Improved formulation of a MILP methodology and GHG evaluation for a bio-methanol supply chain

This document addresses the analysis on the development of a supply chain model, which aims to produce the background system that allows the production of bio-methanol from residual biomass, by employing the CONVERGE technology. The study focuses on the improvement of an already existent model to make it more feasible for a real world application. Moreover, it deals with presenting and discussing the results that would be obtained in more specific realities, which have been studied. Firstly, it has been conducted a literature review to assimilate useful information for the whole systems of description and implementation of the problem. This has been revealed important to find the main possible changes and additions to apport into the model, but also to discover aspects on which to conduct some studies. The majorly investigated feature consists into the road transport system, which has been characterized and modelled more realistically. Afterwards, the assigned case study, regarding woody residues in Sweden, has been defined and, therefore, it has been implemented in the model. Through the economic optimization, the most convenient configuration of supply chain has been found and the final outcomes, which are referred to different levels of decisions, are analysed. The model has been implemented also for the Italian case (already defined in the precedent work) to evidence the differences produced in results by another situation and also to verify the versatility of the model. The final study has been done on the estimation of the anthropogenic emissions calculated from the outcomes of the economic optimization of the model applied to both Swedish and Italian cases. The relative results will confirm that the green methanol produced with this system consists into a valid and sustainable alternative of the commercial fossil methanol.

Questo documento affronta l'analisi per lo sviluppo di un modello di supply chain che mira a produrre il sistema di fondo per la produzione di biometanolo, a partire dall’utilizzo di biomasse residue e della tecnologia CONVERGE. Lo studio si concentra sul miglioramento di un modello già esistente con l’obiettivo di renderlo più consono ad una sua applicazione nel mondo reale. Inoltre, si occupa anche di presentare e discutere risultati che si otterrebbero applicandolo a dei contesti specifici che sono stati studiati. In primo luogo, è stata condotta una revisione della letteratura per assimilare le informazioni utili riguardanti i sistemi di descrizione e di implementazione del problema. Ciò si è rivelato importante per trovare sia le possibili modifiche ed integrazioni da apportare al modello che gli aspetti su cui condurre alcuni studi. La principale modifica consiste nel sistema di trasporto stradale, a cui verrebbe conferita una caratterizzazione ed una modellizzazione più realistica. Successivamente, è stato delineato il caso di studio assegnato, riguardante i residui legnosi in Svezia, ed è stata eseguita la sua implementazione nel modello. Attraverso l’ottimizzazione economica si è trovata la configurazione più conveniente per la filiera e si sono successivamente analizzati i risultati finali riferiti a più livelli di decisione. Il modello è stato implementato anche per il caso italiano (già definito), in modo da evidenziare le differenze prodotte nei risultati con un caso diverso, ma anche per verificare la versatilità del modello alla base. Lo studio finale è stato condotto sulla valutazione delle emissioni antropiche calcolate a partire dai risultati ottenuti tramite l’ottimizzazione economica del modello applicata sia al caso svedese che italiano. I relativi risultati confermeranno che il metanolo rinnovabile rappresenta un’alternativa valida e sostenibile al metanolo fossile commerciale.