Solid Waste Management and Biogas Feasibility in Kigali, Rwanda

Abstract
Rwanda’s capital Kigali has a reputation for being the cleanest city in Africa. Despite Kigali outperforming its neighboring capitals over the last decade with significant progress in waste collection coverage, Solid Waste Management (SWM) remains a key focus area for improvement. Exploring a Waste-to-Energy solution with the aim to contribute to sustainable urban development, transforming biowaste into biogas could help reduce the capital’s waste deposition at Nduba Landfill. This is achieved by addressing three main objects: the current state of SWM in Kigali, the suitable operational parameters for a community-based biogas digester in Rwanda, and the biogas potential and investment costs for a village-scale fixed dome biogas digester in the ongoing pilot project Mpazi Rehousing Project in Mpazi neighborhood. The methodology encompasses a comprehensive approach involving literature review, data analysis, field observations and stakeholder interviews. The results indicate significant potential for biogas production, estimating daily outputs of 42 m3 for maximum resident capacity in Mpazi, titled Scenario I, and 36 m3 at 85% resident capacity, titled Scenario II. The investment costs are projected to be approximately $10,100 for a 70 m3 reactor and $8,600 for a 59 m3 reactor. Implementing small-scale investments, such as the community-based biogas digester, does not only present a more feasible and immediate solution for mitigating waste at Nduba Landfill, but also paves the way for scaling up projects in the capital.
Keywords: Solid Waste Management; Waste-to-energy; Biogas production; Fixed Dome Digester

Sammanfattning
Rwandas huvudstad Kigali har ryktet att vara den renaste staden i Afrika. Trots att Kigali har överträffat huvudstäderna i grannländerna de senaste årtiondena med sin märkbara förbättring i avfallsinsamling, är avfallshanteringen fortfarande bristfällig. Genom att utforska en ”Waste to-Energy”-lösning i form av att omvandla bioavfall till biogas med avsikt att bidra till hållbar stadsutveckling, kan huvudstadens avfallsinsamling och deponering till Nduba-deponin reduceras. Tre huvudsakliga frågor studeras: den nuvarande situationen för avfallshantering i Kigali, lämpliga driftsparametrar för en biogasanläggning i Rwanda och biogaspotentialen samt investeringskostnaderna för en fast kupolbiogasanläggning (fixed dome digester) i pilotprojektet Mpazi Rehousing Project i stadsdelen Mpazi. Studien består av en litteraturundersökning, dataanalys, fältobservationer och intervjuer med aktörer. Resultaten visar att det finns betydande potential för biogasproduktion, med en uppskattad daglig produktion på 42 m3 vid maximal kapacitet för invånare i Mpazi, benämnt Scenario I, och 36 m3 vid 85% kapacitet, benämnt Scenario II. Investeringskostnaderna beräknas vara cirka $10 100 för en reaktor på 70 m3 och $8 600 för en reaktor på 59 m3. Genom att genomföra småskaliga investeringar inom stadsutveckling och hållbarhet såsom en småskalig biogasanläggning, öppnar det upp för möjligheten att våga satsa på större projekt i Kigali.