige och intressenter på ön. För att få grundläggande förståelse för leveranskedjor avseende biogasproduktion i Sverige identifierades och intervjuades fem experter. Intervjuerna på Grenada genomfördes som gemensamma möten och studiebesök under en åtta veckor lång fältstudie på ön. De involverade intressenterna identifierades som potentiella leverantörer av ingående biomassa och konsumenter av utgående gödsel.
Som ett resultat av datan utvärderades en beskrivande modell över ekosystemet. Utvärderingen fokuserade främst på antal transporter med lastbilar, nödvändiga lagringsfaciliteter samt sammansättningen och säsongsmönstret för råmaterialen. En prototyp av ett kunskapshanteringssystem utvecklades också som sedan utvärderades av intressenterna. Som en slutsats från detta etablerades att SarGas har två huvudsakliga alternativ för råmaterial; enbart Sargassum eller samförgasning mellan Sargassum och sockerrörsmassan. På grund av den säsongsmässiga förekomsten av biomassa och skillnaden i leveransdagar och leveranstider rekommenderas både kort- och långsiktiga lagringsfaciliteter.
Framtida forskningsområden från studien inkluderar tillgängligheten av Sargassum samt näringsinnehållet och efterfrågan på gödsel. För en bättre analys av inflödet av Sargassum bör insamling från mer än en geografisk punkt stimuleras och tillgängligheten behöver bättre förutsägas. Näringsinnehållet i gödslet är väsentligt för att beräkna en mer exakt efterfrågan, och transporten kan ytterligare ekonomiskt optimeras beroende på gödselns sammansatta tillstånd.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 56
Series
TRITA-ITM-EX ; 2024:378
Keywords [en]
Sargassum, biogas production, biomass, business ecosystem, industrial symbiosis, logistics, knowledge management system, supply chain communication
Keywords [sv]
sargassum, biogasproduktion, biomassa, affärsekosystem, industriell symbios, logistik, kunskapshanteringssystem, kommunikation i försörjningskedjor
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-350448OAI: oai:DiVA.org:kth-350448DiVA, id: diva2:1884020
External cooperation
AlgaeFuel Sweden AB
Supervisors
Examiners
2024-07-122024-07-12