Environmental Impact of Small-scale Biogas Plants in Central Vietnam

Bc. Hynek Roubík

Master's thesis

Dopad rodinných bioplynových stanic na životní prostředí ve středním Vietnamu

Abstract:

Vzhledem k rostoucím očekáváním pro nahrazování fosilních paliv se energie z obnovitelných zdrojů stává jedním z hlavních řešení pro boj se změnou klimatu. Udržitelné zdroje energie jsou proto nezbytným předpokladem pro udržitelný rozvoj. Využití anaerobní digesce je považováno za vhodnou technologii pro zlepšení životního prostředí; protože řeší problémy nakládání s odpady, jako hlavní produkt vyrábí energii ve formě bioplynu a jako vedlejší produkt digestát, který má využití jako zlepšovatel zemědělských výnosů a půdních vlastností. Hlavním cílem studie bylo zjistit dopady rodinných bioplynových stanic (BPS) na životní prostřední ve středním Vietnamu. Byly analyzovány současné problémy s BPS a byla vypracována možné řešení v souladu s místními podmínkami za využití analytického přístupu identifikujícího hlavní problémy a potenciální rizika s přihlédnutím k prevenci dalších poruch. Studie zjistila problémovost u 29 % BPS. Problémy byly zjištěny ve všech šesti hlavních subsystémech: anaerobní procesy a využití bioplynu (37,2 %), zařízení na využití bioplynu (25,2 %), výtok digestátu (17,1 %), problémy spojené se znalostmi (9,1 %), potrubní systém (6,2 %) a konstrukční prvky (5,0 %). Také praktiky nakládání s hnojem byly analyzovány a popsány. Dále byly prozkoumány motivační faktory a aktuální benefity dle respondentů. V cílové oblasti převažují typy BPS KT1 a KT2 s průměrnou velikostí 7,45 m3 (+-2,23). Nejčastějším zdrojem informací o BPS jsou místní facilitátoři a zastupitelé v komunách (77 %), sousedi (13 %) a veřejná média (10 %). Na průměrné farmě o velikosti 2,821 m2 pracuje 2,2 lidí a mají 13-14 selat a 2-3 prasnice. Potenciál bioplynu na domácnost je 2,32 m3/den. Aktuální využité je však 1,09 m3/den. To poukazuje na dvojnásobný potenciál v množství vyprodukovaného bioplynu, pokud je vhodně nakládáno s exkrementy. Závěrem, tato studie analyzuje současnou situaci kolem problematiky rodinných bioplynových stanic a nakládání s hnojem v oblasti středního Vietnamu. Problematika spadá do širšího kontextu v rámci pokračujících obav o environmentální problematiku spojenou s rodinnými bioplynovými stanicemi v rozvojových zemích.

Abstract:

Given the rising expectations for the substitution of fossil fuels with renewable energy as one of the main solutions to cope with climate change, sustainable energy sources are therefore prerequisite for the sustainable development. Anaerobic digestion is considered as a significant technology in improving environment; as it solves waste management problems, produces biogas, as a main product, and as a by-product digestate, which can also be used as yield and soil improver. The major objective of this study was to find out environmental aspects and impacts of small-scale biogas plants (BGPs) in central Vietnam. Current problems with BGPs in the target area were analysed and possible solutions were outlined in line with local conditions using problem analysis approach to identify and describe major problems and potential risks, intending to adopt some relative improvements and prevent failures. The study revealed 29% problem rate with biogas technology. Failures were recognized in all six main subsystems: anaerobic digestion processes and biogas utilization (37.2 %), biogas utilization equipment (25.2 %), digestate disposal system (17.1 %), knowledge related problems (9.1 %), piping system (6.2 %) and structural components (5.0 %). Also, current manure management practices were deeply investigated, analysed and described with all its aspects. Further so, motivating factors and current benefits were revealed. In target area types of BGPs KT1 and KT2 are predominant with average size of 7.45 m3 (+-2.23). Most common source of information about biogas technology are commune staff and local facilitators (77 %), than neighbours (13 %) and public media (10 %). An average farm have 2.2 working people and size of 2,821 m2 for farm with BGP and disposes by 13-14 piglets and 2-3 sows. A biogas potential per household is 2.32 m3/ day. However, if recalculated with actual usage of manure in BGPs, biogas outcome per household is 1.09 m3/day. Showing two time higher biogas potential, if manure used appropriately. In conclusion, this study analysed the current situation surrounding problems with biogas plants and manure management in target area. Investigating of such a topic is within continuing concern about environmental issues connected with small-scale biogas plants and manure management in rural areas of developing countries.

Keywords

technologie malých bioplynových stanic, anaerobní digesce, environmentální aspekty, problémy s technologií, praktiky nakládání s hnojem

Keywords

anaerobic digestion, environmental aspects, technology difficulties, manure management practices, small-scale biogas technology

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 4. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jana Mazancová, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Tropical AgriSciences

Master programme / field:
Tropical Agriculture / Sustainable Rural Development in the Tropics and Subtropics