Energetic and economic efficiency of agricultural biogas plant working with different substrates

• Autorzy: Dach J.

Warianty tytułu

PL

Efektywność energetyczna i ekonomiczna biogazowni rolniczej zasilanej różnymi wariantami substratów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Ensuring the profitability of working biogas plants is a key factor for the development of biogas market. Apart from the price obtained for sold electricity, the substrates are the most important factor, particularly the ratio of their acquisition cost to methane efficiency. Thus, the objective of this paper was energy and economic analysis of the typical biogas plant with a capacity of 1 MWe working in new, favorable market situation (higher prices for blue certificates and in auction system) and using different biomass and waste substrates. After biogas efficiency tests and economic calculations of 4 different agricultural and waste substrates (maize silage, beet pulp, refood and chicken manure) it has been stated that the chicken manure was the most energy effective, just after maize silage. However chicken manure is 5 times cheaper. However, refood is the most profitable substrate for biogas plant working in both variants (certificates and auctions), and slightly less favorable - chicken manure. It is related to the best price - methane efficiency ratio, since the adoption of refood for biogas plants receives payment in the amount of 20 PLN per ton. In vast majority of analyzed substrates, investment in agricultural biogas plant is now becoming a very profitable venture, because annual profit before tax fluctuated in the range of 1-4 million PLN.

PL

Najważniejszym czynnikiem dla rozwoju rynku biogazowego jest zapewnienie opłacalności pracy biogazowni. Poza ceną uzyskaną za sprzedawaną energię elektryczną, najważniejszym czynnikiem są substraty, a zwłaszcza stosunek ich kosztu pozyskania do wydajności metanowej. Stąd celem niniejszej pracy była analiza energetyczna i ekonomiczna typowej biogazowni o mocy 1 MWe pracującej w nowej, korzystnej sytuacji rynkowej (wyższe ceny za błękitne certyfikaty oraz w systemie aukcyjnym) i wykorzystujące różne substraty biomasowe i odpadowe. Po przeprowadzeniu badań i obliczeń dla 4 różnych substratów rolniczych i odpadowych (kiszonka z kukurydzy, wysłodki buraczane, refood i obornik kurzy) stwierdzono, że najbardziej efektywny energetycznie był obornik kurzy obok kiszonki z kukurydzy. Obornik kurzy jest jednak 5 razy tańszy w pozyskaniu. Z kolei najbardziej opłacalnym substratem dla biogazowni rolniczej pracującej w obu wariantach (certyfikatów jak i aukcji) jest refood, nieco mniej korzystnym obornik kurzy. Wynika to z najkorzystniejszego stosunku ceny do wydajności metanowej bowiem za przyjęcie refood do biogazowni otrzymuje się dopłatę w wysokości 20 zł za tonę. W zdecydowanej większości analizowanych substratów inwestycja w biogazownię rolniczą staje się obecnie bardzo opłacalnym przedsięwzięciem, bowiem roczny zysk przed opodatkowaniem wahał się w zakresie 1-4 mln zł.

Słowa kluczowe

EN

biogas; substrates; energetic efficiency; economic efficiency

PL

biogaz; substrat; efektywność energetyczna; efektywność ekonomiczna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 61, nr 3
• Strony: 72--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dach J.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Instytut Inżynierii Biosystemów, ul. Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Berlian S., Sukandar, Seno D.P.: Biogas recovery from anaerobic digestion process of mixed fruit -vegetable wastes. International Conference on Sustainable Energy Engineering and Application. Energy Procedia, 2013, 32, 176-182.
• [2] Bruni E., Jensen A. P., Pedersen E. S., Angelidaki I.: Anaerobic digestion of maize focusing on variety, harvest time and pretreatment. Applied Energy, 2010, 87, 2212-2217.
• [3] Carmona, P.C.R., Dach, J., Mazur R., Witaszek K., Janczak D., Czekała W., Lewicki A.: Methane fermentation as a way of managing waste from the grain coffee production. Proceedings of the 2nd International Conference on Energy & Environment: Bringing Together Engineering and Economics, 2015, 686-692.
• [4] Cieślik M., J. Dach, Lewicki A., Smurzyńska A., Janczak D., Pawlicka-Kaczorowska J., Boniecki P., Cyplik P., Czekała W., Jóźwiakowski K.: Methane fermentation of the maize straw silage under meso- and thermophilic conditions. Energy (in progress), 2016. doi: 10.1016/j.energy.2016.06.070.
• [5] Dach J., Boniecki P., Przybył J., Janczak D., Lewicki A., Czekała W., Witaszek K., Rodríguez Carmona P. C., Cieślik M.: Energetic efficiency analysis of the agricultural biogas plant in 250 kWe experimental installation. Energy, 2014, 69, 34-38.
• [6] Janczak D., Dach, J., Czekała W., Przybył J., Lewicki A., Bugała A., Boniecki P., Zaborowicz M., Carmona, P.C.R.: Energy use of greenhouse waste materials by methane fermentation. Proceedings of the 2nd International Conference on Energy & Environment: Bringing Together Engineering and Economics, 2015, 293-299.
• [7] Proceedings of the 2nd International Conference on Energy & Environment: Bringing Together Engineering and Economics, 2015, 714-720.
• [8] Szulc R., Dach J. (red): Kierunki rozwoju ekoenergetyki w polskim rolnictwie. Praca zbiorowa, Wydawnictwo WiR, 2014. ISBN 978-83-64377-06-8.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.