biogaz - petite échelle - Food and Agriculture Organization of the
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1. 4954 995440994 999999 9499599 94955 32 Tableau Scompositibn dU BIOB HZ an a a ae eee de Ge a a ue 33 Tableau 6 Valeurs N P K de l Engrals 6 10 Ne pN oe F Y xS cvv E etes S x vh Do chasses 33 Tableau 7 Les Donn es Requises pour Utiliser Outil nnne 35 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation 1 Vue d Ensemble du Module Options d Utilisation Finale de l nergie Comme expliqu dans l introduction g n rale du manuel de formation BEFS RA le module Options d Utilisation Finale de l nergie est utilis pour valuer la viabilit techno conomique et socio conomique de diff rentes filieres de production de bio nergie Le module est divis en cinq sections qui sont Produits Interm diaires ou Finaux Chauffage et Cuisson lectrification Rurale Chaleur et lectricit et Transport Chacun des sous modules comprend un choix des composantes d analyse pour valuer la production de biocarburants sp cifiques bas s sur les technologies de traitement particulier comme illustr sur la Figure 1 Ce module se base sur l information g n r e dans le module Ressources Naturelles par rapport au type et la quantit de mati re premi re disponible Pour une description plus d taill e du module il faut se r f rer l introduction g n rale du manuel de formation OPTION D UTILISATION FINALE D NERGIE PRETRAITEMENT PETITE ECHELLE GRA2. 6 32 8 1 4 PODIE DIOE 2 an E 5 ms 33 8 1 5 Propri t s de la bouillie biologique siens 33 8 1 6 AC 1 E EE E E E 34 8 2 Les donn es requises pour ex cuter l outil sssssssesesseesesrrrssrrrssrreresrrrrssrrressrrsssreressreessreresereessrereserresseere 35 FR STRESS qM INK neers Nt IM 36 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation Liste des Figures Figure 1 La Structure du Module Utilisation Finale de l nergie nemen 7 Figure 2 Syst me de Production de Biogaz pour la Production d nergie en Milieu Rural 10 Figure 3 Structure des Feuilles R sultats de Biogaz Communautaire ss 11 Figure 4 Outil d valuation Rapide pour la Production de 8 enemies 13 Figure 5 Le D roulement de l Analyse en Composante Biogaz Communautaire et les Relations avec d Autres Modules et Composantes BEES RAesuienestaibne st iras uS ore ne nee bue Crop n bad DOS CER LEM IE Uds 14 Figure 6 Systemes de Biogaz pour l nergie Rurale nemen nme enne etes 15 Figure 7 Consommation d nergie par M nage nennen etre eterne 16 Figure 8 Le Type et la Taille du fU BE usc nan anne annee de ane nee pst e EIE ane nee lee ere 17 Figure 9a Donnees CR TET TT 18 Figure 10 La Demande d nergie et le Profil des M
3. 4 m 3 6 m 3 8 m 3 Co ts de Production w Prix du bois de chauffage USD kwh Prix du charbon de bois USD kwh Prix briquettes USD kwh e Prix du k ros ne USD kwh Prix GPL USD kwh Prix de l lectricit USD kwh 6m 3 D mefixe 8 Tambourflottant 4 Tubulaire 371 546 816 1 050 1 260 801 1 459 500 1 000 1 500 m D me fixe mTambourflottant Tubulaire D me fixe Tambourflottant 4 Tubulaire Figure 19 Disposition des R sultats Comparatifs 29 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation Pour cet exemple les informations obtenues indiquent que pour toutes les possibilit s les tailles de digesteurs tubulaires offrent les plus grands rendements tant donn les faibles besoins d investissement pour cette alternative Cependant le potentiel de cr ation d emplois de cette option est la plus faible comparativement aux autres solutions envisag es et il pourrait repr senter une bonne option pour soutenir la cr ation d emplois en milieu rural Il est galement important de consid rer que compte tenu du volume important de m nages qui poss dent la gamme la plus basse d animaux 3 4 les tailles de digesteurs les plus viables tomberaient dans la cat gorie 4 m taille 1 Cette quantit de la production de biogaz ne satisfera que 28 de la demande d nergie actuelle des m nages Par co
4. BIOENERGIE ET SECURITE ALIMENTAIRE EVALUATION RAPIDE BEFS RA Manuel d Utilisation BIOGAZ COMMUNAUTAIRE L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation Les appellations employ es dans ce produit d information et la pr sentation des donn es qui y figurent n impliquent de la part de l Organisation des Mations Unies pour l alimentation et l agriculture FAO aucune prise de position quant au statut juridique ou au stade de d veloppement des pays territoires villes ou zones ou de leurs autorit s ni quant au trac de leurs fronti res ou limites La mention de soci t s d termin es ou de produits de fabricants qu ils soient ou non brevet s n entraine de la part de la FAO aucune approbation ou recommandation desdits produits de pr f rence d autres de nature analogue qui ne sont pas cit s Les opinions exprim es dans ce produit d information sont celles du des auteur s et ne refl tent pas n cessairement les vues ou les politiques de la FAO FAO 2014 La FAO encourage l utilisation la reproduction et la diffusion des informations figurant dans ce produit d information Sauf indication contraire le contenu peut tre copi t l charg et imprim aux fins d tude priv e de recherches ou d enseignement ainsi que pour utilisation dans des produits ou services non commerciaux sous r serve que la FAO soit correctement mentionn e comme source et comme titulaire du d
5. Nombre de M nages aliment s en do on Types de Energie et Pourcentage de la Demande Ratio du pr t Biodigesteurs d Energie Couverte Taux d int r t du pr t e Co ts de production Energie Dur e du pr t quivalente Indice du co t d usine e Valeur Actuelle Nette VAN Taux de Rendement Interne TRI du Biogaz Figure 5 Le D roulement de l Analyse en Composante Biogaz Communautaire et les Relations avec d Autres Modules et Composantes BEFS RA 14 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation L utilisateur navigue travers les options et est invit saisir les donn es n cessaires pour obtenir les r sultats Lorsque les donn es requises sont limit es ou non disponibles l utilisateur peut utiliser les valeurs par d faut fournies par l outil Les touches de navigation sont plac s sur le haut et le bas de chaque feuille indiquant l tape suivante avec le signe SUIVANT gt gt et permettant l utilisateur de revenir l tape pr c dente avec la touche RETOUR Dans cette section un exemple est utilis pour illustrer les tapes d taill es de l analyse L exemple est bas sur l utilisation du fumier de vache pour produire du biogaz dans des zones isol es ou la majorit de l nergie domestique est fournie par le bois de chauffage Tous les param tres entr s sont bas s sur des tudes de cas en Tanzanie examin s par Ratamu 1999 et Schmitz
6. lectricit et de chaleur partir de sources locales de biomasse i Le sous module est compos de deux voies technologiques d centralis es pour l lectrification et la chaleur savoir la cog n ration et le biogaz industriel Les r sultats de ce sous module g nerent des estimations du cout de la production et distribution d lectricit et de chaleur calcule la viabilit financi re de l lectrification chaleur et informe sur les r sultats sociaux et conomiques associ s chaque voie alternative de technologie La composante Cog n ration examine le potentiel de la production simultan e de chaleur et d lectricit partir d une source de biomasse ce qui permet l utilisateur d analyser une usine de production int gr e ou d analyser le fonctionnement autonome d un pur r seau lectrique La composante Biogaz Industriel value le potentiel de d velopper une industrie de biogaz pour l lectricit la chaleur la cog n ration ou le biogaz am lior Ceci est fait en utilisant des eaux us es les mati res solides de haute ou faible humidit ou une combinaison des deux Toutes les fili res technologiques sont bas es sur des technologies simples et facilement accessibles qui peuvent tre facilement adaptables aux zones rurales loign es Le sous module Transport est utilis pour valuer la viabilit de la production de biocarburants liquides pour le transport savoir l thanol et le biodiesel L analyse s ap
7. Ces valeurs par d faut sont bas es sur des donn es mondiales donc l utilisateur doit garder l esprit que lorsqu il choisit cette option les r sultats peuvent ne pas correspondre exactement la situation examin e L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation tape 2 A S lection du type de fumier et de la d finition du nombre d animaux SAISIE DE DONNEES POUR LA PRODUCTION DE BIOGAZ Charger les re Effacer les Donn es Description du Processus de Biogaz Demande d nergie Utilisez les cellules blanches pour entrer les donn s Les cellules grises sont utilis es pour les calculs S lection des Types de Fumier et D finition des Tailles 2 Type de fumier Bovins B Pays Philippines Region Asia Bovins Temp rature moyenne annuelle C 80 10 5 20 26 47 28 74 30 101 32 SS eS Ee uana Figure 8 Le Type et la Taille du Fumier 1 S lection du type de fumier Il y a trois options de fumier a choisir dans le menu d roulant Figure 8 tiquette 1 B tail Buffle Porc 2 Profil de pays L utilisateur choisit dans le menu d roulant le pays ou l analyse est en cours et entre la temp rature moyenne ambiante du pays en degr s Celsius Figure 8 tiquette 2 et 3 3 Quantit totale de fumier disponible t an L utilisateur saisit la quantit totale de fumier disponible dans le pays tel que calcul dans le module Ress
8. kg animal jour Solides Volatiles kg animal jour O ANALYSES TECHNO CONOMIQUE ET SOCIO CONOMIQUE MODULE OPTIONS D UTILISATION FINALE DE L NERGIE Sous Module Chauffage et Cuisson f lt b N Composante Biogaz Communautaire Entr es de Donn es R sultats Type de Fumier R sultats G n raux par Taille Fumier Totale Disponible Co ts de Production en Volume et Nombre Total de T te Energie Equivalente Nombre d Animaux par Taille e Co t d Investissement Pourcentage de M nages poss dant Les calculs M nages aliment s en nergie et des animaux p i sdiaires ourcentage de la Demande d Energie Co ts des Mati res Premi res interm diaires Co t de PE Couverte foils s pour le Digesteur Co t de Producti a CORNE out ae rroduction par M nage Co t de la Maintenance e lide bhird Deire Remplacement d Engrais par un Bouillie j ifi z Biologique Travailleur qualifi u valuation 8 T Travailleur non qualifi EHE TUR Economie d argent et de carburant Collecte de Bois de Feu par les M nages suite la Production de Biogaz Temps pass pour la Collecte du Bois de Demanda e Valeur Actuelle Nette VAN Feu et la Cuisson ne Taux de Rendement Interne TRI Prix et Quantit s d Engrais utilis s 8 ae a B Co ts de Comparaison des R sultats G n raux programme biogaz E Veure Construction pour 3
9. nage passe Figure 10 tiquette 3 19 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation Recueillir le fumier h jour Recueillir l eau h jour Remplir le biodigesteur avec des excr ments les pailles ont t enlev s et m langer le fumier avec l eau pour charger le biodigesteur h jour 4 Opportunit s de g n rer un revenu dans les zones rurales avec des conomies de temps suite l utilisation du biogaz 96 L utilisateur devra entrer un pourcentage du temps qui peut tre potentiellement utilis pour des activit s g n ratrices de revenus suite l utilisation du biogaz Figure 10 tiquette 2 Par exemple en Afrique Sub Saharienne 2096 du gain de temps pourrait tre utilis pour g n rer des revenus Winrock International 2007 Pour cet exemple les valeurs indiqu es sur la Figure 10 ont t utilis es pour effectuer l analyse tape 2 D Les avantages sociaux 1 L utilisateur doit saisir des donn es sur les engrais savoir les prix USD kg et la consommation kg an pour Figure 11 tiquette 1 Azote Phosphore Potassium 2 L utilisateur devra galement identifier si le fumier est directement et actuellement utilis comme engrais Si oui la consommation d engrais doit tre entr e en kg an Figure 11 tiquette 2 Avantages Sociaux Taux d int r t du pr t 96 Dur e du pr t ann es Taux d actualisation 96
10. pr traitement de la biomasse s lectionn e afin d obtenir les conditions sp cifiques requises pour la conversion de la biomasse finale pour l utilisation finale d nergie 2 La Composante Biogaz Communautaire L outil valuation du biogaz est concu pour aider l utilisateur valuer le potentiel de d veloppement de la production de biogaz qui servira fournir de l nergie pour le chauffage et la cuisson dans les m nages ruraux et urbains L objectif principal de cet outil est de g n rer des informations qui permettent l utilisateur de comprendre si l adoption du biogaz peut tre une source alternative d nergie qui peut tre promue dans les communaut s L outil value le potentiel de production de biogaz partir des bovins des volailles et des porcs Il analyse quatre tailles de biodigesteurs la fois en fonction du nombre d animaux d levage et la quantit de fumier disponible peut tre utilis pour valuer le co t de production du biogaz pour les trois types de r acteurs de biodigesteur d me fixe tambour flottant et sacs en poly thyl ne digesteur tubulaire La limite du syst me de production du biogaz qui peut tre analys par cet outil est repr sent e dans la Figure 2 4 La s lection des capacit s pr d finies des usines est bas e sur une analyse bibliographique voir le manuel sur le Transport pour plus de d tails gt La Calculatrice de Pr traitement peut tre u
11. s i Les cellules grises sont utilis es pour les calculs Demande d nergie Production de biogaz m jour 0 37 Production de biogaz m an 134 Taille recommand e du biodigesteur m Masquer les D tails des Co ts D tails sur les Cotits de Production USDOIlpersonnelheu rej 3ersonne jaul 3ersonne jouit 5028 5 6 37 13 90 16 23 0 16 5 2 89 5 0 70 5 0 70 5 0 25 5 0 25 5025 52316 0 81 5 7 40 5 5 65 5 52 50 5122 85 BRA ERRERRAG EaRER UR X dA X0 X in X6 d dn l inde eur rate 396 5 qua 5 473 5 0 91 l sous total des co ts fixes UA s 4 X 3 3soi 9w An Co ts totals d op rations is 4 6 S 4 4 S 4 8 Total des co ts fixes s 42 56 s 59 5756 5 31 55 l Total des autres co ts is 28 38961 S 40 39961 S 21 3796 Total des co ts de production s 74 s 103 Ka 56 Total des co ts de production USD Taux d int r t du pr t 96 Paiement du pr t USD mois Paiement annuel du pr t USD an Conditions du pr t an Paiement total du pr t USD Int r t du pr t USD Int r t moyen des pr ts USD an Figure 14 D tails des Co ts de Production de Biogaz 24 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation Pour cet exemple le co t de production du d me fixe vaut 74 USD par an et le co t unitaire du biogaz vaut 0 56 USD par m L int r t moyen de l emprunt est
12. tail les co ts de production en s lectionnant la touche Afficher les d tails des co ts Figure 13 tiquette 2 Il existe quatre composantes principales dans le document de travail comme expliqu ci dessous Figure 14 PARTIE 1 Figure 14 tiquette 1 montre la r partition des co ts de production ainsi que les cat gories suivantes les intrants la main d ceuvre les co ts d exploitation d entretien d investissement et les 22 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation int r ts de l emprunt Les co ts totaux de production USD an des trois types de biodigesteurs d me fixe batterie flottante et tubulaire sont galement r sum s PARTIE 2 Figure 14 tiquette 2 montre le co t unitaire de production de biogaz USD m pour chacun des types de biodigesteurs PARTIE 3 Figure 14 tiquette 2 r sume les d tails financiers montant du pr t int r ts sur le pr t et le paiement annuel du pr t qui sont utilis s dans l analyse financi re PARTIE 4 Figure 14 tiquette 4 les boutons analyse financi re ouvre la feuille de calcul pour aller l analyse financi re d taill e pour chaque type de biodigesteur pour la taille s lectionn e 23 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation COUTS DE TRANSFORMATION DU BIOGAZ TAILLE 1 Description du Processus de Biogaz Utilisez les cellules blanches pour entrer les donn
13. 9a tiquette 5 5 Prix de la main d ceuvre USD heure personne L utilisateur saisit le co t de la main d uvre semi qualifi e maconnerie et non qualifi s Figure 9a tiquette 6 Pour cet exemple les valeurs indiqu es sur la Figure 9 ont t utilis es pour effectuer l analyse tape 2 C Profil des m nages Profil du M nage Portion du m nage qui collecte du bois de feu 55 Collecte du bois de chauffage B Portion du m nage qui ach te du bois de feu 4596 Cuisson l aide du bois de feu 0 00 2 2 00 200 h jour Portion du temps pargn net d di la g n ration Collection de fumier de revenus e 2096 Collecte d eau M lange du digesteur Figure 10 La Demande d nergie et le Profil des M nages L utilisateur d finit les principaux aspects de la configuration d un m nage rural typique en fournissant des informations sur les variables suivantes en mati re de consommation d nergie 1 Collecte de bois de chauffage des m nages 96 Pourcentage des m nages ruraux qui collecte du bois de feu dans le pays Figure 10 tiquette 1 2 Temps consacr la collecte du bois de feu et cuisiner Heures quotidiennes moyennes qu un membre du m nage passe Figure 10 tiquette 3 Collecter le bois de feu h jour Cuisiner h jour 3 Le temps consacr op rer le biodigesteur L utilisation fournit une estimation d heures par jour qu un membre du m
14. Actuelle Nette VAN et Taux de Rendement Interne TRI Comparaison de R sultats M nages qui ont B n fici Tableau comparatif des m nages qui sont couverts et Demande d nergie qui sont couverts Couts de Production et Cr ations d Emplois Tableau comparatif des co ts de production kWh et base de m et Potentiel de cr ation d emplois dans le projet Analyse Financi re Avant Taxes Valeur Actuelle Nette VAN et Taux de Rendement Interne TRI Figure 3 Structure des Feuilles R sultats de Biogaz Communautaire 11 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation 3 Termes et D finitions dans la Composante Biogaz Communautaire Cette section contient les d finitions des termes sp cifiques utilis s dans la Composante Biogaz Communautaire est important de comprendre ces d finitions et les prendre en compte tout au long de l analyse pour tre en mesure d interpr ter correctement les r sultats Biogaz est une source d nergie propre efficace et renouvelable produite partir de mati res organiques qui peut tre utilis e comme combustible alternatif Le biogaz est produit lorsque les bact ries d gradent la mati re organique en l absence d oxyg ne dans un processus connu sous le nom de digestion ana robie Le biogaz peut tre utilis efficacement dans les po les gaz simples pour la cuisine et dans les lampes pour l clairage dans les zones rurales
15. E E i E ji calcis de P 100 I E 8 i O Collecte feu ii i 5 p d emplois deds constuction Ps o 50 100 a CREE E de bois the 8 Hi Substitution d engrais 4 un roe de Fans m a I Lecesaeeaeaaaeso25022022292292225222522992522292222225 S Avantages conomiques R sultats de l Analyse Financi re Economies de carburant et d argentgr ce la Valeur actuelle nette 090 9 Taux de rendementinterne productio n de biogaz ri 0 111 100 1 a Total des i js f e i8 m 13 prestations H D me fixe 801 600 5 75 200 22 iiTambourflottant 431 s Tota des prestations par m nage i 1 d i v Ci Valeur du gains de temps 18 1 175 kg an d 16 den 1 000 5500 50 500 5 060 150 52 000 ee Tender kWh an HH flottant L SOMMAIRE DES R SULTATS COMPARATIFS POUR PRODUIRE DU BIOGAZ A PARTIR DU FUMIER DE BOVINS Co t de Production 1 Co t de Production 2 Co t de Co t de Production 3 Production 4 Demande d nergie S lection de la Taille M nages B n ficiaires 1 3 85 5 1 60 000 2 4000 20 000 t ld lam umi 2m 4m 3 6 m 3 8m 3 Co ts de Produc
16. biogaz par rapport aux sources courantes d nergie utilis es par les m nages Les indicateurs financiers sur la valeur actualis e nette VAN et le taux de rendement interne TRI de la production de biogaz sont galement pr sent s pour aider l utilisateur valuer la viabilit financiere des diff rentes technologies de biodigesteurs 10 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire SOMMAIRE DES RESULTATS POUR LA PRODUCTION DE BIOGAZ DE FUMIER DE BOVINS TAILLE 4 Co t de Co t de Co t de Co t de Demande Production 1 Production Production 3 Production 4 d nergie S lection de la taille Taille 4 Bovins 7 8 animaux Co ts de Production et d Investissement Prix du bois de chauffage Prix du charbon de bois gt Prix briquettes Prix du k ros ne Prix GPL Prix de l lectricit OS SS ES 51 1 ml rt Et nn d nergie couverts i zx T 111 52 8 e Hi 3 E e 3 Hl e H 700 san B Cuisine Vi ii ws temps h an HH Eii oh 71 Hin 460 i 3 ii so biodigesteur n ox i g H Hg i L5 gt d HH 400 i i 3 a HER K i tH 5 B5 2 HE so mcollectedeleou
17. de biogaz m an 134 Taille recommand e du biodigesteur m 2 00 Voir D tails des Co ts Figure 13 Co t de Transformation du Biogaz Dans cette fiche l utilisateur trouvera des informations sur la quantit de biogaz qui peut tre produite en m jour et m an et la taille recommand e du biodigesteur qui peut tre construit Figure 13 tiquette 1 21 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation Dans cette section l utilisateur peut galement consid rer les calculs d taill s du co t de la construction du biodigesteur Figure 13 tiquette 2 Cet aspect est discut dans la section des r sultats Pour cet exemple la Taille 1 de la production de biogaz est estim e a 0 37 m par jour La taille recommand e du biodigesteur est de 2 m Figure 13 6 Hypoth ses et Limites de la Composante Biogaz Communautaire Avant de commencer l analyse l utilisateur doit se familiariser avec les hypoth ses et les limites de l outil Par cons quent il devrait prendre ces limites en consid ration lors de l analyse et surtout l interpr tation des r sultats Les limites de la Composante Biogaz Communautaire sont Seuls les buffles les bovins les porcs et les engrais sont consid r s 2 Les l ments solides volatils VS contenus dans la mati re premi re doivent tre inf rieurs a 100 kg m 3 Le mod le ne peut pas proc der a une analyse en utilisant la co digesti
18. kgpriquette CF de charbon de bois 1 14kg kpriquette CF de kerosene 0 32kg k amp priquette CF de LPG 0 26 kg kgpriquette Young amp Khennas 2003 ou ABe quivalent de biogaz annuelle AFi consommation annuelle de carburant i CFi facteur de conversion de combustible i i bois de chauffage briquettes charbon de bois k ros ne et GPL La d pense d nergie de EE Unit prix carburant i x AF Unit de prix du carburant i USD kg est carburant i USD par an saisit par l utilisateur ou EEi La d pense d nergie de carburant i prix unitaire de carburant i USD kg AFi La consommation annuelle de carburant de i i bois de chauffage briquettes charbon de bois k ros ne et GPL Revenus potentiels USD an Biogaz m par an x prix du march des carburants de Donn s saisies par l utilisateur substitution Autres Calculs conomies de temps conomies de temps temps n cessaire pour recueillir Donn s saisies par l utilisateur et utiliser le bois Temps requis pour produire du biogaz Engrais de bouillie biologique Engrais de bouillie biologique quivalent bouillie Donn s saisies par l utilisateur quivalent biologique produit x engrais d azote x 0 5 On suppose que seulement 50 de la bouillie biologique est utilis e 34 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation 8 2 Les donn es requises pour ex cuter l outil Le Tableau 7 compren
19. m 1 s e al 2003 Tableau 4 Propri t s pour le Modele Contoin 3 Nai 32 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation 8 1 4 Propri t s biogaz Tableau 5 Composition du Biogaz CH 0 577 0 588 0 375 0 387 4 766E 2 3 250E 3 4 900E 3 1 573E 2 0 025 0 015 Oo 952E4 000 0 95365 500t4 0 Flores 2009 8 1 5 Propri t s de la bouillie biologique Tableau 6 Valeurs N P K de l Engrais Biologique Base s che de la concentration des l ments nutritifs N kg N kg engrais P Kg P205 kg engrais K Kg K20 kg engrais R f rence biologique biologique biologique 0 0170 0 0140 0 0060 0 0220 0 0180 0 0080 Buffle 0 0105 0 0082 0 0055 Islam 2006 33 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation 8 1 6 Calculs El ments Equation et Hypoth ses e Demande d nergie Consommation annuelle de Carburant carburant kg journ e est saisit par carburant i des m nages AF quivalent en biogaz par an Biogaz l utilisateur ou AFi la consommation annuelle de carburant i Fuel la consommation de carburant i kg jour i briquette bois de chauffage charbon de bois le k ros ne et le GPL Consommation annuelle de AE Tableau 10 biogaz quivalent tonnes par ABe 2 CF de briquette 1 kg kgpriquette an CE CF de feu de bois 6 11 kg
20. nages 19 Figure 11 Avantages SOCIBU a a a ee a en cie les ne 20 Figure 12 L valuation des Co ts de Production esee nennen treten 21 Figure 13 Co t de Transformation du BIO GAZ nana on EE 21 Figure 14 D tails des Co ts de Production de Biogaz sine 24 Figure 15 Le Co t de Production et R sultats des Investissements ss 25 Figure 167 Av ntages Sociaux RESSUN AlS ae ae PIECE Cep Mice HM TIdErqiv Gai Ene 26 Figure 17 R sultats Avantages CONOMIQUES etes 27 Figure 18 R sultats de l Analyse Financi re ccccsssccccessecceceseccccenscceseusececsuececeeuecesseuseceseuecessenecesseneceeseuesetsuneess 28 Figure 19 Disposition des R sultats Comparatifs cccesccccssseccccessececesececsesececseeceeeeusecessuececsenecesseueceeseeseeetsenssss 29 Liste des Tableaux Tableau 1 Propri t s de Base du FUI en EUER Ho PER TREES e SEN dupbS REPOS PI VIN ocean net ten tro FR RES SURE 32 Tableau 2 Analyse D taill e du Fumier Sn Te sense 32 Tableau 3 Analyse Approximative du FUMIE cccsccscecccscscccscscsuareravaveravaseravacecacscsnuerenauavaracasatavasacacecsouerenauarans 32 Tableau 4 Propri t s pour le Mod le Contoin 4 44 4 4
21. 2007 Au d but de l analyse l utilisateur dispose de trois options avec les boutons de navigation suivantes Saisie de Donn es Description du Processus de Biogaz et Demande d nergie comme le montre la Figure 4 1 Description du Processus de l Analyse Biogaz l utilisateur va tre orient vers une repr sentation sch matique des limites de l analyse comme l indique la Figure 6 SYSTEME DE BIOGAZ DE L ENERGIE RURALE 2 5 Demande d nergie Cuisine sans i La r duction de la quantit de biomasse utilis e fum e dans la cuisine diminue la quantit de pollution M USE La bouillie biologique peut avoir un effet positif sur les sols et les rendements agricoles Anaerobic agri digestion D placement potentiel des activit s conomiques li es principalement au bois de chauffage charbon de bois et fournisseurs de GPL Cr ation de nouveaux emplois de la construction la gestion et traitement des installations de biogaz Figure 6 Systemes de Biogaz pour l nergie Rurale 2 La Demande en nergie l utilisateur devra aller d abord remplir les informations n cessaires dans cette section avant de poursuivre l analyse 3 LaSaisie des Donn es l utilisateur saisi les donn es requises pour l analyse Les tapes d taill es pour effectuer l analyse sont pr sent es ci dessous 15 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation 5 1 tape 1
22. En ayant acc s chaque feuille COST_ SIZE vous pouvez v rifier les procurations pour les quantit s et les co ts de la liste compl te des 3 Valve en plastique de 1 2 Plastique moyeu de 1 2 C Ligue pneumatique 1 Filtre H S Sag Vanne principale 657 ei Cuisini re gaz m A 1 27 USD heure personne Ouvrier non qualifi 0 53iUSD heure personne Figure 9a Donn es G n rales En s lectionnant cette option vous tes demand fournir la liste de mat riaux simples et de base n cessaires la construction d un biodigesteur Changer oe nt des Co ts D autres co ts des mat riaux sont calcul es comme une fraction des co ts des mati res introduites En ayant acc s chaque feuille COST SIZE vous pouvez v rifier les procurations pour les quantit s et les co ts de la liste compl te des mat riaux Briques Ciment 50 kg 0 02ipc 29 73im 15 38 sac 25 23im Sac en plastique 0 2 mm d paisseur 0 16im 1 Prix des intrants Figure 9b Donn es G n rales Mati res premi res USD t Dans le cas o le fumier n est pas gratuit l utilisateur saisit le prix du fumier comme mati re premi re en USD tonne S il n y a pas de prix mon taire associ avec le fumier il saisit 0 Figure 9a tiquette 1 Eau USD m de m me si l eau doit tre pay e l utilisateur saisit son co t en USD m Si l eau est collect e et
23. Felice Zaccheo Commission Europ enne Des commentaires utiles ont galement t fourni par Du ka a a Energy Institute Hrvoje Pozar Zagreb En outre nous tenons exprimer notre sinc re gratitude Monique Motty et Ivonne Cer n Salazar pour leur aide dans la finalisation des outils et des documents Le travail a t r alis dans le cadre du projet de l valuation Rapide BEFS GCP GLO 357 GER financ par le Minist re F d ral Allemand de l Alimentation et l Agriculture BMEL 1 5 PEN Sauf indication contraire tous les auteurs taient affili s la FAO au moment de leur contribution le Groupe de Travail BEFS au Malawi comprend les membres suivants Ministry of Energy Ministry of Lands Housing and Urban Development Ministry of Finance Ministry of Agriculture and Food Security Ministry of Environment and Climate Change and Department of Forestry Ministry of Industry and Trade Ministry of Economic Planning and Development Ministry of Labour and Vocational Training Ministry of Transport and Public Infrastructure Ministry of Information and Civic Education Ministry of Local Government and Rural Development 7 Le National Biofuels Board est pr sid parle Secretary of Department of Energy et comprend les members suivants Department of Trade and Industry Department of Science and Technology Department of Agriculture Department of Finance Department of Labor and Employment Philippine Coconut A
24. La demande en nergie L utilisateur doit entrer le prix du march actuel des carburants utilis s par les m nages et leurs volumes de consommation respectifs Ces valeurs sont utilis es pour estimer les d penses nerg tiques et les exigences en quivalent biogaz dans les m nages Figure 7 DEMANDE D NERGIE POUR LE BIOGAZ Utilisez les cellules blanches pour entrer les donn s Les cellules grises sont utilis es pour les calculs Consommation d Energie par M nages Exigence en quivalent biogaz 89 43 18 83 0 00 26 83 137 61 0 00 272 69 Figure 7 Consommation d nergie par M nage Pour obtenir des r sultats de cette analyse l utilisateur doit entrer les donn es suivantes Prix du march de chaque type d nergie utilis e par m nage Figure 7 tiquette 1 La consommation d nergie de chaque type d nergie utilis e par m nage Figure 7 tiquette 2 5 2 tape 2 Donn es sur les intrants Ensuite l utilisateur doit cliquer sur SUIVANT Saisie des Donn es pour entrer les informations n cessaires Les cellules blanches correspondent des informations qui doivent tre fournies par l utilisateur Dans certains cas la valeur est limit e un menu d roulant ou l utilisateur peut choisir une option donn e Les r sultats sont pr sent s dans les cellules grises L outil fournit des valeurs par d faut pour certains param tres Figure 8 tiquette A
25. NDE ECHELLE Sous Module Chauffage et Cuisson Sous Module Electrification Rurale Sous Module Chaleur et Electricit Sous Module Transport R SULTATS TECHNO CONOMIQUE ET SOCIO CONOMIQUE a PROCESSUS DE DECISION POLITIQUE Ces produits peuvent tre utilis s soit en tant que produits finaux pourle chauffage et la cuisson soit en tant que produits interm diaires pour l lectrification rurale Figure 1 La Structure du Module Utilisation Finale de l nergie Une description g n rale de chacun des sous modules et de leurs composantes d analyse respectives est pr sent e ci dessous Une discussion plus d taill e sur chacun des volets de l analyse sera pr sent e dans le manuel utilisateur Le sous module Produits Interm diaires ou Finaux est utilis pour valuer la viabilit de la production de briquettes granul s de bois et charbon de bois La composante Briquettes Granul s de Bois est utilis e pour valuer le d veloppement potentiel de la production de briquettes afin de fournir de l nergie destin e au chauffage et la cuisson dans les m nages ruraux et urbains L objectif de l analyse est de fournir des informations sur le co t de production les besoins en biomasse la viabilit financi re et les param tres sociaux pour aider les utilisateurs dans leur d cision de promouvoir la production de briquettes dans le pays La composante Charbon de Bois est utilis e pour comparer les technologies de productio
26. Ratio du pr t 96 Mise en ceuvre du programme Biogaz ans Figure 11 Avantages Sociaux 3 L utilisateur d finit les valeurs pour les param tres financiers suivants Figure 11 tiquette 3 Taux d int r t du pr t 96 Dur e du pr t ann es Rapport du pr t 96 Taux d actualisation 96 20 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation 4 L utilisateur saisit le temps de mise en uvre du programme Il s agit de la p riode au cours de laquelle les biodigesteurs seront construits dans le pays Figure 11 tiquette 3 Pour cet exemple les valeurs indiqu es sur la Figure 11 ont t utilis es pour effectuer l analyse 5 3 tape 3 Calcul du co t de production de biogaz Apr s avoir entr les donn es dans les tapes 1 et 2 l utilisateur peut cliquer sur l un des boutons de Co t de Production Figure 12 tiquette 1 818 772 176 924 5 20 26 47 28 74 30 101 32 SS ES SS Figure 12 L Evaluation des Co ts de Production Cela va apporter l utilisateur la section de traitement de budget pour la taille de production choisie Figure 13 COUTS DE TRANSFORMATION DU BIOGAZ TAILLE 1 z Utilisez les cellules blanches pour entrer les donn s Les cellules grises sont utilis es pour les calculs Description du Processus de Biogaz Production de biogaz m jour 0 37 Production
27. ariables financi res devraient galement tre consid r es en combinaison avec des r sultats socio conomiques pr sent es ci dessus Figure 18 L utilisateur peut sauvegarder et imprimer les r sultats au format PDF en utilisant Cr er un rapport PDF et en suivant les instructions Figure 15 tiquette 5 7 3 Le r sum des r sultats comparatifs Dans cette section l utilisateur peut comparer les r sultats entre les diff rentes tailles qui ont t valu s 1 Les r sultats de la comparaison sont pr sent s pour Les m nages qui on en potentiellement b n fici s Figure 19 tiquette 1 1 co t de production USD m Figure 19 tiquette 2 Le co t de production USD kWh Figure 19 tiquette 2 13 cr ation d emplois Figure 19 tiquette 3 2 Une comparaison des r sultats financiers avant imp ts est g n r e pour La valeur actuelle nette VAN USD Figure 19 tiquette 4 taux de rendement interne TRI 96 Figure 19 tiquette 5 L utilisateur peut sauvegarder et imprimer les r sultats au format PDF en utilisant Cr er un rapport PDF et en suivant les instructions Figure 19 tiquette 6 28 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation SOMMAIRE DES RESULTATS COMPARATIFS POUR PRODUIRE DU BIOGAZ Co t de Production 1 A PARTIR DU FUMIER DE BOVINS S lection de la Taille couverts 141 539 17 692 8 846 8 846
28. d les donn es requises pour l utilisation de la Composante Biogaz Communautaire Tableau 7 Les Donn es Requises pour Utiliser l Outil Data D finition et Sources Fumier de b tail L utilisateur s lectionne le type de fumier de b tail pour l analyse et fournit les informations sur le nombre d animaux par m nage afin d estimer les mati res volatiles VS n cessaire dans le mod le technique Le mod le est fait pour effectuer l analyse de 4 tailles biodigesteurs de r acteurs sur la base de ces informations S lection du pays 0 9 du S lection du pays 0 9 L utilisateur identifie le L utilisateur identifie le pays qu il souhaite analyser L utilisateur identifie le pays qu il souhaite analyser souhaite analyser La temp rature ambiante L utilisateur fournit la temp rature ambiante C ce peut tre une temp rature moyenne dans le pays Prix des mati res premi res USD ton L utilisateur saisi le co t de fumier Prix de l eau USD m L utilisateur saisi le prix de l eau Prix de mat riau de construction L utilisateur saisi le prix du mat riau de construction n cessaires pour la construction du r acteur de biodigesteur Prix des carburants utilis s pour le L utilisateur saisi le co t de fumier chauffage et la cuisson Pourcentage du bois de chauffage L utilisateur saisi le prix de l eau recueilli pour le ma on et les aides de const
29. de 28 USD par an Pour les d tails concernant les autres types de biodigesteur se r f rer la Figure 14 7 2 Les r sultats r sum s par taille du biodigesteur Les r sultats pour la Composante Biogaz Communautaire sont pr sent s selon quatre cat gories principales Les Co ts de Production et Les Investissements Avantages Sociaux Avantages conomiques et Avantages Financi res 1 L utilisateur s lectionne d abord la taille du biodigesteur qui doit tre examin partir du menu d roulant Figure 15 tiquette 1 Les r sultats pour cette taille sp cifique seront g n r s 2 Les r sultats des co ts de production et des investissements sont pr sent s comme suit Le co t de production du biogaz USD m pour chaque type de bior acteur Figure 15 tiquette 2 Base de l lectricit quivalente USD kWh quivalent L utilisateur choisit d abord les carburants classiques pour effectuer l analyse de comparaison en cliquant sur les cases des carburants Figure 15 tiquette 3 Le co t total de l investissement USD du biogaz pour chaque type de bior acteur Figure 15 tiquette 4 SOMMAIRE DES R SULTATS POUR LA PRODUCTION DE BIOGAZ DE FUMIER DE EA EA 1 Co t de gt de Production 1 ESA 2 Parsi ES uction EA d S lection de la taille Taille 1 6 crer un Fichier POF Rapport Bovins 1 2animaux Co ts de Production et d Investissement 2 Prix du boi
30. fonction du fumier utilis 8 1 2 Les Mat riaux de Construction Les mat riaux n cessaires pour la construction de diff rents types de digesteurs de diff rents volumes ont t utilis es pour valuer les r gressions l obtention d quations lin aires sous la forme aV b c en utilisant la m thode du moindre carr s ou a et b sont la pente de l ordonn e l origine respectivement V est le volume du digesteur et c est la quantit de mati re n cessaire Les constantes a et b sont pr sent s dans la feuille mat riaux des r acteurs de r gression pour les digesteurs d me fixe tambour flottant Jatinder Singh et Singh Sooch 2004 Khandelwal 2007 et digesteur tubulaire Mart 2008 Filomeno Bron et al 2010 Filomeno Fern ndez et al 2010 31 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation 8 1 3 Propri t s de Fumier Tableau 1 Propri t s de Base du Fumier bonds om E Buffle Bovins Pores Densit kg m 1140 9 T3 and R R Queenland Government Tao and Manet et al 2006 Tableau 2 Analyse D taill e du Fumier EC SNC ONU EN e NON OGGNE Rumpel et al 2011 50 39 38 58 12 80 Santoianni epp p 2008 aaa ee ee tex et al 2003 Tableau 3 Analyse Approximative du Fumier 96 volatiles 96 96 96 Buffle 73 49 Rashad Saleh et al CETTE Rumpel et al 2011 et al 2008
31. gaz est recueilli dans le tambour de gaz qui augmente ou se d place vers le bas en fonction de la quantit de gaz stock e Les pi ces rouill es en acier doivent tre enlev es et repeintes La dur e de vie de ce syst me est estim e 20 ans Sac tubulaire ou en poly thyl ne se compose de digesteurs construits partir de deux couches de poly thyl ne en plastique en forme tubulaire Un digesteur tubulaire est plac dans une tranch e avec une pente pour faciliter l coulement par gravit Il est le moins cher et le plus facile construire toutefois la dur e de vie est seulement de 10 ans Travailleur semi qualifi se compose de personnel avec une comp tence particuli re ou une exp rience sp cialis e comme les macons et les techniciens Travailleur non qualifi est un personnel sans comp tence particuli re qui effectue des t ches qui peuvent tre apprises facilement avec quelques jours de formation 4 Champd Application et Objectif de la Composante Biogaz Communautaire Dans cette section de l valuation Rapide BEFS l utilisateur sera en mesure d valuer le potentiel de d veloppement de la production de biogaz pour les m nages partir de du fumier de b tail pour fournir d autres sources de combustibles de chauffage et de cuisson dans les zones rurales Les r sultats de l analyse peuvent tre utilis s pour identifier la viabilit de la production de biogaz en fonction de la taille la plus 12 L Eva
32. i Ngo P C Rumpel et al 2011 Transformation of Buffle Fumier by composting or vermicomposting to rehabilitate tropical soils Ecological engineering37 269 276 37
33. il n y a pas de prix mon taire associ e et il saisit O Figure 9a tiquette 2 Pour cet exemple la mati re premi re est gratuite et le prix de l eau est de 0 48 USD m 18 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation 2 S lection de la m thode d tablissement des co ts des mat riaux L utilisateur a la possibilit de s lectionner l valuation des co ts pour la construction de biodigesteurs par une m thode simple ou une m thode d taill e Figure 9a tiquette 3 M thode simple d tablissement des co ts Cette m thode n cessite des donn es sur les prix des articles qui repr sentent le co t le plus lev Les articles qui ne repr sentent qu une petite partie du cout sont ensuite estim es en pourcentage du co t des intrants ayant les co ts plus lev s Figure 9b M thode d tail e d tablissement des co ts Cette m thode n cessite que l utilisateur saisisse le prix de tous les l ments n cessaires la construction des biodigesteurs 3 Prix des mat riaux de construction Dans cette tape l utilisateur saisit les prix actuels des mat riaux de construction n cessaires la construction des digesteurs Figure 9a tiquette 4 4 Entretien 96 L utilisateur saisit le pourcentage de l entretien du biodigesteur par rapport au co t du prix de la construction Par exemple le pourcentage propos pour la Tanzanie est de 1 596 GTZ 2007 Figure
34. ion Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation 9 R f rences Alvarez R S Villca et al 2006 Biogas production from llama and cow Fumier at high altitude Biomass and Bioenergy30 1 66 75 Filomeno S W Bron et al 2010 Estudio de la factibilidad para un programa de biogas en Honduras Tegucigalpa Filomeno S M Fern ndez et al 2010 Estudio de la factibilidad para un programa de biogas en Nicaragua Nicaragua Flores E 2009 Producci n de Energ a Mediante Esti rcol de Vaca Primer Foro Regional de An lisis del Potencial Energ tico Renovable Hashimoto A G Y R Chen et al 1981 Anaerobic Fermentation of Beef Bovins Fumier Final Report to Solar Energy Research Institute U S Department of Energy Hubbard R K and L R R Management of Diary Bovins Fumier http www ars usda gov Islam M S 2006 Use of Bioslurry as Organic Fertilizer in Bangladesh Agriculture Prepared for Presentation at the International Workshop on the Use of Bioslurry Domestic Biogas Programmes Jatinder Singh K and S Singh Sooch 2004 Comparative study of economics of different models of family size biogas plants for state of Punjab India Energy conversion and Management45 1329 1341 Khandelwal K C 2007 Country Report on Financing of Domestic Biogas Plants in India Mart J 2008 Biodigestores familiares Guia de disefio y manual de instalaci n Biodige
35. logique et en valorisant le gain de temps peut sauver un m nage a 111 USD par ann e Figure 17 5 R sultats de l analyse financi re avant imp t Cette information concerne la faisabilit pour l installation des biodigesteurs indique galement le potentiel d attraction des m nages installer des r acteurs Si les valeurs ne sont pas viables ceci indique la n cessit d une intervention du gouvernement par une nouvelle analyse dans le cas ou le pays d cide de d velopper un programme de production de biogaz Les deux principaux indicateurs financiers utilis s dans l valuation sont Valeur Actualis e Nette VAN Figure 18 tiquette 1 Taux De Rendement Interne TRI Figure 18 tiquette 2 27 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation R sultats de l Analvse Financi re L 400 300 200 100 0 100 200 300 400 5500 Figure 18 R sultats de l Analyse Financi re Pour l exemple de la Taille 1 les variables financi res indiquent que le digesteur tubulaire est le plus viable Toutefois l utilisateur devrait consid rer que la dur e de vie du digesteur tubulaire est de 10 ans et devra tre remplac par la suite D autres consid rations incluent galement la probabilit que cette technologie soit appropri e au contexte local en termes de conditions environnementales et culturelles Les v
36. luation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation appropri e la viabilit financiere des diff rents types de digesteurs la taille optimale et le type de digesteur dans le pays ainsi que les avantages socio conomiques qui peuvent tre obtenus partir de la production de biogaz L outil a t d velopp sur base d une recherche bibliographique approfondie Les hypoth ses et les d tails des calculs utilis s pour d velopper l outil sont pr sent s en Annexe OUTIL D EVALUATION RAPIDE POUR LA PRODUCTION DE BIOGAZ PETITE ECHELLE Description du Processus de Biogaz Saisie de Donn es Deni de responsabilite La FAO decline toute responsabilit quant aux erreurs ou d fauts des textes du present site et des bases de donnees y afferentes ainsi que pour les dommages pouvant en r sulter La FAO d cline galement toute responsabilit quant a la mise jour des donn es et se d gage de toute responsabilit quant aux erreurs ou omissions concernant les donn es fournies Les utilisateurs sont toutefois invit s a signaler toute erreur ou acune de ce produit a la FAO Les choix des calculs faits dans le pr sent outil sont celles du des auteur s et ne refletent pas n cessairement les choix et opinions de l Organisation des Nations Unies pour l alimentation et l agriculture FAO FAO 2014 Figure 4 Outil d valuation Rapide pour la Production de Biogaz 5 Utilisation de la Composante Biogaz Communa
37. mmation par m nage Figure 16 tiquette 3 S il est positif cela signifie qu il y a une conomie de temps utiliser du biogaz par rapport aux autres carburants 13 quantit d quivalent engrais t produit par le r acteur de biogaz par foyer Figure 16 tiquette 4 Les r sultats calculent galement la valeur d engrais biologique par rapport au fumier pur Cela se fait par l attribution d une valeur sup rieure de l azote pour l engrais biologique engrais N am lior par rapport au fumier pur Avantages Sociaux Gain de 8 Cuisine temps h an 460 EI M lange dans le biodigesteur El Collecte de fumier Heures par an El Collecte de l eau ag M fb ee bbe ead Tambour flottant El Collecte de bois de feu Demande d nergie couverts Cr ation potentielle id emplois de la construction ide 94359 biodigesteur s idans un projet de 5 ans EO M Ea Figure 16 Avantages Sociaux R sultats Pour l exemple de la Taille 1 94 359 m nages sont b n ficiaires le nombre potentiel d emplois qui peuvent tre g n r s pour construire les biodigesteurs dans un programme de 5 ans varie entre 722 et 2448 et de 722 avec le digesteur tubulaire L volution des syst mes de production de biogaz peut lib rer 500 heures par an pour les m nages par rapport l option traditionnelle de carburant L engrais biologique produit partir du biogaz qui
38. n de charbon de bois existantes avec les technologies am lior es et plus efficaces Le but de l analyse est d valuer le co t initial d investissement des technologies am lior es la viabilit financi re du point de vue des producteurs de charbon de bois et les avantages sociaux et environnementaux que les technologies am lior es peuvent avoir par rapport aux technologies de production de charbon de bois existantes Les r sultats obtenus par l analyse renseignent l utilisateur sur les obstacles potentiels relatifs l adoption par les producteurs de technologies de charbon de bois am lior es L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation Le sous module Chauffage et Cuisson est utilis pour valuer la viabilit de la production de biogaz au niveau communautaire La composante Biogaz Communautaire est utilis e pour valuer le d veloppement potentiel de la production de biogaz partir du b tail au niveau des m nages et des communaut s et compare trois diff rents types de technologie La composante fournit des informations sur 1 la quantit de biogaz qui peut tre produite sur la base de la disponibilit du fumier 2 la taille du biodigesteur n cessaire pour exploiter l nergie 3 le co t d installation de trois types de technologies de biodigesteur Ce volet fournit galement des parametres socio conomiques et financiers pour aider l utilisateur comprendre les possibilit s et les co
39. nditions n cessaires au d ploiement de la technologie biogaz dans leur pays Le sous module lectrification Rurale est utilis pour valuer la viabilit de l approvisionnement en lectricit partir de ressources de biomasse locales dans les zones recul es qui n ont pas acc s au r seau lectrique Le sous module est compos de trois voies technologiques d centralis es pour l lectrification savoir la gaz ification l utilisation d huile v g tale brute HVB et la combustion Les r sultats de ce sous module g n rent des estimations du cout de la production et distribution d lectricit calcule la viabilit financi re de l lectrification et informe sur les r sultats sociaux et conomiques associ s chaque voie alternative de technologie La composante Gaz ification analyse la combustion partielle de la biomasse pour produire un m lange de gaz qui est ensuite br l dans des moteurs gaz pour produire de l lectricit Le volet Huile V g tale Brute HVB s appuie sur la composante des cultures agricoles dans le module Ressources Naturelles value le potentiel de substitution du diesel par HVB dans les g n rateurs pour produire de l lectricit La composante Combustion value la combustion de la biomasse pour produire du carburant qui fait tourner une turbine vapeur afin de produire de l lectricit Le sous module Chaleur et lectricit est utilis pour valuer la viabilit de la production d
40. ns quent pour parvenir fournir une plus grande part de la demande d nergie il serait souhaitable de promouvoir les associations entre les m nages afin d augmenter le fumier pour nourrir une grande option telle que la taille 4 8 m o l nergie fournie peut r pondre 60 de la demande Figure 19 L outil vise r pondre aux questions suivantes Quelle quantit de biogaz peut tre produit en fonction du type et de la disponibilit en b tail dans les m nages ruraux Quelle est la taille du biodigesteur qui doit tre construit en fonction du type et de la disponibilit du fumier dans les m nages ruraux Quel type de r acteur de biodigesteur peut tre consid r et combien cela co terait il pour construire diff rents r acteurs de biodigesteur Quelle est la quantit de consommation actuelle d nergie dans les m nages ruraux bois de feu charbon de bois k ros ne etc que le biogaz peut remplacer Quels sont les avantages non conomiques du biogaz de l utilisation de la bouillie biologique des conomies de temps et de l vitement de bois de chauffage charbon 8 Annexe 8 1 M thodologie et R sultats Cette section d crit les m thodes int gr es dans la Composante Biogaz Communautaire comprend galement une description des quations qui appuient l analyse Les quations ne sont pas visibles pour l utilisateur mais leur structure et leur contenu peuvent tre importants pour ceux
41. omposante Biogaz Communautaire eese eene nennen sse ness 13 5 1 tape 1 La demande en nergie 16 D 2 tape 2 Donn es sur les intrants einen 16 5 3 tape 3 Calcul du co t de production de biogaz 21 Hypotheses et Limites de la Composante Biogaz Communautaire eee 22 Les R sultats de la Composante Biogaz Communautaire seccccceseccccasecccceseccccesececausececsuseceeeeueeceeaesecetseneess 22 Zl Vue d ensemble du calcul des co ts de production facultatif 9 444 99555559949999 22 7 2 Les r sultats r sum s par taille du biodigesteur ss 25 7 3 Le r sum des r sultats COMPAL AtifS ccesccccssseccccssecccceesccccesececeusececcusccessusecessusecessuaeceeseueeeeseeecetsensces 28 hiis m 30 8 1 Methodologie et RESILA EM OE Tm 30 8 1 1 Production Valumetkigue de BIO euet eias EPI I CEU e annees data pn Sos re bus Hs da ae es 30 8 1 2 Les Mat riaux de CONStructiOn cccccccsssssssseeccccccseeessececccccsseeeseeececeessauaseeeseceessauauseeeseeeessauaasseeseess 31 8 1 3 Proprietes de FUMIE 65 609 1 6 0
42. on ou des m langes de plus d un type de fumier le mod le fonctionne pour des temp ratures comprises entre 5 et 60 C 5 L analyse ne peut tre ex cut e que pour un type de fumier la fois L utilisateur a la possibilit d enregistrer les r sultats de la premiere analyse et de refaire l analyse pour un autre type de fumier 6 L outil peut analyser 4 tailles de r acteur de biodigesteur pour un type de bovins et de fumier disponible 7 L utilisateur peut choisir d analyser que pour trois types de biodigesteurs d mes fixes batterie flottante et tubulaire sacs en poly thyl ne 8 La dur e de vie du biodigesteur est de 20 ans pour les deux d mes fixes et les r acteurs de batterie flottante et de 10 ans pour le digesteur tubulaire Par cons quent l analyse financi re pour les r acteurs fixes et batterie flottante est de 20 ans et 10 ans pour le digesteur tubulaire 9 Les calculs pour d terminer la taille et pour la r alisation de l valuation du co t de la construction des biodigesteur sont bas s sur les l ments solides volatils VS disponibles dans le fumier selon l une des r gions du monde et bas s sur la quantification effectu e dans le module Ressources Naturelles 7 Les R sultats de la Composante Biogaz Communautaire 7 1 Vue d ensemble du calcul des co ts de production facultatif Une fois que l utilisateur ins rer toutes les donn es n cessaires tapes 1 3 il elle a le choix de revoir en d
43. ources Naturelles Figure 8 tiquettes 4 4 Nombre d animaux L utilisateur entre le nombre d animaux qui fournissent du fumier dans le pays tel que d fini dans le module Ressources Naturelles Figure 8 tiquette 5 5 D finition des tailles du stock d animaux L utilisateur d finit la plage du nombre d animaux disponibles par m nage en entrant les limites sup rieures et inf rieures de chaque cellule Figure 8 tiquette 6 6 Part des m nages propri taires 96 L utilisateur saisit alors les pourcentages de m nages poss dant des animaux Cette valeur est utilis e pour estimer plus tard le nombre potentiel de m nages qui peuvent b n ficier du biogaz Figure 8 tiquette 6 Pour l exemple des Philippines le fumier de b tail a t choisi la temp rature ambiante est d finie 25 C et toutes les autres valeurs sont utilis es dans l analyse comme le montre la Figure 8 17 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation tape 2 B Entr es g n rales Co t de Production et Param tres Financiers Cyclone net 4 pieds e Dispositif de m langC 27 i Feuilles de zinc E I Sac en plastique 0 2 mm d paisseur c Lampe gaz re ei 0 00 USD t 0 48 USD m En s lectionnant cette option vous tes demand fournir la liste compl te des mat riaux n cessaires la construction d un biodigesteur Changer Etablissement des Co ts Simples
44. peut remplacer l utilisation du bois de feu du charbon de bois ou du k ros ne Le d veloppement de syst mes de production de biogaz dans les m nages des zones rurales des pays en d veloppement est une alternative int ressante compte tenu de la disponibilit en mati re organique fumier dans ces zones et en tenant compte de la raret du bois de feu ou du manque d acc s aux combustibles fossiles dans ces communaut s Le d ploiement de syst mes de production de biogaz n cessite une compr hension des avantages techniques financiers et non financiers que ces syst mes peuvent g n rer au niveau des m nages et au niveau national Dome Fixe se compose d un digesteur ayant un support fixe de gaz non mobile qui se trouve au sommet du digesteur Lorsque la production de gaz commence la mati re premiere est d plac e dans le bac de compensation La pression du gaz augmente avec le volume de gaz stock et avec la diff rence d hauteur entre le niveau de la mati re premi re dans le digesteur et son niveau dans le bac Il n y a pas de pi ces en acier inoxydables et donc la dur e de vie du d me est consid r e tre de 20 ans Le d me est construit sous terre ce qui le prot ge contre les dommages physiques et conomise de l espace Tambour Flottant se compose d un digesteur souterrain et un support gaz mobile Le support gaz flotte soit directement sur la mati re premi re en fermentation ou dans sa propre poche eau Le
45. puie sur les r sultats g n r s par les composants des ressources naturelles en termes de disponibilit des mati res premieres et sur le budget de la culture Les outils couvrent l thanol et le biodiesel Dans les sections de l thanol les utilisateurs peuvent valuer le potentiel de d veloppement de l industrie de l thanol dans le pays De m me dans la section de biodiesel peut tre valu le potentiel de d veloppement de l industrie du biodiesel Les analyses donnent des r sultats sur les estimations de co ts pour la production de biocarburant choisi en fonction de l origine des mati res premi res savoir les petits exploitants la combinaison petits exploitants concessions ou commerciales et L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation selon quatre capacit s de production pr d finies savoir 5 25 50 et 100 millions de litres an Les r sultats comprennent galement des informations sur la faisabilit conomique et les parametres socio conomiques Dans cette composante l utilisateur a la possibilit d inclure dans l valuation une analyse des missions de GES qui couvre l ensemble de la chaine d approvisionnement des biocarburants s lectionn s Une autre option pour les utilisateurs consiste utiliser la Calculatrice de Pr traitement avant d utiliser les outils d Utilisation Finale d nergie Cela permet l utilisateur de calculer les co ts suppl mentaires de
46. qui vont les mettre jour et ou de travailler sur l am lioration de l outil 8 1 1 Production Volum trique de Biogaz Pour calculer le taux de production du biogaz volum trique le mod le Contoin a t utilis Hashimoto Chen et al 1981 Y B SV 1 5 LUI 8 1 k Pfumier Peau Yp taux de production volum trique du m thane m CH d Bo rendement ultime de m thane m CH Kg SV SVo concentration solide volatile initiale kd SV m k param tre cin tique sans dimension 0 temps de digestion d 30 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Um taux sp cifique maximum 1 d Mmanure taux de fumier kg d Pmanure densit du fumier kg m Mwater d bit d eau kg d Dwater densit de l eau kg m 1000 kg m Taux sp cifique Um 0 066 1 1100272927 46 Um Taux maximal sp cifique 1 d T temp rature ambiante 5 lt T lt 60 Temps de digestion 0 122 16e 90 T 0 Temps de digestion d T temp rature ambiante 9C Les parametres cin tiques Buffles k 0 6 0 021e9 055Vo Bovins k 0 8 0 01e9 065Vo kg LB Porcs If SVo 58 6 n3 k 0 If SV gt 586 8 k 0 0866SV 4 2755 O 7 m Vy O 7 Manuel d Utilisation Une fois que le taux volum trique de production de m thane est connu le taux de production de volume du biogaz peut tre calcul en tenant compte du pourcentage de m thane dans le biogaz en
47. roit d auteur et condition qu il ne soit sous entendu en aucune mani re que la FAO approuverait les opinions produits ou services des utilisateurs Toute demande relative aux droits de traduction ou d adaptation la revente ou d autres droits d utilisation commerciale doit tre pr sent e au moyen du formulaire en ligne disponible www fao org contact us licence request ou adress e par courriel copyright tao org Les produits d information de la FAO sont disponibles sur le site web de la FAO www faa org publications et peuvent tre achet s par courriel adress a publications sales fao org L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation valuation Rapide BEFS Module Options d Utilisation Finale de l nergie Sous Module Chauffage et Cuisson Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation Remerciements L valuation Rapide BEFS BEFS RA est le r sultat d un effort d quipe auquel ont contribu les auteurs suivants class s par ordre alphab tique Giacomo Branca Universit de la Tuscia Viterbo Luca Cacchiarelli Universit de la Tuscia Viterbo Carlos A Cardona Universit Nationale de la Colombie Manizales Erika Felix Arturo Gianvenuti Ana Kojakovic Irini Maltsoglou Jutamanee Martchamadol Luis Rincon Andrea Rossi Adriano Seghetti Florian Steierer Heiner Thofern Andreas Thul
48. ruction L utilisateur identifie la consommation kg an de fumier et d engrais azote phosphore potasse par m nage et ses prix respectifs L emploi du temps pour la collecte du L utilisateur utilise les valeurs par d faut de l outil ou saisit des valeurs de sa combustible propre information sur le temps que les m nages ruraux utilisent pour la collecte de bois de fumier et d eau la pr paration du fumier pour le digesteur m lange et la cuisine Parametres financiers L utilisateur fournit des informations sur les parametres financiers o taux d actualisation 96 o taux d int r t du pr t en o dur e du pr t ann es o ratio du pr t 96 o l indice du co t de l usine http base intratec us home ic index Cette information peut provenir de pr ts en cours accord s aux petits exploitants agricoles par les banques agricoles Les types et les quantit s de Les combustibles sont le charbon de bois bois de chauffage le k ros ne combustibles typiques utilis s pour le briquette l lectricit et le GPL qui sont utilis s pour le chauffage et la cuisson des m nages urbains et ruraux unit d origine de carburant par jour et par m nage chauffage et la cuisson Prix des carburants utilis s pour le Le prix actuel de combustibles tels que le charbon de bois bois de chauffage chauffage et la cuisson le k ros ne briquette l lectricit et le GPL en d USD unit d origine du carburant 35 L Evaluat
49. s de chauffage gt Prix du charbon de bois Prix briquettes Prix du k rosene f Prix GPL Prix de l lectricite 88 199 Tambour flottant Tu bubire Tambour flottant Figure 15 Le Cout de Production et R sultats des Investissements 25 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation Pour la Taille 1 le plus bas co t de production est celui du digesteur tubulaire qui est compris entre 0 088 0 06 USD kWh Ce co t de production est inf rieur au prix du charbon de bois dans le pays mais plus lev que le prix du bois de feu Un co t d investissement plus faible est n cessaire pour le digesteur tubulaire Cependant il est important de garder l esprit que le digesteur tubulaire a une dur e de vie de seulement 10 ann es contre 20 ann es de dur e de vie pour le d me fixe et le tambour flottant Figure 15 3 Les r sultats sur les avantages socio conomiques sont pr sent s comme suit Le nombre de foyer qui peuvent tre approvisionn s en biogaz sur base de l information nationale sur la disponibilit en biogaz Figure 16 tiquette 1 La demande en nergie que la production d un biodigesteur de biogaz peut satisfaire au niveau des m nages Figure 16 tiquette 1 Les emplois cr s pendant la p riode de mise en uvre du programme de production de biogaz au niveau national Figure 16 tiquette 2 Le solde net de la conso
50. stores de polietileno tubular de bajo costo para tr pico valle y altiplano Cooperaci n T cnica Alemana GTZ Programa de Desarrollo Agropecuario PROAGRO Componente Acceso a Servicios Energ ticos Bolivia O Palko A M D Jensen et al 2003 Advanced Heterogeneous Reburn Fuel from Coal and Hog Fumier Final Report A C U S D o E N E T Laboratory Queenland Government Fumier Production Data Department of Agriculture Fisheries and Forestry www daff gld gov au Rashad F M W D Saleh et al 2010 Bioconversion of rice straw and certain agro industrial wastes to amendments for organic farming systems 1 Composting quality stability and maturity indices Bioresource Technology101 5952 5960 Ratamu 1999 Low Cost Biodigestors for Zero Grazing Smallholder Dairy Farmers in Tanzania Livestock Research for Rural Development11 2 Santoianni D A M F Bingham et al 2008 Power from Animal Waste Economic Technical and Regulatory Landscape in the United States Journal of EUEC2 Schmitz T D 2007 Feasibility Study for a National Domestic Biogas Programme in Tanzania Biogas for Better Life an African Initiative Tao J and K Mancl Estimating Fumier Production Storage Size and Land Application Area Fact Sheet Agriculture and Natural Resources The Ohio State University Extension 36 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation Th
51. strup Michela Tolli Monica Valencia Universit Nationale de la Colombie Manizales et Stefano Valle Universit de la Tuscia Viterbo Des contributions et des apports ont galement t recus de Renato Cumani Amir Kassam Harinder Makkar Walter Kollert Seth Meyer Francesco Tubiello et son quipe Alessio d Amato Universit de Rome Tor Vergata et Luca Tasciotti Nous tenons remercier le Groupe de Travail sur la Bio nergie et la S curit Alimentaire du Malawi ainsi que le National Biofuels Board et son Groupe de Travail Technique des Philippines pour leur implication dans les essais pilotes de BEFS RA et leur feedback utile Nous tenons galement exprimer notre gratitude Rex B Demafelis et son quipe de l Universit des Philippines de Los Banos pour leur pr cieux soutien lors de l essai pilote L valuation Rapide BEFS a b n fici des commentaires fournis lors d une r union d examen par les pairs qui s est tenue au si ge de la FAO en F vrier 2014 par Jonathan Agwe International Fund for Agricultural Development Adam Brown International Energy Agency Michael Br ntrup German Institute for Development Policy Tomislav lvancic Commission Europ enne Gerry Ostheimer UN Sustainable Energy for All Klas Sander World Bank James Thurlow International Food Policy Research Institute Arnaldo Vieira de Carvalho Inter American Development Bank Jeremy Woods Imperial College University of London et
52. tilis e avant d utiliser les outils d Utilisation Finale d nergie Les exceptions sont les Outils Biogaz Communautaire et Transport car ces outils comprennent d j le pr traitement L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation Manure Anaerobic eelliautie digestion Figure 2 Systeme de Production de Biogaz pour la Production d Energie en Milieu Rural A la fin de l analyse l utilisateur sera en mesure d obtenir des informations sur le volume potentiel de biogaz qui peut tre produit par jour et la taille de bior acteur la plus appropri e ainsi que la comparaison du co t d investissement pour trois types de technologies de biodigesteur d me fixe tambour flottant ou tubulaire Plus pr cis ment comme le montre la Figure 3 les r sultats vont fournir une indication sur 1 la taille recommand e du biodigesteur sur base de la quantit de biogaz qui peut tre produit en fonction du type sp cifique et de la quantit de fumier disponible 2 le codt de l investissement li la construction pour chacune des technologies du biodigesteur et le co t de production de biogaz par m tre cube 3 le nombre potentiel de m nages qui peuvent tre approvisionn s en biogaz pour satisfaire leurs besoins nerg tiques pour le chauffage et la cuisson et 4 la quantit d emplois qui peuvent tre cr s les gains financiers potentiels et de temps qui peuvent tre obtenus par l utilisation du
53. tion Cr ations d Emplois pour le Projet de Biogaz Comparaison des co ts de production USD kWh quivalent Comparaison de la cr ation d emplois AN x am 523 2m3 D Pc mp3 6 000 5 000 Pex 2 56 3 de char age 2S0 Wwe Ens de charbon de boa o SD eWh Bes biquetes USD VAR id c Pen du t ch re USD EAN Pre GP USO HAN P r 08 iect ct U van DI 253 m s ms 2 3 m s amp m Sms 2 m D me fise ambaw flottant ubulaie err M P S 1 42 2m 307 5375 546 ams 5815 1 050 6 1 200 E 801 76 3 431 t a 18 1 459 1 so erii 57 1 000 55 59 55 1 000 1 500 2 000 2m 3 ais 6m 3 8 3 50 m D me fixe mTambouw flottont m Tubulaiee i D me fixe B Tambour flottant Tubuloire Manuel d Utilisation R sultats G n rales selon la Taille R sultats des Co ts de Production et d investissement Co t de production de biogaz et Co t total d investissement Avantages Sociaux Nombre de m nages qui peut tre approvisionn Cr ation totale d emplois Balance nette de conomies de temps et Remplacement d engrais par bouillie biologique Avantages conomiques et Analyse Financiere Avant Taxes conomies de carburant et d argent Valeur
54. utaire Le d roulement de l analyse au sein de la Composante Biogaz Communautaire et sa relation avec les autres composantes est repr sent dans la Figure 5 L utilisateur a le choix de s lectionner les composantes d analyse dans un ordre diff rent ou m me omettre certains l ments Il est toutefois fortement recommand que l utilisateur suive l ordre et le d roulement de l analyse comme d crit ci dessous tant donn que la Composante Biogaz Communautaire repose sur l information g n r e dans le module Ressources Naturelles et certaines informations peuvent tre utilis s dans d autres modules Les r sultats de cette composante sont essentiels pour l ensemble de l analyse car il faut prendre en compte tous les facteurs pertinents m me lorsque certaines composantes de l analyse sont omises par exemple les aspects li s la s curit alimentaire le commerce agricole etc 13 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation Situation du Pays ressources naturelles indicateurs socio S lection des Animaux d levage conomie s curit alimentaire M nages et Commerciales La Demande d nergie et Le Bilan nerg tique Syst mes d Alimentation des Bovins Etable seulement Nombre Total de T tes la P turage et table Production P turage Commerciale 96 gt saisonnier Paturage permanent Fumier Disponible
55. uthority Sugar Regulatory Administration L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Volumes du Manuel d Utilisation de BEFS RA Introduction a l Approche et aux Manuels Module Situation du Pays Module Ressources Naturelles Cultures Section 1 Production de Cultures Section 2 Budget de Cultures R sidus Agricoles R sidus de Cultures et R sidus d levage Combustibles Ligneux et R sidus de Bois Section 1 Exploitation Foresti re et R sidus de Transformation du Bois Section 2 Budget de Plantation de Combustibles Ligneux Module Options d Utilisation Finale d nergie Produits Interm diaires ou Finaux Section 1 Briquettes Section 2 Granul s de Bois Section 3 Charbon de Bois Chauffage et Cuisson Biogaz Communautaire lectrification Rurale Section 1 Gaz ification Section 2 Huile V g tale Brute Section 3 Combustion Chaleur et lectricit Section 1 Cog n ration Section 2 Biogaz Industriel Transport thanol et Biodiesel Manuel d Utilisation L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation Table des Mati res Ui N O 9 Vue d Ensemble du Module Options d Utilisation Finale de l nergie 7 Ia composante 9 9 tache done actes echo tete 9 Termes et D finitions dans la Composante Biogaz Communautaire ss 12 Champ d Application et Objectif de la Composante Biogaz Communautaire ss 12 Utilisation de la C
56. vaut 66 kg d azote et peut remplacer les engrais chimiques azot s Figure 16 4 Les r sultats des avantages conomiques montrent que carburant et argent provenant de la production de biogaz Figure 17 savoir les l ments suivants L conomie mon taire obtenue en rempla ant l utilisation des biocarburants actuels l acquisition de charbon de bois par l utilisation du biogaz Les avantages conomiques int gr s associ s l engrais biologique produit par le biogaz Ceci est bas sur l valuation de la bouillie biologique comme engrais 26 L Evaluation Rapide BEFS Composante Biogaz Communautaire Manuel d Utilisation L valuation du gain de temps g n r e par l utilisation de biogaz suppose qu une partie de ce temps peut tre utilis par le m nage pour d autres opportunit s g n ratrices de revenus Avantages Economiques conomies de carburant et d argent gr ce la production de biogaz Bl Economies de carburant El Avantages d engrais de bouillie biologique 1 Valeur du gains de temps Figure 17 R sultats Avantages conomiques Dans l exemple pour la Taille 1 l utilisation du biogaz permet d conomiser environ 235 kg par an de biomasse On peut viter l utilisation de 10 litres d quivalents de combustibles fossiles La substitution du biogaz pour les sources actuelles de l nergie en tenant compte des conomies de carburant celles g n r es par la production d engrais bio
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