kth.sePublications
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
Energy demand and biogas production in rural areas: A case study in the Raqayapampa community in Bolivia
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM).
2023 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Improved access to energy can greatly improve living standards, and there are correlations between increased access to electricity and higher scores on both the Human Development Index (HDI) and the Educational Development Index (EDI). Increasing access to energy can also help decrease dependability on hazardous fuels and energy sources, such as firewood for cooking. Through all these implications, increased energy access also promotes the fulfilment of several of the UN:s 17 sustainable development goals. The majority of people lacking access to electricity in Bolivia live in rural areas, such as the Raqaypampa community which lies in the Cochabamba department and contains about 181 households, two schools and a health post. The main occupations in Raqaypampa are husbandry and agriculture.

Agriculture often entails large amounts of residues that are left unused. These residues have a large unused potential as a sustainable energy source as they can be used to produce biogas. The biogas can be used to fuel a plant that provides electricity and heat. Excess biogas from the plant can be used for cooking.

The aim of this report was to estimate the energy demand and the potential for biogas production in Raqaypampa, as well as to propose a polygeneration solution for the community.

In order to acquire data on the electrical and heat energy demands in Raqaypampa and the potential for biogas production in the community, a field study was conducted as a cooperation between the Royal Institute of Technology in Stockholm and Universidad Mayor de San Simon in Cochabamba, Bolivia. Interviews were conducted with people in the Raqaypampa community who had insight inthe electrical equipment used at the schools and health post of the community. The data was fed into RAMP, a simulation tool for energy demand.

The annual potential for biogas production in Raqaypampa was estimated at 866.3 MWh, with the sensitivity analysis revealing a higher estimate of 1321.6 MWh and a lower estimate of 411.1 MWh. The peak demand for electricity obtained from RAMP was slightly under 15 W. The peak demand for heating was estimated at 172.34 kW. The generator (engine) chosen for the proposed polygeneration plant, considering the available supply of biogas, had a maximum electrical output of 36.48 kW anda maximum heat power output of 50.28 kW. Thus, it would be able to cover the peak in electrical energy demand, but not in thermal energy demand. 

Abstract [sv]

 Förbättrad tillgång till energi kan förbättra levnadsstandard drastiskt, och det finns korrelationer mellan ökad tillgång till elektricitet och högre poöng på Human Development Index (HDI) och Educational Development Index (EDI). Att öka tillgången till energi kan också bidra till att minska beroendet av skadliga bränslen och energikällor, som exempelvis ved för matlagning. Genom dessa effekter så bidrar ökad tillgång till energi också till uppfyllandet av FN:s 17 mål för hållbar utveckling. Majoriteten av personer som saknar tillgång till elektricitet bor på landsbygden, så som i byn Raqaypampa som ligger i departementet Cochabamba i Bolivia. Raqaypampa huserar ungefär 181 hushåll, två skolor och en vårdcentral och den främsta sysselsättningen i byn är boskapsskötsel och jordbruk.

Jordbruk för ofta med sig stora mängder rester som lämnas oanvända. Dessa rester har stor, oanvänd, potential som hållbar energikälla då de kan användas för att producera biogas. Biogasen kan i sin tur användas för att driva ett kraftverk som tillhandahåller elektricitet och värme. Överbliven biogas kan användas av hushåll för matlagning.

Syftet med denna rapport var att uppskatta energibehov och potential för produktion av biogas i Raqaypampa, samt att föreslå lämpliga ramar för ett polygenerationskraftverk i byn.

Med målet att samla in data gällande behov av el och värme i Raqaypampa, samt potentialen för produktion av biogas så utfördes en fältstudie som ett samarbete mellan Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm och Universidad Mayor de San Simon i Cochabamba, Bolivia. Intervjuer gjordes med personer som hade insikt i vilka typer och mängder av utrustning som används på skolorna och vårdcentralen i byn. Datan som samlades in matades in i RAMP, ett verktyg som används för att simulera energibehov.

Den årliga potentialen för biogas-produktion i Raqaypampa uppskattades till 866.3 MWh, och i en känslighetsanalys gjordes en högre och en lägre uppskattning på 1321.6 MWh respektive 411.1 MWh. Det högsta behovet av el uppskattades i RAMP till lite under 15 kW. Det högsta behovet av värme uppskattades genom beräkningar till 172.34 kW. Generatorn (motorn) som föreslogs till polygenerationskraftverkethade, med hänsyn till mängden tillgänglig biogas, en högsta producerad elektrisk effekt på 36.48 kW och en högsta producerad värmeeffekt på 50.28 kW. Således täcker den det högstabehovet av elektrisk effekt, men inte av värmeeffekt.

Abstract [es]

Mayor acceso a la energía puede mejorar mucho el estandard de vida, y hay correlaciónes entre mayor acceso a electricidad y mas altos puntajes en el Human Development Index (HDI) y el Educational Development Index (EDI). Incrementar el acseso a energía tambíen puede ayudar en disminuir la dependencia de combustibles dañinos y fuentes de energía dañinas, asi como la leña para cocinar. Mediante estos beneficios, el mayor acceso a la energía tambien promueve el cumplimiento de las metas del desarollo sostenible de la ONU. La mayor parte de la gente en Bolivia que no cuenta con acceso a la electricidad vive en areas rurales, como la comunidad de Raqaypampa. Raqaypampa es un pueblo situado en el departamento de Cochabamba y contiene aproximadamente 181 viviendas, dos colegios y una posta de salud. La mayor ocupacion en el pueblo son la ganadería y la agricultura.

La agricultura suele dejar grandes cantidades de residuos que quedan sin ser usados. Estos residuos tienen un gran potencial como fuente de energia sostenible, ya que pueden ser utilizados para producir biogas. El biogas puede ser usado como combustible para una planta que proporciona electricidad y calor. Los excesos de biogas que pueden ser usados por las viviendas para cocinar.

El objetivo de este reporte era estimar la demanda de energia y el potencial para producir biogas, y tambien proponer una solución de polygeneracion para la comunidad.

Con el fin de adquirir datos sobre la demanda energitica en Raqaypampa, y el potencial para producir biogas en la comunidad, se realizó un estudio de campo como una cooperación entre el Instituto Real de Tecnologia en Estocolmo y la Universidad Mayor de San Simon en Cochabamba. Se hizo entrevistas con personas en la comunidad Raqaypampa que tenían conocimientos de cuales y cuantos equipos se usan en los colegios y la posta de salud de la comunidad. Los datos que se recolectaron, fueron ingresados al programa RAMP, una herramienta que estima demandas de energía.

El potencial annual de producción de biogas en Raqaypampa fue estimada en 866.3 MWh, y en un analysis de sensibilidad se estimo un potencial mas alto y uno mas bajo, de 1321.6 MWh y de 411.1MWh respectivamente. La demanda mas alta de potencia electrica que estimo RAMP fue un poco menos que 15 kW. La demanda mas alta de potencia térmica fue estimada en 172.34 kW. El generador(motor) que se eligió para la planta de polygeneracion, considerando la cantidad disponible de biogas,tenia una proporción máxima de potencia eléctrica y de potencia térmica de 36.48 kW y de 50.28 kW respectivamente. Esto significa será capaz de cubrir el pico de demanda de energáa electrica pero node energía térmica. 

Place, publisher, year, edition, pages
2023. , p. 59
Series
TRITA-ITM-EX ; 2023:196
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-328762OAI: oai:DiVA.org:kth-328762DiVA, id: diva2:1771209
Educational program
Bachelor of Science in Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2023-06-20 Created: 2023-06-20 Last updated: 2023-06-20Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(62816 kB)556 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 62816 kBChecksum SHA-512
eba7f3fc4eb46dfe6d572ad8adbe554082879bd62a45a04fdb21f396a44a227207014114833ecab6b33f6285dc6c0fd08848ed75cfc17d65ff82a5c7466ce8e9
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Industrial Engineering and Management (ITM)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 557 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: 607 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