Emergy analysis the management of rice straw for energy purposes

Abstract

The management of crop residues in Cuba has made significant progress; however, it still does not consider the energy potential. In this paper, four alternatives of rice production are evaluated: 1) the basic scenario that is currently used; 2) the production of electricity from the anaerobic digestion of rice straw is delivered to the national electric power system; 3) the electric energy self-sufficiency; and 4) the replace 60% of the diesel fuel by biomethane. Emergy analysis was carried out, which the following indices: the environmental loading ratio (ELR), emergy yield ratio (EYR), emergy investment ratio (EIR), emergy exchange ratio (EER), and the emergy sustainability index (ESI). The values ESI = (6.46, 14.05, 15.67, 24.38) shows that the energy use of rice straw is sustainable in the long term.

Keywords:

Waste, rice straw, biogas, emergy, sustainability.

RESUMEN

El manejo de residuos de cultivos en Cuba ha avanzado significativamente; sin embargo, todavía no considera el potencial energético. En este trabajo se evalúan cuatro alternativas de producción de arroz: 1) el escenario básico que se utiliza actualmente; 2) la producción de electricidad a partir de la digestión anaeróbica de la paja de arroz se entrega al sistema eléctrico nacional; 3) el autoabastecimiento energético; y 4) la sustitución del 60% del combustible diesel por biometano. Se realizó un análisis emergentico de los sistemas propuestos, que baso en la obtención de los siguientes índices: el índice de carga ambiental (ELR), el índice de rendimiento de emergía (EYR), el índice de inversión de emergía (EIR), el coeficiente de intercambio de emergía (EER) y el índice de sostenibilidad de emergía (ESI). Los valores ESI = (6.46, 14.05, 15.67, 24.38) muestran que el uso energético de la paja de arroz es sostenible a largo plazo.

Palabras clave:

Desechos, paja arroz, biogas, emergía, sostenibilidad.