Techno-economic study on biogas power plant from municipal solid waste in Indonesia

Indonesia is the fourth most populous country in the world with a current population of more than 260 million people and is expected to be 284 million people in 2025. This population growth leads to an increase in municipal solid waste production and energy demand. Waste-to-energy (WTE) power plant can become a solution for the problems of poor waste management and increasing energy demand. In this study, two types of biochemical waste treatment, i.e. anaerobic digestion and landfill gas recovery, are compared from the technical and economical point of view. This study begins with kinetic modeling of both scenarios based on the waste treatment process that has been chosen to gain knowledge on the potential of biogas production from municipal solid waste in Indonesia, in particular at Piyungan landfill located in Yogyakarta. Then, a feasibility study was conducted to see if both scenarios are feasible to be executed in Indonesia, starting from the initial capital cost, operation and maintenance costs, and feed-in tariffs referring to International Renewable Energy Agency and the regulations applied in Indonesia. In the end, a sensitivity analysis is made by varying three parameters to see their impacts on the net present values for both scenarios. The results show that, compared to anaerobic digestion, landfill gas recovery requires less waste to obtain the same amount of methane over the lifetime of the power plant. Both scenarios are economically feasible to be applied in Indonesia. Landfill gas recovery is a more attractive option since it has a higher net present value and internal rate of return.

L'Indonesia è il quarto paese più popoloso al mondo con abitanti di oltre 260 milioni di persone e nel 2025 si prevede che saranno 284 milioni di persone. Questa crescita aumenta la produzione di rifiuti solidi urbani e le richieste di energia. La centrale elettrica Waste-to-energy (WTE) può diventare una soluzione per i problemi legati alla cattiva gestione dei rifiuti e all'aumento della richiesta di energia. In questo studio, sono confrontati due tipi di trattamento biochimici dei rifiuti (digestione anaerobica e recupero dei gas di discarica) dal punto di vista tecnico ed economico. Questo studio inizia con la modellazione cinetica per i due scenari basati sul processo di trattamento dei rifiuti che è stato selezionato per ottenere conoscenze sulle potenzialità di produzione di biogas dai rifiuti solidi urbani in Indonesia, in particolare dalla discarica di Piyungan situata a Yogyakarta. Successivamente, è stato condotto uno studio di fattibilità per verificare se i due scenari sono realizzabili in Indonesia, a partire dal il costo iniziale capitale, i costi operativi e di manutenzione, e le tariffe feed-in relative all'Agenzia internazionale per le energie rinnovabili e i regolamenti che sono applicati in Indonesia. Alla fine, un'analisi di sensibilità è stata eseguita variando tre parametri per analizzare le loro influenze sui valori attuali netti dei due scenari. I risultati mostrano che, rispetto alla digestione anaerobica, il recupero dei gas di discarica richiede meno rifiuti per ottenere la stessa quantità di metano nel corso della vita della centrale. Entrambi gli scenari sono economicamente fattibili per essere implementati in Indonesia. Il recupero del gas di discarica è un'opzione più interessante poiché il valore attuale netto e il tasso di rendimento interno sono più elevati. Parole Chiave: Indonesia, impianto di smaltimento rifiuti, biochimica, digestione anaerobica, recupero di gas di discarica, modellizzazione cinetica, studio di fattibilità