Domestic Biogas Plant for fuel and organic fertilizer [Ouganda]
- Création :
- Mise à jour :
- Compilateur : JOSELINE KASHAGAMA
- Rédacteur : Kamugisha Rick Nelson
- Examinateurs : Nicole Harari, Udo Höggel, Donia Mühlematter
Bayogasi
technologies_3371 - Ouganda
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Développer tout Réduire tout1. Informations générales
1.2 Coordonnées des personnes-ressources et des institutions impliquées dans l'évaluation et la documentation de la Technologie
Personne(s)-ressource(s) clé(s)
exploitant des terres:
Wodonya Patrick
+256 786 189490
Bulambuli District Eastern Uganda
Ouganda
Nom du projet qui a facilité la documentation/ l'évaluation de la Technologie (si pertinent)
Scaling-up SLM practices by smallholder farmers (IFAD)Nom du ou des institutions qui ont facilité la documentation/ l'évaluation de la Technologie (si pertinent)
National Agricultural Research Organisation (NARO) - Ouganda1.3 Conditions relatives à l'utilisation par WOCAT des données documentées
Quand les données ont-elles été compilées (sur le terrain)?
19/10/2017
Le compilateur et la(les) personne(s) ressource(s) acceptent les conditions relatives à l'utilisation par WOCAT des données documentées:
Oui
1.4 Déclaration sur la durabilité de la Technologie décrite
Est-ce que la Technologie décrite ici pose problème par rapport à la dégradation des terres, de telle sorte qu'elle ne peut pas être déclarée comme étant une technologie de gestion durable des terres?
Non
Commentaires:
Biogas protects the environment through reduced tree cutting and emission of harmful gases and the bi- product removed from the digester is used as organic fertilizer that boosts crop production.
2. Description de la Technologie de GDT
2.1 Courte description de la Technologie
Définition de la Technologie:
Domestic biogas plant converts livestock manure into biogas and organic fertilizer. The technique uses cow dung to produce methane gas for lighting and heating.
2.2 Description détaillée de la Technologie
Description:
Domestic biogas plants convert livestock manure into biogas and bio-slurry, a form of organic fertilizer (fermented manure). Biogas is a renewable energy or gas produced by the breakdown of organic matter in the absence of oxygen. Most people in Uganda, especially in rural areas, don’t have access to electricity and mostly rely on firewood and charcoal (mostly in urban areas). This has led to depletion of forests since these forests are the main supply of wood fuel. The domestic biogas technique uses fresh cow dung to produce methane gas for lighting and heating.
This technology is viable for smallholder farmers with livestock that are capable of producing 25 kg of fresh dung per day, typically about five indigenous cows. This makes the technology suitable for smallholders in developing countries. Fresh cow dung is collected and mixed with water at a ratio of 1:1, depending on the thickness of the dung, to produce a free-flowing mixture. The mixture is poured into the digester where microbes break it down under an oxygen-free environment and in the process release methane gas which is harvested in a cylinder and piped straight into the home for lighting and/ or heating.
Dimensions for the Digester (4m in diameter and 3 m in depth). Overflow tank/ Outlet is 2 meters by 2 meters. Materials used in the construction of the plant include sand, cement, bricks, iron rods, gravel and water. Biogas stove, lamp and its appliances and gas controller or pressure gauge are connected after the construction of the biogas plant which can be purchased from specified outlets on the urban markets.
Production and use of biogas protects the environment through reduced tree cutting and emission of harmful greenhouse gases (GHG). It also eases the workload of rural women and children by providing a safe and cheap source of fuel since it reduces the risk encountered by children and women looking for firewood and spares their time that would otherwise be spent in the process. The bi-product (bio-slurry) removed from the digester at the end of the process is used as organic fertilizer which boosts crop productivity and is a highly nutritious feed supplement for animals.
The technology has safety issues especially on the side of children when it comes to the flammable gas.
2.3 Photos de la Technologie
2.4 Vidéos de la Technologie
Commentaire, brève description:
The video couldn't be captured since the largest part of the biogas plant is below the ground and the system was constructed long ago before the documentation process.
2.5 Pays/ région/ lieux où la Technologie a été appliquée et qui sont couverts par cette évaluation
Pays:
Ouganda
Région/ Etat/ Province:
Eastern Uganda
Autres spécifications du lieu:
Sisiyi Sub county, Gibuzale Parish, Bulabuli District
Commentaires:
1.2899 , 34.3551
Map
×2.6 Date de mise en œuvre de la Technologie
Indiquez l'année de mise en œuvre:
2016
2.7 Introduction de la Technologie
Spécifiez comment la Technologie a été introduite: :
- par le biais de projets/ d'interventions extérieures
Commentaires (type de projet, etc.) :
Kawcom Uganda constructs Biogas Plant for its coffee suppliers.
3. Classification de la Technologie de GDT
3.1 Principal(aux) objectif(s) de la Technologie
- améliorer la production
- réduire, prévenir, restaurer les terres dégradées
- préserver l'écosystème
- créer un impact économique positif
- créer un impact social positif
3.2 Type(s) actuel(s) d'utilisation des terres, là où la Technologie est appliquée
Terres cultivées
- Cultures pérennes (non ligneuses)
Principales cultures (vivrières et commerciales):
Coffee and Bananas
Pâturages
Pâturage intensif/ production fourragère :
- Affouragement en vert/ zéro-pâturage
Principales espèces animales et principaux produits:
Cows
Commentaires:
The technology is applied around the land user's homestead.
3.3 Informations complémentaires sur l'utilisation des terres
Approvisionnement en eau des terres sur lesquelles est appliquée la Technologie:
- mixte: pluvial-irrigué
Commentaires:
Irrigation performed during the dry season. i.e. around mid November to mid March while the river Gibuzale provides water for the biogas plant and for irrigation.
Nombre de période de croissance par an: :
- 3
Précisez:
One can have 2 agricultural seasons if a field is NOT near a water source. Three (3) such season are possible if the field is near a river.
Densité d'élevage/ chargement (si pertinent):
3 cows
3.4 Groupe de GDT auquel appartient la Technologie
- gestion des forêts naturelles et semi-naturelles
- gestion intégrée de la fertilité des sols
- technologies d'efficacité énergétique
3.5 Diffusion de la Technologie
Spécifiez la diffusion de la Technologie:
- appliquée en des points spécifiques ou concentrée sur une petite surface
3.6 Mesures de GDT constituant la Technologie
pratiques agronomiques
- A2: Matière organique/ fertilité du sol
structures physiques
- S10: Mesures d'économie d'énergie
modes de gestion
- M6: Gestion des déchets (recyclage, réutilisation ou réduction)
3.7 Principaux types de dégradation des terres traités par la Technologie
dégradation biologique
- Bc: réduction de la couverture végétale
- Bq: baisse de la quantité/ biomasse
Commentaires:
The technology addresses biological degradation (reduction of vegetation cover) through reduced cutting of trees for firewood.
3.8 Prévention, réduction de la dégradation ou réhabilitation des terres dégradées
Spécifiez l'objectif de la Technologie au regard de la dégradation des terres:
- prévenir la dégradation des terres
- réduire la dégradation des terres
Commentaires:
Biogas reduces and prevents land degradation through reduction in deforestation to supply firewood and charcoal.
4. Spécifications techniques, activités, intrants et coûts de mise en œuvre
4.1 Dessin technique de la Technologie
4.2 Spécification/ explications techniques du dessin technique
Components and Construction of the Bio gas plant
The size of the biogas plant is based on the availability of raw materials, use and financial status. The Biogas plant has the following components the inlet pipe/ tank, the digester, the outlet tank and gas pipe. Materials used in the construction of the plant include Sand, Cement, bricks, iron rods, gravel and water.
The land should be leveled before construction after which the pits are evacuated in their proper sizes and depth. After which construction of the walls begins with a mixture of cement and sand with a ratio of 1:4.
The inlet pipe is about 15cm in diameter which is connected to the digester. Dimensions for the Digester are 4m in diameter and 3m in depth with the thickness of 35cm and strong enough to with stand the load since they are partially buried under ground. The gas pipe is connected to the digester which carries the gas to the point of utilization, such as a stove or lamp. The digester is connected to the overflow tank which is 2 meters in diameter and 2meters in depth.
Biogas stove, lamp and its appliances and gas controller or gauge are connected after the construction of the biogas plant.
Production of Biogas
Biogas is produced from biodegradable materials such as animal dung mixed with water. Before the dung is fed into the plant, it is mixed with water in a tank or basin to give a solid content of 1: 1.5 ratios in the slurry. The mixture is discharged into the digester through the inlet pipe. The mixture ferments inside this digester and biogas is produced through bacterial action, the gas of which settles on top of the slurry in the digester which goes through a gas pipe connected on top of the tank. The gas pipe has a gas/pressure regulator which controls the outlet pressure of the gas to the gas burner or bulb. The digested slurry is discharged into the outlet tank through the outlet opening and use a fertiliser.
4.3 Informations générales sur le calcul des intrants et des coûts
Spécifiez la manière dont les coûts et les intrants ont été calculés:
- par entité de la Technologie
Précisez l'unité:
Construction Materials
Spécifiez le volume, la longueur, etc. (si pertinent):
Volume
Indiquez la monnaie utilisée pour le calcul des coûts:
- dollars US
Indiquer le taux de change du dollars en monnaie locale (si pertinent): 1 USD= :
3600,0
Indiquez le coût salarial moyen de la main d'œuvre par jour:
$ 1.389
4.4 Activités de mise en place/ d'établissement
Activité | Type de mesures | Calendrier | |
---|---|---|---|
1. | Plan and take measurements | Structurel | Not applicable |
2. | Buy and deliver the construction materials | Structurel | Not applicable |
3. | Dig the pits | Structurel | Not applicable |
4. | Build the concrete | Structurel | Not applicable |
5. | Put the pipes | Structurel | Not applicable |
6. | Connect to the stove and lamp | Structurel | Not applicable |
4.5 Coûts et intrants nécessaires à la mise en place
Si possible, ventilez le coût de la mise en place selon le tableau suivant: spécifiez les intrants et le coût par intrant. Si vous n'êtes pas en mesure de ventiler le coût, donnez une estimation du coût total de la mise en place de la Technologie:
451,16
Spécifiez les intrants | Unité | Quantité | Coûts par unité | Coût total par intrant | % des coût supporté par les exploitants des terres | |
---|---|---|---|---|---|---|
Main d'œuvre | Man labour (Digging the holes)) | Person-days | 2,0 | 13,89 | 27,78 | 50,0 |
Main d'œuvre | Man labour (Building) | person-days | 20,0 | 4,17 | 83,4 | 50,0 |
Equipements | Stove | piece | 1,0 | 27,78 | 27,78 | 50,0 |
Equipements | Lamp | Piece | 1,0 | 27,78 | 27,78 | 100,0 |
Matériaux de construction | Bricks | Piece | 700,0 | 0,042 | 29,4 | 50,0 |
Matériaux de construction | Cement | Bag (50kg) | 11,0 | 8,89 | 97,79 | 50,0 |
Matériaux de construction | Sand | Tonnes | 1,0 | 41,67 | 41,67 | 50,0 |
Matériaux de construction | Stones | Tonnes | 0,5 | 27,78 | 13,89 | 50,0 |
Autre | Pipes | piece @ 10m | 3,0 | 4,17 | 12,51 | 50,0 |
Autre | Wire goose | Meters | 3,0 | 1,94 | 5,82 | 50,0 |
Autre | Transportation | Trip | 3,0 | 27,78 | 83,34 | 50,0 |
Coût total de mise en place de la Technologie | 451,16 |
Si le coût n'est pas pris en charge à 100% par l'exploitant des terres, indiquez qui a financé le coût restant:
Kawacon Uganda Limited
Commentaires:
Kawacom (U) Ltd imports coffee thus it supports coffee farmers who are its suppliers.
The length of the gas pipes also depends on the distance from the plant to the homestead.
4.6 Activités d'entretien/ récurrentes
Activité | Type de mesures | Calendrier/ fréquence | |
---|---|---|---|
1. | Manual mixing of the dung & water | Modes de gestion | Every Morning |
2. | Add mixture (dung & water) | Modes de gestion | Every morning |
3. | Emptying of the the overflow | Modes de gestion | When necessary |
4.7 Coûts et intrants nécessaires aux activités d'entretien/ récurrentes (par an)
Si possible, ventilez le coût de l'entretien selon le tableau suivant: spécifiez les intrants et le coût par intrant. Si vous n'êtes pas en mesure de ventiler le coût, donnez une estimation du coût total de l'entretien de la Technologie:
5,32
Spécifiez les intrants | Unité | Quantité | Coûts par unité | Coût total par intrant | % des coût supporté par les exploitants des terres | |
---|---|---|---|---|---|---|
Main d'œuvre | Man Labour | persons- days | 2,0 | 1,39 | 2,78 | 100,0 |
Equipements | Mixing Basin | piece | 1,0 | 1,39 | 1,39 | 100,0 |
Engrais et biocides | Cow dung | kg | 40,0 | 0,028 | 1,12 | 100,0 |
Engrais et biocides | Water | Litres | 20,0 | 0,0014 | 0,03 | 100,0 |
Coût total d'entretien de la Technologie | 5,32 |
Commentaires:
The maintenance costs were estimated at a two weekly basis. Most smaller holders don't incur any costs on maintenance since labour and acquisition of the dung is got from their own cows and from friends which is free of charge and use family labour. The cost for water accounts for labour used to fetch the water from the stream
4.8 Facteurs les plus importants affectant les coûts
Décrivez les facteurs les plus importants affectant les coûts :
The construction costs, determined by the size of the biogas plant.
5. Environnement naturel et humain
5.1 Climat
Précipitations annuelles
- < 250 mm
- 251-500 mm
- 501-750 mm
- 751-1000 mm
- 1001-1500 mm
- 1501-2000 mm
- 2001-3000 mm
- 3001-4000 mm
- > 4000 mm
Spécifiez la pluviométrie moyenne annuelle (si connue), en mm:
1600,00
Spécifications/ commentaires sur les précipitations:
The zone receives a bi-modal pattern of rainfall, with the wettest months being April and October, while July to August and December to February are relatively dry.
Indiquez le nom de la station météorologique de référence considérée:
Buginyanya Zonal Agricultural Research and Development Institute - BugiZARDI
Zone agro-climatique
- humide
5.2 Topographie
Pentes moyennes:
- plat (0-2 %)
- faible (3-5%)
- modéré (6-10%)
- onduleux (11-15%)
- vallonné (16-30%)
- raide (31-60%)
- très raide (>60%)
Reliefs:
- plateaux/ plaines
- crêtes
- flancs/ pentes de montagne
- flancs/ pentes de colline
- piémonts/ glacis (bas de pente)
- fonds de vallée/bas-fonds
Zones altitudinales:
- 0-100 m
- 101-500 m
- 501-1000 m
- 1001-1500 m
- 1501-2000 m
- 2001-2500 m
- 2501-3000 m
- 3001-4000 m
- > 4000 m
Indiquez si la Technologie est spécifiquement appliquée dans des:
- non pertinent
5.3 Sols
Profondeur moyenne du sol:
- très superficiel (0-20 cm)
- superficiel (21-50 cm)
- modérément profond (51-80 cm)
- profond (81-120 cm)
- très profond (>120 cm)
Texture du sol (de la couche arable):
- moyen (limoneux)
Texture du sol (> 20 cm sous la surface):
- moyen (limoneux)
Matière organique de la couche arable:
- moyen (1-3%)
5.4 Disponibilité et qualité de l'eau
Profondeur estimée de l’eau dans le sol:
en surface
Disponibilité de l’eau de surface:
bonne
Qualité de l’eau (non traitée):
eau potable
La salinité de l'eau est-elle un problème? :
Non
La zone est-elle inondée?
Non
Commentaires et précisions supplémentaires sur la qualité et la quantité d'eau:
The area gets water from River Gibuzale that flows through the village.
5.5 Biodiversité
Diversité des espèces:
- élevé
Diversité des habitats:
- faible
5.6 Caractéristiques des exploitants des terres appliquant la Technologie
Sédentaire ou nomade:
- Sédentaire
Orientation du système de production:
- commercial/ de marché
Revenus hors exploitation:
- moins de 10% de tous les revenus
Niveau relatif de richesse:
- moyen
Individus ou groupes:
- individu/ ménage
Niveau de mécanisation:
- travail manuel
Genre:
- femmes
- hommes
Age des exploitants des terres:
- enfants
- personnes d'âge moyen
5.7 Superficie moyenne des terres détenues ou louées par les exploitants appliquant la Technologie
- < 0,5 ha
- 0,5-1 ha
- 1-2 ha
- 2-5 ha
- 5-15 ha
- 15-50 ha
- 50-100 ha
- 100-500 ha
- 500-1 000 ha
- 1 000-10 000 ha
- > 10 000 ha
Cette superficie est-elle considérée comme de petite, moyenne ou grande dimension (en se référant au contexte local)?
- petite dimension
Commentaires:
The land user owns 0.4 ha of land which is considered small in the area compared to other land owners who own over 4 ha.
5.8 Propriété foncière, droits d’utilisation des terres et de l'eau
Propriété foncière:
- individu, sans titre de propriété
Droits d’utilisation des terres:
- individuel
Droits d’utilisation de l’eau:
- communautaire (organisé)
5.9 Accès aux services et aux infrastructures
santé:
- pauvre
- modéré
- bonne
éducation:
- pauvre
- modéré
- bonne
assistance technique:
- pauvre
- modéré
- bonne
emploi (par ex. hors exploitation):
- pauvre
- modéré
- bonne
marchés:
- pauvre
- modéré
- bonne
énergie:
- pauvre
- modéré
- bonne
routes et transports:
- pauvre
- modéré
- bonne
eau potable et assainissement:
- pauvre
- modéré
- bonne
services financiers:
- pauvre
- modéré
- bonne
6. Impacts et conclusions
6.1 Impacts sur site que la Technologie a montrés
Impacts socio-économiques
Production
production agricole
Quantité avant la GDT:
800kg
Quantité après la GDT:
1200kg
Commentaires/ spécifiez:
The land user uses the organic manure in his coffee plantation which has greatly led to increased yields.
qualité des cultures
Commentaires/ spécifiez:
Bigger coffee beans
production d'énergie
Commentaires/ spécifiez:
Use of biogas for lighting and heating
Revenus et coûts
dépenses pour les intrants agricoles
Commentaires/ spécifiez:
No costs on purchase of fertilizer since the land user applies the bi-product (fermented manure) of the biogas.
revenus agricoles
Quantité avant la GDT:
UGX 1040000
Quantité après la GDT:
UGX 1560000
Commentaires/ spécifiez:
More yields hence more incomes
charge de travail
Commentaires/ spécifiez:
No more fetching firewood for cooking
Impacts socioculturels
sécurité alimentaire/ autosuffisance
situation sanitaire
Commentaires/ spécifiez:
Use of biogas reduces effects of smoke inhaled through the use of firewood hence reduced lung diseases.
connaissances sur la GDT/ dégradation des terres
Commentaires/ spécifiez:
Increased knowledge on the use of organic manure as a sustainability practice.
situation des groupes socialement et économiquement désavantagés
Commentaires/ spécifiez:
Biogas use favours women and the disabled as it reduces the workload of fetching firewood especially from distant areas or forests.
Impacts écologiques
Sols
humidité du sol
Commentaires/ spécifiez:
The bi-product from the biogas plant is watery hence its used in the farm to moist the soil
couverture du sol
Commentaires/ spécifiez:
Use of biogas reduces tree cutting
accumulation de sol
Commentaires/ spécifiez:
The bi- product removed from the digester at the end of the process is used as organic fertilizer which increases activities of soil organisms hence soil accumulation.
cycle/ recharge des éléments nutritifs
Commentaires/ spécifiez:
The bi- product removed from the digester at the end of the process is used as organic fertilizer
matière organique du sol/ au dessous du sol C
Commentaires/ spécifiez:
Use of organic manure supports multiplication of organic matter in the soil
6.2 Impacts hors site que la Technologie a montrés
pollution des rivières/ nappes phréatiques
Commentaires/ spécifiez:
The dung and urine from the animals is used as material in the biogas plant which would have been washed away by run off water into the river.
dommages sur les champs voisins
Commentaires/ spécifiez:
The user doesn't have to encourage on the neighbours' land to fetch firewood since biogas is now used for heating.
impact des gaz à effet de serre
Commentaires/ spécifiez:
Reduced bad smells from the dung
Commentaires concernant l'évaluation des impacts:
The technology has less impact on the off site since its practiced in the land user's homestead.
6.3 Exposition et sensibilité de la Technologie aux changements progressifs et aux évènements extrêmes/catastrophes liés au climat (telles que perçues par les exploitants des terres)
Changements climatiques progressifs
Changements climatiques progressifs
Saison | Type de changements/ extrêmes climatiques | Comment la Technologie fait-elle face à cela? | |
---|---|---|---|
températures annuelles | augmente | bien | |
précipitations saisonnières | saison des pluies/ humide | décroît | bien |
6.4 Analyse coûts-bénéfices
Quels sont les bénéfices comparativement aux coûts de mise en place (du point de vue des exploitants des terres)?
Rentabilité à court terme:
négative
Rentabilité à long terme:
très positive
Quels sont les bénéfices comparativement aux coûts d'entretien récurrents (du point de vue des exploitants des terres)?
Rentabilité à court terme:
très positive
Rentabilité à long terme:
très positive
Commentaires:
No maintenance costs involved hence higher benefits.
6.5 Adoption de la Technologie
- 1-10%
Si disponible, quantifiez (nombre de ménages et/ou superficie couverte):
10
Parmi tous ceux qui ont adopté la Technologie, combien d'entre eux l'ont fait spontanément, à savoir sans recevoir aucune incitation matérielle ou aucun paiement?
- 0-10%
Commentaires:
All received support from Kawacom (U) Ltd.
6.6 Adaptation
La Technologie a-t-elle été récemment modifiée pour s'adapter à l'évolution des conditions?
Non
6.7 Points forts/ avantages/ possibilités de la Technologie
Points forts/ avantages/ possibilités du point de vue de l'exploitant des terres |
---|
It eases the workload by providing a safe and cheap source of fuel compared to firewood |
The bi- product at the end of the process is used as organic fertilizer that boosts crop production |
Points forts/ avantages/ possibilités du point de vue du compilateur ou d'une autre personne ressource clé |
---|
Biogas protects the environment through reduced deforestation hence climate change mitigation. |
6.8 Faiblesses/ inconvénients/ risques de la Technologie et moyens de les surmonter
Faiblesses/ inconvénients/ risques du point de vue de l’exploitant des terres | Comment peuvent-ils être surmontés? |
---|---|
Inadequate dung | Collects dung from cattle owners in the area |
Faiblesses/ inconvénients/ risques du point de vue du compilateur ou d'une autre personne ressource clé | Comment peuvent-ils être surmontés? |
---|---|
Safety issues especially on the side of children when it comes to the flammable gas | Continuous safety education measures to prevent fire out breaks |
7. Références et liens
7.1 Méthodes/ sources d'information
- visites de terrain, enquêtes sur le terrain
1
- interviews/entretiens avec les exploitants des terres
2 informats
- interviews/ entretiens avec les spécialistes/ experts de GDT
1
- compilation à partir de rapports et d'autres documents existants
2
7.3 Liens vers les informations pertinentes disponibles en ligne
Titre/ description:
Uganda Domestic Biogas Programme (UDBP)
URL:
https://www.ngoaidmap.org/projects/3031
Titre/ description:
Power for the Poor From Animal Manure, Food Waste
URL:
https://www.sierraclub.org/sierra/2018-1-january-february/faces-clean-energy/power-for-poor-animal-manure-food-waste
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