The possibility of functioning micro-scale biogas plant in selected farm

• Autorzy: Czekała W. , Gawrych K. , Smurzyńska A. , Mazurkiewicz J. , Pawlisiak A. , Chełkowski D. , Brzoski M.

Identyfikatory

DOI

10.1515/jwld-2017-0064

Warianty tytułu

PL

Możliwość funkcjonowania mikrobiogazowni w wybranym gospodarstwie rolnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Renewable energy sources (RES) become more and more popular. In Poland, biomass has the highest energy potential among all RES. Methane fermentation is one of possible ways to use it. The aim of the study was to perform energy and economic calculations for the biogas plant installation project in an existing farm situated in the Wielkopolska voivodeship. Because of the small area of the farm and the type of production, the calculations were carried out for micro-installation biogas plants. During the preparation of the project the production potential of the substrates was determined, allowing for further analyses. It was calculated that the electrical power of the designed biogas plant was 8.10 kW, with a total annual production of biogas at 29 471 m³. The obtained amount allows to generate in the cogeneration system 66 450 kWh of electricity and 71 190 kWh of heat energy. Some of the energy produced can be used on the farm and its surplus sold to the grid, which will allow for financial and environmental benefits.

PL

Odnawialne źródła energii stają się coraz to popularniejsze. W Polsce największym potencjałem energetycznym spośród wszystkich OZE charakteryzuje się biomasa. Jednym z możliwych sposobów jej wykorzystania jest proces fermentacji metanowej. Celem pracy było dokonanie obliczeń energetycznych i ekonomicznych dla projektu instalacji biogazowni w realnie istniejącym gospodarstwie rolnym położonym w województwie wielkopolskim. Z racji na niewielką powierzchnię gospodarstwa i typ produkcji w nim prowadzony wybrano biogazownie o charakterze mikroinstalacji. W trakcie przygotowywania projektu określono potencjał produkcyjny substratów co umożliwiło przeprowadzenie dalszych analiz. Dokonano obliczeń według których moc elektryczna zaprojektowanej biogazowni wynosi 8,10 kW, przy całkowitej rocznej produkcji biogazu na poziomie 29 471 m³. Uzyskana ilość pozwala na wytworzenie w układzie kogeneracyjnym 66 450 kWh energii elektrycznej oraz 71 190 kWh energii cieplnej. Część wyprodukowanej energii może zostać wykorzystana w gospodarstwie, a jej nadwyżka sprzedana do sieci, co pozwoli na uzyskanie korzyści finansowych i środowiskowych.

Słowa kluczowe

EN

agricultural land; biogas production; energy production; renewable energy sources; waste management

PL

energia odnawialna; gospodarka odpadami; obszary rolnicze; produkcja biogazu; produkcja energii

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2017
• Tom: no. 35
• Strony: 19--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., tab.

Twórcy

autor

Czekała W.

• Poznań University of Life Sciences, Faculty of Agronomy and Bioengineering, ul. Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznań, Poland

autor

Gawrych K.

• Poznań University of Life Sciences, Faculty of Agronomy and Bioengineering, ul. Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznań, Poland

autor

Smurzyńska A.

• Poznań University of Life Sciences, Faculty of Agronomy and Bioengineering, ul. Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznań, Poland

autor

Mazurkiewicz J.

• Poznań University of Life Sciences, Faculty of Agronomy and Bioengineering, ul. Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznań, Poland

autor

Pawlisiak A.

• Poznań University of Life Sciences, Faculty of Agronomy and Bioengineering, ul. Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznań, Poland

autor

Chełkowski D.

• Poznań University of Life Sciences, Faculty of Agronomy and Bioengineering, ul. Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznań, Poland

autor

Brzoski M.

• Poznań University of Life Sciences, Faculty of Agronomy and Bioengineering, ul. Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznań, Poland

Bibliografia

• AKELLA A.K., SAINI R.P., SHARMA M.P. 2009. Social economic and environmental impacts of renewable energy system. Renewable Energy. Vol. 34 p. 390–396.
• ARiMR 2012. [online]. [Access 18.11.2015]. Available at: http://www.arimr.gov.pl/fileadmin/pliki/kontrole/dll/broszura_1t.pdf
• BAHRAMI S., AMINI M.H. 2017. A decentralized framework for real-time energy trading in distribution networks with load and generation uncertainty. arXiv: 1705.02575.
• BAUZA-KASZEWSKA J., SZALA B., BREZA-BORUTA B., LIGOCKA A., KROPLEWSKA M. 2017. Wpływ nawożenia pofermentem z biogazowni na kształtowanie liczebności wybranych grup drobnoustrojów w glebie płowej [Effect of digestate from biogas plant on the numer of selected groups of soil microorganism]. WodaŚrodowisko-Obszary Wiejskie. T. 17. Z. 2(58) p. 15–26.
• CIEŚLIK M., DACH J., LEWICKI A., SMURZYŃSKA A., JANCZAK D., PAWLICKA-KACZOROWSKA J., BONIECKI P., CYPLIK P., CZEKAŁA W., JÓŹWIAKOWSKI K., 2016. Methane fermentation of the maize straw silage under meso- and thermophilic conditions. Energy. Vol. 115 p. 1495–1502.
• CZEKAŁA W., DACH J., JANCZAK D., SMURZYŃSKA A., KWIATKOWSKA A., KOZŁOWSKI K. 2016. Influence of maize straw content with sewage sludge on composting process. Journal of Water and Land Development. No. 30 p. 43–49. DOI 10.1515/jwld-2016-0020.
• CZEKAŁA W., PILARSKI K., DACH J., JANCZAK D. 2012. Analiza możliwości zagospodarowania pofermentu z biogazowni [Analysis of management possibilities for digestate from biogas plant]. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna. Nr 4 p. 13–15.
• CZEKAŁA W., SMURZYŃSKA A., KOZŁOWSKI K., BRZOSKI M., CHEŁKOWSKI D., GAJEWSKA K. 2017. Kofermentacja osadów ściekowych sposobem na ich zagospodarowanie oraz produkcję energii [Sewage sludge co-digestion as a way of recycling waste and producing energy]. Problemy Inżynierii Rolniczej. Nr 1(95) p. 5–14.
• DIN 38414–S8. 1985. German standard methods for the examination of water, waste water and sludge; sludge and sediments (group S); determination of the amenability to anaerobic digestion (S 8).
• ERIKSSON O., BISAILLON M., HARALDSSON M., SUNDBERG J. 2014. Integrated waste management as a mean to promote renewable energy. Renewable Energy. Vol. 61 p. 38–42.
• FUGOL M., PRASK H. 2011. Porównanie uzysku biogazu z trzech rodzajów kiszonek: z kukurydzy, lucerny i trawy [Comparison of biogas yield from three types of silage: maize, lucerne and grass silage]. Inżynieria Rolnicza. Vol. 9(134) p. 31–39.
• HIJAZI O., MUNRO S., ZERHUSEN B., EFFENBERGER M. 2016. Review of life cycle assessment for biogas production in Europe. Renewable Sustainable Energy Review. Vol. 54 p. 1291–1300.
• IGLIŃSKI B., BUCZKOWSKI R., CICHOSZ M. 2015. Biogas production in Poland – current state. potential and perspectives. Renewable Sustainable Energy Review. Vol. 50 p. 686–695.
• LATOCHA L., WERESZCZYŃSKI D., JURKIEWICZ A. 2011. Innowacyjne technologie OZE w gminach wiejskich województwa mazowieckiego [Innovative technologies of RES in rural areas of the Mazowieckie Voivodship]. Warszawa. WFOS, GW p. 13–18.
• MATHIESEN B.V., LUND H., KARLSSON K. 2011. 100% renewable energy systems, climate mitigation and economic growth. Applied Energy. Vol. 88 p. 488–501.
• Ministerstwo Finansów 2015. Odpowiedź na interpelację nr 33336 w sprawie kwestii podatkowych zawartych w ustawie o odnawialnych źródłach energii [Answer to interpellation no. 33336 about tax issues contained in the Act on Renewable Energy Sources] [online] pp. 6. [Access 5.05.2017]. Available at: http://orka2.sejm.gov.pl/INT7.nsf/klucz/088552EF/%24FILE/i33336-o1.pdf
• MIRZA U.K., AHMAD N., HARIJAN K., MAJEED T. 2009. Identifying and addressing barriers to renewable energy development in Pakistan. Renewable Sustainable Energy Review. Vol. 13(4) p. 927–931.
• MYCZKO A., MYCZKO R., KOŁODZIEJCZYK T., GOLIMOWSKA R., LENARCZYK J., JANAS Z., KLIBER A., KARŁOWSKI J., DOLSKA M. 2011. Budowa i eksploatacja biogazowni rolniczych. Poradnik dla inwestorów zainteresowanych budową biogazowni rolniczych [A guide for investors interested in the construction of agricultural biogas plants]. Ed. A. Myczko. Falenty–Poznań. Wydaw. ITP. ISBN 978-83-62416-23-3 pp. 140.
• PAWLAK J. 2013. Biogaz z rolnictwa – korzyści i bariery [Biogas from the agriculture – benefits and barriers]. Problemy Inżynierii Rolniczej. Nr 3(81) p. 99–108.
• PILARSKA A., PILARSKI K., DACH J., BONIECKI P., DOBRZAŃSKI K. 2014. Nowoczesne metody oraz perspektywy zagospodarowania nawozów naturalnych [Modern methods and perspectives for management of manures]. Technika Rolnicza i Leśna. Nr 2 p. 9–11.
• polifoska.pl niedatowane. Kalkulator nawozowy [Calculator for fertilizer calculations] [online]. [Access 18.11.2015]. Available at: https://polifoska.pl/kalkulator-nawozowy
• PULTOWICZ A. 2009. Przesłanki rozwoju rynku odnawialnych źródeł energii w Polsce w świetle idei zrównoważonego rozwoju [The premises of renewable energy sources market development in Poland in the light of sustainable development idea]. Problemy Ekorozwoju – Problems of Sustainable Development. Vol. 4. No 1. p. 109–115.
• RASHEED R., KHAN M., YASAR A., SU Y., TABINDA A.B. 2016. Design and cost-benefit analysis of a novel anaerobic industrial bioenergy plant in Pakistan. Renewable Energy. Vol. 90 p. 242–247.
• ROMANIUK W., BISKUPSKA K. 2012. Rozwiązania instalacji biogazowych dla gospodarstw rodzinnych [Innovative solutions of biogas installations for the agricultural family farms]. Problemy Inżynierii Rolniczej. Nr 2(76) p. 149–159.
• SCHATTAUER A., WEILAND P. 2005. Biogaz. Produkcja. Wykorzystywanie [Biogas – production and use]. Leipzig. Institut für Energetik und Umwelt GmbH pp. 176.
• SMURZYŃSKA A., CZEKAŁA W., KUPRYANIUK K., CIEŚLIK M., KWIATKOWSKA A. 2016. Typy i właściwości gnojowicy oraz możliwości jej zagospodarowania [Types and properties of the slurry and the possibility of its management]. Problemy Inżynierii Rolniczej. Nr 4(94) p. 117–127.
• SZLACHTA J., FUGOL M. 2009. Analiza możliwości produkcji biogazu na bazie gnojowicy oraz kiszonki z kukurydzy [Analysis of potential for production of biogas based on liquid manure and corn ensilage]. Inżynieria Rolnicza. Nr 5 p. 169–174.
• SZULC R., DACH J. (ed.) 2014. Kierunki rozwoju ekoenergetyki w polskim rolnictwie [Directions of development for renewable energy in Polish agriculture]. Kraków. PTIR p. 72–79.
• SZYMAŃSKA M. 2015. Skład pofermentu – właściwości nawozowe. W: Poferment nawozem dla rolnictwa [Digestate composition – fertilizer properties. In: Digestate as a fertilizer for agriculture]. Ed. A. Kowalczyk-Juśko, M. Szymańska. Warszawa. Fundacja Instytut na rzecz Rozwoju Polskiego Rolnictwa p. 16–17.
• Ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii [Act of February 20, 2015 – Renewable Energy Sources]. Dz.U. 2015. Nr 87 poz. 478.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).