It is projected that energy demand worldwide will double from 2009 until 2050. There is a demand for additional clean renewable energy, which can be supplied by biogas. Farm-based biogas plants exist in small numbers in Sweden; for the benefit of society it important to increase their numbers throughout the country. The aim of this report is to create the tools to allow for a competent evaluation of newly built farm-based biogas plants from an energy efficiency and environmental perspective. In this thesis data from newly built plants has been analyzed to determine mistakes that could be avoided in future expansion. Research has been performed within the bounds of a SLF financed project focusing on the role of cooperation in achieving profitability and environmental benefits in farm based biogas plants. The thesis has found that the investment cost during the technical lifetime of the plant is 11-16 kWh/MWh and 2.65 – 3.65 kg CO2-eq. per MWh. The initial investment is repaid by a factor of at least 50 during the technical lifetime of the plant. Energy ratios have been calculated for two of the plants that express the usable energy produced from each. It has been found that 29 % of Högryd’s 2 GWh in energy production becomes usable electricity and heat; at Lövsta 62 % of its 10 GWh became usable electricity and heat. A larger biogas plant benefits from a higher electrical efficiency, however, the impact of the heat utilization is significant. Replacement of 120 MWh of oil and electricity reduces the import of fossil-fuels more than 1.5 GWh of wood chips.

El trabajo de investigación es un plan de negocio, dentro del cual se formuló el siguiente problema: ¿Es factible la venta, instalación y mantenimiento de biodigestores para el servicio de energía y gas para el consumo humano autónomo en el distrito de Pomalca? Cabe mencionar que los objetivos específicos en esta investigación es el análisis del entorno actual del sector identificando la necesidad a satisfacer en la generación de energía y gas en el distrito de Pomalca, asimismo, se elaboró un plan de marketing que nos ayudó a determinar las estrategias para la venta, instalación y mantenimiento de biodigestores para el servicio de energía y gas para el consumo autónomo en el distrito de Pomalca, también se llevó a cabo un estudio técnico que definió la ubicación del local y aspectos técnicos del producto y servicio para la venta, instalación y mantenimiento de biodigestores para el servicio de energía y gas para el consumo autónomo en el distrito de Pomalca. Igualmente se realizó un plan de organización que definió la estructura organizacional de la empresa, estrategias de reclutamiento y motivación para la venta, instalación y mantenimiento de biodigestores para el servicio de energía y gas para el consumo autónomo en el distrito de Pomalca, y posteriormente se realizó un estudio económico financiero que determinó la viabilidad de la venta, instalación y mantenimiento de biodigestores para el servicio de energía y gas para el consumo autónomo en el distrito de Pomalca. Finalmente se concluye que la comercialización de biodigestores para el servicio de energía y gas para el consumo humano autónomo es una oportunidad que genera un ahorro económico en el consumo de combustibles al sustituir la energía no renovable y fertilizantes sintéticos por energía renovable y fertilizantes orgánicos.

To decrease the climate impact and the use of fossil fuels in the society we have to change our way of living so it becomes more sustainable and ecofriendly. Production of biogas can in different ways contribute to this change since it is a biological waste treatment method that takes advantage of the energy in the organic material, the substrate. The purpose with this thesis has been to study the prerequisites in the community of Älvdalen for local production of biogas. Data have mainly been collected from literature and from Nodava AB, the water and waste company of the community. The substrates in this study consist of food waste, manure, wastewater sludge and slaughter waste from fish. The manure represents the largest part with respect to the biogas potential. The results include a presentation for how much the calculated biogas potential corresponds in heating households, production of electricity and how many cars that can be filled up with upgraded gas per year. The result in the study show there are conditions for local production of biogas within the community of Älvdalen. Calculations show that there are possibilities to produce energy corresponding totally 2,5 GWh from substrate occurring locally in the community.

Kraftig övergödning i Östersjön leder till ökad blomning av alger som medför syrebrist i havet. Musselodling kan ses som en åtgärd för problemet. På den svenska östkusten beräknas skördningen av musslor vara på ca 65 000 ton/år. Rötningsförsöket av blåmusslorna skedde i en pilotanläggning på Linnéuniversitet som består utav en lakbädd och en UASB-reaktor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), där syrabildningen sker i lakbädden och metanbildningen i UASB. Musslorna gav ett metanutbyte på 0,32 m 3/(kg VS) för hela rötningsperioden. Ensy AB specialiserar sig på att producera koncentrerad växtnäring från gödsel. De har som planer att utveckla sin verksamhet för att samköra produktion av biogas från gödsel. Gödslet som erhölls från Ensy AB rötades i ett satsvist försök i nio behållare med 100g/behållare. Rötningen av gödslet gav ett metanutbyte av 0,073 m3/(kg*VS). Försöket visar att det finns potential att använda blåmusslor som resurs för biogasproduktion. Genom utnyttjandet av musslor och gödsel som biogassubstrat kan övergödningen minskas, dessutom minskar utsläppet av metangas.

Στην παρούσα εργασία ασχοληθήκαμε με την εκτίμηση συναρτήσεων κόστους επένδυσης για εργοστάσια παραγωγής ενέργειας από βιοαέριο στην Ευρώπη καθώς και με τη συνοπτική παρουσίαση της τεχνολογίας βιοαερίου. / In the present paper cost functions for biogas energy plants in Europe are estimated. Additionaly biogas technologies are briefly presented in order for the Greek investors to be familiarised with the advantages of using biogas.

Orientador: José Raimundo de Souza Passos / Banca: Jorge de Lucas Junior / Banca: Maria Teresinha T. Tornero / Resumo: O presente trabalho tem por objetivo a modelagem estatística da produção de biogás, utilizando-se de modelos de regressão não-linear, a partir do estudo da biodigestão anaeróbia de três tipos de camas de frangos de corte (napier, mistura de napier+maravalha e maravalha), obtidos após um ciclo de criação e após reutilização em um segundo ciclo. Para cada ciclo, foram obtidos dados relativos às produções médias de biogás, apresentados sob forma de totais semanais, em m3 e em valores acumulados para cada substrato. Foi feita a modelagem estatística, a partir dos tratamento definidos, utilizando-se do modelo Gompertz de regressão não-linear, segundo duas linhas metodológicas distintas. Inicialmente, foram considerados modelos de regressão não-linear somente com um componente determinístico e, posteriormente, com dois componentes (mistura). Foram estudadas as propriedades amostrais dos estimadores através de simulações sob a ótica distribucional. A aproximação de uma Gompertz do modelo estatístico proposto para o volume de biogás para os três tipos de camas de frangos mostrou-se adequada em todas situações experimentais, permitindo estimar os parâmetros envolvidos no modelo, utilizando-se técnicas não-paramétricas. O modelo com mistura de duas Gompertz proporcionou bom ajuste aos dados, mas com dificuldades de convergência no processo de estimação dos parâmetros, no qual ocorreu a heterocedasticidade dos erros, isto é, a parte aleatória do modelo não teve variância constante. / Abstract: In this work, the Gompertz model was used to fit the biogas production in batch biodigestor obtained from the anaerobic digestion of three poultry litter kinds (elephant grass, elephant grass + wood shavings and wood shavings). Two strategies of modeling was proposed, i.e., using one and two (mixture) deterministic components in the statistical models. Results showed that Gompertz model with just a deterministic component fits very well, and allowed to compare the estimated parameters among the poultry litter kinds by nonparametric techniques . Although the models with the mixture fits better than the other one, there are some problems with the convergence processes and the parameter estimation. / Mestre

Orientador: Ricardo Alan Verdú Ramos / Resumo: O presente trabalho tem como principal objetivo analisar o potencial de geração de energia a partir da queima direta e da decomposição anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos agroindustriais e dos efluentes líquidos, que tem se mostrado ao longo dos últimos anos técnicas viáveis para geração de energia neste segmento produtivo. Na grande maioria dos casos, os resíduos orgânicos agroindustriais não são destinados adequadamente ou geram grandes custos de tratamento, o que interfere diretamente na competitividade e no custo do produto a ser disponibilizado ao cliente. A Unidade Agroindustrial estudada é de grande porte, e está localizada no município de Rio Verde (GO), tendo como atividades principais o abate de aves e suínos, produção de produtos industrializados, incubatório e fábrica de rações. Foram levantados os principais resíduos orgânicos, bem como os principais parâmetros quantitativos e qualitativos dos efluentes líquidos gerados neste complexo industrial, e utilizadas as equivalências para determinação da geração de gás metano e biogás com base na literatura. O potencial médio mensal energético foi de 30.808 GJ/mês, e caso haja o aproveitamento energético, isto pode representar uma produção de energia térmica equivalente de 17.758 GJ/mês e um potencial médio mensal de produção de energia elétrica equivalente de 4.112 MWh. O custo orçado para implementar o sistema de aproveitamento energético foi de R$ 11.564.000,00, o que corresponde a um payback descontado de 37 mese... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The main objective of this work was to analyze the potential of energy from the direct burning and anaerobic decomposition of organic solid agroindustrial residues and liquid effluents, which has been shown over the last years viable techniques for the generation of energy in this productive segment. In the vast majority of cases, organic agro-industrial wastes are not properly destined or generate large treatment costs, which directly interfere with the competitiveness and cost of the product to be made available to the customer. The Agroindustrial Unit studied is of great size, and is located in the municipality of Rio Verde (GO), whose main activities are the slaughter of poultry and pigs, production of industrialized products, hatchery and feed mill. The main organic wastes were collected, as well as the main quantitative and qualitative parameters of the liquid effluents generated in this industrial complex, and the equivalences were used to determine the generation of methane and biogas from other published scientific works. The average monthly energy potential was 30,808 GJ / month, and in case of energy utilization, this can represent an equivalent thermal energy production of 17,758 GJ / month and an average monthly potential of equivalent electric energy production of 4,112 MWh. The budgeted cost to implement the energy recovery system was R$ 11,564,000.00 which corresponds to a discounted payback of 37 months, showing it be possible to make the necessary investment... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Marcus Cesar Avezum Alves de Castro / Coorientador: Sandra Imaculada Maintinguer / Banca: Maria B. A. Varesche / Banca: Mchel Brienzo / Resumo: A degradação anaeróbia é um processo biológico que a partir de uma fonte de carbono gera biogás. Dessa forma, este estudo visou compreender a influência do campo elétrico (ação de cargas elétricas) na degradação anaeróbia da glicose e na geração de biogás em reatores em batelada. Experimentos iniciais foram realizados para determinar as condições ideais de operação (concentração da fonte de carbono e tipo de inóculo). Foram utilizados 4 concentrações de glicose (0,67; 1,00; 2,00 e 10,00g/l) e 3 concentrações de acetato de sódio (0,50; 1,00 e 2,00g/l) para 4 inóculos provenientes de reatores de fluxo ascendente ( 2 de abatedouro de aves, 1 de estação de tratamento de esgoto e uma mistura dos outros 3 lodos). Foram elaborados experimentos com dois meios de cultivo diferentes a fim de identificar o meio nutricional ideal para a geração de metano, meio PYG (genérico para crescimento microbiano) e meio Del Nery (específico para metanogênicas). A próxima etapa foi operar reatores anaeróbios em batelada sob influência do campo elétrico, com utilização de placas paralelas e fonte elétrica com regulagem de tensão, nas condições determinadas pelos experimentos iniciais. As voltagens testadas foram: natural (sem interferência); aterrado (0,0V); 1,5V; 2,0V; 2,5V e 3,0V. As gerações mais elevadas de metano foram observadas para um dos inóculos provenientes do tratamento de águas residuárias de avicultura; a concentração de 2,00 g/l de glicose e o meio PYG. Em todos os reatores com voltagem induzida (de 1,5V a 3,0V) houve eletrólise da água. O reator de 1,5V foi o que obteve os melhores resultados na geração de biogás, apresentando aumento de 200% na geração de metano em comparação com o reator natural, e na remoção da DQO (demanda química de oxigênio), que foi de 93,96% da concentração inicial dos ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The anaerobic degradation process turns a carbon source into biogas. Thus, this study aims to understand the influence of the electric field (action of electric charges) on the anaerobic degradation of glucose and on the generation of biogas in batch reactors. Initial experiments were performed to determine the ideal operating conditions (carbon source concentration and inoculum type). Four concentrations of glucose (0.67, 1.00, 2.00 and 10.00 g/l) and 3 concentrations of sodium acetate (0.50, 1.00 and 2.00 g/l) were used for 4 inoculum from upflow reactors (2 from poultry slaughterhouse, 1 from sewage treatment plant and a mixture of the other 3 sludge). Experiments were carried out with two different culture media in order to identify the ideal nutritional medium for the generation of methane, PYG medium (generic for microbial growth) and Del Nery medium (specific for methanogenic). The next step was to operate anaerobic reactors in batch under the influence of the electric field, using parallel plates and an electric source with voltage regulation, under the conditions determined by the initial experiments. The tested voltages were: natural (no interference); grounded (0,0V); 1.5V; 2.0V; 2.5V and 3.0V. Higher generations of methane were observed using one of the inoculum sourced from poultry wastewater; the concentration of 2.00 g/l glucose and the PYG medium. In all reactors with induced voltage (from 1.5V to 3.0V) there was electrolysis of the water. The 1.5V reactor ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Jorge de Lucas Júnior / Banca: Marco Antonio Biaggioni / Banca: Valeria Cristina Rodrigues Sarnighausen / Banca: Mônica Sarolli Silva de Mendonça Costa / Banca: Eder Fonzar Granato / Resumo: Neste estudo objetivou-se analisar o potencial de produção de biogás e biofertilizante do processo de co-digestão anaeróbia do substrato composto pela fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos (FORSU) e dejetos de gado bovino leiteiro (DGBL) utilizando biodigestores batelada com capacidade de 2 L e biodigestores semicontínuos com capacidade de 60 L. Os resultados dos biodigestores semicontínuos foram aplicados em um estudo de caso tendo como base os dados de coleta de resíduos sólidos urbanos da cidade de Penápolis-SP co-digerido com estrume de 40 vacas e apresentou como resultado dados para dimensionamento de biodigestor com potenciais de produção de biogás e biofertilizante, e potencial de geração de energia elétrica. Para análise dos dados considerou-se um delineamento inteiramente casualizado, utilizando-se o programa SAS® ao nível de significância de 5%. Foram analisadas a produção, o potencial de produção de biogás, a redução dos sólidos totais e voláteis e os teores dos nutrientes Nitrogênio, Fósforo e Potássio (NPK) do biofertilizante. O experimento em batelada constou de 11 tratamentos com proporções diferentes de FORSU (0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% e 100%) com quatro repetições cada e apresentou potencial médio de produção de biogás de 0,38 m3/kg SV ad, com uma redução de sólido voláteis de 63,82% e biofertilizante com teores médios de NPK nos valores 3,14%, 0,87% e 1,26%, respectivamente, em um período de 192 dias para o tratamento T20. O expe... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this study was to analyze the biogas and biofertilizer production potential of the anaerobic codigation process of the substrate composed of organic fraction of urban solid waste (FORSU) and bovine milk waste (DGBL) using batch biodigesters with a capacity of 2 L and semi-continuous biodigesters with a capacity of 60 L. The results of the semicontinuous biodigesters were applied in a case study based on the data of urban solid waste collection of the city of Penápolis-SP digested with manure of 40 cows and presented as result data for dimensioning of biodigestor with potential of biogas production and biofertilizer, and potential of electric energy generation. For data analysis, a completely randomized design was used, using the SAS® program at a significance level of 5%. Production, biogas production potential, total and volatile solids reduction and Nitrogen, Phosphorus and Potassium (NPK) nutrient content of the biofertilizer were analyzed. The batch experiment consisted of 11 treatments with different proportions of FORSU (0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% and 100%) with four replicates each with an average biogas production potential of 0.38 m3 / kg SV ad, with a reduction of 63.82% volatile solids and biofertilizer with NPK mean values of 3.14%, 0.87% and 1.26%, respectively, over a 192 day period for the T20 treatment. The experiment in continuous biodigesters was composed of 2 treatments, one composed of 90% FORSU, 10% DGBL and water and another control treatment with only DGBL and water, with 5 replicates for each treatment. The study concludes that for batch feeding the FORSU limit for biogas generation is 30%. The semicontinuous biodigester with a FORSU and DGBL ratio of 90% -10% produces 1m3 of biogas with 36.23 kg of FORSU with a biogas production potential of 0.117 m3 /kg of SV ad. / Doutor

El trabajo de investigación es un plan de negocio, dentro del cual se formuló el siguiente problema: ¿Es factible la venta, instalación y mantenimiento de biodigestores para el servicio de energía y gas para el consumo humano autónomo en el distrito de Pomalca? Cabe mencionar que los objetivos específicos en esta investigación es el análisis del entorno actual del sector identificando la necesidad a satisfacer en la generación de energía y gas en el distrito de Pomalca, asimismo, se elaboró un plan de marketing que nos ayudó a determinar las estrategias para la venta, instalación y mantenimiento de biodigestores para el servicio de energía y gas para el consumo autónomo en el distrito de Pomalca, también se llevó a cabo un estudio técnico que definió la ubicación del local y aspectos técnicos del producto y servicio para la venta, instalación y mantenimiento de biodigestores para el servicio de energía y gas para el consumo autónomo en el distrito de Pomalca. Igualmente se realizó un plan de organización que definió la estructura organizacional de la empresa, estrategias de reclutamiento y motivación para la venta, instalación y mantenimiento de biodigestores para el servicio de energía y gas para el consumo autónomo en el distrito de Pomalca, y posteriormente se realizó un estudio económico financiero que determinó la viabilidad de la venta, instalación y mantenimiento de biodigestores para el servicio de energía y gas para el consumo autónomo en el distrito de Pomalca. Finalmente se concluye que la comercialización de biodigestores para el servicio de energía y gas para el consumo humano autónomo es una oportunidad que genera un ahorro económico en el consumo de combustibles al sustituir la energía no renovable y fertilizantes sintéticos por energía renovable y fertilizantes orgánicos. / Tesis