Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
The Biodiesel Value Chain as a Development Tool for Smallholder Farmers in Rural Mozambique
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Production Engineering.
2012 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

As one of the poorest countries in the world Mozambique has a great need of development, especially among smallholder farmers within the agriculture sector which constitutes 80% of the population. Previous research, as well as the government of Mozambique, has identified a great potential for biodiesel production in Mozambique. This study investigated if it is possible to carry out a socially, environmentally and financially sustainable biodiesel production chain as a development tool for smallholder farmers in rural Mozambique. The study also investigated if the biodiesel value chain can be used for poverty reduction, how it best can be designed, and what structures need to be changed.

The study was carried out by a study of previous literature, a field study in Mozambique, and by developing a scalable model for scenario simulations of the biodiesel production chain. In the model the biodiesel value chain was defined by a number of modules, and for each module different scenarios were defined for further tests and analysis. The model simulated the total production of biodiesel from one hectare of land over a ten year period from both jatropha and coconut trees, and for each defined scenario the cost, energy use, and CO2 emission both for the total value chain and for each activity was calculated. The energy ratio was also calculated for each analyzed scenario.

The most suitable design of the biodiesel value chain was found to be the use of smallholder farmers with advanced farming technique for growing the biodiesel crops, in combination with an advanced extraction facility with high extraction rate. As end market the local market for vegetable oil was found completing the whole value chain as the best design to full fill the requirements of sustainability. Whether the biodiesel should be sold at the southern African market or at the EU market was found to depend on the market prices and possible tax exemptions at the point of sales.

The results showed that the total cost of producing one liter of vegetable oil from jatropha is 0.43 USD/liter, and 0.60 USD/liter for coconuts. The energy use for producing one liter of vegetable oil from jatropha is 0.00544 GJ/liter, and 0.00868 GJ/liter for coconuts. The CO2 emission from production of one liter of vegetable oil from jatropha is 0.741 kgCO2/liter, and 1.190 kgGJ/liter from coconuts. The energy ratio for producing one liter of vegetable oil to the local market is 6.51for jatropha excluding utilization of byproducts, and 13.14 including utilization of byproducts. For producing one liter of vegetable oil to the local market is 4.16 for coconuts excluding utilization of byproducts, and 5.02 including utilization of byproducts.

By an analysis of the results taking the social, environmental and financial aspects in consideration it was found that it is be possible to use the biodiesel value chain to reduce poverty in Mozambique in a sustainable way. The systems that were found in need of changes were the systems for education and information sharing, the systems for collecting the feedstock, the systems for use of byproducts, and the systems for regulation and taxes.

Abstract [sv]

Som ett av världens fattigaste länder är Mozambique i stort behov av utveckling, speciellt av småjordbrukare vilka utgör 80 % av befolkningen. Både tidigare forskning och den Mozambikanska regeringen har identifierat en stor potential för produktion av biodiesel i Mozambique. Denna studie har undersökt huruvida det är möjligt att konstruera en socialt, miljömässigt och finansiellt hållbar biodieselproduktionskedja som ett medel att utveckla småjordbrukare på den Mozambikanska landsbyggden. Studien undersökte även huruvida värdekedjan för produktion av biodiesel kan användas för fattigdomsbekämpning, hur det bästa utförandet av värdekedjan är designad och vilka strukturer som behöver förändras för att göra detta möjligt.

Studien genomfördes genom en litteraturstudie, en fältstudie i Mozambique och genom konstruktion av en skalbar modell för scenariosimulering av produktionskedjan för biodiesel. I modellen definierades värdekedjan för biodiesel genom ett antal moduler, och för varje modul definierades olika scenarion för vidare test och analys. Modellen simulerade den totala produktionen från en hektar land över en tioårsperiod för både jatropha och kokosnötter, och för varje scenario beräknades kostnaden, energianvändningen och CO2 utsläppen för hela värdekedjan samt för varje aktivitet. Den totala energikvoten beräknades även för varje analyserat scenario.

Studien fann att den bästa designen för värdekedjan för biodiesel var den där småjordbruk med avancerade jordbruksmetoder användes för att odla grödorna för biodiesel kombinerat med en avancerad anläggning med hög effektivitetsgrad för extraktion av olja. Som slutmarknad befanns den lokala marknaden för vegetabilisk olja vara den bästa för att åstadkomma den mest hållbara värdekedjan. Huruvida biodiesel är bäst att sälja på marknaden i södra Afrika eller på Europamarknaden befanns bero på det aktuella marknadspriset och på eventuella skattelättnader.

Resultaten visade att den totala kostnaden för att producera en liter vegetabilisk olja från jatropha är 0,43 USD/liter och 0,60 USD/liter för kokosnötter. Energianvändningen för att producera en liter vegetabilisk olja från jatropha är 0,00544 GJ/liter och 0,00868 GJ/liter för kokosnötter. Koldioxidutsläppen från produktion av en liter vegetabilisk olja från jatropha är 0,741 kgCO2/liter och 1,190 kgGJ/liter från kokosnötter. Energikvoten för att producera en liter vegetabilisk olja för den lokala marknaden är 6,51 för jatropha om restprodukter inte tas tillvara, och 13,14 då restprodukter tas tillvara. För att producera en liter vegetabilisk olja för den lokala marknaden är 4,16 för kokosnötter om restprodukter inte tas tillvara, och 5,02 då restprodukter tas tillvara.

Genom en analys av resultaten, med hänsyn till sociala, miljömässiga, och finansiella aspekter, befanns det möjligt att använda värdekedjan för biodiesel för att minska fattigdom i Mozambique på ett hållbart vis. De system som befanns i behov av förändring var systemen för utbildning och informationssproidning, systemen för att samla in råmaterial, systemen för användning av restprodukter, samt systemen för beslutsprocesser och skatter.

Place, publisher, year, edition, pages
2012. , 94 p.
, Degree Project in Production Engineering, Second Level, 514
National Category
Engineering and Technology
URN: urn:nbn:se:kth:diva-103244OAI: diva2:559230
Subject / course
Production Engineering
Educational program
Master of Science in Engineering - Industrial Engineering and Management
Available from: 2012-10-08 Created: 2012-10-08 Last updated: 2012-10-08Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2419 kB)633 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2419 kBChecksum SHA-512
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Production Engineering
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 633 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 117 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link