Assessment of the potential for the use of local waste biomass from selected Polish golf courses in the process of anaerobic digestion

• Autorzy: Sobol Łukasz , Dyjakon Arkadiusz

Warianty tytułu

PL

Ocena możliwości wykorzystania lokalnej biomasy odpadowej z wybranych polskich pól golfowych w procesie fermentacji beztlenowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Mowing grass surfaces is the most energy-consuming activity in the maintenance of golf courses, contributing to GHG emissions. Additionally, as a result of the need to maintain the height of the turf at an appropriate level, a significant amount of biomass residues is generated, which requires proper disposal. The goal of this work concerns the determination of biomass residues resources (grass clippings), obtained after mowing of the six selected golf courses in Poland. Based on own research, the selected golf course was characterized in terms of the area, frequency of mowing as well as management strategy and disposal of mowing residues. Based on the indicators obtained from the literature review, the biomass potential was determined, which was equal to 77.96 MgDM year-1 (± 5.51 MgDM year-1 ) to 150.97 MgDM year-1 (± 6.25 MgDM year-1 ) depending on the golf course. The obtained results and performed calculations indicated that the existing resources allow for the construction of microbiogas plants, fed by grass clippings with the electric power of 9.56 kW to 18.51 kW, which would allow for the production of electricity in the amount of 76.19 MWh year-1 to 147.55 MWh year-1 and heat in the amount of 237.36 GJ year-1 - 459.67 GJ year-1 . In addition, it was shown that the production of electricity and heat exceeds the energy input for mowing golf courses, making a positive energy balance of the process.

PL

Koszenie nawierzchni trawiastych jest najbardziej energochłonnym procesem w pielęgnacji pól golfowych, przyczyniającym się do emisji gazów cieplarnianych. Dodatkowo, w wyniku konieczności zachowania odpowiedniej wysokości murawy, generowana jest znacząca ilość odpadowej biomasy, która wymaga odpowiedniej utylizacji. Problematyka pracy dotyczy wyznaczenia zasobów odpadowej biomasy (ścinek traw) uzyskanych po koszeniu pielęgnacyjnym sześciu wybranych pól golfowych w Polsce. Bazując na własnych badaniach, wybrane pola golfowe zostały scharakteryzowane pod kątem powierzchni, częstotliwości koszenia oraz strategii zarządzani i utylizowania ścinek traw. Na podstawie wskaźników literaturowych, określono potencjał biomasy, który wyniósł od 77.96 MgDM rok-1 (± 5.51 MgDM rok-1 ) do 150.97 MgDM rok-1 (± 6.25 MgDM rok-1 ), w zależności od pola golfowego. Uzyskane wyniki pozwoliły przeprowadzić obliczenia, które wykazały, że dzięki istniejącym zasobom, możliwe jest wybudowanie mikrobiogazownii, zasilanej ścinkami traw o mocy elektrycznej od 9.56 kW do 18.51 kW, co pozwala na produkcję na produkcję energii elektrycznej w ilości 76.19 MWh rok-1 to 147.55 MWh rok-1 oraz ciepła w ilości 237.36 GJ rok-1 - 459.67 GJ rok-1 . Dodatkowo, wykazano, że produkcja energii elektrycznej oraz ciepła przewyższa wkład energii, poniesionej na koszenie, dzięki czemu bilans energetyczny procesu jest dodatni.

Słowa kluczowe

EN

turf mowing; biogas; biomass potential; golf course; grass clippings

PL

koszenie muraw; biogaz; potencjał biomasy; pole golfowe; ścinki traw

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 6
• Strony: 84--90
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sobol Łukasz

• student,Uniwersytet Przyrodniczego we Wrocławiu

autor

Dyjakon Arkadiusz

• Katedra Biogospodarki Stosowanej na Wydziale Przyrodniczo-Technologicznym Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu

Bibliografia

• [1] Wolski K., Szymura M.: Waloryzacja krajobrazowa pola golfowego w Krobielowicach. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Rolnictwo XCI, 2007, nr 560, str. 37-49.
• [2] Chłopek Z., Biedrzycki J., Stasiak P., Wójcik P.: Badanie wpływu paliw niekonwencjonalnych na emisję zanieczyszczeń z silnika agregatu prądotwórczego. Silniki Spalinowe 2011, r. 50, nr 3, str. 1-5.
• [3] Sportelli M., Fontanelli M., Pirchio M., Frasconi C., Raffaelli M., Caturegli L., Magni S., Volterrani M., Peruzzi A.: Robotic Mowing of Tall Fescue at 90 mm Cutting Height: Random Trajectories vs. Systematic Trajectories, Agronomy 2021, nr 11, 2567.
• [4] Sportelli M., Martelloni L., Orlandi A., Pirchio M., Fontanelli M., Frasconi C., Raffaelli M., Peruzzi A., Consorti S.B., Vernieri P.: Autonomous Mower Management Systems Efficiency Improvement: Analysis of Greenspace Features and Planning Suggestions. Agriculture 2019, nr 9, 115.
• [5] Waltz C., Griffin B.: Grasscycling: Let the Clippings Fall Where They May, Circular 1031, University of Georgia Extension, University of Georgia: GA, Athens, USA, 2017.
• [6] Colt W.M., Rynk R., Bell S., Johnston W.J.: Don’t Bag It! Recycle Your Grass Clippings; University of Idaho, Ag Publications: Moscow, ID, USA, 1994.
• [7] Tencza B.: Managing and Protecting Quality Turfgrass Areas: Assessing the Impact of Leaf Compost Topdressing on Organically Managed Athletic Fields and Evaluating the Effects of Portable Roadway Systems on Turfgrass Performance and Soil Physical Properties, Master’s Thesis, University of Connecicut, Storrs, CT, USA, 2014.
• [8] Sobol Ł. Dyjakon A., Suardi A., Preißmann R.: Analysis of the Possibility of Energetic Utilization of Biomass Obtained from Grass Mowing of a Large-Area Golf Course - A Case Study of Tuscany, Energies 2021, nr 14, 5520.
• [9] Leible S., Kälber S., Kappler G., Oechsner H., Mönch-Tegeder M.: Biogas aus Landschaftspflegegras Möglichkeiten und Grenzen, KIT Scientific Publishing: Karlsruhe, Germany, 2015.
• [10] Podkówka W., Podkówka Z.: Technologia Kiszenia Biomasy na Cele Paszowe i Biogaz Rolniczy Powszechne Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warsaw, Poland, 2017.
• [11] Spyridonidis A., Vasiliadou I.A., Akratos C.S., Stamatelatou K.: Performance of a Full-Scale Biogas Plant Operation in Greece and Its Impact on the Circular Economy, Water 2020, nr 12, 3074.
• [12] Jarrar L., Ayadi O., Al Asfar J.: Techno-economic Aspects of electricity generation from a farm based biogas plant, J. Sustain. Dev. Energy Water Environ. Syst. 2020, nr 8, str. 476–492.
• [13] Henle W., Hanisch A., Kaniecki J., Graeff-Hönninger S., Claupein W.: Untersuchungen zum Bioenergiepotential auf drei Golfplätzen in Südwestdeutschland. In Proceedings of the Energetische Nutzung von Grünlandaufwüchsen, 56. Jahrestagung der AGGF, Witzenhausen, Germany, 30 August–1 September 2012.
• [14] Thumm U., Thonn B., Henle W., Schneider H., Claupein W.: Energetische Verwertung des Schnittgutes von Golfanlagen, EJTS 2009, nr 4, str. 133–136.
• [15] Grigutsch W., Lütke Entrup N., Bocksch M.: Untersuchungen zur Bewertung von Rasengräserarten, -sorten und -mischungen über die Aufwuchsleistung, Rasen-Turf-Gazon 1999, nr 30, str. 44–48.
• [16] Hardt G.: Einfluß von Stickstoff-Düngerform und N-Aufwand auf den N-Umsatz in Pflanze und Boden Sowie auf die Narbenqualität Eines. Golfgruns, Dissertation (Ph.D. Thesis), University of Hohenheim, Stuttgart, Germany, 1994.
• [17] Krauter C., Schulz H.: Biomasseanfall verschiedener Pflanzenbestände auf Landschaftsrasen, Rasen-TurfGazon 1992, nr 23, str. 17–28, str. 40–45, str. 81–88.
• [18] Lassen, D.: Anforderungen von Naturschutz and Landschaftspflege an die ökologischen Standortbedingungen eines Golfplatzes, Rasen-Turf-Gazon 1989, 20, str. 68–71.
• [19] Tucki, K.; Klimkiewicz, M.; Mruk, R.; Piątkowski, P. Design of Digester Biogas Tank Part 1: Biogas Calculator—Tool to Perform Biogas Energy Calculations, TEKA. Commision Mot. Energetics Agric. 2015, nr 15, str. 75–82.
• [20] Tidåker P., Wesström T., Kättererc T.: Energy use and greenhouse gas emissions from turf management of two Swedish golf courses, Urban For. Urban Green 2017, nr 21, str. 80–87.
• [21] Noer, O.J.: Yield and chemical composition of clippings from a green of Washington bent grass, Golfdom 1945, nr 2, str. 13–16.
• [22] Thamsiriroj T., Nizami A.S., Murphy J.D.: Why does mono-digestion of grass silage fail in long term operation? Appl. Energy 2012, nr 95, str. 64–76.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).