ADPMDesign: The use of a Participatory Methodology to design a dry anaerobic digestion power plant for municipal solid waste treatment

Abstract

This work proposed the use of a Participatory Methodology to design a biogas-based power plant (ADPMDesign). The power plant treats the organic waste from Sabana Centro, Colombia. ADPMDesign considered the involvement of relevant stakeholders in different tasks during the design process. Stakeholders included researchers, biogas producers, members of the community, waste collector associations, representatives of local public services companies, and environmental entities. Researchers evaluated technical feasibility through pilot-scale experiments. Interviews with other stakeholders of Sabana Centro enabled the identification of two different production scenarios to forecast organic fraction of municipal solid waste generation capacity in Sabana Centro by 2030. The final use of the biogas produced during anaerobic digestion was defined through the application of a combined Analytical Hierarchy Process with Benefit Opportunity Cost and Risks in focus groups with relevant stakeholders. Then, workshops with biogas producers in the United Kingdom allowed the identification of key lessons based on their experience to improve the process design. After applying ADPMDesign, the best biogas production scenario was determined. Stakeholders in Sabana Centro, including the Municipal Government of the eleven municipalities and public service companies, should collaborate to build a single municipal plant for processing organic waste from all eleven municipalities instead of three small-scale biogas plants. This approach would not only be more efficient, but it would also facilitate better coordination and management of resources. The plant will have a capacity to treat 126.22 t/day and a power generation capacity of 3659 kW providing electricity for around 12,000 homes. The estimated cost of energy production is 78.92 COP/kWh (0.017 USD/kWh), and a payback time of 4.8 years could be achieved dispatching electricity to the national grid and selling fertilizers to local farmers. © 2023 International Energy Initiative

Este trabajo propuso el uso de una Metodología Participativa para diseñar una central eléctrica a base de biogás (ADPMDesign). La central trata los residuos orgánicos de Sabana Centro, Colombia. ADPMDesign consideró la participación de partes interesadas relevantes en diferentes tareas durante el proceso de diseño. Las partes interesadas incluyeron investigadores, productores de biogás, miembros de la comunidad, asociaciones de recolectores de residuos, representantes de empresas de servicios públicos locales y entidades ambientales. Los investigadores evaluaron la viabilidad técnica mediante experimentos a escala piloto. Las entrevistas con otros actores de Sabana Centro permitieron identificar dos escenarios de producción diferentes para pronosticar la fracción orgánica de la capacidad de generación de residuos sólidos municipales en Sabana Centro para el año 2030. El uso final del biogás producido durante la digestión anaeróbica se definió mediante la aplicación de un análisis combinado. Proceso de Jerarquía con Beneficio Oportunidad Costo y Riesgos en grupos focales con stakeholders relevantes. Luego, talleres con productores de biogás en el Reino Unido permitieron identificar lecciones clave basadas en su experiencia para mejorar el diseño del proceso. Luego de aplicar ADPMDesign, se determinó el mejor escenario de producción de biogás. Las partes interesadas en Sabana Centro, incluido el Gobierno Municipal de los once municipios y las empresas de servicios públicos, deberían colaborar para construir una única planta municipal para procesar residuos orgánicos de los once municipios en lugar de tres plantas de biogás a pequeña escala. Este enfoque no sólo sería más eficiente, sino que también facilitaría una mejor coordinación y gestión de los recursos. La planta tendrá una capacidad para tratar 126,22 t/día y una capacidad de generación de energía de 3.659 kW que suministrará electricidad a unos 12.000 hogares.