Reduction in Specific Energy Consumption of Overall Biogas Upgrading and Biomethane Liquefaction Process: Energy and Exergy Analysis

Khan, Javed; Saif-ul-Allah, Muhammad Waqas; Qyyum, Muhammad Abdul; Ahmed, Farhana; Yasin, Muhammad; Hussain, Arif; Gillani, Zeeshan; Bazmi, Aqeel Ahmed

doi:10.1016/j.enconman.2022.116269

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“…As concerns scenario A, both the FeCl 3 and the activated carbons were excluded from the analysis since their amounts were lower than 1% of the input flows and they were considered not relevant for the whole result. The valuable products, resulting from scenario A (mainly the slow releasing fertilizer, the beverage-grade CO 2 , and the electricity surplus), were enhanced by environmental credits with negative values to quantify the avoided impacts of the primary production [30][31][32][33][34][35][36][37]. The extraction process selected for scenarios B and C was related to methane, and it included natural gas extraction and the further removal of water, hydrogen sulfide, and higher hydrocarbons.…”

Section: Lca Methodologymentioning

confidence: 99%

“…Some authors have investigated biomethane's LCA via biogas and syngas [29], biomethane vs biohydrogen [30], biomethane as a diesel substitute [31], and LNG vs biomethane [32]. Others have conducted studies and detailed LCAs about biomethane with different plant configurations, substrate mixtures, and CO 2 capture technologies [33][34][35][36][37][38][39][40][41][42][43]. LCAs and environmental analyses have also been carried out for LNG that are, for instance, focused on different re-liquefaction systems [44] or different uses as marine fuel [45,46], bus fuel [47], or truck and heavy-duty vehicle fuel [48][49][50].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Life Cycle Assessment of Biomethane vs. Fossil Methane Production and Supply

et al. 2023

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Considering the current geopolitical situation that has hindered the gas supply gas from Russia, Europe’s main supplier, it is necessary to find alternative routes to guarantee the Italian gas stocks in winter at a reasonable cost. Such energetic strategies should consider the environmental sustainability of the different available options, fitting the targets of the EU environmental policy. With the aim of supplying a quantitative tool to support the European green transition, this paper reports the entire life cycle assessment (LCA) of three different options for the production and supply of natural gas/methane in Italy: the production of biomethane from biogas (considering a real-scale plant in Italy), the use of liquefied natural gas (LNG) supplied by Qatar by vessel, and the use of compressed gas delivered from Algeria via pipeline. The application of the LCA standardized method allowed for the quantification of the environmental benefit provided by the first option, against all the considered impact categories, thanks to a combination of several advantages: (a) its low-impact anaerobic production, (b) its exploitation of a waste product from the food/agriculture industries, and (c) its production of valuable by-products, which can be considered environmental credits. The results proved the possible environmental gain resulting from an integrated energy supply system that would be able to enhance the economic fabric of specific areas.

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Section: Lca Methodologymentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Life Cycle Assessment of Biomethane vs. Fossil Methane Production and Supply

et al. 2023

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“…Renewable energy gases such as biomethane are expected to replace natural gas, provided they strictly comply with the quality standards for natural gas, which prescribe maximum levels for various trace chemicals [9]. Biogas is considered one of the most promising alternative renewable fuels, but the raw biogas must be upgraded before it can be used in vehicles or injected into the natural gas grid, and the resulting biomethane must be liquefied to be transported to distant locations [10]. However, in order to sustainably integrate these gases into the current energy mix, their quality must be controlled in terms of their major, minor and trace components in order to maintain the integrity of the infrastructure in which they are burned, transported or stored [11].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Bibliometric Analysis of Renewable Natural Gas (Biomethane) and Overview of Application in Brazil

Machado,

Ávila,

de Carvalho

2024

Energies

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In view of the increasing demand for clean energy and the growing awareness of environmental sustainability, a bibliometric study examines the various facets of renewable natural gas (biomethane). Sustainable fuels are gaining importance as an alternative to fossil fuels because they are renewable and can reduce greenhouse gas emissions. In addition, an overview of the use of biomethane was compiled for Brazil. The country was chosen because it is the authors’ home country. These emerging energy sources have the potential to play a critical role in the transition to a cleaner, more sustainable and cost-effective energy landscape, thereby reducing environmental impact and strengthening the resilience of our energy future.

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“…Para permitir identificar quão significativo é o potencial da energia química do biogás, utilizou-se como métrica a distância que pode ser percorrida por um veículo de transporte com capacidade de carga de até 58 toneladas, movido a biometano. A estimativa considerou o custo energético da conversão do biogás em biometano acrescido do consumo de biometano de veículo, i. e., cerca de 0,46 MJ ton elada -1 km -1 , que é o consumo médio estimado do transporte rodoviário (KHAN et al, 2022;MADHUSUDHANAN et al, 2020). Considerou-se a independência de energia elétrica da granja a partir da energia do biogás.…”

Section: Metodologiaunclassified

Estudo das externalidades do biogás na matriz energética do Brasil

Castro

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A agropecuária brasileira está entre as maiores do mundo, com destaque na produção de proteínas e de grãos. Para o tratamento dos resíduos orgânicos oriundos dessa enorme produção agropecuária é necessário adequar as técnicas produtivas brasileiras para o atendimento também da legislação ambiental. Nesse sentido, a digestão anaeróbia é atualmen te uma das opções mais consolidadas no Brasil e apresenta oportunidades diante de outras técnicas, como a compostagem e a produção de biogás. Este biocombustível pode ser purificado a biometano ou permitir a geração de hidrogênio verde, o que pode promover diversas oportunidades ao planejamento energético brasileiro. Essas oportunidades ou impactos decorrentes da utilização de fontes renováveis de energia podem ser internalizadas em análises econômicas mais aprofundadas que englobam também externalidades en volvidas. Na literatura, apesar de reconhecidas, as externalidades do biogás são pouco exploradas, em especial com relação à quantificação econômica. Nesta pesquisa foi proposta uma metodologia para quantificação de uma série de externalidades relacionadas à geração de energia elétrica por meio da queima do biogás. O valor econômico do conjunto de externalidades do biogás pode superar, em alguns casos, o valor da energia elétrica gerada por esse combustível. Avaliou -se também, comparativamente, o valor das externalidades da geração de energia elétrica por meio do biogás e de sistemas fotovoltaicos, demonstrando que as externalidades do biogás superam o valor econômico das de sistemas fotovoltaicos. Essas valiosas constatações reforçam a importância do aprimoramento das políticas públicas brasileiras de incentivo às fontes renováveis e do planejamento energético como um todo. Atualmente, no Brasil, incentiva-se igualmente a geração distribuída de energia de fontes renováveis, por meio de uma única tarifa net metering. Como forma de impulsionar o crescimento da produção de biogás no país, avaliaram-se, por meio de simulação, a produção mais automatizada de biogás e aspectos econômicos da implementação de sistemas de aquecimento com revolvimento e diferentes espessuras de isolamento em biodigestores do tipo lagoa coberta. Os resultados dessa simulação indicaram que em um biodigestor instalado na Zona da Mata mineira, na latitude de 20° 34’ 07,2’’ S, foi possível aumentar a produção de biogás em até cerca de 12%. Concluiu-se que, em climas mais frios do que o do local estudado, a viabilidade econômica dos sistemas simulados pode ser cerca de até 10 vezes maior. Tendo em vista as externalidades ambientais positivas do biogás e a pequena exploração do seu potencial de produção, avaliaram-se rotas e o potencial de produção dos seus derivados biometano e, ou, hidrogênio verde a partir de resíduos orgânicos da pecuária, produção vegetal e saneamento urbano. Essa avaliação apontou que o potencial brasileiro seria suficiente para substituir mais da metade da demanda dos combustíveis não renováveis do setor de transportes do país, que atualmente é o de maior demanda energética. Assim, nesta pesquisa foram evidenciados aspectos do planejamento energético como forma de permitir ao Brasil aumentar a renovabilidade energética em sua matriz, por meio do uso mais intensivo do biogás ou de seus derivados biometano e, ou, hidrogênio verde. Palavras-chave: Biodigestão. Energia renovável. Planejamento energético. Hidrogênio verde. Automação.

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Reduction in Specific Energy Consumption of Overall Biogas Upgrading and Biomethane Liquefaction Process: Energy and Exergy Analysis

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Life Cycle Assessment of Biomethane vs. Fossil Methane Production and Supply

Life Cycle Assessment of Biomethane vs. Fossil Methane Production and Supply

Bibliometric Analysis of Renewable Natural Gas (Biomethane) and Overview of Application in Brazil

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