Technologies

Domestic Biogas Plant for fuel and organic fertilizer [Ouganda]

Bayogasi

technologies_3371 - Ouganda

État complet: 92%

1. 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) - Ouganda

1.3 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

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

Terres cultivées

  • Cultures pérennes (non ligneuses)
Principales cultures (vivrières et commerciales):

Coffee and Bananas

Pâturages

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

pratiques agronomiques

  • A2: Matière organique/ fertilité du sol
structures physiques

structures physiques

  • S10: Mesures d'économie d'énergie
modes de gestion

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

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

Auteur:

Prossy Kaheru

Date:

26/03/2018

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 % du 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 % du 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

en baisse
en augmentation
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

en baisse
en augmentation
Commentaires/ spécifiez:

Bigger coffee beans

production d'énergie

en baisse
en augmentation
Commentaires/ spécifiez:

Use of biogas for lighting and heating

Revenus et coûts

dépenses pour les intrants agricoles

en augmentation
en baisse
Commentaires/ spécifiez:

No costs on purchase of fertilizer since the land user applies the bi-product (fermented manure) of the biogas.

revenus agricoles

en baisse
en augmentation
Quantité avant la GDT:

UGX 1040000

Quantité après la GDT:

UGX 1560000

Commentaires/ spécifiez:

More yields hence more incomes

charge de travail

en augmentation
en baisse
Commentaires/ spécifiez:

No more fetching firewood for cooking

Impacts socioculturels

sécurité alimentaire/ autosuffisance

réduit
amélioré

situation sanitaire

détérioré
amélioré
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

réduit
amélioré
Commentaires/ spécifiez:

Increased knowledge on the use of organic manure as a sustainability practice.

situation des groupes socialement et économiquement désavantagés

détérioré
amélioré
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

en baisse
en augmentation
Commentaires/ spécifiez:

The bi-product from the biogas plant is watery hence its used in the farm to moist the soil

couverture du sol

réduit
amélioré
Commentaires/ spécifiez:

Use of biogas reduces tree cutting

accumulation de sol

en baisse
en augmentation
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

en baisse
en augmentation
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

en baisse
en augmentation
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

en augmentation
réduit
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

en augmentation
réduit
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

en augmentation
réduit
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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