Design of Waste-to-Electricity Model: Estimating the Potential of Electricity Recovery in Nigerian Geopolitical Zones

• Autorzy: Oguntade Kolawole I. , Manczarski Piotr

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2024.6.4

Warianty tytułu

PL

Projekt modelu przetwarzania odpadów na energię elektryczną: szacowanie potencjału odzysku energii elektrycznej w nigeryjskich strefach geopolitycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

As Nigeria faces rapid urbanization and population growth, effective waste management becomes increasingly critical. The current inadequate practices lead to waste accumulation, harming public health and urban aesthetics, while insufficient electricity supply hampers sustainable living. Waste-to-Electricity (WtE) presents a dual solution to these issues. In the masters thesis, that formed the basis for this article, a MATLAB App Designer-based model to forecast electricity generation from municipal solid waste in Nigerian geopolitical zones from 2024 to 2034 was introduced. The model uses socio-demographic and economic factors, projecting a 44% increase in annual waste generation from 66 million tons in 2024 to 95 million tons by 2034. With an average waste calorific value of 9.6 MJ/kg, the North-west and South-west zones are expected to lead in electricity generation due to their large populations. If 80% of waste is incinerated by 2034, electricity generation could reach 5800MW, meeting up to 15% of Nigeria's 2030 power demand target, with potential to supply 50% with high-efficiency plants. The study advocates for improved waste management practices, government investment in incineration plants, and alignment with UN SDG 11 for sustainable cities. The adaptable model provides a valuable tool for global decision-makers to anticipate WtE outcomes and support sustainable development (in line with the propagation of UN SD Goal 11).

PL

Ponieważ Nigeria stoi w obliczu szybkiej urbanizacji i wzrostu liczby ludności, skuteczne zarządzanie odpadami staje się coraz bardziej istotne. Obecne nieodpowiednie praktyki prowadzą do gromadzenia się odpadów, szkodząc zdrowiu publicznemu i estetyce miejskiej, podczas gdy niewystarczające dostawy energii elektrycznej utrudniają zrównoważone życie. Technologia Waste-to-Electricity (WtE) stanowi podwójne rozwiązanie tych problemów. W pracy magisterskiej, która stała się podstawą niniejszego artykułu, wprowadzono model oparty na aplikacji MATLAB App Designer do prognozowania wytwarzania energii elektrycznej z odpadów komunalnych w nigeryjskich strefach geopolitycznych w latach 2024-2034. Model wykorzystuje czynniki społeczno-demograficzne i ekonomiczne, przewidując 44% wzrost rocznej produkcji odpadów z 66 milionów ton w 2024 r. do 95 milionów ton do 2034 r. Przy średniej wartości opałowej odpadów wynoszącej 9,6 MJ/kg, oczekuje się, że strefy północno-zachodnia i południowo-zachodnia będą liderem w produkcji energii elektrycznej, ze względu na ich dużą populację. Jeśli 80% odpadów zostanie spalonych do 2034 r., produkcja energii elektrycznej może osiągnąć 5800 MW, zaspokajając do 15% docelowego zapotrzebowania Nigerii na energię w 2030 r., z potencjałem do dostarczenia 50% dzięki wysokowydajnym elektrowniom. Badanie opowiada się za ulepszonymi praktykami gospodarowania odpadami, inwestycjami rządowymi w spalarnie i dostosowaniem do 11 celu zrównoważonego rozwoju ONZ dla zrównoważonych miast. Adaptowalny model stanowi cenne narzędzie dla globalnych decydentów do przewidywania wyników WtE i wspierania zrównoważonego rozwoju (zgodnie z propagowaniem 11 celu zrównoważonego rozwoju ONZ).

Słowa kluczowe

EN

Waste-to-Electricity

PL

energia elektryczna z odpadów

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 6
• Strony: 19--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Oguntade Kolawole I.

• Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering, Warsaw University of Technology

autor

Manczarski Piotr

• Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• [1] Abila, B., and Kantola, J. 2021. "Municipal Solid Waste Management Problems in Nigeria: Evolving knowledge Management Solutions". World Academy of Science, Engineering and Technology. Vol 7 (6): 1-6.
• [2] Adewuyi, A., and Emmanuel, Z. 2020. "Electricity Outages and Firm Performance across the Six Geo-political Zones in Nigeria: The Role of Corruption". MPRA Munich Personal RePEc Archive. Paper No. 92091.
• [3] Attah, A. Y., Aminu, M., Yusuf, N., Gano, Z. S., Ahmed, O. U., and Fasanya, O. O. 2016. "Potentials of Waste to Energy in Nigeria". Journal of Applied Sciences Research. Vol 12(2): 1-6. Available online @ https://www.researchgate.net/publication/301351086_Potentials_of_Waste_to Energy_in_Nigeria
• [4] Babayemi, O. J., Ogundiran, M. B., and Osibanjo, O. 2021. "Current Levels and Management of Solid Wastes in Nigeria". Journal of Environmental Quality Management. 20: 1-25.
• [5] Chukwuebuka, C. O., Chinelo, A. N., Nixon, N. N., Charles, C. A., and Ibekwe, J. C. 2022. "Energy and Material Recovery Potential from Municipal Solid Wastes (MSW) in Nigeria: Challenges and Opportunities". Clean Technologies and Recycling. Vol 2(4): 282-307.
• [6] CIA World Fact Book. 2022. Retrieved from: A Significant Gas to Power Market Opportunity. Available online @ https://www.savannah-energy.com/operations/nigeria-3/market-opportunity/
• [7] H. T. Pona, D. Xiaoli, O. O. Ayantobo, and N. D. Tetteh (2022). Environmental Health Situation in Nigeria: Current Status and Future Needs. Heliyon 7. 13-25. Available: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e06330
• [8] NBS: National Bureau of Statistics - Official Website @ https://www.nigerianstat.gov.ng/
• [9] OANDO Plc. (2021). Pre-feasibility Assessment: Waste to Energy in Nigeria. Available online @ https://www.oandoplc.com/wp-content/uploads/2021/08/Oando-Renewable-Energy-Pre-Feasibility-Assessment.pdf
• [10] Samuel, D. (2023). Geopolitical Zones in Nigeria and their States with Maps. Available online @ https://www.withinnigeria.com/piece/2023/05/05/geopolitical-zones-in-nigeria-and-their-states-with-maps/
• [11] Worldometers (2022). Nigeria Population. Available online @ https://www.worldometers.info/world-population/nigeria-population/#:~:text=The%20population%20density%20in%20Nigeria,586%20people%20per%20mi2).&text=The%20median%20age%20in%20Nigeria%20is%2018.1%20years