Development of a dynamic simulation model for energy policies impact evaluation and resource management in the agro-productive sector

According to the European targets, in order to reduce GHG emissions and to increase energy independence the share of renewable energy in the energy mix is expected to be higher than 27% in 2030 and will increase in the years up to the ambitious target of 80-95%% reduction of GHG emissions when compared to 1990 levels, by 2050. Studies regarding the possibility of 100% renewable energy have been already conducted in the European countries. The agro-productive system is going to play a fundamental role in these scenarios due to its capacity to produce Bioenergy and Biofuels. The energetic revolution will require profound changes in the whole electric system, passing from centralised to decentralised and distributed generation with continuous development new solutions. The general objective of this study is energy policies impact evaluation and resource management for productive systems in the agro-productive sector. All around Europe there are geographical site dedicated to intensive production of animal. Thanks to the high density of exploitations achievable and the production of bioenergy, these systems are particularly interest. It is important to have tools that permit to analyse the impact of renewables and distributed generation on their production process to support the achievement of European targets. Since models suitable for the purpose of this study are not available in literature (excluding not free of charge and elaborated software), a suitable model have been conceptualized and developed using Python 2.7, an open source programming language. More specifically, the model have been used to study the possibility for poultry, pig cattle and goat farms located in Île-de-France (France), to be energetically self-sufficient using renewable energy, energy storage, microgrids and bio-methane exchange. The considered energy demand focus on the internal needs of the farms and does not consider indirect or related to transport requirements. The objective is to understand what is the minimum plant size required, costs, and affordability of the related project.

Secondo gli obiettivi europei, al fine di ridurre le emissioni di gas serra e aumentare l'indipendenza energetica, la quota di energie rinnovabili nel mix energetico dovrebbe essere superiore al 27% nel 2030 e aumenterà negli anni fino all'obiettivo ambizioso di 80- Riduzione del 95 %% delle emissioni di gas serra rispetto ai livelli del 1990, entro il 2050. Gli studi riguardanti la possibilità di energia rinnovabile al 100% sono già stati condotti nei paesi europei. Il sistema agro-produttivo giocherà un ruolo fondamentale in questi scenari grazie alla sua capacità di produrre bioenergia e biocarburanti. La rivoluzione energetica richiederà profondi cambiamenti nell'intero sistema elettrico, passando dalla generazione centralizzata a quella decentralizzata e distribuita con lo sviluppo continuo di nuove soluzioni. L'obiettivo generale di questo studio è la valutazione dell'impatto delle politiche energetiche e la gestione delle risorse per i sistemi produttivi nel settore agro-produttivo. In tutta Europa ci sono siti geografici dedicati alla produzione intensiva di animali. Grazie all'elevata densità di sfruttamento ottenibile e alla produzione di bioenergia, questi sistemi sono particolarmente interessanti. È importante disporre di strumenti che consentano di analizzare l'impatto delle energie rinnovabili e della generazione distribuita sul loro processo di produzione per sostenere il raggiungimento degli obiettivi europei. Poiché modelli adatti allo scopo di questo studio non sono disponibili in letteratura un modello adatto è stato concepito e sviluppato utilizzando Python 2.7, un linguaggio di programmazione open source. In particolare, il modello è stato utilizzato per studiare la possibilità per pollame, bovini suini e caprini situati in Île-de-France (Francia), di essere energeticamente autosufficienti utilizzando energia rinnovabile, stoccaggio di energia, microreti e scambio di biometano. La domanda di energia considerata si concentra sui bisogni interni delle aziende agricole e non considera le esigenze indirette o correlate ai trasporti. L'obiettivo è capire quali sono le dimensioni minime dell'impianto richieste, i costi e la fattibilità del progetto.