Effect of heat recovery from deep litter piggery on greenhouse gases and ammonia emissions

• Autorzy: Rzeźnik W. , Rzeźnik I.

Warianty tytułu

PL

Wpływ odzysku ciepła z głębokiej ściółki na emisję gazów cieplarnianych i amoniaku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this study was to determine the effect of cooling deep litter in a pen for pigs by using the heat recovery system on greenhouse gases and ammonia emission from piggery and residential building. The research was carried out in farm located in Wielkopolska Voivodeship, where the heat recovery system from deep litter was installed. Fermenting manure stored on the floor of piggery was the heat source and central heating, domestic hot water system in residential building were the heat sink. Cooling manure in deep litter pen for pigs resulted in reducing greenhouse gas emissions from piggery by about: 11,424 kg•yr-1 (12,1%) for CH4, 662 kg•yr-1 for N2O (16,2%) and 3,532 kg for NH3 (15,7%). The use of heat re-covered from the deep litter to supply central heating and domestic hot water system in residential building reduced carbon dioxide emissions by 7,377 kg•yr-1 (35%). Weighted average reduction of greenhouse gas emissions from the researched farm, taking into account the mass of each gas was 13.7%.

PL

Celem pracy było określenie wpływu schładzania obornika w kojcu z głęboką ściółką przez zastosowanie instalacji do odzysku ciepła z głębokiej ściółki na emisję gazów cieplarnianych i amoniaku z tuczarni oraz budynku mieszkalnego. Badania prowadzono na terenie gospodarstwa rolnego, zlokalizowanego w województwie wielkopolskim, w którym zamontowano instalację do odzysku ciepła. Głównym źródłem były instalacje centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej budynku mieszkalnego. Schładzanie obornika w kojcu z głęboką ściółką przez zastosowanie instalacji do odzysku ciepła spowodowało ograniczenie emisji gazów cieplarnianych z tuczarni: CH4 o 11424 kg•rok-1 (12,1%) i N2O o 662 kg•rok-1 (16,2%) oraz amoniaku (NH3) o 3532 kg rocznie (15,7%). Wykorzystanie ciepła pobranego z głębokiej ściółki do zasilania instalacji c.o. i c.w.u. budynku mieszkalnego ograniczyło emisję dwutlenku węgla o 7377 kg•rok-1, czyli o 35%. Średnia redukcja emisji gazów cieplarnianych z badanego gospodarstwa, uwzględniając ich udział ilościowy, wynosiła 13,7%.

Słowa kluczowe

EN

greenhouse gas emission; ammonia emission; deep litter piggery; heat pump; cooling manure

PL

emisja gazów cieplarnianych; emisja amoniaku; tuczarnia; głęboka ściółka; pompa ciepła; schładzanie obornika

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, nr 2
• Strony: 72--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rzeźnik W.

• Institute of Technology and Life Sciences, Poznan Branch, Department of Environmental Management in Livestock Buildings and Air Protection, ul. Biskupińska 67, 60-463 Poznań, Poland

autor

Rzeźnik I.

• Poznan University of Technology, Institute of Environmental Engineering, ul. Piotrowo 3a, 61-138 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Adamczyk F., Dach J., Janczak D., Lenarczyk J., Rzeźnik I., Rzeźnik W., Szulc R., Zbytek Z.: Kierunki rozwoju ekoenergetyki w polskim rolnictwie. Kraków: WIR, 2014. ISBN 978-83-64377-06-8.
• [2] Amon B., Kryvoruchko V., Fröhlich M., Amon T., Pöllinger A., Mösenbacher I., Hausleitner A.: Ammonia and greenhouse gas emissions from a straw flow system for fattening pigs: Housing and manure storage. Livestock Science, 2007, 112, 199-207.
• [3] Blanes-Vidal V., Hansen M.N., Pedersen S., Rom H.B.: Emissions of ammonia, methane and nitrous oxide from pig houses and slurry: Effects of rooting material, animal activity and ventilation flow. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2007, 124, 237-244.
• [4] Chae K.J., Am Jang Yim S.K., In Kim S.: The effects of digestion temperature and temperature shock on the biogas yields from the mesophilic anaerobic digestion of swine manure. Bioresource Technology, 2008, 99, 1-6.
• [5] Cortus E.L., Lemay S.P., Barber E.M., Hill G.A., Godbout S.: A dynamic model of ammonia emission from urine puddles. Bio-systems Engineering, 2008, 99, 390-402.
• [6] Domagalski Z., Pleskot R., Podleski J., Rzeźnik W.: Głęboka ściółka jako źródło energii cieplnej do ogrzewania budynku mieszkalnego. Problemy Inżynierii Rolniczej, 2011, 19(1), 157-162.
• [7] Dong H., Zhu Z., Shang B., Kang G., Zhu H., Xin H.: Green-house gas emissions from swine barns of various production stages in suburban Beijing, China. Atmospheric Environment, 2007, 41, 2391-2399.
• [8] EMEP/CORINAIR Atmospheric Emission Inventory Guidebook. EEA Technical Report No 16/2007. European Environment Agency. Copenhagen, 2007.
• [9] Granier R., Guingand N., Massabie P.: Influence of hygrometry, temperature and air flow rate on the evolution of ammonia levels. Journées de la Recherche Porcine, 1996, 28, 209-216.
• [10] Greenhouse Gas Emissions From Pig and Chicken Supply Chains - A Global Life Cycle Assessment FAO, Roma, 2013.
• [11] Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. IPCC, Hayama, Japan, 2006.
• [12] Jugowar J.L.: Metody analizy emisji i rozprzestrzeniania się gazów szkodliwych z budynków inwentarskich na przykładzie amoniaku (rozprawa habilitacyjna). Inżynieria Rolnicza, 2001, 3(23), ISSN 1429-7264.
• [13] KOBIZE. Krajowy Raport Inwentaryzacyjny 2014. Inwentaryzacja gazów cieplarnianych w Polsce dla lat 1988-2012. KOBIZE, Warszawa, 2014.
• [14] Krajowy bilans emisji SO2, NOx, CO, NH3, NMLZO, pyłów, metali ciężkich i TZO za lata 2011-2012 w układzie klasyfikacji SNAP. Raport syntetyczny. KOBIZE, Warszawa, 2014.
• [15] Ngwabie N.M., Jeppsson K.H., Nimmermark S., Gustafsson G.: Effects of animal and climate parameters on gas emissions from a barn for fattening pigs. Applied Engineering Agriculture, 2011, 27, 1027-1037.
• [16] Ni J.Q., Hendriks J., Coenegrachts J., Vinckier C.: Production of carbon dioxide in a fattening pig house under field conditions I. Exhalation by pigs. Atmospheric Environment, 1999, 33, 3691-3696.
• [17] Oenema O., Wrage N., Velthof G.L., Groeningen J.W., Dolfing J., Kuikman P.J.: Trends in global nitrous oxide emissions from animal production systems. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2005, 72, 51-65.
• [18] Referencyjny wskaźnik jednostkowej emisyjności dwutlenku węgla przy produkcji energii elektrycznej do wyznaczania poziomu bazowego dla projektów JI realizowanych w Polsce, KOBIZE, Warszawa, 2011.
• [19] Romaniuk W.: Kierunki zrównoważonego rozwoju technologii i budownictwa w chowie zwierząt. Problemy Inżynierii Rolniczej, 2010, 4, 121-128.
• [20] Rzeźnik W.: Odzysk ciepła z budynku inwentarskiego (Rozprawa doktorska). Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach, Oddział w Poznaniu, 2012.
• [21] Rzeźnik W.: Ograniczanie emisji zanieczyszczeń gazowych z tuczarni poprzez zastosowanie instalacji do odzysku ciepła. Inżynieria Rolnicza, 2013, 3(146), 331-339.
• [22] Steinfeld H., Gerber P., Wassenaar T., Castel V., Rosales C., de Haan C.: Livestock’s Long Shadow: Environmental Issues and Options. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy, 2006.
• [23] Stelt B., Temminghoff E.J.M., Vliet van P.C.J., Riemsdijk van W.H.: Volatilization of ammonia from manure as affected by manure additives, temperature and mixing. Bioresource Technology, 2006, 98, 3449-3455.
• [24] Tuyttens F.A.M.: The importance of straw for pig and cattle welfare. Applied Animal Behaviour Science, 2005, 92, 261-282.
• [25] World Livestock 2011 - Livestock in Food Security, FAO, Rome, Italy, 2011.