Today more than half of the world population now lives in cities and they are responsible for a number of potential hazards due to their over consumption of natural resources. While natural gas, nowadays, is the cleanest burning of all fossil fuels, it is merely a limited resource. In rural area, most households in developing countries have to make choices of their lives to draw on traditional biomass materials such as wood, charcoal, and agricultural residue.
Vietnam has been particularly concerned in such unsustainable situation and has worked to carry out domestic biogas practice to address this urgent energy need of rural households. However, excessive renewable energy from family-size biogas plants, which utilize animal manure, is a possible serious threat to the environment. In terms of sustainable development and protection of these small decentralized energy projects, it is utmost important to collect and connect the excessive biogas source to market demand.
In order to reduce the distribution of excess biogas and extend capabilities of biogas obtained inside an urbanized area, a series of biogas supply systems were performed: total surplus biogas from 461 farms in a commune; surplus biogas and urban on-site biogas from food waste; surplus biogas and urban on-site biogas from food waste and human waste.
This thesis mainly dealt with the environmental assessment of energy supply according to the principles of Life Cycle Assessment (LCA), from cradle-to-grave. Based on this comparative approach, the total normalized results showed that a system supplied by on-site biogas from food waste and human waste is the most environmentally favorable (-1.7E+4 point) compared to the later directions (total excessive biogas 1.25E+5 point and excess biogas and biogas from food waste 3.7E+4 point). All this proves conclusively that potential biogas from urban on-site food waste and food waste combined feces digestion plants contributed significantly to the supply systems to reduce environmental damage by 70% and over 100% respectively.
This paper also proposed two other scenarios for on-site treatment plants, which utilized Combined Heat and Power Generation with the result that energy consumption, is the one plausible reason for urban biogas plants to come out as the environmentally least preferable energy provision. The result establishes a network of processes to examine a large number of paths to identify not only the phase emit at most damaging systems but the promising process for improvement of biogas system design. The comparison between all scenarios demonstrated that distributed biogas system could reduce vulnerabilities in a considerable amount by reducing electricity operation in biogas plants as well as increasing energy efficiency.
오늘날 세계 인구의 절반이상이 도시에 살고 있으며, 자연자원에 대한 과잉소비로 인한 많은 잠재적인 위험성을 안고 있다. 최근에는 천연가스가 화석연료 중에서 가장 청정하지만, 동시에 매우 제한된 자원에 속한다. 농촌지역 특히, 개발도상국에서 대부분의 가정에서는 나무, 석탄, 축분 등 재래적인 생분해 물질을 선택하여 사용하여야 한다.
베트남은 특히 이러한 비지속가능한 상황에 관심을 가지고 있으며, 농촌 가정에서의 필요한 에너지 수요를 고려하여 현지 시설 위주의 바이오 가스를 사용하기 위하여 노력하여 왔다. 그러나, 가구단위의 바이오 가스 설비로부터의 초과 재생가스는 축분을 사용하고 있으며, 환경에의 심각한 위협이 될 수도 있다. 이러한 소규모로 분산화된 에너지 프로젝트의 지속 가능한 개발과 보호의 관점에서 시장의 수요에 대한 잉여 바이오 가스 발생원을 연결하고 확보하는 것은 매우 중요하다.
잉여 바이오 가스의 분배를 줄이고 도시지역에서 내부적으로 획득한 바이오 가스의 공급능력을 확대하기 위하여, 다양한 바이오 가스 공급 시스템에 대한 평가가 수행되었다.: 총 초과 바이오 가스는 공동체구역내 461 농가에서 공급; 초과 바이오 가스와 음식물 쓰레기로부터 도시 현지시설에서의 바이오 가스; 초과 바이오가스와 음식물 쓰레기로부터의 도시 현지시설에서의 바이오 가스와 분뇨 등에 의한 바이오 가스로 세가지로 구분하였다.
본 고에서는 LCA(Life Cycle Assessment)를 도입하여 요람에서 무덤까지 에너지 공급에 대한 환경 영향을 고찰하였다.
비교 접근방법을 토대로 최종 연구결과는 세번째 현지 시설을 이용한 음식물 쓰레기와 분뇨를 이용한 바이오 가스를 공급받는 처리장이 다른 처리시설(총 초과 바이오가스 1.25E+5 및 총 초과 바이오 가스 및 음식물 쓰레기로부터의 바이오 가스 3.7E+4)에 비해 가장 친환경적이 방법(-1.7E+4)으로 제시되었다. 이러한 것들은 결론적으로 도시지역의 현지시설에 의한 음식물쓰레기 및 음식물쓰레기와 분뇨를 동시에 소화처리장치에 의한 바이오 가스는 공급시스템의 환경적 피해를 각각 70%, 100% 줄이는데 상당한 기여를 하는 것으로 밝혀 졌다.
본 논문은 동시에 현지 처리장으로 열병합과 발전을 사용하는 두가지 다른 시나리오를 제시하였으며, 이는 에너지 소비는 도시지역의 바이오가스 처리시설이 환경적으로 가장 선호도가 낮은 것으로 추정되었다. 이러한 결과는 가장 피해가 큰 시스템에서의 현상 생략(phase emit)과 바이오 가스 시스템 설계 개선에 유용한 프로세스 규명차원에서 다양한 경로를 분석하기 위하여 프로세스 네트워크를 구축하였다.
모든 시나리오를 비교한 결과 분산형 바이오 가스 시스템은 바이오 가스 처리장치에서 전력 운영을 저감함으로써 상당부분 취약성을 개선할 수 있었고 동시에 에너지 효율은 개선이 되었다.
