• Energy Research

Biogas is a renewable fuel that can be used for electrical power, heating/cooling, and as a transport fuel. This study assessed the feasibility of using biogas to fuel buses in the city of Johannesburg, South Africa. The use of biogas for transportation delivers more financial value-adding compared to using biogas for electricity-R235/GJ for transport fuel and R111/GJ for electricity. The cultivation of land and use of energy crops as feedstock for biogas production will require at least seven hectares per bus; which will place additional demands on the city's scarce land resources and create potential conflicts with food production. Biodegradable wastes are alternative feedstock for biogas production that avoids these impacts, while diverting organic waste from landfill. Using size-location modelling, we identified the optimal locations for two large (>2000Nm3/h) biogas facilities that use the organic fraction of municipal solid waste as feedstock to produce upgraded biogas (bio-methane) that can fuel up to six-hundred city buses. Benefits of using biogas for city buses include reducing carbon emissions, improving local air quality, increasing transportation efficiency, delivering new opportunities for transit orientated development and facilitating the transition to a Green economy.

Les analyses de scénarios ont été utilisées dans de multiples évaluations scientifiques et politiques pour mieux comprendre les futurs plausibles complexes. Les approches d'archétypes de scénarios sont basées sur le fait que de nombreux scénarios futurs ont des scénarios sous-jacents, des hypothèses et des tendances similaires dans les facteurs de changement, ce qui permet de regrouper les scénarios en typologies ou en archétypes, facilitant les comparaisons entre un large éventail d'études. L'utilisation d'archétypes de scénarios dans les évaluations environnementales met en avant des questions de politique importantes et peut être utilisée pour codifier des interventions abordant de futurs problèmes de durabilité. Récemment, Les archétypes de scénarios ont été utilisés dans quatre évaluations régionales et une évaluation mondiale en cours au sein de la Plateforme intergouvernementale scientifique et politique pour la biodiversité et les services écosystémiques (IPBES). L'objectif de ces évaluations était de fournir aux décideurs des connaissances pertinentes pour les politiques sur l'état de la biodiversité, les écosystèmes et les contributions qu'ils apportent aux populations. Ce document réfléchit à l'utilité de l'approche des archétypes de scénarios dans les processus scientifiques et politiques, en s'appuyant sur l'expérience des évaluations de l'IPBES. En utilisant une analyse thématique (a) des données d'enquête recueillies auprès d'experts impliqués dans les analyses des archétypes dans les évaluations de l'IPBES, (b) des notes des ateliers de l'IPBES, et (c) les textes des chapitres régionaux d'évaluation, nous synthétisons les avantages, les défis et les frontières de l'application de l'approche des archétypes de scénarios dans un processus science-politique. Les archétypes de scénarios ont été perçus comme permettant la synthèse de grandes quantités d'informations à des fins scientifiques, pratiques et politiques, rationalisant les messages clés de plusieurs études de scénarios et facilitant leur communication aux utilisateurs finaux. En termes de défis, ils ont été perçus comme subjectifs dans leur interprétation, simplifiant à l'excès les informations, ayant une applicabilité limitée à toutes les échelles et dissimulant des informations contextuelles et de nouveaux récits. Enfin, nos résultats mettent en évidence les méthodologies, les applications et les frontières de la recherche basée sur les archétypes qui devraient être explorées à l'avenir. Ces avancées peuvent aider à la conception de futurs processus d'évaluation à grande échelle liés à la durabilité, visant à mieux soutenir les décisions et les interventions pour un avenir équitable et durable. Los análisis de escenarios se han utilizado en múltiples evaluaciones de políticas científicas para comprender mejor los futuros plausibles complejos. Los enfoques de arquetipos de escenarios se basan en el hecho de que muchos escenarios futuros tienen historias, suposiciones y tendencias subyacentes similares en los impulsores del cambio, lo que permite agrupar los escenarios en tipologías o arquetipos, lo que facilita las comparaciones entre una amplia gama de estudios. El uso de arquetipos de escenarios en evaluaciones ambientales pone en primer plano importantes cuestiones de política y se puede utilizar para diseñar conjuntamente intervenciones que aborden futuros problemas de sostenibilidad. Recientemente, los arquetipos de escenarios se utilizaron en cuatro evaluaciones regionales y una evaluación global en curso dentro de la Plataforma Intergubernamental Científico-Normativa para la Biodiversidad y los Servicios de los Ecosistemas (IPBES). El objetivo de estas evaluaciones era proporcionar a los responsables de la toma de decisiones conocimientos relevantes para las políticas sobre el estado de la biodiversidad, los ecosistemas y las contribuciones que brindan a las personas. Este documento refleja la utilidad del enfoque de arquetipos de escenarios dentro de los procesos científico-políticos, basándose en la experiencia de las evaluaciones de la IPBES. Utilizando un análisis temático de (a) datos de encuestas recopilados de expertos involucrados en los análisis de arquetipos en las evaluaciones de la IPBES, (b) notas de los talleres de la IPBES, y (c) textos de capítulos de evaluación regional, sintetizamos los beneficios, desafíos y fronteras de aplicar el enfoque de arquetipos de escenarios en un proceso científico-político. Se percibió que los arquetipos de escenarios permitían sintetizar grandes cantidades de información para fines científicos, prácticos y relacionados con políticas, agilizar los mensajes clave de múltiples estudios de escenarios y facilitar la comunicación de los mismos a los usuarios finales. En términos de desafíos, se percibieron como subjetivos en su interpretación, simplificando en exceso la información, teniendo una aplicabilidad limitada en todas las escalas y ocultando información contextual y narrativas novedosas. Por último, nuestros resultados resaltan qué metodologías, aplicaciones y fronteras en la investigación basada en arquetipos deben explorarse en el futuro. Estos avances pueden ayudar al diseño de futuros procesos de evaluación relacionados con la sostenibilidad a gran escala, con el objetivo de apoyar mejor las decisiones e intervenciones para futuros equitativos y sostenibles. Scenario analyses have been used in multiple science-policy assessments to better understand complex plausible futures.Scenario archetype approaches are based on the fact that many future scenarios have similar underlying storylines, assumptions, and trends in drivers of change, which allows for grouping of scenarios into typologies, or archetypes, facilitating comparisons between a large range of studies.The use of scenario archetypes in environmental assessments foregrounds important policy questions and can be used to codesign interventions tackling future sustainability issues.Recently, scenario archetypes were used in four regional assessments and one ongoing global assessment within the Intergovernmental Science-Policy Platform for Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES).The aim of these assessments was to provide decision makers with policy-relevant knowledge about the state of biodiversity, ecosystems, and the contributions they provide to people.This paper reflects on the usefulness of the scenario archetype approach within science-policy processes, drawing on the experience from the IPBES assessments.Using a thematic analysis of (a) survey data collected from experts involved in the archetype analyses across IPBES assessments, (b) notes from IPBES workshops, and (c) regional assessment chapter texts, we synthesize the benefits, challenges, and frontiers of applying the scenario archetype approach in a science-policy process.Scenario archetypes were perceived to allow syntheses of large amounts of information for scientific, practice-, and policy-related purposes, streamline key messages from multiple scenario studies, and facilitate communication of them to end users.In terms of challenges, they were perceived as subjective in their interpretation, oversimplifying information, having a limited applicability across scales, and concealing contextual information and novel narratives.Finally, our results highlight what methodologies, applications, and frontiers in archetype-based research should be explored in the future.These advances can assist the design of future large-scale sustainability-related assessment processes, aiming to better support decisions and interventions for equitable and sustainable futures. تم استخدام تحليلات السيناريوهات في تقييمات متعددة للسياسة العلمية لفهم أفضل للمستقبل المعقد المعقول. تستند مناهج النموذج الأصلي للسيناريو إلى حقيقة أن العديد من السيناريوهات المستقبلية لها خطوط قصص وافتراضات واتجاهات أساسية متشابهة في محركات التغيير، مما يسمح بتجميع السيناريوهات في تصنيفات أو نماذج أصلية، مما يسهل المقارنات بين مجموعة كبيرة من الدراسات. إن استخدام النماذج الأصلية للسيناريوهات في التقييمات البيئية يبرز أسئلة سياسية مهمة ويمكن استخدامه لتصميم التدخلات التي تعالج قضايا الاستدامة المستقبلية. في الآونة الأخيرة، تم استخدام النماذج الأصلية للسيناريو في أربعة تقييمات إقليمية وتقييم عالمي واحد مستمر داخل المنبر الحكومي الدولي للعلوم والسياسات في مجال التنوع البيولوجي وخدمات النظم الإيكولوجية (IPBES). كان الهدف من هذه التقييمات هو تزويد صانعي القرار بالمعرفة ذات الصلة بالسياسات حول حالة التنوع البيولوجي والنظم الإيكولوجية والمساهمات التي تقدمها للناس. تعكس هذه الورقة فائدة نهج النموذج الأصلي للسيناريو في عمليات العلوم والسياسات، بالاعتماد على الخبرة المكتسبة من تقييمات المنبر الحكومي الدولي للعلوم والسياسات في مجال التنوع البيولوجي وخدمات النظم الإيكولوجية. باستخدام تحليل مواضيعي لـ (أ) بيانات المسح التي تم جمعها من الخبراء المشاركين في تحليلات النموذج الأصلي عبر تقييمات المنبر الحكومي الدولي للعلوم والسياسات في مجال التنوع البيولوجي وخدمات النظم الإيكولوجية، (ب) ملاحظات من ورش عمل المنبر الحكومي الدولي للعلوم والسياسات في مجال التنوع البيولوجي وخدمات النظم الإيكولوجية، و (ج) نصوص فصول التقييم الإقليمي، نقوم بتجميع الفوائد والتحديات والحدود لتطبيق نهج النموذج الأصلي للسيناريو في عملية العلوم والسياسات. تم تصور النماذج الأصلية للسيناريو للسماح بتوليف كميات كبيرة من المعلومات للأغراض العلمية والممارسة والسياسات، وتبسيط الرسائل الرئيسية من دراسات السيناريوهات المتعددة، وتسهيل توصيلها إلى المستخدمين النهائيين. من حيث التحديات، كان يُنظر إليها على أنها ذاتية في تفسيرها، وتبسيط المعلومات بشكل مفرط، وقابلية التطبيق المحدودة عبر المقاييس، وإخفاء المعلومات السياقية والروايات الجديدة. أخيرًا، تسلط نتائجنا الضوء على المنهجيات والتطبيقات والحدود في البحوث القائمة على النموذج الأصلي التي يجب استكشافها في المستقبل. يمكن أن تساعد هذه التطورات في تصميم عمليات التقييم المتعلقة بالاستدامة على نطاق واسع في المستقبل، بهدف دعم القرارات والتدخلات بشكل أفضل من أجل مستقبل عادل ومستدام.

South Africa's natural resources are severely impacted by invasive alien plants (invasive alien plants) that cover about 18.2 million ha with a mean density of 8.2%. The distribution of these plant invasions, together with information of biomass yields of biomass, were used to estimate the total accessible woody biomass of invasive alien trees to be 167 million tonnes (dry). The biomass can be used to produce wood-based fuels (wood pellets, torrefied wood chips and pellets, charcoal, or bio-syncrude) for co-firing with coal at power stations without major capital investments or modifications. If approximately half of the total invasive alien plant biomass is used for co-firing over a twenty-five year period, Eskom's annual coal demand will be reduced by almost 3% and 964 MW of biomass-to-electricity will be added to the national electricity supply mix. These bioenergy opportunities often struggle to be financially feasible due to the significant costs to access, harvest, store and transport the widely distributed and varied invasive alien plant biomass and will likely require coinvestment through public-private partnerships. Linking the government's land user incentive programme with an private sector activity, such as biomass to electricity, has the added benefits of providing jobs in the public works sector, stimulating rural development, reducing carbon emissions, increasing water availability, and helping to steer South Africa towards a Green economy and a more sustainable development path.