• Energy Research
• Open Access close
• Restricted close
• Embargo close
• 13. Climate action close
• 12. Responsible consumption close
• 1. No poverty close
• 6. Clean water close
• PK close

The energy crisis and increasing fossil fuel prices due to increasing demands, controlled supplies, and global political unrest have adversely affected agricultural productivity and farm profitability across the globe and Pakistan is not an exception. To cope with this issue of energy deficiency in agriculture, the best alternate strategy is to take advantage of biomass and solid waste potential. In low-income countries such as Pakistan, the greenhouse heating system mostly relies on fossil fuels such as diesel, gasoline, and LPG. Farmers are reluctant to adopt greenhouse farming due to the continuously rising prices of the fossil fuels. To reduce reliance on fossil fuel energy, the objective of this study was to utilize biomass from crop residues to develop an efficient and economical biomass furnace that could heat greenhouses to protect the crop from seasonal temperature effects. Modifications made to the biomass furnace, such as the incorporation of insulation around the walls of the furnace, providing turbulators in fire tubes, and a secondary heat exchanger (heat recovery system) in the chimney, have increased the thermal efficiency of the biomass furnace by about 21.7%. A drastic reduction in hazardous elements of flue gases was observed due to the addition of a water scrubber smoke filter in the exit line of the flue. The efficiency of the biomass furnace ranged from 50.42% to 54.18%, whereas the heating efficiency of the diesel-fired heater was 71.19%. On the basis of the equal heating value of the fuels, the unit material and operating costs of the biomass furnace for wood, cotton stalks, corn cobs, and cow dung were USD 2.04, 1.86, 1.78, and 2.00 respectively against USD 4.67/h for the diesel heater. The capital and operating costs of the biomass furnace were about 50% and 43.7% of the diesel heater respectively, resulting in a seasonal saving of about 1573 USD. The produced smoke was tested as environmental friendly under the prescribed limits of the National Environmental Quality Standards (NEQS), which shows potential for its large-scale adoption and wider applications.

En los países del sur de Asia, incluidos Bangladesh, India y Pakistán, el escenario energético actual se considera no sostenible debido a diversas cuestiones, como las opciones económicas, ambientales, geopolíticas y tecnológicas para la explotación de la energía y el volumen insignificante del comercio regional de energía. Sin embargo, dentro de la región, India está liderando una fase de transición energética y transformación económica a través del desarrollo de energías renovables. Los países deben mostrar buenos resultados en el desarrollo de sus fuentes renovables siguiendo el rápido ritmo de las energías renovables en todo el mundo. Este artículo ofrece una visión general del escenario energético, el crecimiento de las energías renovables, la evolución y el enfoque de la política energética al resaltar los desafíos y barreras clave para la combinación energética ecológica de los países. Es importante destacar que el documento evalúa la combinación energética actual en el sur de Asia, destacando la anomalía de sus perspectivas futuras basadas en combustibles fósiles, sus ambiciones de avanzar hacia una menor contaminación ambiental y una combinación energética sostenible a través de un análisis FODA de herramientas estratégicas; fortalezas, debilidades, oportunidades y amenazas (FODA). En particular, este estudio examina las políticas gubernamentales para expandir la implementación de fuentes renovables con una visión de la estructura regulatoria existente del sector energético. Los hallazgos de la investigación presentada sugieren que para lograr el ambicioso objetivo de reducir la descarga de emisiones hasta en un 30% para el año 2030 en el marco de las Contribuciones Previstas Determinadas a Nivel Nacional (INDC), los gobiernos de los tres países deben tomar medidas preventivas. Incluye la reducción gradual de los subsidios a los combustibles fósiles, la integración del mercado dentro de la región y la rápida realización de las iniciativas existentes a través de una fuerte voluntad política, una buena gobernanza, la adopción de las últimas tecnologías y un plan de acción pragmático, y la cooperación energética en toda la región. Dans les pays d'Asie du Sud, y compris le Bangladesh, l'Inde et le Pakistan, le scénario énergétique actuel est considéré comme non durable en raison de divers problèmes tels que les options économiques, environnementales, géopolitiques et technologiques pour l'exploitation de l'énergie et le volume négligeable du commerce régional de l'énergie. Bien que, dans la région, l'Inde mène une phase de transition énergétique et de transformation économique grâce au développement des énergies renouvelables. Les pays doivent bien montrer dans le développement de leurs sources renouvelables à la suite du rythme rapide des énergies renouvelables dans le monde entier. Cet article offre un aperçu du scénario énergétique, de la croissance des énergies renouvelables, de l'évolution et de l'approche de la politique énergétique en soulignant les principaux défis et obstacles pour le mix énergétique écologique des pays. Il est important de noter que le document évalue le bouquet énergétique actuel en Asie du Sud, en soulignant l'anomalie de ses perspectives d'avenir basées sur les combustibles fossiles, ses ambitions de réduire la pollution environnementale et son bouquet énergétique durable grâce à une analyse SWOT d'outil stratégique ; forces, faiblesses, opportunités et menaces (SWOT). En particulier, cette étude examine les politiques gouvernementales visant à étendre la mise en œuvre des sources renouvelables avec un aperçu de la structure réglementaire existante du secteur de l'énergie. Les résultats de recherche présentés suggèrent que pour atteindre l'objectif ambitieux de réduire les rejets d'émissions jusqu'à 30 % d'ici 2030 dans le cadre des contributions prévues déterminées au niveau national (CPDN), les gouvernements des trois pays doivent prendre des mesures préventives. Il comprend la réduction progressive des subventions sur les combustibles fossiles, l'intégration du marché dans la région et la réalisation rapide des initiatives existantes grâce à une forte volonté politique, à une bonne gouvernance, à l'adoption des dernières technologies, à un plan d'action pragmatique et à une coopération énergétique dans toute la région. In the South Asian countries, including Bangladesh, India, and Pakistan, the current energy scenario is considered non-sustainable due to diverse issues such as economic, environmental, geopolitical, technological options for energy exploitation, and negligible volume of regional energy trade. Though, within the region, India is leading a phase of energy transition and economic transformation through renewable energy development. The countries need to exhibit well in the development of their renewable sources following the rapid pace of renewable energies worldwide. This article offers an overview of the energy scenario, growth of renewable energies, evolution, and approach for energy policy by highlighting key challenges and barriers for the ecological energy mix of the countries. Importantly, the paper assesses the current energy mix in South Asia, highlighting the anomaly of its fossil fuel-based future outlook, its ambitions to move towards less environmental pollution, and sustainable energy mix through a strategic tool SWOT analysis; strengths, weaknesses, opportunities, and threats (SWOT). In particular, this study examines the government policies to expand the implementation of renewable sources with an insight into the existing regulatory structure of the energy sector. The presented research findings suggest that to achieve the ambitious target to reduce emission discharge by up to 30% by the year 2030 under Intended Nationally Determined Contributions (INDCs), the Governments of the three countries must take preemptive measures. It includes the stage-wise reduction of subsidies on fossil fuels, market integration within the region, and swift realization of the existing initiatives through strong political will, good governance, adoption of the latest technologies, and a pragmatic action plan, and energy cooperation across the region. في بلدان جنوب آسيا، بما في ذلك بنغلاديش والهند وباكستان، يعتبر سيناريو الطاقة الحالي غير مستدام بسبب قضايا متنوعة مثل الخيارات الاقتصادية والبيئية والجيوسياسية والتكنولوجية لاستغلال الطاقة، وحجم ضئيل من تجارة الطاقة الإقليمية. على الرغم من أن الهند، داخل المنطقة، تقود مرحلة انتقال الطاقة والتحول الاقتصادي من خلال تطوير الطاقة المتجددة. تحتاج البلدان إلى أن تظهر أداءً جيدًا في تطوير مصادرها المتجددة بعد الوتيرة السريعة للطاقات المتجددة في جميع أنحاء العالم. تقدم هذه المقالة لمحة عامة عن سيناريو الطاقة، ونمو الطاقات المتجددة، والتطور، ونهج سياسة الطاقة من خلال تسليط الضوء على التحديات والحواجز الرئيسية لمزيج الطاقة البيئية للبلدان. والأهم من ذلك، تقوم الورقة بتقييم مزيج الطاقة الحالي في جنوب آسيا، مع تسليط الضوء على الشذوذ في توقعاتها المستقبلية القائمة على الوقود الأحفوري، وطموحاتها للتحرك نحو تلوث بيئي أقل، ومزيج الطاقة المستدامة من خلال تحليل SWOT الاستراتيجي للأداة ؛ نقاط القوة والضعف والفرص والتهديدات (SWOT). على وجه الخصوص، تبحث هذه الدراسة في السياسات الحكومية لتوسيع تنفيذ مصادر الطاقة المتجددة مع نظرة ثاقبة على الهيكل التنظيمي الحالي لقطاع الطاقة. تشير نتائج البحث المقدمة إلى أنه لتحقيق الهدف الطموح المتمثل في الحد من تصريف الانبعاثات بنسبة تصل إلى 30 ٪ بحلول عام 2030 بموجب المساهمات المقررة المحددة وطنيًا (INDCs)، يجب على حكومات البلدان الثلاثة اتخاذ تدابير وقائية. ويشمل ذلك التخفيض التدريجي للإعانات على الوقود الأحفوري، وتكامل الأسواق داخل المنطقة، والإدراك السريع للمبادرات القائمة من خلال الإرادة السياسية القوية، والحكم الرشيد، واعتماد أحدث التقنيات، وخطة عمل عملية، والتعاون في مجال الطاقة في جميع أنحاء المنطقة.

The global community has set intensive targets in Sustainable Development Goals (SDGs) to better people’s lives after closing the Millennium Development Goals (MDGs). It corresponds to the 2030 aspirations of the United Nations to enhance and promote the sustainable development of human society. The current paper explores the impact of fiscal hedging and R&D in energy Using a green-energy system in SDGs. To do this, we used TOPSIS and QARDL methodologies on a 21-year dataset of South and Southeast Asian economies from 2000 to 2020. The study results show that fiscal hedging contributes favourably to the environmental degradation of the underlying economy. Research and development (R&D) in renewables has contributed negatively to ecological degradation and SDGs in the economies of South & Southeast Asia. This study suggests policy guidelines for advanced and developing economies based on fiscal stability and technical innovation through R&D to meet SDG.

Sustainable food supply has gained considerable consumer concern due to the high percentage of spoilage microorganisms. Food industries need to expand advanced technologies that can maintain the nutritive content of foods, enhance the bio-availability of bioactive compounds, provide environmental and economic sustainability, and fulfill consumers’ requirements of sensory characteristics. Heat treatment negatively affects food samples’ nutritional and sensory properties as bioactives are sensitive to high-temperature processing. The need arises for non-thermal processes to reduce food losses, and sustainable developments in preservation, nutritional security, and food safety are crucial parameters for the upcoming era. Non-thermal processes have been successfully approved because they increase food quality, reduce water utilization, decrease emissions, improve energy efficiency, assure clean labeling, and utilize by-products from waste food. These processes include pulsed electric field (PEF), sonication, high-pressure processing (HPP), cold plasma, and pulsed light. This review describes the use of HPP in various processes for sustainable food processing. The influence of this technique on microbial, physicochemical, and nutritional properties of foods for sustainable food supply is discussed. This approach also emphasizes the limitations of this emerging technique. HPP has been successfully analyzed to meet the global requirements. A limited global food source must have a balanced approach to the raw content, water, energy, and nutrient content. HPP showed positive results in reducing microbial spoilage and, at the same time, retains the nutritional value. HPP technology meets the essential requirements for sustainable and clean labeled food production. It requires limited resources to produce nutritionally suitable foods for consumers’ health.

ABSTRACTWind power forecasts are useful tools for power load balancing, energy trading and wind farm operations. Long range monthly‐to‐seasonal forecasting allows the prediction of departures from average weather conditions beyond traditional weather forecast timescales, months in advance. However, it has not yet been demonstrated how these forecasts can be optimally transformed to wind power. The predictable part of a seasonal forecast is for longer monthly averages, not daily averages, but to use monthly averages misses information on variability. To investigate, here a model relating average weather conditions to average wind power output was built, based on the relationship between instantaneous wind speed and power production and incorporating fluctuations in air density due to temperature and wind speed variability. Observed monthly average power output from UK stations was used to validate the model and to investigate the optimal temporal resolution for the data used to drive the model. Multiple simulations of wind power were performed based on reanalysis data, making separate simulations based on monthly, daily and sub‐daily averages, using a distribution defined by the mean across the period to incorporate information on variability. Basing the simulation on monthly averages alone is sub‐optimal: using daily average winds gives the highest correlation against observations. No improvement over this is gained by using sub‐daily averages or including temperature variability. This signifies that to transform seasonal forecasts to wind power a compromise must be made between using the daily averages with debatable skill and the more predictable monthly averages, losing information on day‐to‐day variability.

This study focused on investigating the bottoming power cycles operating with CO2-based binary mixture, taking into account exergetic, economic and exergo-environmental impact indices. The main intent is to assess the benefits of employing a CO2-based mixture working fluid in closed Brayton bottoming power cycles in comparison with pure CO2 working fluid. Firstly, selection criteria for the choice of suitable additive compound for CO2-based binary mixture is delineated and the composition of the binary mixture is decided based on required cycle minimum temperature. The decided CO2-C7H8 binary mixture with a 0.9 mole fraction of CO2 is analyzed in two cycle configurations: Simple regenerative cycle (SRC) and Partial heating cycle (PHC). Comparative analysis among two configurations with selected working fluid are carried out. Thermodynamic analyses at varying cycle pressure ratio shows that cycle with CO2-C7H8 mixture shows maximum power output and exergy efficiency at rather higher cycle pressure ratio compared to pure CO2 power cycles. PHC with CO2-C7H8 mixture shows 28.68% increment in exergy efficiency with the levelized cost of electricity (LCOE) 21.62% higher than pure CO2 PHC. Whereas, SRC with CO2-C7H8 mixture shows 25.17% increment in exergy efficiency with LCOE 57.14% higher than pure CO2 SRC. Besides showing lower economic value, cycles with a CO2-C7H8 mixture saves larger CO2 emissions and also shows greater exergo-environmental impact improvement and plant sustainability index.

Les catalyseurs hétérogènes sont souvent utilisés dans leur ensemble pour produire du biodiesel à partir d'huiles brutes végétales non comestibles telles que l'huile de Jatropha curcas (JCO). Dans cette étude, un catalyseur de CaO hétérogène actif a été synthétisé à partir d'un coquillage de biodiversité tropicale Anadara granosa (A.granosa). L'efficacité catalytique de A.granosa CaO a été étudiée dans la transestérification de JCO sous forme de biodiesel. Le catalyseur A.granosa CaO a été synthétisé en utilisant le protocole « Calcination – hydratation – déshydratation ». La caractérisation spectrale du catalyseur a été étudiée en utilisant des techniques spectrographiques FT-IR, SEM, BET et BJH. La conception expérimentale a été exécutée avec quatre paramètres de réaction qui comprennent la concentration du catalyseur (CC), le taux de méthanol (MR), le temps de transestérification (TT) et la température de réaction (RT). Les réactions de transestérification de JCO ainsi que l'impact des paramètres de réaction sur le rendement en biodiesel de Jatropha (JBY) ont été analysés. La suffisance des résultats expérimentaux était conforme grâce à des tests de validation séquentiels, en conséquence, une moyenne de 96,2% JMY a été notée dans des conditions paramétriques optimales, CC de 3wt. %, TT de 120 min, MR de 5 mol. et RT de 60ºC à une vitesse d'agitation constante de 300 tr/min. Une JMY moyenne de 87,6 % a été obtenue à partir du catalyseur A.granosa CaO lors de leurs études de recyclage et de réutilisation jusqu'au troisième cycle de réutilisation. Los catalizadores heterogéneos se utilizan a menudo en general para producir biodiésel a partir de aceites crudos vegetales no comestibles, como el aceite de Jatropha curcas (JCO). En este estudio, se sintetizó un catalizador de CaO heterogéneo activo a partir de conchas marinas de biodiversidad tropical Anadara granosa (A.granosa). Se investigó la eficiencia catalítica de A.granosa CaO en la transesterificación de JCO como biodiesel. El catalizador de CaO de A.granosa se sintetizó utilizando el protocolo 'Calcinación – hidratación – deshidratación'. La caracterización espectral del catalizador se investigó empleando técnicas espectrográficas FT-IR, SEM, BET y BJH. El diseño experimental se ejecutó con cuatro parámetros de reacción que incluyen concentración de catalizador (CC), relación de metanol (MR), tiempo de transesterificación (TT) y temperatura de reacción (RT). Se analizaron las reacciones de transesterificación de JCO, así como el impacto de los parámetros de reacción en el rendimiento de biodiésel de Jatropha (JBY). La suficiencia de los resultados experimentales se conformó a través de pruebas de validación secuencial, como resultado, se observó un promedio de 96.2% de JMY en condiciones paramétricas óptimas, CC de 3wt. %, TT de 120 min, MR de 5 mol. y RT de 60ºC a una velocidad de agitación constante de 300rpm. Se obtuvo un JMY medio del 87,6% del catalizador de Cao de A.granosa durante sus estudios de reciclaje y reutilización hasta el tercer ciclo de reutilización. Heterogeneous catalysts are often used at large to produce biodiesel from non-edible vegetable crude oils such as Jatropha curcas oil (JCO). In this study, an active heterogeneous CaO catalyst was synthesized from a tropical biodiversity seashells Anadara granosa (A.granosa). The catalytic efficiency of A.granosa CaO was investigated in transesterification of JCO as biodiesel. The A.granosa CaO catalyst was synthesized using 'Calcination – hydration – dehydration' protocol. The spectral characterization of the catalyst were investigated by employing FT-IR, SEM, BET and BJH spectrographic techniques. The experimental design was executed with four reaction parameters that include catalyst concentration (CC), methanol ratio (MR), transesterification time (TT) and reaction temperature (RT). The JCO transesterification reactions as well as impact of reaction parameters on the Jatropha biodiesel yield (JBY) were analyzed. The sufficiency of the experimental results conformed through sequential validation tests, as a result, an average of 96.2% JMY was noted at optimal parametric conditions, CC of 3wt. %, TT of 120 min, MR of 5 mol. and RT of 60ºC at a constant agitation speed of 300rpm. An average JMY of 87.6% was resulted from the A.granosa CaO catalyst during their recycling and reuse studies up to third reuse cycle. غالبًا ما تستخدم المحفزات غير المتجانسة بشكل عام لإنتاج الديزل الحيوي من الزيوت الخام النباتية غير الصالحة للأكل مثل زيت جاتروفا كركاس (JCO). في هذه الدراسة، تم تصنيع محفز CaO غير متجانس نشط من أصداف البحر الاستوائية للتنوع البيولوجي Anadara granosa (A.granosa). تم التحقيق في الكفاءة التحفيزية لـ A.granosa CaO في تحويل JCO كديزل حيوي. تم تصنيع محفز A.granosa CaO باستخدام بروتوكول "التكليس – الترطيب – التجفيف". تم التحقيق في التوصيف الطيفي للمحفز من خلال استخدام تقنيات FT - IR و SEM و BET و BJH الطيفية. تم تنفيذ التصميم التجريبي بأربعة معلمات تفاعل تشمل تركيز المحفز (CC) ونسبة الميثانول (MR) وزمن التحويل (TT) ودرجة حرارة التفاعل (RT). تم تحليل تفاعلات التحويل JCO بالإضافة إلى تأثير معلمات التفاعل على محصول الديزل الحيوي Jatropha (JBY). تمت مطابقة كفاية النتائج التجريبية من خلال اختبارات التحقق المتسلسلة، ونتيجة لذلك، لوحظ متوسط 96.2 ٪ JMY في الظروف البارامترية المثلى، CC من 3wt. ٪، TT من 120 دقيقة، MR من 5 مول. و RT من 60 درجة مئوية عند سرعة تحريك ثابتة تبلغ 300 دورة في الدقيقة. نتج متوسط JMY بنسبة 87.6 ٪ من محفز A.granosa CaO أثناء دراسات إعادة التدوير وإعادة الاستخدام حتى دورة إعادة الاستخدام الثالثة.