Biogödsel från Rena Hav. Rapport från en förstudie genomförd av Biototal

Transkript

1 Biogödsel från Rena Hav Rapport från en förstudie genomförd av Biototal

2 Biototal är ett företag i den gröna sektorn som kan växtnäring, kretslopp och jordbruk. Biototal värderar och hanterar förnyelsebar växtnäring och verkar för ett slutet kretslopp och bästa möjliga nyttjande av olika rest- och biprodukter. Läs mer på Eller ring Biototal på Denna rapport är sammanställd av: Janne Linder och Tomas Kjellquist. Linköping

3 Biogödsel från Rena Havs planerade anläggning i Kungshamn Biototal har ett uppdrag att bistå Rena Hav i planeringen för ett ekonomiskt och resurseffektivt omhändertagande av biogödseln. I denna rapport redovisas beräkningar och bedömningar om biogödselns kvalitet och användbarhet med ledning av de analyser som tagits fram i samband med provrötning. Beräkning på biogödseln utifrån analyser på ingående substrat- teoretisk biogödsel Med de analyser som finns på ingående substrat har vi beräknat hur en teoretisk biogödsel skulle kunna se ut. Analyser finns inte för alla substrat men med de analyser som finns och vissa antaganden kan näringsinnehållet för en substratmix räknas fram. För denna beräkning har samma substratmix används som i provrötningen. För bioslam och lakar finns aktuella analyser från Orcla. För fiskrens har en analys för skarpsill används i denna beräkning. De livsmedelsrester som ingår antas ha samma näringsinnehåll som skarpsill. Provrötningen på gav också aktuella ingångsvärden på utrötningsgrad och ammoniumhalt. När nu analyser från en verklig provrötning finns framme är det givetvis det bästa underlaget att räkna vidare på. Men beräkningen på en teoretisk gödsel ligger med i denna rapport för att kvalitetssäkra den slutliga analysen på verklig biogödsel. Den kan också användas för att bedöma vilken betydelse tillsatser vid rötningen har på biogödselns kvalitet och användbarhet. Se bilaga 1. Beräkning på verklig biogödsel från provrötningen och värdering av de olika fraktionerna Provrötningen har genomfört som en kontinuerlig rötning med de substrat som kommer att användas i Rena Havs anläggning. Vid igångsättningen används en ymp som inte har samma innehåll av ämnen som den substratblandning som har provrötats. Men eftersom provrötningen har pågått under så lång tid elimineras inverkan av ympen. De analyser som har tagits ut efter rötningen kan därmed förväntas ge en bra bild över hur biogödseln kommer att se ut i den verkliga anläggningen. Vi har utvärderat analysen från efterrötkammaren och de två fraktioner som tagits fram genom att i labbskala avvattna biogödseln. Jämfört med den teoretiska biogödseln så innehåller biogödseln från efterrötkammaren mindre kväve och natrium. Detta kan förklaras med osäkerheter i indata för beräkningen på den teoretiska biogödseln. För nickel, järn och kobolt är halterna höga i verklig biogödsel vilket är rimligt eftersom dessa ämnen har tillsatts som spårelement vid rötningen. För fosfor är överensstämmelsen god.

4 För de fortsatta beräkningarna har vi utgått från att totalt ca ton substrat rötas med en liten tillsats av processvatten. Detta ger totalt ton biogödsel från rötkammaren. Biogödselns värde för lantbruket Hur en lantbrukare upplever värdet på biogödseln är mycket beroende på typ av gård, vilka grödor som odlas, jordarter m.m. Innehållet av lättillgängligt kväve är den viktigaste parametern för värderingen. Fosforn har också sitt värde och eftersom fosfor är ganska orörligt i marken kommer tillförd fosfor till nytta förr eller senare. Det är bara gårdar som har mycket stallgödsel som inte värderar fosforn. Gårdar med lätta jordar har behov av kalium. På lerjordar finns ofta tillräckligt med kalium i marken. Utöver makronäring så tillför biogödseln, till skillnad mot handelsgödsel, även mikronäringsämnen. Särskilt på lättare jordar är detta värdefullt. Biogödseln bidrar också till att höja markens mullhalt. Detta är särskilt intressant för kreaturslösa gårdar och på jordar med svag struktur. Biogödsel har också, till skillnad mot mineralgödsel, en positiv kalkeffekt. Biogödseln från efterrötkammaren har en bra balans mellan kväve och fosfor och en låg kaliumhalt. Halten av lättillgängligt kväve är i nivå med flytgödsel från svin. Vår bedömning är att många lantbrukare skulle vara intresserade av denna biogödsel. I provrötningen har förutsättningarna för själva rötningen optimerats. I praktisk drift kan det finnas möjligheter att minska vattenmängder och ytterligare höja halten av torrsubstans och näringsinnehåll. För användning inom ekologisk odling är biogödseln ännu intressantare. Tillgången på ekologiska gödselmedel har minskat under senare år. Biogödseln från Rena Hav skulle kunna bidra till uppfylla det behovet i närområdet. Begränsning av givan Biogödseln bör vara certifierad enligt SPCR 120. Reglerna för SPCR 120 innehåller begränsningar i hur mycket tungmetaller som får tillföras per år med biogödseln. Den teoretiska biogödseln innehåller låga halter av alla tungmetaller. Givan begränsas av bly men då är givan över 50 ton/ha. Normalt ger man aldrig mer än ca 30 ton/ha så den begränsningen har ingen praktisk betydelse. I de fraktioner av biogödsel som kommit från provrötningen är det generellt låga halter av tungmetaller. Däremot är det högre halter av nickel än i den teoretiska biogödseln. Det beror på att nickel har tillsatts i rötprocessen för att stimulera bakterierna som producerar gasen. För biogödseln direkt från efterrötkammaren är begränsningen på grund av nickel på 46 ton per hektar och har ingen praktisk betydelse. Vid en avvattning av biogödseln ökar naturligtvis inte mängden av tungmetaller. Däremot kommer de olika ämnena att fördelas olika mellan accept och rejekt.

5 Huvuddelen av tungmetallerna hamnar i acceptet. Med den nickelhalt som redovisas från efterrötkammaren innebär det att acceptet inte kan tillföras i högre giva än 3,4 ton/ha räknat som en ettårsgiva. Detta är naturligtvis en nackdel för användaren. Därför är det angeläget att diskutera med lämplig processingenjör om det skulle vara möjligt att begränsa tillförseln av nickel och ändå få en stabil rötningsprocess. Skulle inte nickel begränsa är det istället koppar som begränsar på en giva av 10 ton/ha. Denna giva är fullt tillräcklig för lantbrukaren. Vid avvattning av ton biogödseln förväntas en produktion av ton accept (Avvattnad biogödsel). Risken för försaltning Vid en giva på 30 hektar av biogödseln från efterrötkammaren eller av rejektet tillförs ca 150 kg natrium per hektar. Vid bevattning med havsvatten på östkusten kan tillförseln vara upp till 3000 kg natrium per hektar. Detta kan vid torra förhållanden leda till försaltning. Med de nederbördsmängder som är aktuella på västkusten ser vi den aktuella tillförseln som hanterbar och den bör inte leda till några större försaltningsproblem. Det finns ändå skäl att försöka hålla ner natriummängderna under 100 kg per hektar för att inte påverka markstruktur och näringssammansättning i marken. Saltkänsliga grödor kan påverkas om tillförseln överstiger 100 kg per hektar. Miljövärdering Vid användning av biogödsel uppnås stora miljövinster. Förutom att avfallet från fiskindustrin omhändertas utan att belasta miljön så minskar användningen av icke förnyelsebar växtnäring. Den energi som skulle ha gått åt för att producera denna växtnäring kan också sparas in. Biogödseln tillför också värdefulla mullämnen till åkermarken.

6 I tabell 1 framgår den samlade årliga miljövinsten som beräknas uppnås vid återföring av biogödsel från Rena Havs produktionsanläggning till åkermark. Medelavstånd för biogödseltransporter är satt till 40 km (enkel resa). Tabell 1. Samlad årlig miljövinst vid biogödselspridning till åkermark Inbesparad fosforgödsel 12 ton Inbesparad kvävegödsel 79 ton varav lättillgängligt kväve 58 ton Inbesparad kaliumgödsel 9 ton Tillförsel av mullämnen till åkermark 310 ton (ts) Ersatt energi för tillverkning av gödsel 53 m 3 oljeekvivalenter Klimateffekt 425 ton CO 2 I detta är inte inräknat den mängd fossila bränslen som biogasen ersätter och minskningen av utsläppen av klimatgaser som detta leder till. Lagring av biogödseln För att kunna köra biogasanläggningen är det en förutsättning att det finns möjligheter att köra undan biogödseln kontinuerligt till de lantbrukare som ska använda den som gödselmedel. I första hand bör befintliga lagringsbehållare som inte används till annat inventeras och kontrakteras. När den volymen är klar kan det finnas behov av att bygga nya lager. Detta arbete bör vara gjort innan biogödseln börjar produceras. Om avsikten är att biogödseln ska vara KRAVtillåten måste detta vara klart från början så att arbetet med att hitta och bygga brunnar kan koncentreras till ekologiska gårdar. Avsättningsproblem får inte uppstå. Det finns sällan någon annan praktisk möjlighet att avsätta flytande biogödsel än att köra den till lantbruk. Det är därför det är så viktigt att kontraktera lagringsvolymerna innan biogödseln börjar produceras. För avvattnad biogödsel kan det vara möjligt att hitta avsättning till annat än lantbruk t.ex. jordtillverkning. Det är normalt inte aktuellt eftersom den tål lite längre transporter och inte behöver lagras i en gödselbrunn. För att försäkra sig om att alltid ha tillgång till lager bör en volym motsvarande 10 månaders produktion utan avvattning kontrakteras. Spridning av biogödsel är möjlig från vårbruket, över sommaren och fram till höstsådd. Någon spridning kan vara aktuell i växande vallar på lite senare på hösten. Med den spridningsperioden ger en lagringsvolym motsvarande 10 månader en god säkerhetsmarginal. Med avvattning finns en möjlighet att totalt sett sänka transportavstånden. I den avvattnade biogödseln har fosforn koncentrerats i en liten volym och kan därmed transporteras lite längre bort och fördelas på en större areal. Det kväverika rejektet kan användas som kvävegödselmedel på gårdar i närområdet utan att den totala fosforgivan blir för hög i förhållande till grödans behov.

7 Spridningsareal Den mängd fosfor som produceras kräver en spridningsareal på ungefär 600 hektar per år. Denna areal går alltid att hitta. Det gäller att hitta rätt balans mellan transportkostnad och lantbrukarens pris. Säljer man gödseln till ett lågt pris kan man minska transportavstånden. Ett högt pris medför att man kan behöva söka avsättning lite längre bort. Det som i praktiken ofta begränsar avsättningsmöjligheterna är tillgången på lagringsbehållare. Utöver vinterlagringen kan en viss volym kontrakteras för direktspridning under säsong. Det innebär att biogödseln inte lagras på gården. Den körs istället direkt ut till spridningen. Eftersom det inte är troligt att mottagarna av biogödsel vill sprida på alla fält alla år så är det rimligt att den areal på ca hektar behövs för den planerade mängden biogödsel. På ekologiska gårdar skulle förmodligen 1200 hektar räcka eftersom man där är mer benägen att använda biogödsel i alla grödor. Tillgänglig spridningsareal För att bedöma om tillräcklig spridningsareal finns tillgänglig inom rimligt avstånd från den planerade anläggningen har vi gjort en beräkning utifrån arealstatistik per församling. Se tabell 2. Ett medelavstånd har tagits fram till varje församling. Vi har också tagit fram en justerad areal där vi dragit bort den areal som behövs för att sprida stallgödseln från de djur som finns i området. Resultatet visar att det är begränsat med spridningsareal inom 2 mil. Mellan 2 och 3 mil finns det däremot ca hektar och är man beredd att transportera 4 mil tillkommer 4000 hektar till. Nu är naturligtvis all teoretisk areal inte tillgänglig för spridning. Mycket av arealen ligger på små gårdar som inte har intresse eller möjlighet att ta emot biogödsel. För den mängd biogödsel som planeras (ca ton och en årlig spridningsareal på 600 hektar) behövs 13% av den tillgängliga arealen inom 4 mil eller 6% av arealen inom 6 mil.

8 Tabell 2 Tillgänglig spridningsareal inom olika avståndsintervall Total Justerad Avstånd areal areal km Ha Ha > Alla församlingar i följande kommuner har tagits med: Orust, Sotenäs, Munkedal, Tanum, Dals-Ed, Färgelanda, Mellerud, Lysekil, Uddevalla, Vänersborg och Trollhättan.

9 Bilaga 1. Sammanställning av analyser från provrötning och teoretisk biogödsel Efterrötkammare "Teoretisk" Rejekt Accept Torrsubstans (%): 2,9% 3,3% 1,7% 18,6% ph 8,0 8,1 8,5 Kalkverkan (CaO) (% av TS): 2,0% 5,1% Organiskt innehåll (g/kg TS): Totalkväve, N-tot (g/kg TS): 147,5 97, ,4 Amm kväve, NH4- N (g/kg TS): 103,27 71, ,0 Fosfor, P (g/kg TS): 15,9 15,8 3,1 29,8 Kalium, K (g/kg TS): 15,3 11,5 19,1 2,5 Natrium, Na (g/kg TS): 324, ,4 Järn, Fe (g/kg TS): 0,3 11,7 0,17 23,4 Bly, Pb (mg/kg TS): 16,7 <5,0 <0,47 6,1 Kadmium, Cd (mg/kg TS): 0,17 0,13 <0,022 0,22 Koppar, Cu (mg/kg TS): ,1 162 Krom, Cr (mg/kg TS): 13,1 6, Kvicksilver, Hg (mg/kg TS): 0,08 0,006 0,15 Nickel, Ni (mg/kg TS): 9,5 17 1,4 40 Zink, Zn (mg/kg TS): ,0 288 Silver, Ag (mg/kg TS): 0,9 0,12 <0,95 Kobolt, Co (mg/kg TS): 4,2 13,4 2,2 28,3 Total mängd kväve ton: 127,0 79,0 Total mängd ammoniumkväve ton: Total mängd fosfor ton: 13,7 12,8 Total mängd kalium ton: 13,1 9,3 Total årlig spridningsareal hektar:

10 Exempel på hur ett produktblad skulle kunna se ut för ej avvattnad biogödsel: PRODUKTBLAD Certifierad Biogödsel SPCR 120 Leverantör: Rena Hav Framräknat växtnäringsvärde Analyser: Provrötningsgödsel i konventionell odling För giva ton/ha: 30,0 Priser på mineralgödsel från dec 2013 TS (%) 3,3% ph (värde) 8,0 Askhalt (% av TS) 62% Organiskt kväve 0,9 26 Halt Tillfört Värderat Värde Värde (kg/ton) (kg/ha) (kg/ha) kr/kg kr/ha Ammoniumkväve 2, , Fosfor 0, , Kalium 0, ,03 80 Svavel 0, ,02 - Kalcium 0, Magnesium 0, ,50 1 Kalk 0, ,50 10 Bördighetshöjande effekt 149 Summa växtnäringsvärde: Maxgiva (ton/ha): 45,9 Begränsande ämne för tillförsel: Nickel Miljövinst Genom att ovanstående produkt används inom lantbruk och därigenom ersätter mineralgödsel, uppnås följande miljövinst: Beräknat på: vilket motsvarar: Energi: Växthusgaser: 600 hektar ton med den giva som anges ovan liter oljeekvivalenter kg CO 2 -ekvivalenter

11 Exempel på hur ett produktblad skulle kunna se ut för rejektet: PRODUKTBLAD Certifierad Biogödsel SPCR 120 Leverantör: Rena Hav Framräknat växtnäringsvärde Analyser: Provrötningsgödsel i konventionell odling För giva ton/ha: 30,0 Priser på mineralgödsel från dec 2013 TS (%) 1,7% ph (värde) 8,1 Askhalt (% av TS) 91% Organiskt kväve 0,2 6 Halt Tillfört Värderat Värde Värde (kg/ton) (kg/ha) (kg/ha) kr/kg kr/ha Ammoniumkväve 2, , Fosfor 0, ,75 31 Kalium 0, ,03 68 Svavel 0, ,02 - Kalcium 0, Magnesium 0, ,50 0 Kalk 0, ,50 5 Bördighetshöjande effekt 77 Summa växtnäringsvärde: 779

12 Exempel på hur ett produktblad skulle kunna se ut för acceptet: PRODUKTBLAD Certifierad Biogödsel SPCR 120 Leverantör: Rena Hav Framräknat växtnäringsvärde Analyser: Provrötningsgödsel i konventionell odling För giva ton/ha: 9,9 Priser på mineralgödsel från dec 2013 TS (%) 18,6% ph (värde) 8,5 Askhalt (% av TS) 29% Organiskt kväve 9,2 91 Halt Tillfört Värderat Värde Värde (kg/ton) (kg/ha) (kg/ha) kr/kg kr/ha Ammoniumkväve 2, , Fosfor 5, , Kalium 0, ,03 32 Svavel 0, ,02 - Kalcium 2, Magnesium 0, ,50 2 Kalk 9, ,50 47 Bördighetshöjande effekt 277 Summa växtnäringsvärde: 1 701