The effects of biofuels on food security: A system dynamics approach for the Colombian case

Martínez-Jaramillo, Juan Esteban; Arango-Aramburo, Santiago; Ramírez, Diana Patricia Giraldo

doi:10.1016/j.seta.2019.05.009

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“…The complexity of food systems and biofuel production dynamics, which can be translated into food and energy security, is acknowledged in the literature (Pruyt and Sitter, 2008;Koizumi, 2015;Weng et al, 2019). Moreover, the need to study the interlinkages and the system behaviour as a whole has been highlighted (Pruyt and Sitter, 2008;Ansah, 2014;Martínez-Jaramillo et al, 2019). The Ukraine war and sanctions on Russia have further increased this complexity.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

The imbalance of food and biofuel markets amid Ukraine-Russia crisis: A systems thinking perspective

2022

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The Ukraine war has immensely affected both food and energy systems due to the significant role of Russia in supplying natural gas and fertilizers globally and the extensive contribution of both Russia and Ukraine in exporting grains and oilseeds to the international markets. Hence, the Ukraine-Russia conflict has resulted in a shortage of crops and grains in the food market, especially in Europe, causing speculations if these resources should still be used for biofuel production (1st Generation). However, the International Energy Agency has warned that lowering biofuel mandates could result in rising petroleum demand and supply concerns. In light of these unfolding events, a systems thinking approach is required to monitor and analyze the implications of this crisis for food and biofuel markets as a whole to alleviate the concerns faced and plan sustainably. In this vein, based on the trade-offs between food system elements and the biofuel supply chain, as well as the potential effects of the war on the food and energy systems worldwide, a causal loop diagram is developed in the present work. According to the insights provided, the key to preventing food insecurity and keeping biofuel mandates on an increasing trend simultaneously amid the Ukraine war is to switch from the 1st Generation biofuels to higher generations. This transition would reduce not only the pressure on the food market to move toward zero hunger (SDG 2) but also pave the way to move towards a circular economy and clean and affordable energy (SDG 7) during the post-war era.

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

The imbalance of food and biofuel markets amid Ukraine-Russia crisis: A systems thinking perspective

2022

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“…Possibilities of co-existences between bioenergy and food production Colombia Martínez-Jaramillo et al [93] Unit transportation costs of corn, distance between corn harvesting sites and the collection facilities, unit corn production costs, yield, rate of other usage of corn, distance between corn collection facility and biorefinery unit, transportation costs between biorefinery and consumer market, unit storage costs of corn, unit storage costs of bioethanol, production costs of biorefineries, production capacity of bioethanol production, export/import balance of bioethanol Market share of bioethanol and biodiesel USA Ghaderi et al [89] Source: own research, 2020.…”

Section: Development Of Governmental Subsidy Politicsmentioning

confidence: 99%

PRISMA Statement for Reporting Literature Searches in Systematic Reviews of the Bioethanol Sector

et al. 2020

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The bioethanol sector is an extremely complex set of actors, technologies and market structures, influenced simultaneously by different natural, economic, social and political processes. That is why it lends itself to the application of system dynamics modelling. In last five years a relatively high level of experience and knowledge has accumulated related to the application of computer-aided system modelling for the analysis and forecasting of the bioethanol sector. The goal of the current paper is to offer a systematic review of the application of system dynamics models in order to better understand the structure, conduct and performance of the bioethanol sector. Our method has been the preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses (PRISMA), based on English-language materials published between 2015 and 2020. The results highlight that system dynamic models have become more and more complex, but as a consequence of the improvement in information technology and statistical systems, as well as the increasing experience gained they offer an efficient tool for decision makers in the business and political spheres. In the future, the combination of traditional system dynamics modelling and agent-based models will offer new perspectives for the preparation of more sophisticated description and forecasting.

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“…Se estima que aproximadamente el 60 % de la producción nacional de este aceite se destina al sector alimenticio, mientras que el 40 % se utiliza para la producción de biocombustibles (Granados y Valencia, 2018). Este panorama ha generado una competencia entre la seguridad alimentaria y el sector energético (Martínez, Arango, y Giraldo, 2019), planteándose la necesidad de buscar materiales alternativos para la obtención de biodiesel; una opción es el aprovechamiento de la biomasa de plantas provenientes de los residuos de la agroindustria (Núñez, 2012, Romero et al, 2016.…”

Section: Introductionunclassified

Producción de biodiesel a partir del aceite extraído de almendra del corozo Bactris guineensis asistida mediante ultrasonido de sonda directa

Rosa

Meza

Gómez

2021

Tecnura

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Contexto: Teniendo en cuenta que el corozo (Bactris guineensis) es una fruta exótica del Caribe colombiano utilizada localmente en la industria de los alimentos y que su almendra posee alto contenido oleaginoso (39,43 % ± 0,49), el presente trabajo busca abordar el aprovechamiento del aceite de la almendra del corozo como alternativa en la obtención de biodiesel haciendo uso de ultrasonido de sonda directa como medio de agitación. Método: Los ensayos se llevaron a cabo bajo diferentes valores de relación molar alcohol: aceite, concentración de catalizador, amplitud de ultrasonido y tiempo. Para ello se utilizó un diseño central compuesto y se usó la variable de respuesta ‘rendimiento de reacción’ para determinar las condiciones óptimas para la obtención de biodiesel. Resultados: Se obtuvo un rendimiento máximo de reacción del 81,05 % empleando una relación molar alcohol: aceite de 6:1; concentración de catalizador de 0,70 %; amplitud de la sonda de ultrasonido del 20 % y tiempo de reacción de 15 minutos Conclusiones: Se demostró que el producto final cumple con la mayoría de las propiedades señaladas por la norma técnica colombiana (NTC 5444). La implementación del ultrasonido de sonda directa permitió obtener altos rendimientos con tiempos de reacción inferiores a los reportados con los métodos convencionales de agitación, lo cual representa una oportunidad de reducir los gastos energéticos asociados con la producción del biocombustible. Adicionalmente, la diversificación de las materias primas para la fabricación de biodiesel aprovechando los ácidos grasos extraídos de la biomasa residual de B. guineensis, representa una oportunidad para el impulso de la economía regional. Metodología: Se utilizó un diseño central compuesto para establecer las mejores condiciones de reacción en la obtención de biodiesel. Resultados: Se obtuvo un rendimiento máximo de reacción del 81,05 % usando una relación molar alcohol: aceite de 6:1; concentración de catalizador de 0,70 %; amplitud de la sonda de ultrasonido del 20 % y tiempo de reacción de 15 minutos Conclusiones: Se demostró que el biodiesel obtenido cumple con la mayoría de las propiedades establecidas por la norma técnica colombiana (NTC 5444) para el uso en motores diésel. La implementación del ultrasonido de sonda directa permitió obtener altos rendimientos con tiempos de reacción inferiores a los reportados con los métodos convencionales de agitación, lo cual representa una oportunidad de reducir los gastos energéticos asociados con la producción del biocombustible. Adicionalmente, la diversificación de las materias primas para la producción de biodiesel mediante el uso de aceites extraídos de la biomasa residual de B. guineensis, se constituye en una oportunidad para el desarrollo de la economía regional. Financiamiento: Este proyecto se llevó a cabo con el apoyo del programa Jóvenes Investigadores de Colciencias, Convocatoria “N° 775 de 2017”.

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The effects of biofuels on food security: A system dynamics approach for the Colombian case

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The imbalance of food and biofuel markets amid Ukraine-Russia crisis: A systems thinking perspective

The imbalance of food and biofuel markets amid Ukraine-Russia crisis: A systems thinking perspective

PRISMA Statement for Reporting Literature Searches in Systematic Reviews of the Bioethanol Sector

Producción de biodiesel a partir del aceite extraído de almendra del corozo Bactris guineensis asistida mediante ultrasonido de sonda directa

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