The forecast of biogas production from rice straw to cover the energy demand for a rice mill
 
More details
Hide details
1
Technische Universität Berlin
Publish date: 2019-03-29
 
Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 2019;22(1):141–152
KEYWORDS
ABSTRACT
In literature as well as in the university debate, we can observe the increase of interest regarding converting agricultural residues into energy. Furthermore, the energy and climate policies have encouraged the development of biogas plants for energy production. One of the most significant reasons of this escalation is that this technology may be both convenient and beneficial. The produced biogas is not only supposed to cover the energy demand like heat and electricity, the resulting digestate has the prospect of a beneficial fertilizer and can thereby influence the energy management plans. This technology is widely introduced to countries, which have large income from agriculture. Not only does this reduce the use of industrial fertilizers, but also finds use for agricultural residues. One of the countries of this type is Vietnam, which is the fifth largest exporter of rice in the world. Over 55% of greenhouse gas emission in Vietnam comes from agriculture. Using innovative technologies such as biogas, may decrease this value in near future. It may also contribute to more sustainable agriculture by decreasing traditional fields burning after the harvesting period. The goal of this research paper is to estimate the possible production of biogas from rice straw to cover the energy demand of the rice mill. Four possible scenarios have been considered in this paper, the present situation and where electricity, energy or both were covered by biogas from agricultural residues. An attempt was made to answer the question whether the amount of biogas produced from agricultural residues is enough for both: electricity and energy supply, for the rice mill. If not, how much rice straw must be delivered from other sources, from which rice is not delivered to the rice mill. The base of the assumptions during the estimation of various values were statistics from FAO and other organizations, secondary sources and data from the existing rice mill in Hậu Mỹ Bắc B in Mekong delta in Vietnam.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Prognoza produkcji biogazu ze słomy ryżowej w celu pokrycia zapotrzebowania na energię dla młyna ryżowego
biogaz, odpady rolne, zapotrzebowanie na energię, słoma ryżowa
W literaturze, jak również w debacie uniwersyteckiej, obserwujemy wzrost zainteresowania przekształcaniem odpadów rolniczych w energię. Ponadto polityka energetyczna i klimatyczna zachęciły do rozwoju produkcji biogazu do celów energetycznych. Jedną z najważniejszych przyczyn tej eskalacji jest to, że technologia ta może być zarówno wygodna, jak i korzystna. Wytworzony biogaz nie tylko może pokryć zapotrzebowanie na energię, jak ciepło i elektryczność, ale otrzymany poferment ma perspektywę korzystnego nawozu, a tym samym może wpływać na plany zarządzania energią. Technologia ta jest szeroko stosowana w krajach, które mają duże dochody z rolnictwa. Nie tylko zmniejsza stosowanie nawozów przemysłowych, ale także znajduje zastosowanie w przypadku pozostałości rolniczych. Jednym z takich krajów jest Wietnam, który jest piątym największym eksporterem ryżu na świecie. Ponad 55% emisji gazów cieplarnianych w Wietnamie pochodzi z rolnictwa. Korzystanie z innowacyjnych technologii, takich jak biogaz, może zmniejszyć tę wartość w najbliższej przyszłości. Może również przyczynić się do bardziej zrównoważonego rolnictwa, poprzez zmniejszenie tradycyjnego spalania odpadów rolniczych po okresie zbiorów. Celem tego artykułu badawczego jest oszacowanie możliwej produkcji biogazu ze słomy ryżowej, aby pokryć zapotrzebowanie na energię młyna ryżowego. W niniejszym dokumencie rozważono cztery możliwe scenariusze, obecną sytuację oraz hipotetyczne tezy, w których energia elektryczna, ciepło lub obie formy energii zostały pokryte z biogazowni. Podjęto próbę odpowiedzi na pytanie, czy dla młyna ryżowego ilość biogazu wytworzonego z odpadów rolniczych jest wystarczająca zarówno dla energii elektrycznej, jak i dla ciepła. Jeśli nie, to jaka ilość słomy ryżowej musi być dostarczona z innych źrodeł, z których ryż nie jest dostarczany do młyna. Podstawą założeń przy szacowaniu różnych wartości były statystyki z FAO i innych organizacji, źródła wtórne i dane z istniejącego młyna ryżu w Hậu Mỹ Bắc B w delcie Mekongu w Wietnamie.
 
REFERENCES (21)
1.
Christensen, T. 2010. Solid waste technology and management. Blackwell Publishing Ltd, New Jersey.
 
2.
Dang et al. 2019 – Dang, T.T., Saito, O., Yamamoto, Y. and Tokai, A. 2010. Scenarios for Sustainable Biomass Use in the Mekong Delta, Vietnam. Journal of Sustainable Energy and Environment vol. 1(3), pp. 137–148.
 
3.
Darmawan et al. 2018 – Darmawan, A., Fitriano, A.C., Aziz, M. and Tokimatsu, K. 2018. Integrated system of rice production and electricity generation. Applied Energy vol. 220, pp. 672–680.
 
4.
Diep et al. 2015 – Diep, N.Q., Sakanishi, K., Nakagoshi, N., Fujimoto, S. and Minowa, T. 2015. Potential for rice straw ethanol production in the Mekong Delta, Vietnam. Renewable Energy vol. 74, pp. 456–463.
 
5.
Do, N.Q. 1989. Experience on organizing and deploy the biogas plant at provinces in the Mekong Delta – The first step in Can Tho city. National Renewable Energy Program 52C, Ho Chi Minh.
 
6.
FNR 2006 – Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), 2006. Handbook of biogas production and utilization (Handreichung Biogasgewinnung und – nutzung), Berlin (in German).
 
7.
FNR 2009 – Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., (FNR) 2009. Biogas Basisdaten Deutschland – Stand: Oktober 2008. 7 p. Very short but comprehensive overview of the biogas situation in Germany, Berlin.
 
8.
FAO 2017 – Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), 2017. Country Programming Framework for Viet Nam: 2017–2021, Hanoi.
 
9.
Kapur et al. 1994 – Kapur, T., Kandpal, T.C. and Garg, H.P. 1994. An optimization model for energy supply to rice mills in India. International J. of Energy Research vol. 21(4), pp. 341–358.
 
10.
Kargbo et al. 2010 – Kargbo, F., Xing, J. Zahang, Y. 2010. Property analysis and pretreatment of rice straw for energy use in grain drying: A review. Agriculture and biology journal of North America.
 
11.
Krich et al. 2005 – Krich, K., Augenstein, D., Batmal, J.P., Benemann, J., Rutledge, B. and Salour, D. 2005. Biomethane from Dairy Waste: A Sourcebook for the Production and Use of Renewable Natural Gas in California, USD Rural Development. Washington.
 
12.
Mansaray, K.G. and Ghaly, A.E. 1996. Physical and thermochemical properties of rice husk. Energy sources vol. 19, pp. 989–1004.
 
13.
Nguyen, G.L. and Nguyen, Q.K. 2005. Development of biogas technology in Vietnam. Journal of Vietnamese Environment vol. 1(1), pp. 12–18.
 
14.
Nguyen et al. 2012 – Nguyen, T.T., Bie, C.D., Ali, A., Smaling, E. and Chu, T.H. 2012. Mapping the irrigated rice cropping patterns of the Mekong delta, Vietnam, through hyper-temporal SPOT NDVI image analysis. Journal of remote sensing 33(2), pp. 415–434.
 
15.
Nguyen, V.C. 2011. Small-scale anaerobic digesters in Vietnam – development and challenges. Journal of Vietnamese Environment vol. 1(1), pp. 12–18.
 
16.
Shen et al. 2012 – Shen, J., Zhu, S., Liu, X., Zhang, H. and Tan, J. 2012. Measurement of Heating Value of Rice Huskby Using Oxygen Bomb Calorimeter with Benzoic Acid as Combustion Adjuvant. Energy Procedia vol. 17, pp. 208–213.
 
17.
Vu et al. 2015 – Vu, T., Vu, D.Q., Jense, L.S., Sommer, S.G. and Bruun, S. 2015. Life Cycle Assessment of Biogas Production in Small-scale Household Digesters in Vietnam. Asian-australasian Journal of Animal Sciences vol. 28(5), pp. 716–729.
 
18.
Yuan, S. and Peng, S. 2017. Input-output energy analysis of rice production in different crop management practices in central China. Energy vol. 141, pp. 1124–1132.
 
19.
Zafar, S. 2015. Biomass Resources from Rice Industry. [Online] https://www.bioenergyconsult.c... [Accessed 2018-11-05].
 
20.
Zeeuw, D.W. and Lettinga, G. 1983. Biogas generation and anaerobic treatment of waste water in Vietnam. [Online] http://library.wur.nl/webquery... [Accessed 2018-11-05].
 
21.
Zhang, Q. et al. 2017. Stimulatory effect of in-situ detoxification on bioethanol production by rice straw. Energy vol. 135, pp. 32–39.
 
ISSN:1429-6675