BUCEFALOS. Uppföljning av miljöeffekter

Transkript

1 BUCEFALOS Uppföljning av miljöeffekter

2 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 2 (22) Administrativa uppgifter Beställare Malmö stad, miljöförvaltningen Rasmus Fredriksson Tel E-post: rasmus.fredriksson@malmo.se Konsult ÅF-Infrastructure AB Hallenborgs gata 4 Box Malmö Telefon Säte i Stockholm Org.nr Uppdragsledare Niklas Ruijsenaars Tel Mobil E-post: niklas.ruijsenaars@afconsult.com Konsult Karl Magnus Adielsson Tel Mobil E-post: karlmagnus.adielsson@afconsult.com

3 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 3 (22) Executive Summary Bucefalos is an environmental project that has examined the conditions for production of biogas from aquatic substrates such as clams, seaweed, microalgae, and reed from wetlands. The project was initiated in 2012 and is to be completed during The consultancy firm ÅF has evaluated the results of the project in two reports. The first considers the socio-economic effects of the project. The second, i.e. this report, deals with the environmental effects of the project. The evaluation is based on reports and other written project material, as well as semi-structured interviews with employees from the participating organizations Region Skåne and the municipalities of Malmö and Trelleborg. The overall conclusion based on the evaluation findings is that the project participators have managed to achieve most of the project goals. Some goals were not achieved, especially regarding testing of various productions techniques. However, in these areas valuable data has been collected that can be used for future investments. Production of biogas from four different aquatic substrates algae on the beach, microalgae, wetland vegetation and blue mussels have been tested and evaluated within the project. Furthermore, fish waste and bycatch has been evaluated as a fifth substrate through a theoretical potential study. Results show that there is future potential in all techniques evaluated within Bucefalos. The techniques that have been practically tested actually work. However, the production of biogas and fertilizers based on aquatic substrates is currently not cost-effective. The low cost of fossil fuels and artificial fertilizers means that fuel and fertilizers derived from aquatic biomass is not competitive. Artificial fertilizers and fossil fuels are nevertheless none renewable resources that contribute to various environmental problems such as global warming and eutrophication. Hence, there lies a possible long-term feasible potential in aquatic biomass. However, the lack of economic incentive and the difficulty of receiving financing for future ventures are major challenges. Bucefalos has also achieved actual environmental effects within various areas. The cultivation of microalgae in a sewage treatment facility and wetland plants in production wetlands has contributed to decreasing the level of nutrients in the sea deriving from wastewater and storm water. The cultivation of mussels and the harvest of algae from beaches have contributed to increasing the retention of nutrients from the sea. Thereby, the project has worked against eutrophication in a number of ways. Another positive environmental effect is increased biodiversity in the areas of production wetlands. Last but not least, the production of biogas from aquatic substrates has in fact reduced carbon dioxide emissions.

4 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 4 (22) Sammanfattning Miljöprojektet Bucefalos har sedan 2012 undersökt förutsättningarna för framställning av biogas med akvatiska substrat såsom blåmusslor, tång, mikroalger och vass. Projektresultaten har utvärderats av konsultföretaget ÅF på uppdrag av Malmö stad. Utvärderingen har resulterat i två rapporter en som behandlar projektets socioekonomiska effekter och denna rapport som redogör för projektets miljöeffekter. Utvärderingen baseras på rapporter och annat skriftligt material från projektet samt semistrukturerade intervjuer med anställda från de projektdeltagande organisationerna Region Skåne, Malmö stad och Trelleborgs kommun. Den övergripande bilden är att Bucefalos har uppfyllt de flesta projektmål relativt väl. Vissa mål har inte uppnåtts, vilket framförallt gäller praktiskt testande av produktionstekniker. Även i dessa fall har dock projektet uppnått vissa resultat på ett mer teoretiskt plan, vilket kan ligga till grund för framtida insatser. Bucefalos har testat och utvärderat produktion av biogas från fyra olika akvatiska substrat - alger på stränder, mikroalger, våtmarksvegetation och blåmusslor. Utöver dessa har ett femte substrat fiskrens och bifångster utvärderats i en teoretisk potentialstudie. Resultaten från Bucefalos visar att samtliga utvärderade tekniker har potential och att de tekniker som har testats i praktiken fungerar. Dock är produktion av biogas och gödsel med akvatiska substrat i dagsläget inte kostnadseffektiv. Låga priser på fossil energi och handelsgödsel gör att akvatisk biomassa än så länge inte är en konkurrenskraftig källa till energi och gödsel. Handelsgödsel och fossila bränslen är emellertid ändliga resurser som bidrar till miljöproblem i form av övergödning och global uppvärmning, vilket talar för att det kan finnas en långsiktig potential i akvatisk biomassa. Det är dock en utmaning att skapa ekonomiska incitament och finansiering för vidare satsningar inom området. Utvärderingen pekar även på utmaningen att finna avsättning för slutprodukterna, vilket sannolikt kräver en högre förädlingsgrad i produktionsprocessen. Bucefalos har även åstadkommit konkreta miljöeffekter inom flera områden. Odling av mikroalger i reningsverk och våtmarksväxter i produktionsvåtmarker har bidragit till minskade utsläpp i havet av näringsämnen från avloppsvatten och dagvatten. Samtidigt har musselodling och skörd av alger på stränder medfört ökat upptag av näringsämnen från havet. Således har övergödningen motverkats på flera plan. En annan positiv miljöeffekt är ökad biologisk mångfald i anslutning till produktionsvåtmark. Slutligen har produktionen av biogas från akvatisk biomassa bidragit till minskade koldioxidutsläpp.

5 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 5 (22) Innehållsförteckning EXECUTIVE SUMMARY... 3 SAMMANFATTNING INLEDNING BAKGRUND METOD AVGRÄNSNING BUCEFALOS GENOMFÖRANDE Alger på stränder Mikroalger Våtmarksvegetation i produktionsvåtmarker Odling av musslor Fiskrens och bifångster MILJÖMÄSSIGA RESULTAT Alger på stränder Mikroalger Våtmarksvegetation i produktionsvåtmarker Odling av musslor Fiskrens och bifångster SLUTDISKUSSION KÄLLOR Intervjuer Övrigt underlag... 22

6 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 6 (22) 1 Inledning Bucefalos är ett pågående miljöprojekt i Region Skånes, Malmö stads och Trelleborgs kommuns regi. Dessa tre aktörer har tillsammans, inom ramen för projektet, undersökt olika metoder för att framställa biogas från akvatiska substrat, det vill säga vattenväxande biomassa såsom blåmusslor, tång, mikroalger och vass. Projektet bygger på ambitionen att förbättra vattenmiljön och samtidigt dra nytta av överflödig biomassa för att producera förnybar energi och andra produkter av samhälleligt värde. Bucefalos har delfinansierats av EU-kommissionen som via Life+ har bidragit med nästan 16 miljoner kronor. Resterande 16 miljoner kommer från de tre deltagande organisationerna. Projektet har pågått sedan hösten 2012 och avslutas under våren Konsultföretaget ÅF har utvärderat projektet under dess slutskede på uppdrag av miljöförvaltningen, Malmö stad. Utvärderingen har delats upp i två rapporter där föreliggande rapport behandlar miljöeffekter och den andra rapporten avser socioekonomiska effekter. 2 BAKGRUND Bucefalos är en akronym för BlUe ConcEpt For A Low nutrient/carbon System regional aqua resource management. Projektet vilar på grundtanken att akvatisk biomassa potentiellt skulle kunna fungera som substrat för biogasproduktion. Genom att skörda tång från stränder och hamnar, odla blåmusslor i havet, anlägga produktionsvåtmarker i jordbrukslandskapet och odla alger i avloppsvatten skulle övergödningen av haven kunna motverkas. Rötning av de skördade substraten skulle kunna skapa förutsättningar för en förnybar energiproduktion. Resterna från rötningsprocessen är en näringsrik massa som sedan skulle kunna användas som gödningsmedel i jordbruket. Sammantaget uppstår då en kretsloppscirkulation som angriper flera olika miljöproblem på ett symbiotiskt sätt. De åtgärder som vidtas och de tekniker för näringsfång genom akvatisk biomassa som utvecklas inom ramen för Bucefalos kan minska övergödningsproblemen i Östersjön och Öresund samtidigt som flera positiva bieffekter skapas såsom ökad biologisk mångfald och nya förutsättningar för näringsverksamhet. Bucefalos har tre huvudsakliga deltagande organisationer: Region Skåne, Malmö stad och Trelleborgs kommun. Utöver dessa har privata företag upphandlats för att hantera drift av substratodling och en biogasanläggning. Ett stort antal organisationer och myndigheter har deltagit i en referensgrupp och i de workshops som har hållits med jämna mellanrum. Trelleborgs kommun har ansvarat för en biogasanläggning, odling av mikroalger i ett reningsverk samt för skörd av tång på ständer och i en småbåtshamn. Driften av biogasanläggningen har ombesörjts av Norups gård på uppdrag av kommunen. Malmö stad har drivit en pilotanläggning för musselodling i Öresund med hjälp av SEA-U, en förening som arbetar med marin pedagogik och utveckling. Region Skåne har varit samordnare av projektets kommunikations- och dialoginsatser

7 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 7 (22) genom potentialstudier och workshops. En mer detaljerad beskrivning av de genomförda aktiviteterna återfinns i kapitel 5. 3 Metod Denna uppföljning utvärderar resultaten som uppnåtts inom Bucefalos och analyserar effektiviteten av de aktuella åtgärderna. För att möjliggöra detta har en stor mängd material från Bucefalos sammanställts och bedömts. Utvärderingen har även baserats på information från semistrukturerade intervjuer med anställda från Region Skåne, Malmö stad och Trelleborgs kommun som har arbetat aktivt i projektet. Intervjuerna genomfördes som gruppsamtal à 2-3 timmar med projektmedarbetare från respektive organisation. Samtliga intervjuer spelades in, med respondenternas samtycke. Samtalen inleddes med en övergripande introduktion där respondenterna berättade om projektets genomförande och sina respektive roller. Därefter behandlades miljöeffekterna under cirka en timme, innan fokus skiftade till de socioekonomiska effekterna. Baserat på data från projektet har kvantitativ och kvalitativ analys gjorts av faktiska resultat såväl som den realiserbara potentialen för Bucefalos anläggningar och substrat från akvatiskt biomassa. Rimligheten i antaganden och resultat har stämts av med projektmedlemmar under arbetets gång. Figur 1 visar en schematisk bild av utvärderingsmetodiken. Datainsamling, litteraturstudie och informationssökning via forskningsdatabaser och projekthemsidan. Sammanställning av projektmål, bakgrund och syfte. Genomgång av genomförda studier. Intervjuer med projektdeltagare. Samtal med aktörer. Identifiering och analys av miljöeffekter. Beräkning av definierade parametrar. Identifiering och analys av påverkansfaktorer. Figur 1. Utvärderingsmetodens tre steg. Schematisk bild över metodiken för utvärdering av projektets miljöeffekter.

8 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 8 (22) 4 Avgränsning Eftersom utvärderingen har genomförts under projektets slutfas har det inte funnits möjlighet att utföra uppföljningsintervjuer eller kartlägga effekter som har framkommit först efter att projektet avslutats. Projektet utgör en del av mer långsiktiga processer både lokalt och regionalt med koppling till projektdeltagarnas ordinarie verksamheter och andra pågående eller avslutade projekt. Utvärderingen har dock, om inget annat anges, haft fokus på Bucefalos. 5 Bucefalos genomförande Nedan beskrivs kortfattat vilka aktiviteter som genomförts inom Bucefalos i respektive projektdeltagares regi. Trelleborg - En uppskalad anläggning för produktion av biogas har byggts. - En odlingsanläggning för mikroalger i anslutning till reningsverket i Smyge. - Två anläggningar med produktionsvåtmarker för produktion av våtmarksvegetation. - Studiebesök och workshops. Trelleborgs kommun har inom ramen för projektet tagit fram en fullskalig biogasproduktion baserad på bland annat alger och tång. Biomassan som är basen för produktionen har samlats upp från kommunens stränder och produktionsvåtmarker. På så sätt skapas en möjlighet att effektivisera näringsupptaget i våtmarkerna och fungerar som en källa för förnyelsebar energi. Projektet har även startat upp en testanläggning för rening av avloppsvatten genom att odla mikroalger. Mikroalgerna kan också kunna användas som råvara i biogasanläggningen. Malmö - Musselodlingsriggar teknikutveckling av produktion och skörd. - Potentialrapporter för substrat av akvatisk biomassa. - Studiebesök och workshops. Inom ramen för projektet har Malmö stad via SEA-U Marint Kunskapscenter anlagt storskaliga musselodlingar i Öresund. Musslorna renar sundet från näringsämnen och tas sedan omhand genom förnyelsebar energiproduktion eller andra nyttoändamål. Region Skåne - Potentialrapporter för substrat av akvatisk biomassa i ett regionalt perspektiv. - Workshops. - Slutkonferens.

9 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 9 (22) Biogasen är för Skåne en av vägarna framåt för lägre koldioxidutsläpp från energianvändning och transporter i regionen. En viktig del i Bucefalos har varit att kartlägga potentialen för länet och marknadsföra Skånes satsningar på att använda akvatiska resurser för hållbart nyttjande och biogasproduktion. Projektgruppen har därför aktivt deltagit i och ordnat workshops och seminarier och samverkar med andra EU-projekt i Skåne och övriga Europa, bla. på Green Week i Bryssel. Inom ramen för Bucefalos har potentialen för produktion av akvatisk biomassa från nedanstående fem olika substrat testats och utvärderats i olika pilotanläggningar. 1. Alger på stränder 2. Mikroalger 3. Våtmarksvegetation 4. Odling av blåmusslor 5. Fiskrens och bifångster (endast teoretisk potentialstudie) I avsnitt 5.1 till 5.5 nedan redogörs för arbetet med respektive substrat. 5.1 Alger på stränder Alger fyller flera viktiga ekologiska funktioner. Bland annat producerar gröna alger i världshaven uppemot hälften av allt tillgängligt syre i atmosfären. Trelleborgs kommun har under tidigare projekt kartlagt hur mycket alger 1 som samlas på stränderna i kommunen. Mängden alger som finns tillgängligt i Trelleborgs kommun är ton per år från stränderna samt cirka ton per år från Smygehamn. Den totala mängden alger längs Trelleborgs kust (0-10 meters djup) är uppskattad till ton torrvikt per år. Algerna luktar illa och utgör ett hinder för att nyttja stränderna för bad och rekreation. Idag sker insamling av alger på badstränderna för att skapa algfria badstränder sommartid. Den faktiska mängden alger som samlas in idag från stränderna är cirka ton våtvikt per år. Algerna samlas ihop, läggs på upplag och återförs till havet på hösten eftersom organiskt material ej får deponeras. Inom ramarna för Bucefalos har tång samlats in från stränderna i Trelleborgs kommun och rötats i en fullskalig biogasanläggning. Eftersom tång och alger innehåller tungmetaller, framförallt kadmium, måste materialet hanteras med försiktighet. Det finns gränsvärden för bland annat mängden kadmium som algerna får innehålla. Därför måste provtagning och analys göras innan algerna tas in i biogasanläggningen. Lantbrukare i Trelleborgs kommun tar gärna emot rötrester från biogasanläggningar som jordförbättringsmedel eftersom det innehåller mullämnen och svavel som är bristämnen i jordarna. Jordarna i området är till övervägande delen tunga lerjordar och jordbruken har liten eller ingen djurproduktion. Algerna kan i dessa fall ge positiva effekter på jordens odlingsegenskaper. 1 Med alger avses här de alger och vattenväxter som hamnar på stränderna och i folkmun kallas för tång, i själva verket består blandningen vanligen av brunalger (ofta blåstång), rödalger, grönalger samt ålgräs (fröväxt).

10 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 10 (22) Figur 2. Alger på stranden i Trelleborgs kommun. 5.2 Mikroalger Avloppsvatten innehåller höga halter av näringsämnen som kan bidra till övergödning av sjöar, vattendrag och hav. Mikroalger har en stor potential för att användas till näringsämnesupptag i reningsverk, kombinerat med biogasproduktion av den avskilda algmassan och slutligen återförsel av näringen i rötresterna till åkermarker. Tillväxthastigheten för mikroalger är mycket snabb, vilket gör dem till effektiva näringsupptagare även i ett reningsverk där vattenomsättningen är hög. Mikroalgerna tål även mycket höga näringsämneshalter och växer yteffektivt. Inom ramarna för Bucefalos har en anläggning för produktion av mikroalger anlagts i anslutning till reningsverket i Smyge med god tillgång på näringsämnen. Fem olika algodlingsystem har utvärderats med avseende på algtillväxt och näringsupptag per volymsenhet. Resultatet är att öppna dammar, så kallade raceways, har bedömts som mest effektivt och robust. Processen har utförts i en växthusliknande byggnad som ger klimatmässigt gynnsamma förhållanden. Energisnål LED-belysning i rött och blått ljus tillförs för att processen skall erhålla tillräckligt med ljus. En separator har använts för att skilja algerna från vattnet och överföra algbiomassan till biogaskammaren. Algodlingsförsöken körs direkt på inkommande vatten, inga konflikter med fällningskemikalier sker således. För att upprätthålla hög produktion behöver mikroalger mer koldioxid än vad de kan utvinna ur luften, därför tillförs koldioxid från biogasverket. Algbiomassan kan återföras till biogaskammaren

11 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 11 (22) Figur 3. Odling av mikroalger i en så kallad raceway 5.3 Våtmarksvegetation i produktionsvåtmarker Produktionsvåtmarker är ett bra sätt att använda vattensjuka och lågproduktiva delar av jordbruksmarker. Bland nyttoeffekterna finns återvinning av näringsämnen, vattenrening, ökad biologisk mångfald, rekreation, ökad vattenhållning i landskapet samt motverkan av översvämningar. Inom Bucefalos har Trelleborgs kommun anlagt en produktionsvåtmark vid Tullstorpsån, och ett försöksområde för produktionsvåtmarker inom Albäcksområdet. Det har även startats upp ett markägarinitiativ kring Albäcksån där man sökt upp markägare som är intresserade av att anlägga våtmarker och produktionsvåtmarker. Ett kontrollprogram för våtmarkerna har inrättats. De anlagda produktionsvåtmarkerna fungerar som substratkälla för energiutvinning. Figur 4. Våtmarker vid Albäcksån, Trelleborgs kommun

12 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 12 (22) Effektiviteten hos olika våtmarksväxter, skördemetoder, våtmarksutformningar med mera har utvärderats i ett försök med två våtmarker, en anlagd och en referensvåtmark, med en sammanlagd storlek på 0,5 hektar. Den anlagda våtmarken består av en buffertdamm och tolv försöksdammar nedströms. Möjlighet att tömma markerna på vatten finns. 5.4 Odling av musslor Inom Bucefalos har förutsättningarna för odling av blåmusslor i Öresund utretts med fokus på riggtyper och odlingssubstrat. Öresunds havsmiljö med strömmande vatten och omfattande vattenutbyte, relativt hög salthalt (10-15 promille) och stor näringstillförsel gör området till ett bra område för odling av blåmusslor, vilket framgår av de stora musselbankar som finns i området. Den totala biomassan uppskattas till ton utspritt över ett område på 72 kvadratkilometer. Dessa bankar filtrerar Öresunds vatten dagligen då musslorna fungerar som minimala reningsverk som filtrerar stora mängder vatten och suger åt sig näring genom att äta växtplankton. När musslorna dör bryts de ner och näringen återförs till vattnet, men om musslorna istället skördas innebär det även skörd av näringsämnena, vilket är ett sätt att minska övergödningen av havet. Figur 5. Musselodling

13 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 13 (22) Inom Bucefalos har riggar för musselodling anlagts på två platser i Öresund Lomma och Malmö, se figur 6. Projektområdena är belägna nära kusten med ett djup på cirka 10 meter. Området kring riggarna är avspärrat. Det krävs tillstånd från Transportstyrelsen för att få sätta ut riggar. Storleken på nuvarande område är cirka 200 x 300 meter, det vill säga 6 hektar. Riggarna är överkörningsbara, i nuläget ej med mer djupgående segelbåtar, men de kan utformas helt överkörningsbara. Figur 6. Musselodlingarnas placering Inom ramen för det tidigare LOVA-projektet visade det sig att drivisen vissa vintrar kan förstöra riggarna för musselodling. Därför utvecklades betydligt större och mer robusta riggar till Bucefalos. De tre riggtyper som testades i LOVA-projektet, se figur 7 och figur 8, gav erfarenhet av hur riggarna bör utformas. Den riggtyp som funnits vara mest effektiv och som använts i Bucefalos är nedsänkt nätodling. Bucefalos har givit erfarenhet hur man skall kunna skala upp denna teknik för att kunna anlägga kostnadseffektiva, robusta system som kan ge god avkastning.

14 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 14 (22) Figur 7. Till vänster long-lineodling, till höger flytande nätodling Figur 8. Nedsänkt nätodling 5.5 Fiskrens och bifångster Fisk innehåller förhållandevis mycket energi och ger ett stort gasutbyte. Fiskrens och bifångster är därför intressant som biogassubstrat. Inom yrkesfisket idag slängs rens från den fisk som rensas på båten direkt i havet. Ett EU-förbud mot dumpning av fiskrens kommer att införas från år Fiskrens och bifångster i form av oanvändbar fisk dumpas idag i havet, vilket innebär onödig tillförsel av näring till havet. Inom Bucefalos har en potentialstudie tagits fram som närmare beskriver möjligheter och utmaningar med fiskrens och bifångster som substrat. 6 Miljömässiga resultat I följande kapitel presenteras de miljömässiga resultat Bucefalos uppnått. Tabell 1 redovisar en sammanställning av måluppfyllelse för de projektspecifika mål som anges i projektansökan. Den övergripande bilden är att de flesta projektmål har uppfyllts relativt väl. Vissa mål har inte uppnåtts, vilket framförallt gäller praktiskt testande av produktionstekniker. Även i dessa fall har dock projektet uppnått vissa resultat på ett mer teoretiskt plan, vilket kan ligga till grund för framtida insatser.

15 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 15 (22) Tabell 1. Projektspecifika mål och måluppfyllelse för Bucefalos. Mål Måluppfyllelse Kommentar 1. Utvärdering av metoder, verktyg och intressentkommunikation för en regional samordning för hållbar resurshantering av akvatisk biomassa. 2. Utvärdering av metoder och tekniker på konkret företag / åtgärdsnivå som både bidrar till vattenrening samt lönsam och hållbar användning av akvatisk biomassa. 3. Att etablera och utvärdera en fullskalig musselodling 4. Att utvärdera vertikal skörd av musslor på nedsänkta odlingsriggar. 5. Att fastställa och utvärdera våtmarker och odling av alger med det dubbla syftet att rena vatten och producera biomassa för biogas 6. Att etablera och utvärdera en fullskalig biogasanläggning för biogasproduktion från vattenlevande biomassa 7. Att bedöma och testa ett antal användningsområden och applikationer för akvatisk biomassa, inklusive restprodukter 8. Bidra till utbyggnaden av en nationell "marknad" för hållbar användning av akvatisk biomassa från intressenter 9. Sprida information och resultat i EU och bidra till EU-politiken och genomförandet av teknikerna i EU. Uppfyllt Delvis uppfyllt Delvis uppfyllt Delvis uppfyllt Uppfyllt Uppfyllt Uppfyllt Delvis uppfyllt Uppfyllt Har utförts i form av rapporter, workshops, seminarier, utställningar och regelbundna möten. Resultaten har spridits i form av rapporter och uppdatering på projektets hemsida. Se även rapporten Bucefalos utvärdering av sociekonomiska effekter. Metoder och tekniker för vattenrening genom mikroalger våtmarker och musslor har utvärderats. Tänkbara entreprenöriella möjligheter har ej kunnat utredas i detalj, men idéer kring teknikernas användbarhet och lönsamt i kommersiell drift har genomsyrat projektets olika delar. Fullskalig musselodling i två olika försöksområden i Öresund har etablerats och delvis utvärderats. Odlingstekniker har utvärderats men inte skördemetoder eftersom skörd sker i juli/augusti. Provsvaren från kemisk analys väntas i september Två anläggningar med två olika lokaliseringar för produktionsvåtmarker har etablerats och utvärderats. En fullskalig biogasanläggning är etablerad i anslutning till reningsverket i Smyge i Trelleborgs kommun. Biogasproduktion samt funktion som gödsel och jordförbättringsmedel har undersökts. Har uppnått till viss del då anläggningar och tekniker från Bucefalos kan underlätta möjligheterna till marknad för akvatisk biomassa. Resultaten har spridits i form av rapporter och uppdatering på projektets hemsida. Se även rapporten Bucefalos utvärdering av sociekonomiska effekter.

16 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 16 (22) I tabell 2 redovisas övergripande miljömässiga effekter och potential för de inom Bucefalos testade teknikerna. Som framgår av tabellen finns det tydliga positiva effekter inom flera olika miljörelaterade områden. Tabell 2. Sammanställning av övergripande miljöeffekter av Bucefalos Miljömässiga effekter och potential Påverkan Kommentar Vatten, luft och mark + Minskade utsläpp av näringsämnen, främst kväve och fosfor, i avloppsvattnet från reningsverk (mikroalger) och dagvatten (våtmarksväxter). Ökat upptag av kväve och fosfor i havet (musslor och alger). Biologisk mångfald + Våtmarkerna kan bidra till en ökad biologisk mångfald i området eftersom många växter och djur är beroende av vatten för sin överlevnad och reproduktion. Energi och transporter + Biogas från akvatisk biomassa kan utgöra en viktig förnybar energikälla för övergång till hållbar energiproduktion och hållbara transporter (fordonsbränsle). Nettoutsläppen av koldioxid från biogasfordon är mycket låga. Tabell 3 redovisar resultat som uppnåtts i projektet baserat på effektindikatorer som definierats i projektansökan. En grafisk jämförelse av effektindikatorerna för kväve och fosfor finns i figur 9. Tabell 3. Sammanställning av effektindikatorer Effektindikator Nivå Nivå/ha Fosfor (kg P/år) från MUSSELODLING 2-40 Fosfor (kg P/år) från VÅTMARKER 9,0 190 Fosfor (kg P/år) från ALGODLING 0,1 430 Kväve (kg N/år) från MUSSELODLING Kväve (kg N/år) från VÅTMARKER Kväve (kg N/år) från ALGODLING 4 1, Minskade utsläpp av CO2 i atmosfären (kg/år) VÅTMARKER 4, Minskade utsläpp av CO2 i atmosfären (kg/år) ALGODLING Minskade utsläpp av fossil CO2 (kg/år) BIOGAS SMYGE BIOGAS SMYGE (Nm3 CH4/år) Producerad mängd förnybar energi i form av biogas (MWh) 79-2 Baseras på tidigare studier inom LOVA-projektet 3 Baseras på tidigare studier inom LOVA-projektet 4 Medeltillväxt över året för mikroalger i Trelleborg (Smyge) är 9 gram torrsubstans per och dag vilket ger en årlig produktion av mikroalger på cirka 3,3 kg torrsubstans per m 2 och år. Torrsubstanshalten är den mängd material som återstår efter torkning. 5 Nm³ = normalkubikmeter En standardenhet för 1m³ gas vid ett bestämt tryck och temperatur, oftast 1 bar och 0 C. CH4 = metan.

17 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 17 (22) Kväve Fosfor kg/ha/år kg/ha/år Musslor Våtmarker Algodling Musslor Våtmarker Algodling Figur 5. Effektindikator kväve och fosfor. Kapitel innehåller en mer detaljerad presentation och diskussion av resultaten för varje utvärderat substrat. 6.1 Alger på stränder Insamling och rötning av alger från stränder som gjorts inom Bucefalos har varit framgångsrik. Alger från stränder är inte det enklaste materialet för produktion av biogas eftersom det innehåller bland annat sand, salt, svavel och kadmium, men det fungerar och har potential att utvecklas i framtiden. Beräkningar visar att ett upptag av % av Trelleborgs alger räcker för att värma hushåll. Störst potential har tekniken och substratet då kvittblivningsproblem redan finns eller om krav införs på att ta upp näring från recipienten. Alger har ett förhållandevis lågt fosforinnehåll vilket minskar värdet som biogödsel. Med avseende på kväve och kalium är alger bra som biogödsel. Ett annat möjligt användningsområde för alger från stränder skulle kunna vara som pannbränsle, med askfraktionen som potentiellt biogödsel. Kadmium är den enda tungmetall som hittats i algerna som överskrider eller ligger nära gränserna för spridning på odlingsjord. Rent tekniskt kan man sänka halterna genom att en del följer med avvattningen när tången rötas, man kan även späda ut algerna med andra substrat men det löser inte grundproblemet. Höga halter av svavelväte har kunnat ses i vissa fall. Halmstad kommun, som också jobbar insamling av alger på stränder har inga problem med svavelväte. Detta beror förmodligen på högre andel syrefattiga bottnar i Östersjön än på Västkusten. 6.2 Mikroalger Projektet har visat att biomassa från algodling kan användas till energiutvinning i form av biogasproduktion. Den använda tekniken fungerar, men arbetsinsats och skördemetoder behöver utvecklas mer. Även möjligheter att utvinna värdefulla

18 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 18 (22) ämnen från mikroalgerna har studerats. Biomassans kemiska sammansättning avgör vilka användningsområden som biomassan kan få. Med biogödsel som slutprodukt blir tungmetaller och läkemedelsrester ett problem som måste studeras vidare. Vissa patogener, kemikalier och läkemedelsrester är svåra att bryta ner genom enbart mikroalger, vilket gör att reningen genom alger behöver kompletteras med fler reningssteg såsom UV-strålning Rening av avloppsvatten med mikroalger i Sverige fungerar bäst på sommarhalvåret. Det nordiska klimatet med kyla och brist på ljus försvårar att kunna hålla samma hastighet på processerna året om utan tillförd uppvärmning och ljus. En nyligen utförd studie från Lunds tekniska högskola, utförd i Helsingborgs kommun, visar att algodling på nordliga breddgrader har flera utmaningar på grund av begränsande mängd värme och ljus under stora delar av året. Effektindikatorerna för kväve och fosfor, se figur 9, visar att odling av mikroalger är ett effektivt sätt att fånga in näringsämnen innan utlopp i recipienten. Algproduktionen bedrivs dock bäst vid ett vattendjup av några decimeter för att få bra ljusförhållanden. Vid mer storskalig produktion av alger finns därför en risk att man att behöver ta stora markytor i anspråk vilket gör att det kan vara svårt att finna lämplig yta vid befintliga reningsverk. Algodlingar skulle eventuellt kunna bedrivas till havs, vilket skapar andra ytmässiga möjligheter, men också andra tekniska utmaningar. 6.3 Våtmarksvegetation i produktionsvåtmarker Resultaten i Bucefalos visar att processen för produktion av biogas från våtmarksvegetation fungerar, men behöver skalas upp och tillämpas på många platser runt om i länet för att ge önskvärda regionala effekter. Tekniken fungerar, men arbetsinsats och skördemetoder behöver utvecklas mer. Utformningen av våtmarkerna bör vara av en typ så att de går att tömma på sediment. Detta gör att sedimenterat material med höga näringsämneshalter kan återföras till åkermarkerna. Våtmarkerna bör också kunna hantera högflöden effektivt. Vass och bredkaveldun tenderar att bli på sikt bli dominerande i näringsrika vatten. Möjliga användningsområden är biomassa för produktion av biogas, pellets och högvärdesprodukter. Våtmarksväxterna skulle kunna processas i ett bioraffinaderi för uttag av högvärdesprodukter innan rötning. Kanske är de externa producerade värdena av våtmarkerna större än själva produktionen av biomassa. Sådana värden består i ökad biologisk mångfald, ökad attraktivitet för området, denitrifikation (att avge kvävgas till atmosfären) samt sedimentation och fastläggning av förorenande ämnen (gifter knutna till partiklar, tungmetaller med mera). Jämfört med att försöka fånga upp kväve och fosfor från havet är våtmarker förhållandevis kostnadseffektiva. Även den näring som stannar i våtmarken och inte återförs till åkermarkerna hindras från att nå havet. Effektindikatorerna för kväve och fosfor, se figur 9, visar att anläggande av våtmarker är effektiva åtgärder när det gäller att fånga in näringsämnen innan utlopp i recipienten.

19 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 19 (22) En utmaning för arbetet med produktionsvåtmarker är att regeringen har beslutat att ta bort stödet till våtmarker i jordbruksprogrammet. När stödet försvinner blir det svårare att finansiera anläggande av våtmarker. En annan utmaning är att skapa intresse hos markägare för att anlägga våtmarker för produktion av biomassa. Genom information och nätverkande kan man få markägarna att själva driva processen, vilket är ett effektivt sätt. Hela Trelleborgs kommun har en jordbruksjord av högsta klassning, vilket gör att varje anspråk på markyta övervägs noga. Störst potential har tekniken och substratet att utgöra underlag för kommersiell verksamhet om tydliga långsiktiga system för ersättning för utförda ekosystemtjänster skapas på EU-nivå. 6.4 Odling av musslor Tre olika odlingssubstrat har provats inom Bucefalos och utfallet hittills har varit gynnsamt. Utplacering av riggarna i Bucefalos blev dock felaktig från början, vilket försenat resultaten av musselodlingsförsöken. Således kommer skörd att ske först i juli-augusti 2015 och analyssvar förväntas till september Även om problemen vid installation av riggarna försenat de praktiska resultaten bör beräknade resultat avseende tillväxt och andra aspekter kunna användas. Enligt beräkningar renar en musselodling omkring 550 kg kväve/ha/år, vilket gör den till en potentiellt viktig kretsloppsanpassad reningsmetod. Effektindikatorerna för kväve och fosfor, se figur 9, antyder att musselodling är mindre effektivt än våtmarker och algodling, men värt att notera är att det för musselodlingen är riggyta som använts i beräkningarna. Effekten per havsyta blir betydligt större, vilket gör musselodling till en effektiv åtgärd för att fånga upp näringsämnen när näringen redan nått recipienten. Rötningsförsök av musslor skrapade från bropelare i Öresund har gjorts på Lunds tekniska högskola. Dessa försök gav ett gasutbyte på 380 Ndm 3 /kg VS 6 för hela musslor. Vidare rötningsförsök har genomförts på Norups gård (biogasproducent). Problem upplevdes med höga halter av svavelväten som förstör utrustning och stör metanproduktionen. Dessa problem skulle kunna reduceras om PIX (poly iron chloride) tillsätts. Skalen påverkar inte rötningsprocessen, varken kemiskt eller mekaniskt. Att odla musslor med syftet att producera biogas är sannolikt för kostsamt, det är nödvändigt att åstadkomma slutprodukter med högre förädlingsgrad. Musselodlingar i Öresund kan bli effektivare genom teknikutveckling och optimering av odlingssäsong. Det har även kunnat konstateras att de starka strömmarna i Öresund troligtvis sprider fekalierna från musslorna över stora områden vilket gör att uppbyggnaden av organiskt material under odlingarna blir låg och därmed även miljöpåverkan. Odlingar måste inte nödvändigtvis ligga nära land utan kan anpassa efter en stor mängd lokaliseringskriterier. Om riggarna placeras för långt ut kan de dock komma i konflikt kommersiell fartygstrafik. Inom 6 Ndm3 = Normalkubik-decimeter biogas. VS =volatile solids, glödgningsförlust, ett sätt att mäta innehållet av organiskt material

20 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 20 (22) ramen för Bucefalos har tagits fram en idé om avgränsning av ett eventuellt framtida område för musselodling. I föreslaget område på 41 kvadratkilometer skulle rymmas en mycket stor mängd musselriggar. En viktig utvecklingspotential i framtiden för att göra musselodlingen mer lönsam är att utveckla effektivare och billigare skördemetoder och skapa ekonomiska incitament på nationell eller EU-nivå för att fånga upp näringsämnen från havet, bland annat med hjälp av musselodlingar. 6.5 Fiskrens och bifångster Resultaten från den teoretiska utvärderingen som gjort i Bucefalos visar att fiskrens och bifångster som substrat har potential som biomassa för biogasproduktion. Fisk har ett mycket högt gasutbyte, upp till runt 900 Ndm3/kg VS, däremot har det längre utrötningstid än andra substrat. Metanpotentialen beror bland annat på fetthalt, vilket gör att sill har ett högre metanutbyte än torsk. Fiskrens och bifångster från skånska hamnar kan uppskattas till att ha en energipotential på GWh/år. Jämfört med andra biogassubstrat utgör fiskrens totalt sett en relativt liten del av potentialen i Skåne. Emellertid skulle det vara enkelt att implementera lösningar för hur fiskrenset ska tas omhand utan att det innebär nämnvärt mycket mer jobb för yrkesfiskarna. Simrishamn, som är den överlägset största landningshamnen i Skåne, skulle kunna ha en biogasanläggning för enbart fisk. Renseriet i Simrishamn tar även emot sill från Skånes mindre hamnar, vilket ökar potentialen för biogasproduktion ytterligare. För mindre skulle det eventuellt vara möjligt att ansluta till distributionsnätet för hushållsavfall, och därigenom använda fiskrens och bifångster för biogasproduktion. 7 Slutdiskussion Att utnyttja akvatisk biomassa som en resurs till förnyelsebar energi genom biogasproduktion medför flera positiva miljöeffekter och går i linje med flera av riksdagens miljökvalitetsmål. Lösningen bidrar till en minskad klimatpåverkan genom minskade utsläpp av koldioxid och andra växthusgaser. Dessutom erhålls en reduktion av kadmium och en minskad effekt av övergödningen i Östersjön. Resultaten från Bucefalos visar att teknik och metoder fungerar bra. En utmaning är emellertid att finansiering och ekonomiska incitament för vidare satsningar inom området. Biogasanläggningen i Smyge har kostat ca 5 miljoner kr inklusive installationskostnad. Anläggningen har leasats och det skulle kosta ytterligare några miljoner kronor att köpa loss anläggningen. Om anläggningen skall kunna drivas vidare måste Trelleborgs kommun budgetera med årliga kostnader eftersom ekonomiska incitament saknas i dagsläget. Ett problem som motverkar ett ökat nyttjande av biomassa som substrat för biogas, gödsel och energi är att priserna på handelsgödsel och fossil energi är låga för att kalkylen för

21 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 21 (22) nyttjandet av biomassa skall gå ihop. Handelsgödsel och fossila bränslen är dock ändliga källor och användningen ligger inte i linje med omställningen av samhället i en hållbar riktning. Detta talar för att akvatisk biomassa har potential på sikt. Angående åtgärder för att minska övergödning i Östersjön och Öresund är ett hinder i dagsläget att det saknas system för ekonomisk ersättning för att fånga in näring från recipienten. Vattenmyndigheten har nu ett förslag på remiss som syftar till att införa krav på kommunerna att samla in alger på stränder. För att ge önskvärd positiv effekt på övergödningen behövs att alla kustkommuner tar sitt ansvar. Ett system som skapar incitament för att fånga in näring från recipienten kan vara ett steg i rätt riktning. Andra drivkrafter kan vara att man som i fiskehamnen i Smygehamn har ett kvittblivningsproblem eftersom man behöver ta upp alger för att behålla hamnens funktionalitet men man får inte återföra det till havet på grund av risk för att algerna innehåller föroreningar. Den, inom projektet, utarbetade tekniken för att tillvarata alger kan vara en lösning på kvittblivningsproblemet genom att man kan få avsättning för algerna man ändå måste ta upp från hamnen och samtidigt producera biogas, gödningsmedel och andra produkter. En utmaning framöver är att finna avsättning för slutprodukterna. För att skapa en lönsamhet i produktion av akvatisk biomassa och uppsamling av alger på stränderna behövs sannolikt en högre förädlingsgrad av slutprodukterna. Exempel på sådana förädlade produkter kan vara alginat, färgämnen, näringstillskott och special-anpassade gödningsmedel för olika typer av anläggningar. Dessa produkter genererar högre ekonomiska värden än den oförädlade råvaran. På så sätt kan det bli ekonomiskt försvarbart ur ett företagsekonomiskt perspektiv att utnyttja potentialen för den producerade akvatiska biomassan och därmed lönsamt för näringslivet att fånga in näringsämnen ur recipienten genom exempelvis musslor eller alger. Ett annat exempel på företagsamhet som kan generera ekonomiska värden är att skörda vass från produktionsvåtmarker som kan användas till läggning av vasstak. Takläggarna har dock specifika och höga kvalitetskrav som måste uppfyllas för att en sådan produktion skall kunna bli lönsam. En av projektets slutsatser är att det är mer kostnadseffektivt att samla in alger längs stränderna för produktion av biogas jämfört med att åtgärda enskilda avlopp eller att anlägga våtmarker. För att få en tydlig effekt på övergödningsproblematiken i Östersjön behöver dock anläggningarna skalas upp och finnas i så många som möjligt av kustkommunerna i regionen. Skånes kommuner har olika förutsättningar olika typer av stränder, olika salthalt och olika befintliga strukturer som kan användas för att få till effektiv process. Därför måste projekten anpassas till de lokala förutsättningarna, hellre än att ta ett koncept som appliceras överallt.

22 BUCEFALOS UPPFÖLJNING AV MILJÖEFFEKTER 22 (22) KÄLLOR Intervjuer Trelleborgs kommun, Matilda Gradin (miljöstrateg) Annika Hansson (miljöstrateg) Filip Hvitlock (marinbiolog) Region Skåne, Lisa Malm (miljöstrateg) Carina Sühnel (development manager) Helena Tsiparis (miljöstrateg) Malmö Stad/SEA-U, Martin Karlsson, Malmö stad (teknisk projektledare) och SEA-U Michael Palmgren, SEA-U Övrigt underlag Trelleborgs kommun, Mikroalgers förmåga att rena avloppsvatten Trelleborgs kommun, Biogaspotential från akvatiska substrat i Skåne, del 1 Malmö stad, Biogaspotential från akvatiska substrat inom Malmö stads gränser, 2014 Region Skåne, Workshop-summering- Hur kan man i Skåne använda akvatisk biomassa som resurs, Projektansökan LIFE+ Environment Policy and Governance