Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Small-scale biogas production in Kenya
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
2018 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Syftet med denna kandidatexamensuppsats är att analysera de ekonomiska och tekniska aspekterna av biogasproduktion som hållbar energikälla i Kenya. Studien fokuserar på småskalig biogasproduktion på landsbygden. Biogasen produceras främst från kobajs och kycklingspillning och skall användas som bränsle vid matlagning.  För att uppnå syftet med studien studeras två hållbarhetsaspekter, den ekonomiska och den tekniska. Den ekonomiska analysen involverar analys av återbetalningstid, nettonuvärde och internränta, detta för att kunna utvärdera den ekonomiska lönsamheten av en småskalig biogasanläggning i ett kenyanskt hushåll.  Den tekniska analysen inkluderar analys av livslängd, internt gastryck och metanläckage hos olika biogasanläggningar. Detta görs för att kunna bedöma småskaliga biogasanläggningars potential att producera matlagningsbränsle i Kenya. 

Studien genomförs delvis som en fältstudie i Kenya. Fältstudien avser implementering av en småskalig biogasanläggning på landsbygden i Kenya. Fältstudien genomförs i två faser. I fas 1 analyseras start-up-företaget Swenya Biogas. Företaget säljer biogasanläggningar och håller för närvarande på att försöka etablera sig på den kenyanska biogasmarkanden. Analysen av Swenya Biogas görs för att få en överblick av den ekonomiska situationen hos företag som är aktiva på den kenyanska småskaliga biogasmarkanden. Vi erhåller information rörande försäljningspris för biogasanläggningar samt för tilläggsenheter, till exempel biogaslampor, biogasvärmare och biogasbrännare. I fas 2 undersöks implementeringen av en småskalig biogasanläggning för en av Swenya Biogas kunder. Kunden ifråga äger en gård i staden Malindi och kommer att använda kobajs och kycklingspillning som biomassa i biogasanläggningen. De resultat som erhålls från undersökningen i Malindi inkluderar återbetalningstid, nettonuvärde och internränta. 

Vi studerar återbetalningstiden, nettonuvärdet och internräntan för en biogasanläggning på 5m3 där den hypotetiska kunden för närvarande använder ved, träkol, fotogen, gasol respektive elektricitet som bränsle. Återbetalningstiden för respektive bränsle är 1.91 år, 1.97 år, 0.76 år, 0.33 år and 0.07 år. Respektive nettonuvärde är 1 821.1 USD, 1 750.7 USD, 5 800.3 USD, 14 552.5 USD och 18 744.1 USD. Respektive internränta är 50.4%, 49.9%, 131.4%, 305.6% och 389.1%. Beräkningarna påvisar positiva nettonuvärden, höga internräntor och korta återbetalningstider, vilket indikerar att en småskalig biogasanläggning är ekonomiskt försvarbar. Om dessa beräkningar jämförs med beräkningarna för Swenya Biogas kund på gården i Malindi ser man kundens nettonuvärde och återbetalningstid i vissa fall blir negativa. Detta beror på höga kostnader för arbete och transporter som uppstår i samband med implementeringen av biogasanläggningen. Beräkningarna från gården påvisar dock att det går att uppnå högre nettonuvärden. Det högsta nettonuvärdet som påvisas på gården i Malindi är 47 901.5 USD. Detta nettonuvärde är ett resultat av att kunden i Malindi kan producera mer biogas av vad han behöver och därmed kan sälja överskottet och göra en stor vinst.

Den tekniska analysen visar att modellen ” fixed dome digester”, med ett betyg på 7, är mest lämplig baserat på faktorerna livslängd, internt gastryck och metanläckage. Modellen ”floating drum digester” fick ett betyg på 6, modellen ”tube digester” fick ett betyg på 5 och modellen ”ballon digester” fick ett betyg på 4. Betygen motsvarar en skala där, 9: excellent, 7 – 8: mycket bra, 5 – 6: bra, 3 – 4: godtagbart och 0 – 3: ej godtagbart. 

Abstract [en]

The purpose of this bachelor study is to analyse the economic and technical aspects of biogas production as a sustainable energy source in Kenya. The study focuses on small-scale biogas production in rural areas. The biogas is mainly produced from cow dung and chicken manure and is to be used as cooking fuel. In order to achieve the purpose of the study, two sustainable aspects (i.e. economic and technological) are investigated. The economic analysis involves studying payback time, NPV and IRR in order to investigate the economic feasibility of small-scale biogas plants in Kenyan households. The technological analysis involves studying the lifespan, gas pressure and methane leakage of different digesters in order to evaluate the potential of small-scale biogas technologies for producing cooking fuel in Kenya. 

The study is partially carried out as a field study in Kenya. The field study regards implementation of a small-scale biogas system in rural Kenya and were executed in two phases. In phase 1 the start-up company Swenya Biogas is analysed. The company sells biogas digesters and is currently trying to establish itself on the Kenyan biogas market. This analyse is made in order to get an overview of the economical situation for companies active on the Kenyan small-scale biogas market. We retrieve information regarding the selling price of biogas digesters and additional biogas appliances such as biogas lamps, room heaters and burners. In phase 2 we examine the implementation of a small-scale biogas plant for one of Swenya Biogas’ customers. This customer owns a farm in the city of Malindi. The results derived from the implementation of biogas in Malindi include payback time, NPV and IRR considering chicken manure and cow dung as the mixed feedstock.

We study the payback time, the NPV and the IRR of a 5m3-biogas digester if the hypothetical customer currently uses fuelwood, charcoal, kerosene, LPG or electricity as fuel. The payback time for the fuels are in given order 1.91 years, 1.97 years, 0.76 years, 0.33 years and 0.07 years. The NPVs are 1 821.1 USD, 1 750.7 USD, 5 800.3 USD, 14 552.5 USD and 18 744.1 USD. The IRRs are 50.4%, 49.9%, 131.4%, 305.6% and 389.1%. The calculations show positive NPVs, high IRRs and short payback times which indicate that a small-scale biogas plant is economically viable. Comparing this result to the calculations regarding Swenya biogas’ actual customer at the farm in Malindi we find that the NPV and payback time occasionally turn out negative due to large costs in the form of labour and transportation costs induced by the implementation of a biogas system. However, the calculations made on the farm show that there are possibilities to achieve larger NPVs. The NPV reaches the maximum value of 47 901.5 USD at the farm in Malindi. This is a result of the fact that the costumer in Malindi can produce more biogas than needed and is therefore able to sell the remaining biogas and thus make a lager profit.

The technological analysis shows that the fixed dome digester is the most appropriate technology based on the factors lifespan, gas pressure and methane leakage since it got the highest grade of 7. Floating drum digester got a grad of 6, tube digester got a grade of 5 and balloon digester got a grade of 4. The grades correspond to a description according to 9: Excellent, 7 – 8: Very good, 5 – 6: Good, 3 – 4: Acceptable and 0 – 3: Not acceptable.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 58
Series
TRITA-ITM-EX 2018 ; 441
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-246104OAI: oai:DiVA.org:kth-246104DiVA, id: diva2:1295799
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-03-12 Created: 2019-03-12 Last updated: 2019-03-12Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(988 kB)171 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 988 kBChecksum SHA-512
9ca612940d4915201f8b77953a8cbe1461ccd76ec5f8bd093033c59d6152e54a2d760db836042ea7de7d3a4db5afcb8449e47259955d9de08612cad3ed23ea21
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Technology
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 171 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 85 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf