Biogas på gårdsnivå

Norska Biowaz lanserar nu en anläggning för biogas på gårdsnivå som passar i nordiskt klimat. "Själva anläggningen består av en teknikbod och minst en reaktortank för själva rötningen. Tankarna grävs ner under marken och teknikboden är en 20-fotscontainer av standardtyp där allt är förmonterat. Den yta som minst behövs är 10 gånger 20 meter." Anläggningen kostar omkring 1,5 miljoner för en normalstor gård med 70-80 kor, och producerar då omkring 100 MWh biogas per år. Gasen behöver dock renas ytterliggare för att kunna användas som fordonsbränsle. Reningsanläggningar verkar inte finnas för gårdsskala, men om man samordnar ett antal lantbruk och avloppsreningsverk i en region så borde man kunna få fram lokal fordonsgasproduktion. Om man inte renar gasen så kan den användas till uppvärmning och/eller elproduktion.

Läste någon annanstans nyss om någon regelförändring som ska göra det lättare att installera biogasanläggningar, men kommer inte ihåg var. En sak jag undrar över är vad rötningen innebär för möjligheten att låta gödslet ingå i ett växtkretslopp? Alltså att djuren får bete och vall från gården och att djurens gödsel används till odlingarna. Blir behovet av konstgödsel större med biogasutvinning av naturgödseln?

Ett mycket kort svar till Johan: Näringsinnehåll i stallgödsel är inte något konstant, beror på djursort, utfodring, gödselhantering på gården, spridning, mm mm. Även på en och samma gård varierar näringsinnehåll i gödseln under årets lopp.... Det finns dock schablonvärden att titta på vid olika jämförelser. Nu gör jag en jämförelse mellan biogödseln (slammet som är kvar efter biogasutvinning) från Svensk Biogas (Linköping) som använder blandad gödsel med slakteriavfall och schablonvärdet hämtat från projektet och hemsidan "Greppa näringen", för nöt och svin: Ammoniumkväve i gödsel ca 2-4 kg per ton Ammoniumkväve i slam efter rötning ca 5 kg per ton. Fosfor (som P) i gödsel 1-1,3 kg per ton Fosforn (som P) i rötslam ca 1,05 kg per ton. Alltså, fullt jämförbara. Vid anläggningar som i Linköping och många andra i Skåne, det stora problemet är transporterna av slamm tillbaka till bönderna. Torrsubstanshalten är ju knappt 6 % och man transporterar i princip enorma mängder vatten.... Kostnaderna för att bli av med slammet (certifierad biogödsel som det heter) och därmed att bli kretsloppsvänliga för dessa biogasanläggningar är ett antal miljoner kronor per år. Detta alltså transporten...Nu tänker jag inte på klimatfrågan med dessa hit-och-dit körningar och hur mycket koldioxid som släpps ut... Att hantera biogasproduktion och rötslamspridning lokalt, på egen gård eller några gårdar ihop skulle vara mer klimatvänligt, tycker jag. Men i så fall bör infrastrukturen på insamling och rening av biogas byggas ut. Jag återkommer till biogasproduktion på gårdsnivå med exempel från Kina, där detta görs sedan länge....

Huhh, vad svårt är att skriva i dessa fantastiska sommardagar! Hur som helst, jag återkommer här med temat "Biogasproduktion på gårdsnivå" och exempel från Kina. För ett år sedan var en av mina gamla examensskrivande studenter på en lång studieresa i Kina, med syftet att kolla var, hur och om det fungerar där med ekologiskt sanitet (separerande toaleter, mm) i några kinesiska provinser. Han var i Guangxi och Yunnan provinserna och besökte byar, gårdar, större anläggningar, allt möjligt. Urinseparerade toaletter har han inte träffat så värst många, men biogasproducerande familjejordbruk desto fler! Enkla, robusta, små system där gödsel (svin och ko) blandas med toalettavfall och annat komposterbart i små (8-10 kubikmeter), nedgrävda betongtankar med lock. På tekniskt språk detta heter anaerobic digestion, på svenska rötning. Gasen som bildas i övre delen av tankarna innehåller mest metan med lite koldioxid inblandad. Gasen används direkt som energikälla för värme, kokning samt belysning av husen, året om. Utöver energiproduktion används biogasslammet som gödselmedel på gården. Om jordbrukaren inte har tillräcklig med djur får han mindre mängder gödsel, men då hämtar han från grannen, eller kompletterar med konstgödsel. Utöver nyttan med energi och gödselmedel har rötningen den stora fördelen att metoden hygieniserar såväl djur- som människoexkrementer. Dvs. sjukdomframkallande parasiter, bakterier, virus avdödas i processen. Dessutom luktar gödseln mycket mindre vid spridning. Hur stort är detta i Kina? Citerar från hans rapport: "[Anaerobic digestion]... was first introduced in China by the end of 19th century, but was further developed in the late 70s due to its recognised environmental, hygienic and energy benefits. In the 1970s the Chinese guvernment considered this an important aspect in the modernisation of country´s agricultural sector and 6 million digesters were constructed. The number of digesters has steadily inceased since than and by the end of 2005 they are estimated to 17 million. Since 2003 China has undertaken a national construction plan to enhance the number of biogas-using households to a total of 50 million by 2010. Some of the objectives with this plan is to reduce methane and carbon dioxide emmisions from fossil fuels which are substituted by biogas. Waste treatment is, however, the most significant objective. It has been estimated that 10 million ha of farmland is profoundly polluted by solid organic waste or organic wastewater and that less then 10 procent of wastewater in China is treated today. On the other hand, estimasions also suggested that the total amount of animal manure and human excreta generated yearly could produce 130 billion cubic meter of methane gas. This is in term of energy equal of 93 million tonnes of coal." Stora siffror...men stora miljö och klimatvinster också. Han även jämförde gårdsanläggningarna med större anläggningar i Kina och det som är intressant är följande slutsats: " Finally, a comparision of the Chinese case studies demonstrates that the non-technical, small scale systems were the most succesful ones, both regarding function and in people´s perception. The large scale systems investigated were not operating at full capacity and were not economically sound." Vi är "glest befolkade" jämfört med Kina, men samtidigt vi dömer snabbt ut gårdsanläggningarna och vill satsa på stora centrala anläggningar med långa gödseltransporter (fossilt bränsle baserat, eller hur?). Varför? - undrar jag ofta... Av den mystiska anledningen att "big is best" samt av en förkärlek till allt tekniskt komplicerat och stort? Kanske är dags att tänka om?

Väldigt intressant Zsofia. För att få lite perspektiv på energipotentialerna som du nämner: "estimasions also suggested that the total amount of animal manure and human excreta generated yearly could produce 130 billion cubic meter of methane gas. This is in term of energy equal of 93 million tonnes of coal" 93 miljoner ton kol motsvarar ungefär 60-70 miljoner ton oljeekvivalenter (toe). Användningen av fossila bränslen i EU27 är omkring 1300 miljoner toe, och i Sverige omkring 15 miljoner toe. (Källa: Eurostat, för år 2006)

Vi har även Svenska företag som tar fram biogas anläggningar

Tack Mattias, mycket intressant omvandling till toe och siffror som ger lite perspektiv. Jag har ofta undrat om det finns någonstans uträknat biogaspotentialen i Sverige. Jag menar om någon har nyligen räknat på hur mycket energi kan biogasen bidra till Sveriges totala energibehov (förbrukning)? Då menar jag genom att använda redan befintliga råvaror till biogas (gödsel, toalettavfall, organiska växtrester, slakteriavfall, rester från restauranger, livsmedelsproduktion, mm). Alltså allt som är AVFALL, slängs eller dåligt utnyttjas och INTE scenario-beräkningar av typen "om outnyttjat jordbruksmark skulle odlas med energigrödor, då skulle...". Jag vet att det är rätt svårt att hitta statistik på mängder växtavfall, slakteriavfall, osv, men för t.ex. gödsel finns ju rätt pålitliga data såväl från Jordbruksverket som SCB. Kanske allt som allt kan biogas bidra bara mellan 4-8 % av energibehovet (ren gissning!), men ur ett klimatperspektiv denna siffra skulle vara mycket mer intressant. Jag tänker nu på en artikel jag läste i vintras i Miljöaktuellt (nr 6) då Vinnova har kartlagt kostnaderna för olika klimatåtgärder utifrån de klimatprojekt som genomfördes i Sverige mellan 1997 och 2007. Vinnova kom fram till att "biogas ger störst nytta per krona" -som artikeln också heter. Utvärderingen av tidigare genomförda klimatprojekt visade att den dyraste vägen till minskade klimatgasutsläpp (omräknat allt till koldioxid) är investeringar i infrastruktur och den billigaste är satsningar på biogas. Olika satsningar på infrastrukturändring (från bilskrotning, via miljöbilspremie och järnvägsbygge till cykling) kan kosta mellan 2-22 kr per kilo koldioxid, men när man kommer till biogasprojekt då hamnar man på 0,05-0,4 kr per kilo koldioxid. Visst, förstår jag att åtgärder som riktas till ändrad beteende kostar samhället mer än att bygga en biogasanläggning, men ändå...alla ören kommer ju från samma statskista. Samtidigt vi i Sverige har "dömt ut" biogassatsningarna som dyra under 90-talet och denna rykte lever ju även idag också. Som jag tidigare skrev, förkärleken till centrala, stora biogasanläggningar tog över helt våra hjärnor, trots fördelarna och positiva erfarenheterna (inte minst ekonomiskt med pay-back-time på 3-4 år i t.ex. Asien) med små gårdsanläggningar. Men om man börjar räkna kronorna även som medel för klimattjänst, då borde vi tänka om, eller i alla fall räkna om ekonomin kring biogas.

Företaget Artic Nova i Norrbotten har utvecklat en metod för att uppgradera biogas med låg metanhalt till fordonsgaskvalitet i mindre skala än vad som tidigare var möjligt. Anläggningen är anpassad för att klara av att rena gas från lantbruk med omkring 100 nötdjur. Enligt företaget finns 3000 sådana gårdar i Sverige. I kombination med den anläggning från norska Biowaz som jag skrev om i början av denna tråd så verkar det nu finnas väldigt goda möjligheter att producera fordonsgas lokalt på landsbygden. Gasen kan då användas till att driva jordbrukets fordon samt en privatbilar på landsbygden. Tipstack till Cornucopia?

Från artikel i Ny Teknik:
 

Bönder som i dag väljer att röta till exempel kogödsel kan inte direkt använda gasen som fordonsbränsle eftersom den först måste renas från koldioxid och andra föroreningar till en metanhalt på minst 97 procent.

Vid större rötningsanläggningar finns utrustning för att uppgradera biogasen. Men för mindre jordbruk med små rötkammare har det hittills varit för dyrt.

Per-Olof Karlssons metod, som kallas Biosling, är både enkel och energisnål och hela anläggningen ryms i en container.

Metoden bygger på att koldioxiden löser sig i vatten när trycket i gasen höjs och Biosling klarar detta utan stora, energikrävande kompressorer.

Istället leds gas och vatten omväxlande in i en långsamt roterande slangvinda.

För varje varv som vattnet förs in i slangvindan ökar trycket på gasen och därmed löser sig koldioxiden i vattnet, vilket metangasen inte gör.

- Vi pumpar in vattnet och gasen vid 2 bars tryck och höjer det till 10 bar. Vid 7,4 bars tryck löser sig koldioxiden, förklarar Per-Olof Karlsson.

Efter färden genom slangvindan har metanhalten ökat från ungefär 65 procent till 94 procent. Samtidigt har gasen renats från oönskat svavel och kväve

För att få bort ytterligare koldioxid renas sedan gasen i en så kallad vattenskrubber där biogasen pressas genom vattnet under tryck.

Den färdiga fordonsgasen komprimeras, lagras i gasflaskor och kan sedan användas för att driva exempelvis gårdens traktorer.

Energimyndigheten har beviljat ett lån till Flinga Biogas AB för att utveckla en anläggning som utvinner biogas ur gödsel.

Intresset för biogas är stort, och dessutom i ökande. Råvara för gasframställning finns i stor utsträckning inom lantbruket. Stora anläggningar som processar blöt råvara är relativt känd teknik, mindre anläggningar som tar hand om torrare råvara och omvandlar denna till biogas är dock svårare och därför mindre känd teknik. Målsättningen med projektet är att göra småskalig biogasproduktion ekonomisk lönsam och att lantbruk kan bli delvis självförsörjande på energi.

En annan målsättning är att stimulera en utveckling som leder till en ökad produktion av förnybara bränslen i form av biogas. Energimyndigheten har tidigare i år publicerat rapporten ”Förslag till sektorsövergripande biogasstrategi” som visar att den totala mängden biogas genom rötning kan öka från dagens cirka 1,5 till mellan 3 och 4 TWh vilket motsvarar runt en procent av Sveriges totala förbrukning.

SLU satsar på småskalig biogasproduktion och -användning på en ny forskningsgård:

Man satsar 300 miljoner kronor i nya stallar för mjölkkor, grisar och fjäderfä och 28 miljoner kronor i en ny biogasanläggning och en biogasmotor som får en effekt av 500 kW el och 500 kW värme.

- Det innebär att Lövsta i det närmaste blir självförsörjande både med el och värme. Hösten 2011 ska både motorn och stallar vara i drift

http://www.nyteknik.se/nyheter/energi_miljo/bioenergi/article3047672.ece

Branschföreningen Svensk Energigas har startat en namninsamling för att uppmana regeringen att förlänga de statliga stöd till biogasproduktion som går ut nästa år.

Intresset från regeringen verkar ha avstannat. Flera viktiga ekonomiska styrmedel går ut nästa år och det saknas förslag för att öka biogasproduktionen. Efter att i flera år väntat på politiska signaler börjar allt fler aktörer tveka och volymerna stagnerar. Detta måste regeringen inse och därför gör vi detta upprop. Alla som vill kan skriva under och skicka en signal till regeringen att detta är viktigt.

Vi vill att regeringen:

• Inför kraftfulla och långsiktiga styrmedel för biogas
• Ger marknaden en tydlig politisk signal om biogasens värde i omställningen
• Fortsätter att prioritera det svenska försprånget inom biogasområdet

Uppropet kan skrivas på här

Det finns goda skäl att ge extra stöd (utöver de stöd som direkt eller indirekt ges till andra förnybara energikällor) till produktion av biogas från olika organiska restprodukter. Om inte restprodukterna tas till vara så kommer växthusgasen metan läcka ut i atmosfären. Produktionen av biogas i Sverige var 1,4 TWh år 2010. Om alla planerade och pågående biogsaprojekt i landet färdigställs så ökar produktionen - enligt branschen - till ungefär 3 TWh redan nästa år.

Tidigare studier visar på en potential på 4-5 TWh/år från olika restprodukter.

Branschen bedömer dock att potentialen är runt 15 TWh/år, varav 10 TWh/år kan utvinnas "utifrån ekonomiska förutsättningar". Utöver det så hävdar branschorganisationen att skogsbrukets restprodukter genom termisk förgasning kan ge 59 TWh biogas per år.

I dagens budgetproposition (s.74) anges stödet till biogas förlängs:

I denna proposition föreslår regeringen en förlängning och förstärkning av stödet för utökad produktion, distribution och användning av biogas och andra förnybara gaser genom att ytterligare 280 miljoner avsättts för detta ändamål under perioden 2013–2016.