CSBE-SCGAB

A simplified logistics model for integrating BIMAT and IBSAL to estimate harvest costs, energy input and emissions

Authors: Sokhansanj, S., M. Ebadian, L. Townley-Smith and D. Lee.
Description: The Agriculture and Agri-Food’s Biomass Inventory Mapping and Analysis Tool (BIMAT) provides internet-based GIS functionality to query and visualize biomass inventory data in Canada. The Integrated Biomass Supply Analysis and Logistics (IBSAL) model is a modularized simulation of biomass supply chain. In this study, IBSAL modules are assembled to simulate harvesting of straw, stover, and switchgrass yields. The operations in this study started from combining for grain crop residues and ended in stacking bales on the field side. The equation C=aR^b Y^c was fitted to the simulated data to estimate constants a, b, and c for cost in $/dry tonne, energy input in MJ/dry tonne, and carbon emissions in kg CO2/dry tonne. Variable R is the fraction of above ground biomass removed during harvest and Y is the yield defined as biomass above ground (dry tonne/ha). These functions are supplied to the BIMAT portal and developed specific values for costs, energy input, and emissions on the map. The farm gate cost cost for the stacked bales ranged from $20 per dry tonne for high yielding regions of southwest Edmonton and Ontario to $27 per dry tonne for the eastern Ottawa region, and $31 per dry tonne for low yielding regions of central Saskatchewan. The costs are validated with published custom rates. It is recommended that the next step is to integrate IBSAL and BIMAT codes so the logistics values are generated and shown automatically on the map.
Keywords: BIMAT, IBSAL, Biomass availability, Yield, Cost, Energy input, Emissions, Harvesting.
Résumé: L’outil cartographique d’inventaire de la biomasse [BIMAT] d’Agriculture et Agroalimentaire Canada offre des fonctionnalités internet de SIG pour rechercher et visualiser l’inventaire des données sur la biomasse au Canada. Le modèle « Integrated Biomass Analysis and Logistics » (IBSAL) [modèle intégré d’approvisionnement et de logistique de la biomasse] simule la chaîne d’approvisionnement de la biomasse en utilisant une approche par modules. Dans cette étude, les modules IBSAL sont assemblés pour calculer les coûts, les intrants énergétiques et les émissions de CO2 pour une gamme de rendements de paille, de fourrage et de panic raide. Les opérations simulées dans cette étude commençaient par le moissonnage pour obtenir les résidus de la production de grains et se terminaient par l’empilement de balles au champ. L’équation C=aR^b Y^c a été ajustée aux données pour estimer les constantes a, b, et c pour le coût en $/tonne sèche, les intrants d’énergie en MJ/tonne sèche et les émissions de carbone en kg CO2/tonne sèche. La variable R représente la fraction de la biomasse recueillie au-dessus du sol durant la récolte et Y est le rendement défini comme étant la biomasse au-dessus du sol (tonne sèche/ha). Ces fonctions sont fournies au portail de BIMAT et ont généré des valeurs spécifiques de coûts, d’intrants d’énergie et d’émissions. Les valeurs ont ensuite été enregistrées manuellement sur la carte générée par BIMAT. Le coût à la ferme (balles empilées) variait de 20 $ la tonne sèche pour les régions à haut rendement du sud-ouest d’Edmonton et de l’Ontario, à 27 $ par tonne sèche pour l’est de l’Ontario et à 31 $ par tonne sèche pour les régions à faibles rendements du centre de la Saskatchewan. Les coûts sont validés avec les taux en vigueur publiés. La prochaine étape recommandée est l’intégration des codes IBSAL et BIMAT pour que les valeurs logistiques soient générées et représentées automatiquement sur la carte.
Mots-clés: BIMAT, IBSAL, disponibilité de la biomasse, rendement, coût, intrant énergétique, émissions, récolte.
Technical field: Renewable Energy
Citation: Sokhansanj, S., M. Ebadian, L. Townley-Smith and D. Lee. 2018. A simplified logistics model for integrating BIMAT and IBSAL to estimate harvest costs, energy input and emissions. Canadian Biosystems Engineering 60: 8.1-8.8. https://doi.org/10.7451/CBE.2018.60.8.1
Volume: 60
Issue: 1
Start page number: 8.1
End page number: 8.8
Publisher: Canadian Society for Bioengineering / Société Canadienne de Génie Agroalimentaire et de Bioingénierie
Contributor: R. Sri Ranjan
Date: March 29, 2019
Publication type:
  • Journal
Type: Text.Article
Format: PDF
Identifier: C18380
Language 1: en
Language 2: fr
Rights: Canadian Society for Bioengineering / Société Canadienne de Génie Agroalimentaire et de Bioingénierie
Located in: Volume 60 (2018)