Sustainable biogas production in South African rural households

Hovedmålet med dette prosjektet har vært å legge til rette for økt bruk av biogass i husholdningene på landsbygda i Sør Afrika. Dersom en kan bruke en betydelig del av husdyrgjødsla, matavfall og annet organisk avfall til å produsere biogass og gjødsel, vil en både redusere utslipp av metan fra gjødsellager, produsere klimavennlig energi til matlagingen, og gjødsel til kjøkkenhagen og åkeren. Dette vil bidra til økt matsikkerhet, forhindre avskoging og redusere utslipp av klimagasser. Siden biogassproduksjon foregår i et lukket kammer, vil man ha god kontroll på lukt, sykdomsfremkallende mikroorganismer, minimalt tap av næringsstoffer, og næringsstoffene blir lett tilgjengelige for planteopptak. Teknologien vil også gi muligheter for arbeid, forskning, næringsvirksomhet, redusere fattigdom, og redusere tiden som spesielt barn og kvinner bruker til å samle ved. Dette kan gi bedre tid til utdannelse, familieliv og sosiale aktiviteter. Dette prosjektet har bestått av et team som dekker mange fagområder der også lokalsamfunnet har tatt del i forskningsaktiviteten. Dermed har faren for at det skulle oppstå ulike barrierer mot spredning og aksept for denne teknologien blitt redusert. Situasjonsanalysen har vært en viktig del av dette prosjektet og bekreftet at landsbybefolkningen vet lite om hvilken betydning en biogassreaktor kan ha for husholdningens helse og velferd. Det er også klart at noe kunnskap og forståelse må være på plass for å kunne være i stand til å fange opp ny informasjon om dette temaet. Derfor ble det arrangert kurs for å spre kunnskap om teknologien. Det var 100% oppmøte, og allerede etter en dag med undervisning på morsmål var det mange som viste stor interesse og med glede deltok i installasjon av reaktorer. Spesielt den yngre garde var veldig entusiastiske. Det har også blitt gjennomført kurs i integrert jordbruk med husdyr som i tillegg til andre fordeler vil forenkle driften av et biogassanlegg. Det ble også installert enkle meteorologiske instrumenter på mange gårder for bedre å kunne vurdere produksjonspotensialet på den enkelte gård. Det var ikke bare inviterte prosjektdeltakere som hadde stor glede av dette prosjektet, siden mange andre også fikk delta i installasjon av reaktorer. Nærmere 90% av ungdommen i disse områdene er arbeidsløse og mange skjønte at denne teknologien kan bidra til økt sysselsetting. Andre viktige aktiviteter har vært evaluering av reaktorene som har blitt installert på gårdene rundt omkring. Lave temperaturer om natten i vinterhalvåret er en stor utfordring for utråtning av husdyrgjødsel i de kjølige delene av Sør Afrika. Mye tyder likevel på at dette problemet kan løses, delvis med en adaptert mikroflora, delvis ved å tilsette substrater med litt mer lett tilgjengelig energi som for eksempel ensilert slakteavfall og vannhyasint. Det er helt klart behov for å arbeide videre med å optimalisere prosessen for slike forhold. Innredningen av et biogasslaboratorium ved ISCW/ARC ble fullført i 2016, og to reaktorer har blitt utlånt fra NIBIO. Dette har vært et viktig tiltak som vil bidra til å videreutvikle en kompetanse og kapasitet som vil være en forutsetning for å lykkes med biogassprosessen både i liten og stor skala. Vi mener den aktiviteten som i dag er implementert ved ARC for å bedre livskvaliteten for landsbybefolkningen kanskje er den viktigste, men den har også stort potensiale for å komme til nytte for storskala produksjon av biogass og gjødsel. Siden biogass har vært lite utbredt i Sør Afrika, så har man naturligvis også liten erfaring med gjødselvirkningen av bioresten. Det er mye litteratur på dette fra andre deler av verden, men det vil kreve noen års erfaring før man blir fortrolig med en slik gjødselvare, spesielt hvis man har blandet inn andre substrater. Innledende forsøk har vært lovende, men prosjektet har vært for kort til at man har kunnet utforske potensialet til denne gjødselvaren i sin fulle bredde.

Immediate and concerted action from researchers, stakeholders and governments are needed to mitigate and combat emissions from livestock production and at the same time replace fossil fuels with environmentally sustainable energy sources. Anaerobic digest ion is a process that can control odours, kill pathogens, limit nitrogen losses, mineralize nutrients and provide energy from livestock manure and human litter. The current situation in Norway and SA today is a low adoption of the biogas technology. The h ypotheses are that the technology, when adopted on a wide scale will contribute to reducing the GHG emissions through substitution of carbon dioxide neutral biogas with fossil fuel and emission of methane from manure storages, and in SA also through preve ntion of deforestation. Implementation of anaerobic digestion on a large scale at mesophilic temperatures is limited by the high cost of digesters, high running costs in form of supplied energy, and technical skills required operating such systems. Simpli fied versions of biogas reactors will be developed with the aim of reducing volume and cost. In cooperation with a rural biogas installation company (Pioneer Plastics), biogas technology will be further simplified and extended for application where infras tructure is incompatible with application of complicated reactors. The study is designed to obtain key information for optimising biogas production rates and yields. The technology will also give employment opportunities and reduce poverty, reducing the n umber of hours spent by women and children on collection of firewood and increasing the research capacity on biogas at graduate and postgraduate levels. A multi-disciplinary approach will be employed, executed by a team consisting of various disciplines w ith the community taking an active part in the research activities. This will ensure that different barriers to technology dissemination and acceptance are adequately investigated and addressed.