Syftet med detta examensarbete är att på Huntley farm i Lusaka, Zambia undersöka gårdens möjligheter att utvinna biogas i framtiden ur deras restprodukter i form av gödsel från nötkreatur, kycklinguppfödning, höns samt avlopp från slakteri. Huntley farm ägs av Zambeef Products PLC som är en av Zambias största kött och jordbruksproducenter med en marknad i södra Afrika. För att göra farmen mer miljövänlig samt minska energikostnaderna har beräkningar gjorts på hur mycket biogas som teoretiskt går att utvinna ur substraten. Därefter kan biogasen användas till bränsle samt som ett komplement för generering av el vid eventuellt strömavbrott. Rapporten undersöker hur mycket substrat som finns tillgängligt på farmen under ett år och med hjälp av teoretiska värden för varje substrat beräknas det totala biogasutbytet. Behandling av farmens totala energiförbrukning och energikostnader har gjorts för att se vad biogasen ska användas till samt hur mycket energikostnaden kan skäras ner. En blivande biogasanläggning på Huntley farm skulle teoretiskt sätt kunna producera 1 464 000 m³ uppgraderad biogas vilket motsvarar 14,2G Wh el eller 1 450,8 m³ diesel. Efter energiförluster i form av uppvärmning av anläggning samt generering av el skulle den producerade energin bli 3,37G Wh eller uppgraderad biogas som motsvarar 725,4 m³ diesel eller 1450,8 m³ diesel om biogasanläggningen inte underhållas med biogas. Elkonsumtionen skulle reduceras med 30 % och en reducerad kostnad på 100 000 USD. Eller om Huntley farm väljer att använda den uppgraderade biogasen till dieselförbrukning skulle det motsvara en minskning på 75 % och en reducerad kostnad på 1.45 miljoner USD.

<p>Syftet med detta examensarbete är att på Huntley farm i Lusaka, Zambia undersöka gårdens möjligheter att utvinna biogas i framtiden ur deras restprodukter i form av gödsel från nötkreatur, kycklinguppfödning, höns samt avlopp från slakteri. Huntley farm ägs av Zambeef Products PLC som är en av Zambias största kött och jordbruksproducenter med en marknad i södra Afrika.</p><p>För att göra farmen mer miljövänlig samt minska energikostnaderna har beräkningar gjorts på hur mycket biogas som teoretiskt går att utvinna ur substraten. Därefter kan biogasen användas till bränsle samt som ett komplement för generering av el vid eventuellt strömavbrott.</p><p>Rapporten undersöker hur mycket substrat som finns tillgängligt på farmen under ett år och med hjälp av teoretiska värden för varje substrat beräknas det totala biogasutbytet. Behandling av farmens totala energiförbrukning och energikostnader har gjorts för att se vad biogasen ska användas till samt hur mycket energikostnaden kan skäras ner.</p><p>En blivande biogasanläggning på Huntley farm skulle teoretiskt sätt kunna producera 1 464 000 m³ uppgraderad biogas vilket motsvarar 14,2G Wh el eller 1 450,8 m³ diesel. Efter energiförluster i form av uppvärmning av anläggning samt generering av el skulle den producerade energin bli 3,37G Wh eller uppgraderad biogas som motsvarar 725,4 m³ diesel eller 1450,8 m³ diesel om biogasanläggningen inte underhållas med biogas. Elkonsumtionen skulle reduceras med 30 % och en reducerad kostnad på 100 000 USD. Eller om Huntley farm väljer att använda den uppgraderade biogasen till dieselförbrukning skulle det motsvara en minskning på 75 % och en reducerad kostnad på 1.45 miljoner USD.</p>

The purpose of this thesis was to make an energy survey and quantify energy flows of individual unit operations associated with the biogas production in Uppsala Vatten och Avfall AB:s biogas plant, located at Kungsängens gård. Moreover, large consumers of energy would be identified and analyzed. The objective of this energy survey was to obtain a detailed understanding of the energy use in the biogas production. The energy survey was divided into two parts: electricity and heat. Each part was treated separately and with somewhat different approach. To estimate the electricity usage during the projcet the rated power of each selected unit operation was noted and multplied with thenmeasured time of usage. By doing that the total amount of energy consumed is obtained. During the project a total amount of 152 kWh/ton electricity was used. The 12 largest electricity consumers had a combined usage of 106 kWh/ton, corrresponding to 70 % . The heat survey was subdivided into hot water and steam. Hot water is used to keep the biogas digesters and facilities warm. Steam is exclusively used in the heat pretreatment. Thermal energy consumption was as following: Keeping the biogas digester warm consumed close to 20 % of the total heating demand, corresponding to 40,8 kWh/ton. Heat pretreatment accounted for 62 % of the total heating demand, corresponding to 129 kWh/ton. Heating demand for other staff facilities accounted for 18 % of the total heating demand, corresponding to 37,7 kWh/ton.

Driftdata från More Biogas anläggning i Kalmar har sammanställts och analyserats för att föreslå förbättringar i sammansättningen av den inkommande substratmixen för att öka gasproduktionen. C/N kvoten för den inkommande substratmixen är låg då en optimal C/N kvot är mellan 20 till 30. För att få upp den totala C/N kvoten till 15 behövs 27 ton halm i månaden tillsättas och 80 ton för att få upp den till 20. Det är även bra att tillsätta halm från ströbädd eller hönsgödsel som har en hög TS-halt eftersom det finns möjlighet till en ökad VS-belastning i processen.Slakteriavfall gav en positiv effekt på gasproduktionen och efter en jämförselse av två tidsperioder gav resultatet att gasproduktionen ökade med en MWh per ton TS av tillsatt slakteriavfall.Det finns inget tecken på att processen är hämmad av de inhiberande parametrarna eftersom inte gasproduktionen minskade de månader då de inhiberande parametrarna var högre.

<p>Despite big expansion of biogas plants in the world, does not have the levels in the Swedish market succeeded very good. Presently are not so many expanded biogas plants in Sweden. Especially biogas plants that are based on rest products from the industry. This study checks the possibility and takes up the profitability in producing biogas off spill products from rape oil production. The spill product that is interesting in this case is process water with high-energy contents that currently are given away to the local farmers for fertilization of farmland.</p><p> Results from the study show that the process water in itself is not appropriate substrate for digestion in a biogas plant. On the other hand if you use an involvement corresponding 20- 25% graft in the process water can the result become really good. But to use this biogas to heat power plant or upgrading to vehicle fuel can it be unsuitable on the basis of economic calculations. This entirely depends on that production of the process water is too little and that will give a result with smaller amount biogas production. This amount will not be neither enough to be sold to other companies for upgrading or other purposes.</p><p> This problem can be solved through cooperation with the municipality’s sewage treatment or local farmers that will supply their energy needs by themselves. If the cooperation takes in force can biogas plant becomes profitable irrespective of what the biogas will be used to.</p><p> Using biogas in heat power plant to force electricity and heat with minimum 200-kilowatt gas engine can investment be profitable, regardless of if the electricity will be sold on the market or it be used internal. It is also economic to upgrade biogas to vehicle fuel with a minimum prise of 7, 5 SEK/Nm³ biogas.   </p><p> Investment on biogas plant is depending on factors like interest rate, economic contribution, costs and political arrangements so. The results will be changed if the economic factors changed, for examples lower interest rate and higher economic contributions brings profitability in the investment. On the other hand higher raw materials or less economic contribution will make that the investment becomes uneconomical.</p>

Biogas är en förnybar energikälla som kan framställas genom rötning av organiskt material som gödsel eller grödor. Trots att lantbruket står för 76 % av den totala biogaspotentialen i Sverige producerades endast en procent av biogasen 2008 i gårdsanläggningar. Uppsatsens syfte är att ge en översikt över vad som orsakar den långsamma utvecklingen av småskalig biogas, samt att ge förslag till lösningar som kan leda till en snabbare expansion. Aspekter som studeras är politiska styrmedel, anläggning och produktion samt information och kunskap. Det största hinder som påträffas är produktionens bristande lönsamhet, vilken föreslås hanteras med ett produktionsstöd, tekniska effektiviseringar, förenklade och mer fördelaktiga lagar och regler för småskalig produktion samt en långsiktig nationell biogasstrategi. En snabbare ökning av antalet småskaliga biogasanläggningar tros inte inträffa innan lönsamhetsproblematiken är löst. / Biogas is a renewable energy source that can be produced by anaerobic digestion of organic material such as manure or crop. Although agriculture accounts for 76 % of the total biogas potential in Sweden, only one percent of the gas was produced on farm biogas plants in 2008. The paper aims to find the conditions and barriers regarding policy instruments, construction and production, and information and knowledge that are causing the slow development of small-scale biogas. Based on the findings, suggestions for solutions that can lead to a faster expansion are given. The biggest obstacle found is that the production is unprofitable, which is suggested can be dealt with by introducing a production-based financial support system, technical efficiency, simplified and more favorable laws and regulations for small-scale production, and a long-term national strategy for biogas. A rapid increase in the number of small-scale biogas plants is not believed to occur before the profitability problems are resolved.

Despite big expansion of biogas plants in the world, does not have the levels in the Swedish market succeeded very good. Presently are not so many expanded biogas plants in Sweden. Especially biogas plants that are based on rest products from the industry. This study checks the possibility and takes up the profitability in producing biogas off spill products from rape oil production. The spill product that is interesting in this case is process water with high-energy contents that currently are given away to the local farmers for fertilization of farmland.  Results from the study show that the process water in itself is not appropriate substrate for digestion in a biogas plant. On the other hand if you use an involvement corresponding 20- 25% graft in the process water can the result become really good. But to use this biogas to heat power plant or upgrading to vehicle fuel can it be unsuitable on the basis of economic calculations. This entirely depends on that production of the process water is too little and that will give a result with smaller amount biogas production. This amount will not be neither enough to be sold to other companies for upgrading or other purposes.  This problem can be solved through cooperation with the municipality’s sewage treatment or local farmers that will supply their energy needs by themselves. If the cooperation takes in force can biogas plant becomes profitable irrespective of what the biogas will be used to.  Using biogas in heat power plant to force electricity and heat with minimum 200-kilowatt gas engine can investment be profitable, regardless of if the electricity will be sold on the market or it be used internal. It is also economic to upgrade biogas to vehicle fuel with a minimum prise of 7, 5 SEK/Nm3 biogas.     Investment on biogas plant is depending on factors like interest rate, economic contribution, costs and political arrangements so. The results will be changed if the economic factors changed, for examples lower interest rate and higher economic contributions brings profitability in the investment. On the other hand higher raw materials or less economic contribution will make that the investment becomes uneconomical.

Målet med denna undersökning har varit att finna metoder för rening av struvitpåväxt i rör på Skövde biogasanläggning samt metoder för att undvika uppkomst av struvit. Detta för att man på anläggningen ska kunna öka verkningsgraden och fungera mer resursoptimerat för att på så sätt komma närmare en hållbar samhällsutveckling. Struvit (magnesiumammoniumfosfat hexahydrat) är ett vitt hårt mineral som vanligtvis förekommer i rör, värmeväxlare, pumpar och centrifuger på vattenreningsanläggningar och efter rötningsprocess på biogasanläggningar. Struvit fäller ut som en följd av bland annat pH, temperatur, koncentration och övermättnad. Även rörmaterial kan ha en påverkan på struvitfällning. Undersökningen har genomförts med hjälp av studiebesök samt analys av biogödsel och struvit på Skövde biogasanläggning. Detta för att ta fram den mängd struvit som kan fälla och vart på anläggningen detta sker. En enklare benchmarking har genomförts som har visat att struvitfällning på biogasanläggningar främst uppstår i värmeväxlare och att påväxten där är temperaturberoende. Material och kemikalier har undersökts för att ta fram metoder för rening och hindrande av uppkomst av struvit. Undersökningen har visat på att struvit främst uppkommer i värmeväxlaren och i rörkrökar på anläggningen och att detta är beroende av de pH, övermättnad, temperaturer och höga koncentrationer av fosfor, magnesium och ammonium som finns. Utifrån studien har en teori skapats om att mineralet först uppkommer i kammaren mellan rötkammare och mellantank. Undersökningen visar vidare på att de metoder som är mest effektiva för borttagning av påväxt struvit är att hacka loss mineralen alternativt byta ut rören. För att hindra att påväxt på rör sker rekommenderas att en kombination av metoder genomförs, vilka minskar energianvändningen på anläggningen och hindrar stopp i biogasproduktionen. Kemikalier bör användas om kristallbildning helt ska hindras. Dessa bör tillsättas i nämnda kammare. Till detta bör planerade underhåll ske för att minimera redan påväxt struvit. De rör som byts på anläggningen bör i främsta hand bytas mot plastmaterial. På så sätt kan anläggningen fungera mer resurseffektivt och onödig miljöpåverkan undviks. I studien har endast en grov kostnadsanalys kunnat genomföras. För att vidare understödja ovanstående metod rekommenderas därför en djupare ekonomisk analys genomföras. Denna bör även innefatta studier av kemikaliedos samt undersökning av kontrollplatser för planerade underhåll. / The goal with the study has been to find methods for cleaning and prevention of struvite at Skövde biogasanläggning (biogas plant). This to increase the efficiency and resource optimize the biogas plant and in that way get closer to a sustainable development of the society. Struvite (magnesiumammoniumphosphate hexahydrate) is a white, harsh mineral that commonly occurs in pipes, heat exchangers, pumps, and centrifuges at wastewater plants and after digestion processes at biogas plants. Struvite precipitates as a result of pH, temperatures, concentrations and supersaturation. Pipe material can also contribute. The study has been conducted through study visits and analyses of digestate and struvite at Skövde biogasanläggning to find the amount of struvite that can precipitate and where at the plant this happens. A simple benchmarking has been conducted, which shows that struvite precipitation at biogas plants mainly occurs in heat exchangers and that the fouling is temperature dependent. Materials and chemicals have been studied to find methods for cleaning and prevention of struvite. The study has shown that struvite mainly occurs in the heat exchanger and in pipe bends at the biogas plant and that it is dependent of the pH, supersaturation, temperature and high concentrations of phosphorous, magnesium and ammonium. A theory has been made from the study that the mineral first appears in the chamber between the digesters and heat storage tank. The study further shows that the most effective methods to clean fouling of struvite is to by hand chip the mineral alternatively replace the pipes. To prevent fouling of pipes a combination of methods is recommended, which minimizes the energy usage at the plant and prevent stops in the biogas production. Chemicals should be used if crystallization is to be completely stopped. The chemicals should be added in the above- mentioned chamber. Also planned maintenance should be conducted to minimize fouling. The pipes that are to be replaced should be replaced with pipes made of plastic materials. By doing this the resource efficiency increases and unnecessary environmental impact of the plant is avoided. The study has only included a rough cost analysis. To further support the above- mentioned methods a deeper economic analysis is recommended, which should include a study of chemical dosage and inspection sites for planned maintenance.

For several years, blooming of algae around the Caribbean islands, including Grenada, has been an issue. This influenced AlgaeFuel Technology into looking at the possibility of biogas production with macroalgal biomass in Grenada. Grenada is dependent on fossil fuels to meet its energy needs. Using the algae for producing biogas could possibly decrease greenhouse gas emissions. There are different factors affecting the production of biogas and therefore, the purpose of this project is to optimize a biogas plant with the use of macroalgal biomass, with focus in Grenada. A literature review was made to gain more knowledge about biogas production through anaerobic digestion, particularly by using macroalgae as biomass. An experiment was made through building four biogas plants in mini format with guidelines from the Swedish University of Agriculture Science. Each plant was fed with different combination of biomass to be compared in biogas production. The result from the experiment gave no clear differences in biogas production which most likely was due to errors during the experiment. Optimizing of a biogas plant includes several aspects. Pretreatment has shown to be an effective way of increasing the methane yield and the biogas production rate. Temperature regulation is significant in order to achieve a more efficient biogas production. The effect of pretreatment and temperature regulation needs to be compared with their energy consumption for a sustainable biogas production. Continues supply of biomass need to be secured which can be done by storing of algae in seasons with abundance and utilization of alternative types of biomass. A combination of biomass through co-digestion is an effective way of increasing the methane yield and also make the biogas plant more efficient in the longer run. In Grenada it is important to prioritize sustainable solutions that can fulfill Grenada’s vision towards 2030, with 100 percent renewable energy. Utilization of macroalgal biomass for biogas production in Grenada can be a solution to both decrease the negative impact of algae bloom and increase the share of renewable energy. / Under flera år har algblomning runt de Karibiska öarna, däribland Grenada, varit ett problem. Detta influerade AlgaeFuel Technology till att se närmare på möjligheterna för biogasproduktion med makroalger som biomassa i Grenada. Grenada är beroende av fossila bränslen för att möta sitt energibehov. Att använda algerna för produktion av biogas kan möjligtvis minska utsläpp av växthusgaser. Det finns olika faktorer som påverkar biogasproduktion och syftet med detta projekt är därför att optimera en biogasanläggning med användning av makroalger som biomassa, med fokus i Grenada. En litteraturstudie gjordes för att få mer kunskaper om biogasproduktion genom syrefri rötning, särskilt med användning av makroalger som biomassa. Ett experiment gjordes genom att bygga fyra biogasanläggningar i miniformat med riktlinjer från Svenska lantbruksuniversitetet. Varje anläggning var matad med fyra olika kombinationer av biomassa för att bli jämförd i produktion av biogas. Resultatet från experimentet gav inga tydliga skillnader i biogasproduktion vilket troligen berodde på felkällor under experimentet. Vid optimering av en biogasanläggning inkluderas flera aspekter. Förbehandling har visat sig att vara ett effektivt sätt att öka utbytet av metan och hastigheten av biogasproduktionen. Temperaturreglering är viktigt för att uppnå en mer effektiv biogasproduktion. Effekten av förbehandling och temperaturreglering behöver jämföras med deras energikonsumtion för att få en hållbar biogasproduktion. En kontinuerlig tillgänglighet av biomassa behövs, vilket kan uppnås genom lagring av alger under säsonger med överflöd samt användning av alternativ biomassa. En kombination av biomassa genom samrötning är ett effektivt sätt att öka metanutbytet och även göra biogasanläggningen mer effektiv i det långa loppet. I Grenada är det viktigt att prioritera hållbara lösningar som kan uppnå deras vision fram mot 2030 med 100 procent förnyelsebar energi. Att använda makroalger som biomassa för biogasproduktion i Grenada kan vara en lösning för att båda minska dom negativa effekterna från algblomning och öka andelen förnyelsebar energi.

Coal-fired power plants’ typically large capacity and relatively low electricity generation costs in the Chinese power market can be compared with their typically low specific thermal efficiency and older age on average. At the same time, the environment pollution caused by local coal-fired power plants has started to receive due attention. Sustainable renewable energy sources and the application of effective conversion technologies for those has become a top priority of China's current energy strategy. Biomass in general and anaerobic biogas in particular can be regarded as clean, locally available renewable energy resources. Replacing coal with biomass-derived energy is especially relevant for certain locations in China. For the case of Henan province, work has already been undertaken by the local authorities for the proper estimation of the biomass potential and the selection of most applicable energy conversion technologies with the lowest environmental footprint to replace aging coal-fired plants with various biomass-based power generation facilities. / Kolkraftverkens typiska stora kapacitet och relativt låga elproduktionskostnader på den kinesiska elmarknaden kan jämföras med deras typiskt låga specifika verkningsgrader och äldre ålder i genomsnitt. Samtidigt har miljöföroreningarna som orsakas av lokala kolkraftverk börjat uppmärksammas på riktigt i Kina. Hållbara förnybara energikällor och tillämpningen av effektiv konverteringsteknik för dessa har blivit en topprioritet för Kinas nuvarande energistrategi. Biomassa i allmänhet och anaerobisk biogas (rötgas) i synnerhet kan betraktas som rena och lokalt tillgängliga förnybara energiresurser. Byte av kol mot biobränslen blir särskilt relevant för vissa platser i Kina. När det gäller Henanprovinsen har en del arbete redan gjorts av de lokala myndigheterna för en korrekt uppskattning av biomasspotentialen och en analys av de mest tillämpliga teknologier för omvandling av bioenergi med lägsta miljöpåverkan som ersätter åldrande koleldade anläggningar med olika biobränslen.