Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Waste-free biofuel production technologies as a way to the European Green Deal

Honcharuk Inna Viktorivna, Yemchyk Tetiana Viktorivna

Polityka Energetyczna

|

2024

|

T. 27, z. 1

81--94

EN

This article analyzes the perspective of implementing target indicators in the green transition of the agro-industrial complex of Ukraine. It is established that soil degradation has acquired a global dimension, and it has become a serious problem of a socio-economic nature due to the military actions in Ukraine. Analysis of the state of agricultural land was performed based on the following indicators: humus content in the soil, volume of application of organic and mineral fer tilizers, pesticides, land area under organic production, etc. The purpose of the study is to assess the impact of implementing waste-free biofuel production technologies at the enterprises of the agro-industrial complex to achieve eco-goals of the European Green Deal. The article outlines target guidelines for achieving eco-goals of the European Green Deal. Further steps necessary to overcome current problems in compliance with the norms of the EU legislation on environmental protection at agricultural enterprises for the sale of agricultural products to European markets are proposed. It has been scientifically proven that the agro-industrial complex of Ukraine has an untapped potential for reducing greenhouse gas emissions through ecological modernization and implementing waste-free production technologies. It is suggested to use biogas plants as a promising means of solving the problems of waste disposal, improving the ecological situation, reducing energy dependence, and increasing soil fertility. The effectiveness of applying organic fertilizer, namely digestate, a by-product of methane fermentation, as biofertilizers at agricultural enterprises has been proven. Recommendations are provided regarding soil regeneration measu res in Ukraine in the future.

PL

W artykule przeanalizowano perspektywę wdrożenia wskaźników docelowych w zielonej transfor macji kompleksu rolno-przemysłowego Ukrainy. Ustalono, że degradacja gleby nabrała wymiaru global nego i stała się poważnym problemem o charakterze społeczno-gospodarczym ze względu na działania wojskowe na Ukrainie. Analiza stanu gruntów rolnych została przeprowadzona w oparciu o następujące wskaźniki: zawartość próchnicy w glebie, ilość stosowanych nawozów organicznych i mineralnych, pesty cydów, powierzchnia gruntów pod produkcją ekologiczną itp. Celem badania jest ocena wpływu wdrożenia bezodpadowych technologii produkcji biopaliw w przedsiębiorstwach kompleksu rolno-przemysłowego na osiągnięcie celów ekologicznych Europejskiego Zielonego Ładu. W artykule przedstawiono docelowe wytyczne dotyczące osiągnięcia celów ekologicznych Europejskiego Zielonego Ładu. Zaproponowano dalsze kroki niezbędne do przezwyciężenia obecnych problemów w zakresie zgodności z normami prawodawstwa UE w zakresie ochrony środowiska w przedsiębiorstwach rolnych w celu sprzedaży produktów rolnych na rynki europejskie. Naukowo udowodniono, że kompleks rolno-przemysłowy Ukrainy ma niewykorzystany potencjał redukcji emisji gazów cieplarnianych poprzez ekologiczną modernizację i wdrażanie bezodpado wych technologii produkcji. Sugeruje się wykorzystanie biogazowni jako obiecującego sposobu rozwiązy wania problemów utylizacji odpadów, poprawy sytuacji ekologicznej, zmniejszenia zależności energetycz nej i zwiększenia żyzności gleby. Została udowodniona skuteczność stosowania nawozów organicznych, a mianowicie pofermentu, produktu ubocznego fermentacji metanowej, jako bionawozów w gospodar stwach rolnych. Przedstawiono zalecenia dotyczące środków regeneracji gleby na Ukrainie w przyszłości.

2

Production of biogas and digestate at sugar factories as a way of ensuring the energy and food security of Ukraine

Hontaruk Yaroslav, Furman Iryna, Bondarenko Valerii, Riabchyk Alla, Nepochatenko Oleksandr

Polityka Energetyczna

|

2024

|

T. 27, z. 2

195--210

EN

The necessity of developing the production of biogas and digestate at Ukrainian sugar factories focused on the further sale of biomethane in the energy market and for its own needs is substantiated, which will partially ensure the energy security of the state under martial law. The volumes of sugar beet cultivation are determined, and the potential volumes of biogas production from the waste of Ukrainian agro-industrial complexes are investigated. A model of the functioning of a production bioenergy cluster based on a sugar factory has been developed and proposed. As a result of the study, it was found that a tangible way to increase the level of energy autonomy of the processing industry of the agro-industrial complex of Ukraine is the production of biogas by anaerobic digestion and its subsequent purification to the state of biomethane. To produce this type of biofuel, the use by-products of agriculture, agro-industrial processing enterprises, and organic waste from territorial communities where sugar factories are located is advisable. At the same time, as the analysis of resource potential shows, modern methane generation technologies allow using a wide range of biomass as a raw material base, which can be obtained both from production activities (non-core (non-target) products) and from household waste in general, which is one of the methods of solving the problems of their utilization. It has been determined that the use of advanced technologies for the transportation of liquid digestate and its injection will reduce the cost of application, increase the absorption in the soil, and the use of biodiesel will reduce transportation costs.

PL

W artykule uzasadniono konieczność rozwoju produkcji biogazu i pofermentu w ukraińskich cukrowniach, ukierunkowanej na dalszą sprzedaż biometanu na rynku energetycznym i na własne potrzeby, co częściowo zapewni bezpieczeństwo energetyczne państwa w stanie wojennym. Określono wielkość uprawy buraków cukrowych i zbadano potencjalne wielkości produkcji biogazu z odpadów ukraińskich kompleksów rolno-przemysłowych. Opracowano i zaproponowano model funkcjonowania produkcyjnego klastra bioenergetycznego opartego na cukrowni. W wyniku badań stwierdzono, że konkretnym sposobem na zwiększenie poziomu autonomii energetycznej przemysłu przetwórczego kompleksu rolno-przemysłowego Ukrainy jest produkcja biogazu w procesie fermentacji beztlenowej i jego późniejsze oczyszczanie do stanu biometanu. Do produkcji tego rodzaju biopaliwa wskazane jest wykorzystanie produktów ubocznych rolnictwa, przedsiębiorstw przetwórstwa rolno-przemysłowego oraz odpadów organicznych ze społeczności terytorialnych, w których zlokalizowane są cukrownie. Jednocześnie, jak pokazuje analiza potencjału zasobów, nowoczesne technologie wytwarzania metanu pozwalają na wykorzystanie szerokiej gamy biomasy jako bazy surowcowej, którą można pozyskać zarówno z działalności produkcyjnej (produkty niezwiązane z podstawową działalnością), jak i ogólnie z odpadów z gospodarstw domowych, co jest jedną z metod rozwiązywania problemów związanych z ich utylizacją. Ustalono, że zastosowanie zaawansowanych technologii transportu płynnego pofermentu i jego wtrysku obniży koszty aplikacji, zwiększy absorpcję w glebie, a zastosowanie biodiesla obniży koszty transportu.

3

Optimization of the biofuel production by idealized fermentation of the animal manure, chicken wastes, and sewage sludge

Afif Mohamed M. I., El-Shehawy Ashraf A., Ali Fatma A. A.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2024

|

Vol. 26, nr 2

48--56

EN

This study aims to optimize an economic procedure to produce biogas and bio-ethanol from different organic wastes such as sewage sludge (SS) and/or cattle dung (CD) and/or poultry manure (PM). The experiment was carried out at a wastewater treatment plant in Egypt. Each waste type was mixed with the starter, CaCO3, and water then loaded in a fermenter and kept for 35 days at 35° C under the anaerobic digestion. The evolved volume of the biogas and the content of methane CH4 were measured daily while the cellulase and protease enzymes were tested every four days. Results have indicated that the digester containing the SS has produced the greatest biogas volume (L) 27.45 Lb/D/d (liters biogas/digester/day), 0.61 Lb/D contents’ volume/d, and cumulative 606.30 Lb/D during the 16th day. Significant CH4 volume percentages produced during the 17th day were 72.07, 71.16, and 71.11% while the produced bio-ethanol alcohol was 2.47, 2.32, and 1.99% from the SS, CD, and PM, respectively. The procedure efficiency is prominent by the production of the biogases and in-situ activating enzymes all in one reactor that was periodically monitored for its reactants and product content. No need for the pre-treatment of wastes as raw materials or chemical additives and the fermented residue can be further tested for soil fertilization. These wastes can be promising for bio-energy production being economic and environment friendly.

4

Production and Use of Biogas and Biomethane from Waste for Climate Neutrality and Development of Green Economy

Honcharuk Inna, Tokarchuk Dina, Gontaruk Yaroslav, Kolomiiets Tetiana

Journal of Ecological Engineering

|

2024

|

Vol. 25, nr 2

20--32

EN

The following article provides an analysis of the current state and potential development of biogas and biomethane production, and their significance in promoting a "green" economy. The main areas of "green" economy focus were identified as the development of alternative energy sources, an effective waste management system with recycling, organic agriculture, improved water resource and ecosystem management, sustainable ("green") transport, as well as increased energy efficiency in housing and communal sectors. It was shown that the production and use of biogas/biomethane can contribute to achieving almost all of these goals, while also ensuring climate neutrality. Analysis of European experience in using waste for biogas/biomethane production reveals a steady trend in the development of industry. This growth has become particularly relevant following the full-scale Russian invasion of Ukraine, which has also impacted the European energy market. The report assessed the Ukraine's potential for biogas/biomethane production from organic waste of various origins, highlighting its importance in addressing energy supply issues, both in times of peace as well as during the periods of martial law and energy system destruction. Successful biogas production cases in Ukraine were also analyzed, demonstrating that some enterprises are equipped to produce biogas and biomethane. The research findings were used to develop the recommendations for Ukrainian manufacturers on effective biogas production to expedite the transition towards a climate-neutral, "green" economy.

5

Możliwości uzdatniania biogazu do biometanu

Chmielowski Krzysztof Jan

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2023

|

R. 26, Nr 8 (294)

4-9

PL

W artykule przedstawiono możliwości uzdatniania biogazu do biometanu. Biogaz jest to mieszanina gazów, składająca się głównie z metanu oraz dwutlenku węgla, a także w mniejszym stopniu mogąca zawierać wilgoć, azot, tlen, siarkowodór oraz stosunkowo małe ilości amoniaku i siloksanów, a także węglowodory halogenowe i inne lotne związki organiczne. Może on posiadać również drobne cząstki stałe. Co bardzo istotne, każdy biogaz pochodzący z odmiennego źródła posiada trochę inny skład i co za tym idzie inne są jego specyfikacje, właściwości. Biogaz może być wytwarzany zarówno w sposób naturalny, jak i w drodze przemysłowej. W przypadku planowanego wprowadzenia biogazu do sieci gazowej lub wykorzystania go jako paliwa do silników pojazdów, oprócz usunięcia zanieczyszczeń, konieczne jest usunięcie z niego dwutlenku węgla. Obecnie trwa ciągły rozwój technologii oczyszczania biogazu, z tych istniejących większość była stosowana do uszlachetniania gazu ziemnego do postaci wysokometanowej, a następnie została przystosowana do uzdatniania biogazu, który posiada jednak inny skład, zwłaszcza początkowy, od gazu ziemnego. Z tego względu istnieje szereg możliwości stworzenia nowych technik, a także ulepszenie obecnych i w ten sposób stworzenie tańszych, bardziej efektywnych źródeł pozyskania biometanu.

EN

The article presents the possibilities of biogas treatment to biomethane. Biogas is a mixture of gases, consisting mainly of methane and carbon dioxide, and to a lesser extent may contain moisture, nitrogen, oxygen, hydrogen sulfide and relatively small amounts of ammonia and siloxanes, as well as halogen hydrocarbons and other volatile organic compounds. It may also contain fine solid particles. What is very important, each biogas from a different source has a slightly different composition and thus its specifications and properties are different. Biogas can be produced both naturally and industrially. If biogas is planned to be introduced into the gas network or used as fuel for vehicle engines, in addition to removing pollutants, it is necessary to remove carbon dioxide from it. Currently, biogas purification technologies are constantly being developed, most of the existing ones have been used to upgrade natural gas to a high-methane form, and then have been adapted to treat biogas, which, however, has a different composition, especially the initial one, than natural gas. For this reason, there are a number of opportunities to create new techniques, as well as to improve the existing ones and thus create cheaper, more effective sources of biomethane.

6

Biogaz i biometan jako zielone paliwa przyszłości - realne wsparcie udziału energii ze źródeł odnawialnych

Chmielowski Krzysztof Jan

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2023

|

R. 26, Nr 4 (290)

6-13

PL

W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące udziału energii ze źródeł odnawialnych w Polsce. Przedstawiono proces fermentacji metanowej niezbędny do pozyskiwania biogazu a po odpowiednim uzdatnieniu pozyskanie biometanu. Przytoczono wybrane przykłady biogazowni oraz określono rozwój nowopowstających biogazowni w Polsce. Na podstawie zebranego materiału stwierdzono, że technologia produkcji biogazu ma duże szanse rozwoju w Polsce ze względu na znaczne zasoby surowców, zapotrzebowanie na energię w układzie rozproszonym i konieczność spełnienia zobowiązań dotyczących produkcji energii ze źródeł odnawialnych. Jednym z ważnych wyzwań związanych z biometanacją jest efektywne wykorzystanie wytwarzanego gazu. Rozwój sektora produkcji biogazu i biometanu przyczyni się w nadchodzącym czasie do dywersyfikacji źródeł energii i podniesienia bezpieczeństwa energetycznego Polski. To, co z pozoru dla rolnictwa jest odpadem, może być atrakcyjnym surowcem dla energetyki. Należy podkreślić, że biogaz i biometan będą ważnym elementem przyszłej strategii energetycznej i energetyki rozproszonej w Polsce.

EN

The article presents selected issues concerning the share of energy from renewable sources in Poland. The process of methane fermentation necessary to obtain biogas was presented, and after appropriate treatment, obtaining biomethane. Selected examples of biogas plants were quoted and the development of newly emerging biogas plants in Poland was determined. On the basis of the collected material, it was found that the biogas production technology has a great chance of development in Poland due to the significant resources of raw materials, the demand for energy in a distributed system and the need to meet the obligations regarding the production of energy from renewable.

7

Koncepcja zintegrowanego systemu fermentacji beztlenowej i kompostowania z wykorzystaniem odpadowego tlenu pochodzącego z procesu elektrolizy

Jurczyk Michał, Ochmann Jakub, Gholizadeh Towhid, Skorek-Osikowska Anna

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 5

59--63

PL

W artykule przedstawiono koncepcję systemu fermentacji beztlenowej i kompostowania wraz z wykorzystaniem odpadowego tlenu, pochodzącego z procesu elektrolizy wody. Elektrolizer, oprócz wodoru, generuje także duże ilości tlenu, który można sprzedać jako dodatkowy produkt z instalacji lub wykorzystać w innym procesie przemysłowym. Wykorzystanie tlenu z procesu rozpadu wody zachodzącego w obrębie generatorów wodoru pozwala pominąć konieczność zabudowy kosztownej jednostki separacji powietrza ASU (ang. Air separation unit) w analizowanym systemie. Tlen potrzebny w procesach zgazowania lub w procesie spalania tlenowego może pochodzić z procesu elektrolizy. W rozważanym systemie do pozyskiwania paliw zaproponowano wykorzystanie elektrolizerów wysokotemperaturowych typu SOE (ang. Solid Oxide Electrolyzers). Głównym celem badań laboratoryjnych jest określenie wpływu utleniacza (tlenu) na skład oraz parametry otrzymanego w procesie kompostowania gazu.

EN

The article presents the concept of an anaerobic digestion and composting system with the use of waste oxygen from the water electrolysis process. Apart from hydrogen, the electrolyser generates large amounts of oxygen, which can be sold as an additional product from the installation or used. The use of oxygen ﬁom the water decomposition process taking place within the hydrogen generators makes it possible to omit the need to use a costly air separation unit (ASU) in the analyzed system. The oxygen needed in the gasiﬁcation or oxycombustion processes can come from the electrolysis process. In the considered system for obtaining fuels, the use of high- temperature electrolysers of the SOE type (Solid Oxide Electrolyzers) was proposed. The main purpose of laboratory tests is to determine the inﬂuence of the oxidant (oxygen) on the composition and parameters of the gas obtained in the composting process.

8

Biogaz i biometan: potencjał i wyzwania w kontekście transformacji energetycznej

Rogala Zbigniew, Stanclik Michał, Łuszkiewicz Dariusz, Malecha Ziemowit, Chorowski Maciej

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 1

40--48

PL

Gaz ziemny jest podstawowym źródłem energii, odpowiadającym za około 20% światowej produkcji energii. Jest on również kluczowym elementem strategii redukcji emisji CO2 ze względu na jego kluczową rolę w stabilizacji odnawialnych źródeł energii (OZE). Jednocześnie zużycie gazu ziemnego jako paliwa kopalnego emitującego CO2 powinno być ograniczane. Alternatywnym paliwem spełniającym wymaganie zeroemisyjności, które może zapewnić stabilizację OZE i jednocześnie zmniejszyć zapotrzebowanie na paliwa kopalne jest biogaz (BG). Skuteczne wykorzystanie BG wymaga dokładnego poznania potencjału produkcji, struktury i specyfiki jego źródeł oraz technologii produkcji i uzdatniania. Prezentowane opracowanie przedstawia perspektywę i krótki przegląd istniejącego potencjału produkcji BG. Wykazano, że prawie 90% polskiego potencjału produkcji BG pochodzi ze źródeł o wydajności poniżej 100 Nm3/h, co stanowi obecnie minimalną komercyjnie dostępną wydajność technologii oczyszczania i skraplania BG. W związku z tym pełne wykorzystanie źródeł BG wymaga działań zmierzających do konsolidacji źródeł, odpadów z rozproszonych źródeł, reorganizacji logistyki odpadów lub przeskalowania istniejących technologii do produkcji i uzdatniania biogazu.

EN

Natural gas is a primary source of energy, accounting for about 20% of global energy production. It is also a key component of CO; reduction strategies due to its key role in stabilizing renewable energy sources (RES). At the same time, the use of natural gas as a COg—emitting fossil fuel Should be reduced. An alternative fuel that meets the zero—carbon requirement and can ensure the stabilization of RES while reducing the need for fossil fuels is biogas (BG). Effective use of BG requires a thorough understanding of the production potential, the structure and speciﬁcs of its sources, as well as production and treatment technologies. The presented study provides a perspective and a brief overview of the existing BG production potential. It is shown that almost 90% of Polish BG production potential comes from sources with a capacity of less than 100 Nm3/h, which is currently the minimum commercially available capacity of BG treatment and liquefaction technologies. Therefore, full utilization of BG sources requires efforts to consolidate sources, disperse waste, reorganize waste logistics or scale up existing technologies for BG production and treatment.

9

Bioenergy recycling of household solid waste as a direction for ensuring sustainable development of rural areas

Honcharuk Inna, Tokarchuk Dina, Gontaruk Yaroslav, Hreshchuk Halyna

Polityka Energetyczna

|

2023

|

T. 26, z. 1

23--42

EN

Current practice of waste generation and management in Ukraine has led to an increase in the area of landfills and a loss of the beneficial potential of waste. Today, territorial communities in Ukraine have received enormous new powers within the framework of decentralization, in particular, waste management is now under their jurisdiction. In order to implement the National Waste Management Strategy in Ukraine 2030 and the National Waste Management Plan 2030, communities need to activate the areas of effective disposal of household solid waste (HSW), and for this purpose it is necessary to take into account European norms and standards in this area, as well as share successful Ukrainian and foreign experience. The aim of the study is to analyze a successful case of waste management of a separate community in Ukraine (Illintsi United Territorial Community) as an example for other communities, as well as to develop guidelines for bioenergy recycling of waste in the community under the study with the production of RDF fuel and biogas in order to provide energy resources and improve the condition of the environment. To achieve this goal, there were used the following methods: monographic, deductive, inductive, analysis and synthesis, economic analysis, graphic and tabular, statistical, as well as the case-study method. The conducted research confirmed the growth of waste generation volumes in Ukraine and their limited beneficial use. The developed recommendations on the improvement of the household solid waste management based on the successful case of Illintsi Territorial Community and proposals for organizing the production of RDF fuel and biogas can become a strong basis for the development of communities on the basis of sustainability.

PL

Obecna praktyka wytwarzania i zarządzania odpadami na Ukrainie doprowadziła do wzrostu obszaru składowisk i utraty korzystnego potencjału odpadów. Dzisiaj społeczności terytorialne na Ukrainie otrzymały nowe uprawnienia w ramach decentralizacji, w szczególności zarządzania odpadami. Aby wdrożyć krajową strategię zarządzania odpadami na Ukrainie 2030 i krajowy plan zarządzania odpadami 2030, społeczności muszą aktywować obszary skutecznego usuwania odpadów stałych gospodarstw domowych (HSW), a w tym celu konieczne jest uwzględnienie norm europejskich oraz standardów w tej dziedzinie, a także dzielenie się doświadczeniem narodowym, ukraińskim oraz światowym. Celem opracowania jest analiza udanego przypadku zagospodarowania odpadów wydzielonej gminy na Ukrainie (Zjednoczona Wspólnota Terytorialna Illintsi) jako przykładu dla innych gmin, a także opracowanie wytycznych dotyczących bioenergetycznego recyklingu odpadów w badanej społeczności z produkcją paliwa RDF i na zamówienie biogazu w celu zapewnienia zasobów energetycznych i poprawy stanu środowiska. Aby osiągnąć ten cel, zastosowano metody: monograficzną, dedukcyjną, indukcyjną, analizy i syntezy, analizy ekonomicznej, graficznej i tabelarycznej, statystycznej oraz metody studium przypadku. Przeprowadzone badania potwierdziły wzrost ilości wytwarzania odpadów na Ukrainie i ich ograniczone korzystne zastosowanie. Opracowane zalecenia dotyczące poprawy gospodarki odpadami stałymi w gospodarstwach domowych w oparciu o udany przypadek społeczności terytorialnej Illintsi oraz propozycje organizowania produkcji paliwa RDF i biogazu mogą stać się silną podstawą dla rozwoju społeczności na podstawie zrównoważonego rozwoju.

10

Wpływ nawadniania złoża deponowanych odpadów komunalnych na parametry pozyskiwanego biogazu na przykładzie instalacji przetwarzania odpadów w Gliwicach

Kus Łukasz, Budny Magdalena, Jaworski Tomasz

Nowa Energia

|

2023

|

nr 3

26--30

PL

Aktualne regulacje prawne określają szczegółowo, jakie wymagania stawia się składowiskom odpadów komunalnych, które stanowią obiekty budowlane, zlokalizowane i urządzone w celu deponowania odpadów. Odnoszą się one nie tylko do eksploatacji, czy rodzaju przyjmowanych odpadów, a także do sposobów ich unieszkodliwiania, magazynowania, przechowywania i zagospodarowywania. Składowiska stanowią jedne z najtrudniejszych budowli inżynierskich. Wynika to z dużej powierzchni tych obiektów, pojemności, grubości warstw odpadów, długiego okresu eksploatacji i minimalnego możliwego oddziaływania na środowisko naturalne. W wyniku składowania odpadów na składowiskach w złożu dochodzi do wielu przemian biochemicznych i mikrobiologicznych. W ich wyniku powstaje wiele substancji, a najdłużej emitowanymi są odcieki i gaz składowiskowy.

11

Analiza przemysłowych instalacji biogazowych w aspekcie rozwoju technologii oczyszczania biogazu

Antosz Artur, Ptak Stefan

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 8

545--556

PL

Energia jest niezbędnym czynnikiem, który napędza wszystkie współczesne gospodarki. Według powszechnej opinii tradycyjne zasoby energetyczne, głównie paliwa kopalne, wyczerpują się, a ich użycie powoduje wzrost zanieczyszczenia środowiska naturalnego. Dlatego też na znaczeniu zyskują odnawialne źródła energii (OZE), które są neutralne dla otaczającego nas środowiska. Poprawa sytuacji energetycznej świata wymaga ukierunkowania na konieczność, a nie na opcję korzystania z zielonych nośników energii. Aby tak się stało, wymagane jest upowszechnianie odnawialnych źródeł energii oraz ich konkurencyjność ekonomiczna w porównaniu z pierwotnymi nośnikami energii, które w przyszłości ulegną wyczerpaniu. Warunkiem przeprowadzenia zielonej rewolucji jest eliminacja istotnych wad odnawialnych źródeł energii, takich jak: uzależnienie od zmienności warunków atmosferycznych, naturalna zmienność w cyklu rocznym oraz sprzyjające ukształtowanie terenu. Najbardziej perspektywicznym i stabilnym zielonym źródłem energii w naszych krajowych realiach jest biomasa, a dokładnie produkcja biogazu rolniczego z biomasy. Biogaz rolniczy i biogazownie rolnicze należą do najszybciej rozwijających się segmentów energetyki odnawialnej w Europie. W pierwszej części artykułu dokonano rozeznania literaturowego dotyczącego procesu wytwarzania biogazu, rodzajów biogazowni oraz surowców stosowanych do produkcji biogazu. Przedstawiono obecną sytuację rozwoju energetycznego rynku biogazu na każdym z kontynentów, poziom zróżnicowania pod względem liczby instalacji, stopnia ich skomplikowania oraz zastosowanych technologii i rozwiązań konstrukcyjnych, zwłaszcza w przypadku dużych, scentralizowanych biogazowni. Część doświadczalna obejmowała próby otrzymania surowego biogazu. W tym celu skonstruowano instalację umożliwiającą produkcję biogazu. Zastosowano surowce takie jak jabłka, marchew, trawę pochodzącą ze skoszenia terenów zielonych INiG – PIB oraz produkt uboczny powstający w procesie odśluzowania oleju rzepakowego. Na wyprodukowanych próbkach biogazu przeprowadzono porównawczą analizę intensywności pasm dwutlenku węgla do metanu FTIR, za pomocą której określono przybliżony udział tych dwóch składników. Na podstawie tej analizy wytypowano próbkę biogazu, który charakteryzował się największym udziałem metanu i dla którego wykonano pełną analizę składu gazu.

EN

Energy is an essential factor that drives all modern economies. It is commonly considered that traditional energy resources, mainly fossil fuels, are depleting, and their use increases environmental pollution. Therefore, the significance of renewable energy sources (RES) neutral to the surrounding environment is growing. Improving the world's energy situation requires a focus on the necessity, rather than the option, of using green energy media. For this to happen, the spread of renewable energy sources is required, as well as their economic competitiveness when compared with primary energy carriers, which will eventually be exhausted. But the prerequisite for a green revolution is to eliminate significant disadvantages of renewable energy sources such as dependence on weather variability, natural variability in the annual cycle and favourable terrain. The most promising and stable green energy source in our domestic realities is biomass, or more precisely, the production of agricultural biogas from biomass. Agricultural biogas and agricultural biogas plants are among the fastest growing segments of the renewable energy in Europe. The first part of the article includes a literature survey of the methane fermentation process, types of biogas plants and raw materials used for biogas production. The current situation regarding the development of the biogas energy market on each continent, the level of differentiation in terms of the number of plants, their complexity and the technologies and design solutions used, especially for large centralised biogas plants, is presented. The research section includes trials to obtain raw biogas. For this purpose, a plant was constructed to produce biogas. Apples, carrots, grass from mowing green areas, and industrial waste which was a by-product of rapeseed oil desludging, were used as raw materials for methane fermentation. In the biogas samples produced, a comparative FTIR analysis of the intensity of the carbon dioxide-to-methane bands was carried out with which the approximate proportion of these two components was determined. On the basis of this analysis, the biogas sample that had the highest proportion of methane was selected for which a full gas composition analysis was performed.

12

Methane Production from Food Garbage under the Batch and Semi-Continuous Anaerobic Digestion: Effect of Total Solid

Thuan Nguyen Cong, Tokihiko Fujimoto, Ngan Nguyen Vo Chau

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 4

264--278

EN

In line with modern era, it is a high demand of renewable energies due to fossil fuels crisis. This study applies food garbage to produce biogas - an alternative renewable energy source – under lab-scale batch and semi-continuous reactors. Designing with four loading total solid (TS) rates of 1.0%, 1.5%, 2.0%, and 2.5%, the batch and the semi-continuous testing set up in 1.5 L and 21 L plastic reactors, respectively. Both testing was run in 60 days, produced biogas volume and compositions were recorded daily in semi-continuous reactors, and every ten days in the batch reactors. The results show that in batch testing, the biogas yields of treatments 1.0%TS, 1.5%TS, and 2.0%TS were better than those for treatment of 2.5%TS; however, %CH4 concentrations were better for treatments 2.0%TS and 2.5%TS. For the semi-continuous testing, the loading rate of 2.5% total solid food garbage produced the highest biogas yield which could meet the household demand of daily gas. Up to the day of 60, the %CH4 concentration was nearly 45% which proof the biogas can be used for cooking. H2S concentration in biogas was high which must be reduced to use produced biogas for cooking purpose. Further study needs to avoid accumulation of soluble organic acids, leading the low pH and inhibits methane-producing microorganisms in food garbage anaerobic reactor.

13

Evaluation of the Energy Capacity of the Controlled Landfill from Mohamedia Benslimane by Three Theoretical Methods – Land Gem, IPCC, and TNO

Oukili Ahlam Idrissi, Chhiba Mostafa

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 2

19--30

EN

The objective of this study was to estimate the content of methane produced and generated by the anaerobic biodegradation of the main organic fraction of municipal solid waste from the controlled landfill of Mohammedia-Benslimane (Morocco) by three theoretical models, based on the first order decay equation: LandGEM, IPCC and TNO. To carry out this study, the quantities of solid waste buried in this landfill since its inauguration in 2012 were used and the composition of the biogas in-situ in 2020 and 2021was determined. The quantities of waste that will be buried in this landfill from 2022 to 2032 were estimated by projection.The results of the analysis of the biogas generated in this controlled landfill in 2020–2021 indicate that it is composed of 59.59% CH4, 38.9% CO2, and 0.14% O2. This result indicates that the waste is in a stable methanogenesis phase. The results obtained by using the three methodologies show that the total volume of CH4 generated during the period 2012–2021 was 32.59 Mm3 according to the IPCC model, 20.95 Mm3 according to the LandGEM model and 20.96 Mm3 according to the TNO model. The total volume of CH4 that will be produced during the period 2022–2032 has been projected to 107.48 Mm3 by the IPCC model, to 76.84 Mm3 by the LandGEM model, while the total volume of CH4 projected under the TNO method will be 67.67 Mm3. The maximum methane production will reach a value of 12.07 Mm3, 9.46 Mm3 and 7.82 Mm3 for the IPCC, LandGEM and TNO models, respectively. In 2021, the volume of methane estimated by the three models is higher than that on-site measurement by a factor of 3.5(IPCC), 2.4 (LandGEM) and 2.3 (TNO). The results clearly indicate that the three models over predict methane generations when compared to the on-site generations. According to the LandGEM methodology, the electricity estimated will reach a maximum value of 33 GWh/year in 2032.The efficient use of methane generated by this controlled landfill as a source of electrical energy in the upcoming years can be an option for the sustainable management of waste.

14

Biogas Production from Manure of Camel and Sheep Using Tomato and Rumen as Co-Substrate

Alharbi Mariam, Alseroury Fathiya, Alkthami Boshra

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 11

54--61

EN

Rumen accumulation in slaughterhouses produced by sheep is a significant issue that endangers human life and the ecosystem. Use of rumen appears to improve biogas production due to a high rate of hydrolytic bacteria. Hydrolytic bacteria are required for the breakdown of organic matter and biogas. This study proposes that combined camel and sheep manure with tomatoes and Rumen be co-digested under mesophilic conditions by anaerobically fermenting in a batch system to produce biogas. In the cross-sectional area of the study at the same operating conditions, biogas volume was measured for a period of 14 days, and on the last day, methane concentrations were measured. The study found that the rumen sample had the highest methane concentration, measuring 69.30%. Conversely, the control mixture without any additional co-substance had the lowest percentage of methane. Additionally, the tomato sample showed a slightly higher methane concentration of 0.1% compared to the control mixture. The study results show that efficient biogas production increased with rumen and tomatoes addition to manure compared to the control bio-digester sample. This demonstrates how waste can be transformed into wealth, which can be used to reduce costs for the community.

15

Gases in the near-surface zone of the reclaimed Barycz municipal waste landfill – a case study from southern Poland

Kopera Paulina A., Sechman Henryk, Twaróg Anna

Geology, Geophysics and Environment

|

2023

|

Vol. 49, no. 2

101--121

EN

The formation of biogas at municipal landfills and the significant emission of greenhouse gases from these facilities into the environment were the main reasons for analyzing the molecular composition of soil gas in the near-surface zone at the reclaimed part of the Barycz municipal waste landfill. The relations between the studied components (methane, carbon dioxide, light hydrocarbons and non-hydrocarbon components) and impact of the magnitude of recorded concentrations of methane and carbon dioxide on their emission to the atmosphere were evaluated. Two profiles were determined, along which 41 soil and landfill gas samples were taken at 20-meter intervals. At the same time, emissions were measured at each sampling point using a static chamber with a portable fluxometer. Chromatographic analysis showed that the concentrations of methane and carbon dioxide fluctuated in the ranges: 2.1 ppm – 76 vol% and 0.04 ppm – 11 vol%, respectively. Relatively high concentrations of these gases were determined at many of the measurement points, and this was particularly evident at the A-A’ profile, indicating stronger biochemical processes in this part of the landfill, or lateral migration of methane from the neighbouring stage II of the landfill, where biogas extraction is currently taking place. In addition, significant correlations between methane, carbon dioxide, and oxygen were demonstrated, indicating ongoing methane fermentation processes. Based on the study, it can be concluded that the southern part of the A-A’ profile is an optimal place to locate a degassing well from which biogas production could be used. However, the research is only preliminary and, it will be necessary to extend the soil gas tests before the final decision on the location of the well is made. Moreover, it has been shown that the concentrations of methane and carbon dioxide measured at points located outside the landfill were low. This means that generated biogas probably does not migrate beyond the boundaries of reclaimed waste landfill, but this will need to be confirmed by performing additional soil gas tests inside and outside the landfill area. The preliminary assessment of the effectiveness of the reclamation carried out was confirmed by the negligible values of the measured methane and carbon dioxide emissions on the surface.

16

Zielona alternatywa dla gazu ziemnego

Kwestarz Małgorzata, Banasik Natalia

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 7-8

44--49

PL

W artykule podjęto próbę przedstawienia biometanu jako zielonej alternatywy gazu ziemnego z pespektywy Europejskiego Zielonego Ładu wspieranego Funduszem Sprawiedliwej Transformacji. W oparciu o pozyskane dane z rynku przeanalizowano efektywność finansową produkcji biometanu. W celu anonimizacji obiektu, który posłużył do analiz przyjęto nazwę Zielona dolina.

EN

This article attempts to present biomethane as a green alternative to natural gas from the perspective of the European Green Deal supported by the Just Transition Fund. The financial viability of biomethane production was analysed based on market data In order to anonymise the object used for analysis, the name Green Valley was adopted.

17

Jakość i sposoby wykorzystania biogazu na oczyszczalniach ścieków należących do Aquanet S.A.

Pielach Monika, Kurant Tomasz

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 5

13--19

PL

W niniejszym artykule zestawiono najważniejsze parametry fermentacji metanowej, prowadzonej na dwóch oczyszczalniach ścieków należących do poznańskiej spółki wodociągowo-kanalizacyjnej Aquanet S.A. - Centralnej Oczyszczalni Ścieków w Koziegłowach oraz Lewobrzeżnej Oczyszczalni Ścieków w Poznaniu. Przeanalizowano skład i jakość produkowanego biogazu oraz przedstawiono sposoby jego wykorzystania. Opracowanie obejmuje lata 2017-2022.

EN

This article summarizes the most important parameters of methane fermentation carried out at two wastewater treatment plants belonging to the Poznan water and sewage company Aquanet S.A. - The Central Wastewater Treatment Plant in Koziegłowy and the Left Bank Wastewater Treatment Plant in Poznan. The composition and quality of the biogas produced were analyzed, and ways to use it were presented. The study covers the years 2017-2022.

18

Od odpadu do biogazu

Smurzyńska-Łukasik Anna

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2023

|

nr 6

PL

Biogazownia niejedno ma imię. Wiele wskazuje na to, że w dobie transformacji energetycznej tego typu rozwiązania będą zyskiwać na atrakcyjności, szczególnie że ich działanie wpływa korzystnie na środowisko naturalne. Skąd zatem można pozyskiwać substraty? Oto kilka przykładów wraz z podaniem placówek zajmujących się ich wykorzystaniem.

19

System analityczny do kontroli jakościowej biometanu – podejście zgodne z normą EN 16723:2017 a wymogi polskie

Kubaszewski Przemysław

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2022

|

R. 25, Nr 11-12 (286)

11-15

20

Rozwój i potencjał energetyczny biogazu i biometanu

Podgórska Marta, Narloch Piotr

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 2

21--26

PL

W niniejszym artykule przedstawiono system produkcji biogazu, jako efektywnego i zrównoważonego zarządzania odpadami komunalnymi i produkcyjnymi, połączonego z wytwarzaniem biogazu oraz promocją ekologicznej energii. W Polsce sektor biogazu i biometanu jest na etapie transformacji legislacyjnej i technologicznej. Posiada ogromny potencjał, biogaz i biometan są niezbędnym elementem miksu energetycznego i w najbliższych latach mogą być kluczowe dla bezpieczeństwa energetycznego kraju. Pomimo wielu lat przygotowań, potencjału i rozwoju technologii, brakuje programów motywacyjnych i wsparcia. Nadzieję na poprawę sytuacji zapowiada podpisane z końcem listopada tzw. „porozumienie sektorowe”.

EN

This article presents the biogas production system as an effective and sustainable management of municipal and production waste, combined with biogas production and promotion of green energy. In Poland the biogas and biomethane sector are at the stage of legislative and technological transformation. It has enormous potential, biogas and biomethane are an essential part of the energy mix and could be crucial to the country's energy security in the coming years. Despite years of preparation, its potential and technology development, incentive and support programs are lacking. The so-called 'sectoral agreement', signed at the end of November 2021, heralds hope for improvement in the situation.