The sustainability transition potential of biogenic by-product valorisation in Namibia
Lappi, Joni (2023)
Diplomityö
Lappi, Joni
2023
School of Energy Systems, Ympäristötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20231121148037
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20231121148037
Tiivistelmä
Biofuels are considered as a sustainable source of energy and a substitute for fossil fuels. To decrease emission from energy consumption and to ensure the sufficiency of energy in the future, the use of new renewable energy sources should be increased. In this thesis, the readiness of Namibia to produce biofuels from organic side-streams are studied. Aim of the thesis is to provide information on the availability of organic by-products and methods of collection to increase their availability. Both quantitative and qualitative methods are used.
The results of this thesis are based on quantitative calculations of organic by-product potential as feedstock for biofuel production and interviews where professionals and scientists from the field of food- energy- and waste management industries were interviewed. According to the results, 2.5 million tons of biogenic by-products could be valorised and
1 385 GWh of biogas and 341 GWh of bio-oil produced through by-product valorisation. Spatial analysis of the result locates the biogas potential to central and central-northern regions and bio-oil potential to the coastal regions of Namibia.
For the sustainability transition framework, the socio-technical multi-levels perspective was used. Transition barriers and enabling factors were recognised from the semi-structured interviews of biofuel industry experts. Important factors to consider when establishing biofuel production are adjusting to the operations to the volumes available to overcome logistical challenges, creating networks of actors, increasing awareness of recycling and source separation of organic waste materials and the need for policies and regulation that would support the organised waste collection. The long-distances and small material streams encourage the small-scale decentralization of biofuel production. A clear shift in the atmosphere towards the renewables was perceived and the winds of change are picking up in the Namibian energy sector. Biopolttoaineiden katsotaan olevan kestävämpi vaihtoehto fossiilisille energianlähteille. Vähentääksemme energiankulutuksen päästöjä ja parantaaksemme energiavarantojen riittävyyttä tulevaisuudessa, uusiutuvien energian lähteiden käyttöä tulisi lisätä. Tässä työssä tutkitaan Namibian valmiutta tuottaa biopolttoaineita orgaanisista sivuvirroista. Työn tavoitteena on tuottaa tietoa orgaanisten sivuvirtojen saatavuudesta ja saatavuuden parantamisen keinoista keräystä tehostamalla. Tutkimus hyödyntää sekä kvantitatiivisia- että kvalitatiivisia menetelmiä.
Työn tulokset perustuvat kvantitativiisiin laskelmiin orgaanisten sivuvirtojen hyödyntämispotentiaalista ja biopolttoaineiden tuotantopotentiaalista sekä ammattilais- ja asiantuntijahaastatteluihin ruoka- energia- ja jätesektoreilta. Tulosten perusteella 2.5 miljoonaa tonnia orgaanisia sivuvirtoja on hyödynnettävissä ja 1 385 GWh biokaasua sekä 341 GWh bioöljyä tuotettavissa sivuvirtoja hyödyntämällä. GIS-paikkatietomenetelmällä biokaasun potentiaalisimmaksi tuotantoalueeksi tunnistettiin maan keskiset sekä keski-pohjoiset maakunnat, biöljyn osalta rannikolla sijaitsevat maakunnat.
Kestävyyssiirtymän potentiaalin viitekehyksenä käytettiin sosioteknistä monitasoista näkökulmaa. Siirtymää estäviä ja mahdollistavia tekijöitä tunnistettiin biopolttoainealan asiantuntijoiden puolistrukturoitujen haastatteluiden perusteella. Haastatteluiden perusteella tärkeiksi tekijöiksi biopolttoaineiden tuotantolaitosta perustettaessa nousivat tuotannon mukauttamista käytettävissä oleviin materiaalivirtoihin logististen haasteiden selättämiseksi, yhteistyöverkostojen kehittäminen, tietoisuuden lisääminen kierrättämisestä syntypaikkalajittelun edistämiseksi ja uusien ohjelmien sekä lainsäädännön laatiminen orgaanisten materiaalien keräämisen tukemiseksi. Pitkät etäisyydet ja pienet materiaalivirrat puoltavat hajautettuja biopolttoaineiden tuotantoratkaisuja. Selkeä siirtymä ilmapiirissä uusiutuvan energian myönteisemmäksi on havaittavissa ja muutoksen tuulet puhaltavat Namibian energiasektorilla.
The results of this thesis are based on quantitative calculations of organic by-product potential as feedstock for biofuel production and interviews where professionals and scientists from the field of food- energy- and waste management industries were interviewed. According to the results, 2.5 million tons of biogenic by-products could be valorised and
1 385 GWh of biogas and 341 GWh of bio-oil produced through by-product valorisation. Spatial analysis of the result locates the biogas potential to central and central-northern regions and bio-oil potential to the coastal regions of Namibia.
For the sustainability transition framework, the socio-technical multi-levels perspective was used. Transition barriers and enabling factors were recognised from the semi-structured interviews of biofuel industry experts. Important factors to consider when establishing biofuel production are adjusting to the operations to the volumes available to overcome logistical challenges, creating networks of actors, increasing awareness of recycling and source separation of organic waste materials and the need for policies and regulation that would support the organised waste collection. The long-distances and small material streams encourage the small-scale decentralization of biofuel production. A clear shift in the atmosphere towards the renewables was perceived and the winds of change are picking up in the Namibian energy sector.
Työn tulokset perustuvat kvantitativiisiin laskelmiin orgaanisten sivuvirtojen hyödyntämispotentiaalista ja biopolttoaineiden tuotantopotentiaalista sekä ammattilais- ja asiantuntijahaastatteluihin ruoka- energia- ja jätesektoreilta. Tulosten perusteella 2.5 miljoonaa tonnia orgaanisia sivuvirtoja on hyödynnettävissä ja 1 385 GWh biokaasua sekä 341 GWh bioöljyä tuotettavissa sivuvirtoja hyödyntämällä. GIS-paikkatietomenetelmällä biokaasun potentiaalisimmaksi tuotantoalueeksi tunnistettiin maan keskiset sekä keski-pohjoiset maakunnat, biöljyn osalta rannikolla sijaitsevat maakunnat.
Kestävyyssiirtymän potentiaalin viitekehyksenä käytettiin sosioteknistä monitasoista näkökulmaa. Siirtymää estäviä ja mahdollistavia tekijöitä tunnistettiin biopolttoainealan asiantuntijoiden puolistrukturoitujen haastatteluiden perusteella. Haastatteluiden perusteella tärkeiksi tekijöiksi biopolttoaineiden tuotantolaitosta perustettaessa nousivat tuotannon mukauttamista käytettävissä oleviin materiaalivirtoihin logististen haasteiden selättämiseksi, yhteistyöverkostojen kehittäminen, tietoisuuden lisääminen kierrättämisestä syntypaikkalajittelun edistämiseksi ja uusien ohjelmien sekä lainsäädännön laatiminen orgaanisten materiaalien keräämisen tukemiseksi. Pitkät etäisyydet ja pienet materiaalivirrat puoltavat hajautettuja biopolttoaineiden tuotantoratkaisuja. Selkeä siirtymä ilmapiirissä uusiutuvan energian myönteisemmäksi on havaittavissa ja muutoksen tuulet puhaltavat Namibian energiasektorilla.