FÖRSTUDIE. Torrötningsutveckling

Transkript

1 FÖRSTUDIE Torrötningsutveckling

2 Rapporten är utgiven av Innovatum Teknikpark juni Rapporten är framtagen i ett utvecklingsprojekt mellan Fjäderfäcentrum, Skaraborgsgas, Göteborg Energi och Innovatum Teknikpark. Projektet har finansierats med medel från Innovatum Teknikpark och Göteborg Energi AB samt från Europeiska jordbruksfonden för landsbygdutveckling: Europa investerar i landsbygdsområden. Textförfattare: Daniel Tamm, Biomil AB och Tisse Jarlsvik, Göteborg Energi AB Foton och illustrationer: Daniel Tamm, Biomil AB och Tisse Jarlsvik, Göteborg Energi AB

3 Innehåll 1 Sammanfattning Bakgrund Torrötning i Sverige Tillgängliga substrat för torrötning Mål och syfte Frågeställningar Rötningstekniken Substrat Leverantörer och anläggningar Underlag för upphandling/förfrågan Ekonomisk bedömning Projektets innehåll Litteraturstudie Resultat av litteraturstudien Budgetförfrågan Upplägg i förfrågan Typsubstrat Anläggningsstorlekar Kontakter med potentiella leverantörer Svar från leverantörer Beskrivning av leverantörer och deras teknik Bekon Loock TNS Solum OWS Eisenmann Ros Roca Kompogas / CTU Archea Genomgång av viktiga aspekter Erfarenhet av substrat Mottagning och förbehandling, substrathantering Rötresten Process och gasutbyte Uppehållstid i olika anläggningstyper Gasproduktion Uppgifter från leverantörerna Energiförbrukning Övrigt Hygienisering Krav enligt animaliska biproduktförordningen Möjlighet till undantag Tänkbara hygieniseringslösningar Gassystem...34 torrötning.odt 1/49

4 6.7 Miljö Tidsåtgång för drift och underhåll, serviceavtal Företagens närvaro i Sverige Slutsatser / Förslag till funktionskrav Ekonomi Bidragssystem Investeringskostnader Driftkostnader Substratkostnad Sammanfattning Känslighetsanalyser Gas- och substratpris Gasutbyte Typanläggningar...47 Bilagor: A Budgetförfrågan B Anbudsformulär C Litteraturstudie torrötning.odt 2/49

5 1 Sammanfattning I Västra Götaland finns stora mängder gödsel som utgör en potential för biogasproduktion. Torr gödsel av olika slag utgör en del av detta, men har hittills inte använts för biogasproduktion i Sverige. Med utredningsstöd från Jordbruksverket har därför undersökts vilka torrötningstekniker som passar för gödselslag med hög TS-halt. En budgetoffertförfrågan har skickats ut och leverantörernas svar utvärderats. I förfrågan angavs ett typsubstrat och antagna förutsättningar. Ett antal viktiga aspekter i de tekniska lösningarna utvärderades liksom ekonomin för anläggningarna. En litteraturstudie genomfördes av Envirum i Lund för att ge en bild av vilket vetenskapligt underlag som finns vad gäller torrötning. Den visade att ett antal laboratorieförsök är gjorda, men att biogasutbytet varierade utifrån substrat och försöksupplägg ( Nm³/kg VS). Det är tveksamt om ytterligare laboratorieförsök ger mer kunskap om den potentiella biogasproduktionen i en verklig anläggning. En utvärdering av rötning av torr gödsel i fullskala skulle snarare behövas, för att säkerställa vilket gasutbyte som erhålls i praktiken. Flera leverantörer visade ett aktivt intresse att offerera till svenska anläggningar. Sammantaget gick förfrågan ut till 13 leverantörer varav 7 svarade. Funktionskrav som behöver ställas vid en upphandling beror på anläggningens förutsättningar när det gäller typ av substrat, avsättning av gas och biogödsel, tillgång till personal och lokalisering. I rapporten beskrivs de olika leverantörernas tekniska lösningar och vilka funktionskrav som kan vara lämpliga att ställa. Leverantörerna har erfarenhet av torr gödsel, dock inte som det enda substratet, utan som ett tillskott till anläggningar som ofta baseras på grödor. Det är ett substrat som de bedömer kan behandlas i deras anläggningar. Då substratet innehåller gödsel med hög kvävehalt som t ex hönsgödsel föreslår de flesta att det blandas med kvävefattigare substrat. Någon leverantör uppger sig kunna offerera en lösning för kväveavskiljning, men anger att det skulle bli dyrt. Mottagningen av substrat skiljer sig mellan satsvis och kontinuerlig process. Den satsvisa tekniken kräver en god struktur för att möjliggöra perkolation av processvatten. För att blanda ymp och nytt material och för att lasta i och ur rötningsfack krävs arbete med hjullastare. I den kontinuerliga tekniken lastas substratet i en tippficka som kontinuerligt matar rötkammaren. I den kontinuerliga tekniken har inte strukturmaterialet samma betydelse, utan där krävs/erbjuds i vissa fall istället halmhackning. Utvärderingen av leverantörernas angivna processparametrar såsom uppehållstider, gasutbyten och utrötningsgrad visade att deras bedömningar skiljer sig mycket åt. Det kan bero på att de gör olika antaganden om det av oss summariskt beskrivna substratet och de har ingen praktisk erfarenhet av rötning av enbart gödsel. Det går utifrån underlaget inte att torrötning.odt 3/49

6 konstatera någon skillnad mellan satsvis och kontinuerlig teknik, vilket det rimligen borde kunna vara. Det slutliga gasutbytet i anläggningen är dock helt avgörande för ekonomin. Osäkerheten i bedömningarna gör det därför angeläget med praktiska försök. Några leverantörer har också öppnat för att genomföra det på någon av sina anläggningar. Leverantörernas uppgifter om energiförbrukningen varierade avsevärt och behövde bekräftas i efterhand. Det beror troligen på att man i t ex Tyskland huvudsakligen producerar el, vilket gör att värme finns i överskott på anläggningarna, det är ingen viktig parameter att föl upp. I de kontinuerliga anläggningarna är elåtgången större pga fler rörliga delar. Hygienisering kan krävas i anläggningar med mottagning av gödsel från flera gårdar. Det kan gå att lösa i torrötning med undantag för kravet på 12 mm, vilket inte går att uppnå i satsvisa tekniker. Där kan hygienisering ske genom förkompostering. I kontinuerliga tekniker kan separat hygienisering ske i särskild tank eller genom termofil rötning. I vissa kontinuerliga tekniker kan sönderdelning till 12 mm ske i ett delsteg. Det finns också i lagstiftningen möjligheter till validering av en alternativ metod eller en ansökan om undantag från hygienisering. Gassystemets utformning varierar beroende på vad gasen skall användas till. I Europa är det inte lika vanligt med uppgradering till fordonsgas. Leverantörerna lämnar därför olika lösningar för t ex gaslager. I satsvisa tekniker sker inblåsning av luft för att få en icke explosiv atmosfär inför öppnandet av portarna. Det kan ställa till problem vid uppgraderingen och kräver lösningar med fackling och biofilter av gasen med låg metanhalt. Dock visar beräkningar att läckaget är litet i förhållande till den totala gasproduktionen. Genomgången av ekonomin visar att den förväntade gasproduktionen och gaspriset är viktigast för att få ett positivt resultat. Det går inte att dra slutsatsen att de satsvisa eller kontinuerliga teknikerna innebär en billigare investering per ton, inte heller att storleken på anläggningen har någon betydelse. torrötning.odt 4/49

7 2 Bakgrund Inom Västra Götaland finns en potential för biogasproduktion av torra substrat som gödsel och grödor. Intresset för biogasproduktion är stort och möjligheterna att öka biogasproduktionen från dessa substrat har lett till ett samarbete mellan Innovatum Teknikpark, Göteborg Energi, SkaraborgsGas och Fjäderfäcentrum. Substrat med låg vattenhalt fungerar inte alltid att röta i konventionella rötningsanläggningar som drivs med hög vattenhalt. Istället kan tekniker som bygger på hantering av substraten i fast form vara mer lämpliga. Nyligen har torrötning beskrivits i utredningar från JTI och tyska FNR. Dessutom har utredningar om möjligheterna att röta fjäderfägödsel genomförts på uppdrag av Fjäderfäcentrum. Det finns ett antal leverantörer som tillhandahåller sk torrötningsanläggningar. Kunskapen om vad dessa leverantörer kan erbjuda den svenska marknaden är dock begränsad. Förutom den låga vattenhalten är höga kvävehalter och ett stort innehåll av svårnedbrytbara material utmärkande för de aktuella substraten. Det är också oklart hur de fungerar i en torrötningsanläggning. För att i en förstudie utreda på marknaden tillgängliga torrötningstekniker erhölls projektstöd från Jordbruksverket. Förstudien har genomförts av representanter för Innovatum Teknikpark och Göteborg Energi AB med hjälp av konsulten Daniel Tamm, BioMil AB. I denna rapport redovisas resultatet av det genomförda arbetet. 2.1 Torrötning i Sverige I Sverige finns idag drygt 240 rötningsanläggningar, de flesta på avloppsreningsverk. Det finns idag ingen torrötningsanläggning i drift i Sverige. Vad är egentligen... Torrötning: Rötning av stapelbara substrat med hög TS-halt (ca 30 %) utan tillsättning av externt spädvatten. Processen är dock inte torr, rötresten kan t o m vara flytande då TS-halten sjunker under rötningen. TS: Torrsubstans, det som blir över när man torkar bort vattnet från substratet. Uttrycks i % av totalvikten. VS: Volatile solids, den organiska dvs nedbrytbara delen av substratet. Uttrycks i % av TS. Normalkubikmeter: Gasmängd som skulle ta upp volymen på 1 m³ vid normalförhållanden, dvs 0 C och 1 013,25 mbar. Volymen blir mindre vid högre tryck och lägre temperatur. Gas- eller metanutbyte: Den specifika gas- eller metanmängden som produceras från substratet. Uttrycks i Nm³/kgVS. Rågas: Biogas som den kommer från rötningen. Innehåller främst metan och kondioxid samt vattenånga och spår av svavelväte. Intresset har dock ökat på flera håll. Upphandling av en torrötningsanläggning för matavfall i södra Sverige har inletts. Dessutom finns på två avfallsanläggningar planer på torrötning av restavfall. Ett av de största fjäderfäföretagen i Sverige har nyligen erhållit i statligt klimatinvesteringsbidrag för en torrötningsanläggning. Det finns således en stor potential torrötning.odt 5/49

8 för att introducera tekniken med torrötning i Sverige, som om det faller väl ut kan erbjuda leverantörer av torrötningsanläggningar en ny marknad. 2.2 Tillgängliga substrat för torrötning I Västra Götaland bedöms finnas ton substrat per år i form av fastgödsel och djupströbäddar från nöt och svin, fjäderfägödsel samt hästgödsel. Dessa substrat bedöms lämpliga att behandla med torrötningsteknik. Totalt beräknas biogaspotentialen uppgå till 267 GWh per år, se Tabell 1. (Björnsson & Lantz, 2008). Djurslag Biogaspotential (GWh) Andel av total potential (%) Nöt Häst Svin 21 8 Fjäderfä 22 8 Får 7 3 Totalt Tabell 1: Biogaspotential från torra gödselslag i Västra Götaland (Björnsson & Lantz, 2008). Det kan även tillkomma viss andel grödor, antingen för att maximera produktionen i en anläggning eller för att komplettera en kväverik gödsel. Det kan vara vall eller spannmålsgröda. 2.3 Mål och syfte Det övergripande målet för projektet är att öka biogasproduktionen från substrat med hög torrsubstanshalt. I ett första steg avsågs ett kunskapsunderlag tas fram för att ligga till grund för en framtida biogasproduktion genom torrötning. I ett andra skede avsåg projektgruppen gå vidare och planera för uppförandet av en fullskalig prov- och utvecklingsanläggning. Genom projektet skulle ett nätverk etableras så att ett framtida samarbete underlättas. Syftet med projektet var att identifiera vilka torrötningstekniker som passar för gödselslag med hög torrsubstanshalt. Projektet förväntades ge information om vilka teknikleverantörer som finns och dessas trovärdighet. I projektet skulle kunskap genereras om viktiga faktorer för en framgångsrik biogasproduktion såsom lämpliga substratblandningar, val av teknik, miljöeffekter, anpassning till regelverk samt ekonomiska förutsättningar. Kravspecifikationer för en framtida förfrågan eller funktionsupphandling planerades också att tas fram. torrötning.odt 6/49

9 2.4 Frågeställningar Ett antal frågeställningar ställdes upp i inledningen av arbetet Rötningstekniken Hur fungerar rötningstekniken i de olika anläggningsdelarna, t ex hantering och omblandning av material, gasuttag och processtyrning? I vilken grad är tekniken användarvänlig och processäker? Hur svarar tekniken mot det regelverk som finns i Sverige? Vilken storlek på anläggning är de olika teknikerna anpassade för? I vilken form återfinns biogödseln? Vilken miljöpåverkan ger tekniken avseende t ex energiåtgång, lukt, gasutsläpp och näringsförluster? Hur ser kostnadsbilden ut vad gäller investering och driftsekonomi? Substrat Vilka typer av substrat är lämpliga för de olika teknikerna? Reaktortyper Pluggflödesreaktor: Reaktor som kontinuerligt matas från ena sidan och där resten tas ut på andra sidan. Innehållet matas fram men blandas så lite som möjligt. Allt material har samma definierad uppehållstid. Innehåller färskt material på inmatningssidan och utrötat material på uttagssidan. Totalomblandad reaktor: Reaktor där innehållet blandas kontinuerligt. Materialet har olika lång uppehållstid, men samma utrötningsgrad i hela reaktorn. Matas mer eller mindre kontinuerligt. Satsvis reaktor: Ofta i garageliknande utförande. Matning sker i omgångar då hela innehållet töms och ersätts. Samma definierad uppehållstid per sats som i pluggflödesreaktorn. Vilka erfarenheter finns av de i projektet aktuella substraten? Behöver de aktuella substratblandningarna teströtas? Hur ser en optimal substratblandning ut för en processäker och kostnadseffektiv anläggning? Leverantörer och anläggningar Vilka leverantörer finns och vad kan de leverera? Vilka referenser har leverantörerna? Hur länge har leverantörerna varit verksamma? Hur länge har anläggningarna varit i drift? Underlag för upphandling/förfrågan Vilka kravspecifikationer kan vara lämpliga att ställa i en förfrågan/funktionsupphandling? torrötning.odt 7/49

10 2.4.5 Ekonomisk bedömning Vilken bedömning om ekonomin för torrötning kan göras? Var finns effektiviseringsmöjligheterna? 2.5 Projektets innehåll Inom ramen för projektet har en mindre litteraturstudie genomförts som främst fokuserat på substraten. Den största delen av arbetet har dock inriktats på leverantörerna av torrötningsanläggningar. En budgetoffertförfrågan skickades ut sommaren 2008 och inkomna svar har legat till grund för den utvärdering som gjorts av tekniken. Budgetförfrågan finns i bilaga A. torrötning.odt 8/49

11 3 Litteraturstudie En litteraturstudie har genomförts av Envirum AB. Studien fokuserade på erfarenheterna från rötning av djupströ, fjäderfä- och hästgödsel och särskilt torrötning av dessa substrat. Frågeställningarna var bl a vilka metanpotentialer som kunnat uppnås och vilka specifika problem som identifierats vid rötning av substraten. Även forskning om torrötning belystes och aspekter särskilda för denna teknik såsom ymptillsats, behov av strukturgivande material, problem med höga kvävehalter och vilka utrötningsgrader som kan förväntas. En frågeställning var också om någon fullskaleanläggning utvärderats vetenskapligt. 3.1 Resultat av litteraturstudien Litteraturstudien bekräftade att det fortfarande återstår en del frågetecken kring torrötning. En del undersökningar i laboratorieskala har genomförts, men resultaten är inte entydiga. De biogasutbyten som erhållits från torra gödselslag ligger kring Nm3 CH4/kg VS. Halm har varit möjligt att bryta ned i både obehandlad, hackad och mald form, även om den obehandlade eller hackade tog längre tid att bryta ned. Ympmängden är framförallt beroende på hur snabbt nedbrytbart substratet är. För hästgödsel har satsvis rötning fungerat utan ymptillsats, men % kan rekommenderas för stabilare process. Nötgödsel uppges inte behöva någon ymptillsats, i motsats till energigrödor som sockerbetor och majsensilage. Dessa kräver en stor del ymp (mellan %, i vissa fall upp till 70 %) p g a att de är lättomsättbara och därmed kan ge ett för lågt ph inledningsvis1. Det i förfrågan aktuella substratet bedöms kunna rötas med liten ymptillsats. Inte heller bedöms någon tvåstegsprocess vara nödvändig, det gäller även det främst för lättomsättbara substrat. En staplad höjd om 1,5 m har visat sig fungera utan att materialet packade sig och blev ogenomsläppligt. Dock har långhalm i ett försök förhindrat genomsilning i en satsvis process. I en studie med satsvis rötning av nöt- och fjäderfägödsel tillsattes halm och träflis för att erhålla bättre struktur i materialet. Endast en vetenskaplig utvärdering av en fullskaleanläggning hittades och då en gårdsrötningsanläggning med driftproblem bl a med uppvärming. Problematiken med höga kvävehalter är inte tillfredsställande utredd. Förutom spädning med kvävefattigt substrat eller vatten har bara alternativet med ammoniak-stripping framförts. Denna teknik är i drift på några enstaka platser men kräver en stor insats av kemikalier och/eller energi och orsakar därför orimligt höga driftkostnader. Projektet drog slutsatsen att det i dagsläget inte var intressant med fler labförsök, utan istället hitta några verkliga substratblandningar att testa i fullskala. 1 Nedbrytningen sker i olika faser. Förenklat är första steget att bryta upp längre kedjor till fettsyror som i sin tur bryts ner till ättiksyra och slutligen koldioxid och metan. Om det fösta steget sker mycket snabbt så ackumuleras fettsyrorna i systemet, dvs reaktorinnehållet blir surt vilket är lika med lågt ph. torrötning.odt 9/49

12 4 Budgetförfrågan En budgetförfrågan sammanställdes med syfte att få en realistisk bild av vilka leverantörer som kan vara intresserade av att etablera sig i Sverige. Dessutom var syftet att fördjupa kunskaperna om tekniken och prisbilden. I förfrågan beskrevs den stora potentialen och marknaden för torrötning som finns i Västra Götaland. 4.1 Upplägg i förfrågan För att få en möjlighet att jämföra olika tekniker gjordes förfrågan för ett tänkt typsubstrat och för tre olika storlekar på anläggningar. Dessutom sammanställdes ett formulär för att fånga upp de viktigaste faktorerna och underlätta utvärderingen (se bilaga B). Viktiga faktorer bedömdes vara gassäkerhet och gasläckage, om leverantörerna hade någon erfarenhet kring de aktuella substraten och hur man bedömde det möjliga metanutbytet och utrötningsgraden. Även andra tekniska frågor belystes såsom energiförbrukning, uppvärmningsmetod och åtgärder mot kanalbildning, samt uppgifter för en ekonomisk kalkyl. Hela förfrågan finns i bilaga A Typsubstrat I förfrågan specificerades en fiktiv substratblandning som var tänkt att återspegla de aktuella substrattillgångarna i regionen. Blandningen beskrevs som Fastgödsel med inblandning av strömaterial såsom halm, vall etc motsvarande upp till 50 % av TS. Närmare egenskaper som nämndes var: Densitet: 500 kg/m³ TS-halt: 30 % VS-halt: 85 % av TS N-tot: 3 % av TS Kvävehalten på 3 % ligger över det som många substrat har, dock under det som är vanligt för fjäderfägödsel. Syftet var att få fram huruvida erbjuden utrustning klarar av att behandla kvävehaltiga gödselslag såsom fjäderfägödsel, dock utan att ställa orimliga krav som skulle göra att företag valde att inte svara. Se även kapitel 6.1 om substraterfarenhet Anläggningsstorlekar I förfrågan som skickades till leverantörerna bads det om offert för två anläggningsstorlekar för satsvis teknik och två för kontinuerlig teknik. Storleken identifierades i förväg genom kontakter med ett par leverantörer så de var realistiska för aktuell teknik. torrötning.odt 10/49

13 Processtyp Behandlingskapacitet [ton substrat per år] Satsvis Kontinuerlig Tabell 2: Anläggningsstorlekar i förfrågan Tänkta platsspecifika förutsättningar, leveransgränser och funktionskrav ställdes också upp, se bilaga A Kontakter med potentiella leverantörer Fölnde potentiella leverantörer identifierades: Leverantör Kontakt Fick förfrågan Offert Annat svar Kommentar Archea nej Hög arbetsbelastning Bekon Eisenmann Kompogas LOOCK Biogas-systems nej OWS () Ros Roca Solum BIOFerm nej nej Cowatec nej nej Hög arbetsbelastning Schmack Biogas nej nej Konventionell våtrötning Hese Biogas nej Dotter till Schmack, hög arbetsbelastning Purac nej Har ingen egen lösning Haase Energietechnik nej Malmberg Water nej Neova nej Bio Energy nej Konventionell våtrötning Biowatt nej Har upphört Lehmann nej Konventionell våtrötning Linde-KCA-Dresden nej Konventionell våtrötning Valorga nej Gick inte att få tag i Via CTU Konventionell våtrötning Har en kompostanläggning som kan göras om till rötkammare Tabell 3: Leverantörer av rötningsutrustning som kontaktades. De leverantörer som inte visade intresse eller uppenbarligen inte tillhandahöll aktuell teknik ströks från listan. Till övriga skickades budgetförfrågan ut i juni torrötning.odt 11/49

14 4.1.4 Svar från leverantörer Endast fyra leverantörer lämnade ett anbud i utsatt tid. Av de övriga var det några som var svåra att få kontakt med och några som uttryckligen meddelade att de inte hade erfarenhet av gödsel, brist på ledig kapacitet för att medverka eller inte såg någon ekonomi i dessa typer av substrat. Vid efterfölnde telefonkontakt och envis uppföljning kom dock svar från ytterligare leverantörer, se Tabell 3. Den delvis sega svarsinlämningen kan säkert hänföras till att, trots att förfrågan har skrivits så konkret som möjligt, det handlar om en budgetförfrågan. Flera leverantörer som inte har lämnat svar säger sig vara mycket intresserade av att delta vid en skarp förfrågan. torrötning.odt 12/49

15 5 Beskrivning av leverantörer och deras teknik I det fölnde beskrivs leverantörernas teknik. För varje leverantör görs en kort genomgång av processen. Dessutom tas speciella tekniska lösningar upp som skiljer sig från vanliga lösningar hos andra leverantörer. Leverantörerna har sorterats efter tekniken, med satsvisa lösningar i börn och kontinuerliga lösningar därefter. För varje erbjudet system visas ett förenklat schema där flödena kodas med fölnde färger: (svart) (brunt) (blått) (grönt) Substrat, stapelbar rötrest Rötmassa, trögflytande rötrest Flytande rötrest, processvatten Biogas Dessutom används förkortningarna RK för rötkammare och RRL för rötrestlager. 5.1 Bekon Bild 1: Bekons torrötningsanläggning. I den öppna porten syns gallret som håller substrathögen på plats. Bekon erbjuder en renodlad satsvis torrötningsprocess bestående av modulbyggda garageliknande rötkammare samt en perkolattank. Bekon tillhör de etablerade leverantörerna på marknaden med ett dussin satsvisa fullskaleanläggningar i drift. torrötning.odt 13/49

16 Beskrivning av processen Boxarna lastas med nytt substrat i omgångar. Gammalt substrat (rötresten) tas ut, drygt hälften blandas sedan in i färskt substrat på en hårdgjord blandningsyta framför RK RK RK rötkamrarna för att ympa massan så att rötningen snabbt kommer igång. Sedan lastas den nya blandningen in i rötkammaren. All lastning sker med hjullastare och tar en arbetsdag per box. Porten stängs därefter för att bör rötningen som tar 4-5 veckor. Vid avslutad rötning spolas reaktorn med avgaser innan porten öppnas för uttag av rötresten. Speciella lösningar Som en speciallösning bör nämnas Bekons koncept för användning av blandgasen. Som integrerad del av rötningsanläggningen offererar Bekon en flispanna för uppvärmning av rötkamrarna. Avgaserna från pannan används för att spola boxarna före öppning. Då avgaserna innehåller max 8 % syre så undviker man en explosiv blandning. Däremot kommer blandgasen att innehålla större mängder N2 så att den inte lämpar sig för uppgradering med konventionell teknik. Enligt Bekons förslag leds blandgasen till facklan vilket fungerar ner till ca 12 % CH4. När metanhalten sjunkit under ca 12 % släpps blandgasen till atmosfären. Se även kapitel 6.7 som försöker kvantifiera dessa utsläpp. Bekon har även påpekat att det, beroende på uppgraderingsteknik, kan finnas CO2-rika gasflöden som skulle kunna användas för spolning av boxarna, t ex vid COOAB eller kryoteknik. I detta fall skulle all blandgas kunna föras till uppgraderingen. Bekons offert inkluderar, utöver pannan, även lite mer avancerad gasbehandling i form av en kyltork och ett aktivkolfilter för rågasen. Som en annan specialitet nämner Bekon att det inte finns några perkolatledningar som är golvförlagda. Ekonomi Prismässigt ligger Bekons anläggningar i den övre kategorin för satsvisa anläggningar. Jämfört med andra leverantörer erbjuder Bekon dock relativt mycket garantier gällande anläggningens prestanda. 5.2 Loock TNS Loock tillhör också de etablerade leverantörerna av klassiska satsvisa torrötningsanläggningar. Trots att Loock inte formellt har svarat på förfrågan med en budgetoffert eller anbudsformulär så har i alla fall allmän information om processen och företaget samt en allmän budgetoffert som gäller en anläggning för t/a biologiskt avfall lämnats in. torrötning.odt 14/49

17 Underlagen innehåller även en lista på 13 likvärdiga referensanläggningar som går på energigrödor eller biologiskt avfall. Bild 2: Interiör av Loocks rötkammare i Friedersdorf. Till höger syns hålblecket som gynnar vattenavrinning. I taket syns märken kring dysorna för perkolatfördelning, samt i golvet uppsamlingsrännan. Beskrivning av processen RK RK RK RK Loock kallar sin process för TNS som står för Trocken-Nass-Simultanvergärung, dvs samtidig rötning med både torr och våt teknik. Hanteringen och processförloppet för den torra delen är liknande den som beskrivits för Bekons teknik. Speciella lösningar Specialiteten är att perkolattanken är relativt stor (700 m³) och utgör en egen rötkammare, så att biogasproduktionen sker i både boxarna och perkolattanken. Dessutom är Loocks anläggningars väggar utrustade med perforerat stålbleck vilket medger en bättre dränering i sidled, vilket är mer effektivt än att dränera vertikalt. En annan speciallösning som företaget erbjuder är ett sofistikerat luftningssystem som innehåller fläktar, kompressorer och i golvet sittande svärddysor för luftning underifrån. Systemet används först för en förkompostering med syfte att snabbt få upp temperaturen i en färskt fylld rötkammare. I denna fas leds frånluften till ett biofilter inbyggt i en container. När luftningen stängts av och rötningen väl har kommit igång så används kompressorerna för att trycksätta luftningssystemet med 15 bar, vilket möjliggör tryckstötar underifrån. Detta förbättrar kontakten mellan perkolat och substrathögen då det motverkar kanalbildning, men gör samtidigt att en liten mängd luft kommer in i rågasen vilket å ena sidan kan sänka halten av svavelväte, å andra sidan kan bli störande vid uppgradering av gasen om kvävehalten blir för stor. Vid avslutad rötning luftas rötresten torrötning.odt 15/49

18 underifrån igen för att syresätta den, så att rötningsprocessen stoppas helt. Samtidigt avlägsnas biogasen från substrathögen och från gasutrymmet (som tidigare via kompostfiltret), så att porten kan öppnas och rötresten tas ut utan någon explosionsrisk. Loock har år 2005 kört storskaliga försök med ca 1/6 kalkongödsel (resten var majs), där man fick ett metanutbyte på 320 Nm³/tVS. Labförsök visade på ett metanutbyte för bara gödseln på 160 Nm³/tVS. Ekonomi Investeringsmässigt ligger Loocks anläggningar lägre än konkurrenterna när det gäller specifik behandlingskostnad. En helhetsbedömning om ekonomin är dock svår att göra då det saknas uppgifter om förväntad gasproduktion från aktuella substrat. I en annan utvärdering2 framgår TNS som alternativet med den bästa rentabiliteten bland torrötningsanläggningarna. 5.3 Solum Solum erbjuder ett 2-stegs-system benämnt Aikan som tänker vidare tanken bakom Loocks TNS, med metanproduktionen i perkolattanken. Med sina 2 referensanläggningar i drift är Solum en nykomling på marknaden. Företaget har sina rötter i avfallsverksamhet i Danmark där man tar emot och behandlar biologiskt avfall från hela Själland. Beskrivning av processen Steg 1 sker i ett antal boxar där substrat lastas in med hjullastare, mixervagn eller liknande. Till skillnad från andra satsvisa processer sker ingen RK ympning via inblandning av rötrest. All ympning RK RK RK sker via perkolatet. När boxen förslutits stiger först temperaturen i högen pga resterande luft. Sedan perkoleras högen i en syrefri miljö där hydrolysen och syrabildningen (första steg i nedbrytningskedn) sker. Via ph-mätningar i utgående perkolat följs processen och fastställs när syrabildningen är klar och metanbildningen skulle bör. Detta är fallet efter ca 3 veckor. Gasen som bildats hittills innehåller främst koldioxid och vätgas, dock lite metan. Gas fångas inte upp utan lämnar de icke-gastäta boxarna via biofiltret. Solum arbetar dock på en lösning för att även fånga upp och nyttiggöra gasen från detta steg. När syrabildningen är klar avslutas rötningen genom att perkoleringen upphör. Samtidigt börr man att suga luft genom högen i boxen, dvs en aerob efterkompostering sker som tar 4-5 veckor. Därefter anser man att det stapelbara materialet är hygieniserat och klart att 2 Universität Rostock, Lehrstuhl für Verfahrenstechnik/Biotechnologie: Biogaserzeugung durch Trockenvergärung von organischen Rückständen, Nebenprodukten und Abfällen aus der Landwirtschaft, Abschnitt 2, 2007 torrötning.odt 16/49

19 användas som kompost. Lagringen och vidare kompostering sker i en sk madrasskompostering utanför rötkammaren. Perkolatet pumpas till en totalomblandad rötkammare (steg 2) med en uppehållstid på 20 dagar för metanbildningen. All biogasproduktion sker alltså i det andra steget. På perkolatsidan fås ett mindre vätskeöverskott på ca 500 m³/år som flytande rötrest. En stor andel av vätskan lämnar dock processen vid komposteringen. Bild 3: Solums anläggning i Holbæk, Danmark: Steg 1 med öppna portar till vänster, steg 2 till höger. Viktiga egenskaper: Den långa uppehållstiden (totalt 7-8 veckor i steg 1) kräver relativt stor reaktorvolym. Integrerad kompostering. Enligt uppgift innebär det en hygienisering motsvarande 1 h vid 70 C. Då metanbildning sker kontinuerligt i rötkammaren produceras ingen blandgas, trots att tekniken i första steget är satsvis. Utrötningsgraden är enligt uppgift ca 80 %. På Solums anläggning i Danmark är dock utrötningsgraden vid avslutad rötning betydligt lägre (50 % av det för biologiskt avfall vanliga gasutbytet nås). Systemet kan anpassas till olika avfallstyper genom att variera antal moduler och storlek av reaktorn i steg 2. Solum har lämnat in förhållandevis glest underlag på sin lösning (formulär + animering), vilket försvårar bedömningen av deras teknik. Däremot har Solums anläggning i Danmark besökts vid ett annat tillfälle i börn av torrötning.odt 17/49

20 Ekonomi Solum har fokus på att behandla avfall och producera användbar kompost. Gasproduktionen, gasutbyte och utrötning har mindre fokus. Detta i samband med att Solum tar en behandlingsavgift för allt substrat förklarar den förhållandevis låga utrötningsgraden hos den danska anläggningen som innebär en låg gasproduktion per ton substrat. Solums offert antyder att investeringskostnaden ligger mer i den övre kategorin. Det som försvårar en ekonomisk drift är en enligt uppgift förhållandevis låg tillgänglighet på enbart 85 %, samt höga kostnader för hjullastare och den dagliga tillsynen. 5.4 OWS Bild 4: OWS:s DrancoFarm-anläggning i Nüstedt, Tyskland. Till vänster syns anordningen med vandrande golv för substratmatningen, i mitten är den vertikala rötkammaren, och till höger syns det globformade gaslagret. OWS (Organic Waste Systems) i Belgien erbjuder en kontinuerlig anläggningstyp med beteckning DrancoFarm. Företagets kärnverksamhet ligger i avfallsbranschen där man erbjuder en liknande typ Dranco som inkluderar den nödvändiga förbehandlingen för hantering av avfall. Av den aktuella typen DrancoFarm har företaget byggt en anläggning som står i Nüstedt (Tyskland). OWS har inte formellt svarat på förfrågan i form av specifik budgetoffert eller anbudsformulär. Däremot har företaget skickat en befintlig budgetoffert på en majsanläggning för t/a, samt allmänna underlag om processen, som besvarar de flesta frågorna. torrötning.odt 18/49

21 Beskrivning av processen DrancoFarm-processen består av en stående cylindrisk rötkammare utan omrörare. Med hjälp av en hjullastare matas substratet in i inmatningsfickan som har en kapacitet på ca ett dygn. Därifrån transporteras RK substratet via en blandningsenhet (2 emot varandra roterande skruvar) till en pump som matar substratet vidare till rötkammartoppen. I rötkammaren, som inte har några rörliga inbyggnader, sjunker massan så småningom ner tills den når den undre delen bestående av en kona. Här tas den övervägande delen (80-90 %) ut och leds till blandningsenheten för återcirkulering och ympning av den färska delen. Resterande rötrest genomgår den s.k. inaktiva delen av rötkammaren, konan i undre delen. TS-halten varierar genom anläggningen. Substratet har en ursprunglig TS-halt på ca 30 %. Efter blandningen med den återcirkulerade rötmassan blir TS-halten 17 % där massan är pumpbar. Medan substratet sjunker ner i reaktorn bryts det ner, så att TS-halten hamnar vid 15 % i övre änden av konan där recirkulerad massa tas ut. Det som lämnar processen genomgår efterrötningen i konan och lämnar denna med 14 % TS. I anslutningen pumpas rötresten vidare till rötrestlagret och späds ut med lak- och regnvatten från lagringsytorna för att få en lättflytande rötrest med ca 7-8 % TS vilket krävs för spridning på åkern. (Gäller anläggningen i Nüstedt.) Bild 5: Schema av DrancoFarm-processen (OWS) Speciella lösningar Nämnvärda egenskaper i DrancoFarm-tekniken är: Ingen omrörare, därför inget underhåll inuti rötkammaren Stor andel ymp respektive intensiv recirkulering (80-90 %). Detta gör processen som till synes är av typ pluggflöde snarare till en totalomblandad med efterfölnde efterrötning. Den intensiva pumpningen gör processen något känsligare för störämnen såsom större stenar. torrötning.odt 19/49

22 Fokus på anläggningen i Nüstedt ligger på ett högt gasutbyte per reaktorvolym. Måttlig utrötningsgrad, dvs gasutbyte per ton substrat, jämfört med andra kontinuerliga anläggningar. Relativt stor tidsåtgång för den dagliga driften enligt uppgift. Rötkammaren körs i vanliga fall termofilt som kan innebära en inbyggd hygienisering. Eftersom rötkammaren står vertikalt är platsbehovet relativt litet. Ekonomi Investeringsmässigt så ligger de flesta leverantörer av kontinuerliga anläggningar i ungefär samma prisklass. Totalekonomin för DrancoFarm-processen är i nuläget svår att bedöma då offerten gäller en majsanläggning som den i Nüstedt, och det inte föreligger uppgifter från företaget om det förväntade metanutbytet från aktuella substrat. 5.5 Eisenmann Bild 6: Eisenmanns anläggning för majsensilage i Asendorf, Tyskland. Eisenmann är ett traditionellt konstruktionsföretag som sedan 2003 har byggt upp en verksamhet med kontinuerliga rötningsanläggningar för torra substrat. Företaget har 58 referensanläggningar i drift, varav de allra flesta är Eisenmanns standardanläggning på ca 250 kwel. Beskrivning av processen Eisenmann har offererat dels sin standardanläggning i prefab-stålutförande (5100 ton/år), dels en större anläggning RK RK RRL av prefabricerade betongdelar (13140 ton/år). I båda anläggningar är den första rötkammaren en liggande pluggflödesreaktor med längsgående blandningsaxel som kontinuerligt matas från den 24 torrötning.odt 20/49

23 resp. 80 m³ stora inmatningsfickan. Större delen av nedbrytningen (50 % av TS försvinner här) sker i denna första RK som också är den minsta behållaren i systemet, så att belastningen är relativt hög. Då första delen av RK1 tas upp av hydrolyssteget är dock gasproduktionen från denna del bara % av totalproduktionen. Efter RK1 är substratet såpass nedbrutet att det går att pumpa till RK2. Den andra rötkammaren är totalomblandad som i konventionella våtrötningsanläggningar och ligger på en TS-halt på ca 7-8 %3. I RK2 bildas större delen av biogasen (uppemot 60 % av hela produktionen). Slutligen pumpas rötmassan till rötrestlagret där TS-halten sjunker ytterligare. En del av substratet recirkuleras från RK2 eller RRL till substratinmatningen. Mängden som cirkuleras styrs via effektbehovet för omblandning i RK1, så att önskad konsistens erhålls. Den mindre anläggningen är betydligt billigare, nästan proportionellt till kapaciteten, den specifika värmeåtgången är dock högre. I offerten ingår en biologisk uppföljning med regelbunden provtagning och matningsrekommendationer i ett år. Eisenmanns personal skulle inledningsvis, förutom för driftsättningen, även med jämna mellanrum komma till anläggningen för att säkerställa en optimal drift. Rötrestlagret som Eisenmann erbjuder är inte täckt då man anser att substratet är tillräckligt utrötat när det lämnar andra rötkammaren. Det pågår för närvarande ett aktivt arbete att skapa kontakter till svenska partners för att på ett bra sätt kunna erbjuda Eisenmanns teknik på den svenska marknaden. Vissa skillnader finns mellan anläggningarna: Den lilla modellen kan klassas som mobil så den vid behov skulle kunna flyttas till en annan plats. Detta har mindre praktisk betydelse men påverkar positivt möjligheterna till banklån då anläggningen kan tas som säkerhet. Den lilla anläggningen kommer med Termisk Desintegration efter rötkammare 1, en uppvärmning av substratet med syfte att underlätta den fortsatta rötningen. Effekten är dock oklar varför Eisenmann överväger att ta bort komponenten. Den lilla anläggningens inmatningsficka inbegriper även sönderdelningen av substratet vilket inte görs i den stora anläggningen där halm måste hackas. I den stora versionen finns en press (separator) som delar upp rötresten efter RK2 i en stapelbar och en flytande fraktion vilket bl a gör att rötresten i rötrestlagret lättare kan blandas om. 3 Uppgifter om TS-halten i Eisenmanns olika reaktorer gäller anläggningen i Asendorf (Tyskland) som matas med i huvudsak majs. För substratblandningen enligt vår förfrågan kan TS-halterna se annorlunda ut. torrötning.odt 21/49

24 Ekonomi Eisenmanns anläggningar skiljer sig betydligt i storlek, vilket även återspeglar sig i ekonomin. Trots att den lilla anläggningen är betydligt billigare så är den specifika behandlingskostnaden per ton substrat bland de högsta. Däremot ligger den stora anläggningen mycket bättre till och har den lägsta specifika kostnaden bland kontinuerliga torrötningsanläggningar. 5.6 Ros Roca Ros Roca är ett större spanskt företag verksamt inom avfallshantering som bl a levererar rötningsanläggningar i totalentreprenad. Förutom rötningsteknik kan Ros Roca även erbjuda gasuppgradering genom att ha förvärvat YIT:s vattenskrubberteknik. Företaget offererar två olika anläggningskoncept: Klassisk satsvis rötning i boxar där man har två referensanläggningar i drift, samt kontinuerlig rötning enligt våtrötningsprincipen fast utan tillsats av externt spädvatten, där det finns ett 20-tal referensanläggningar. Ros Roca lämnar även kontaktuppgifter till sina referensanläggningar. Hygienisering är möjlig i anläggningarna men ingår inte i offerterna då den svenska lagstiftningen samt substratsammansättningen inte är tillräckligt kända för dem. Beskrivning av satsvis process RK RK RK Ros Rocas satsvisa process är en klassisk garagerötning och liknar den som beskrivs för Bekon. Anläggningen har offererats i storlekarna och ton/år. Rötresten är enligt uppgift stapelbar. Under rötningen perkoleras substratet, dock inte under den sista veckan. Anläggningen för 6000 t/a består av 4 rötkammare. Ros Roca rekommenderar att bygga anläggningen med fler boxar (med samma totalvolym) för bättre drift, vilket dock skulle leda till ett högre pris. Även en liknande, dubbelt så stor anläggning med 8 boxar för t/a offereras. Gällande kväveproblematiken vid hönsgödsel så satsar Ros Roca på utspädning/byte av perkolat med färskt vatten. I offerten anges 500 t/a utspädningsvatten. Detta leder dock till en större rötrestmängd. Gasen vid uppstart har hög CO2-halt och leds till biofilter. Efter två dagar kopplas om till gasledning. Spolning vid avslutad rötning sker med luft mot gasuttaget. Så snart syre mäts i torrötning.odt 22/49

25 gasledningen kopplas spolningsluften över till biofilter. Då anläggningen inte har någon fackla innebär detta att metan från uppstart och i spolgasen går till atmosfären. Beskrivning av kontinuerlig process RK RRL Ros Rocas kontinuerliga anläggning för ton/år är i själva verket en våtrötningsanläggning med en rötkammare och ett täckt rötrestlager samt med intern vattenrecirkulation. Grova störämnen (stenar mm) måste avlägsnas från substratet före matningen. Däremot innehåller anläggningen sönderdelning av halm mm i substratblandningsaggregatet, där det även späds ut med processvatten från avvattnaren (se nedan) för att komma in i processen med ca % TS. Från den totalomblandade rötkammaren leds rötresten dels till en avvattnare (snäckseparator) där den delas upp i en fast fraktion på 25 % TS, den fasta rötresten, och i en flytande fraktion som kallas för processvatten och som används för utspädning av substratet. Ett annat delflöde lämnar rötkammaren utan vidare behandling och hamnar då i rötrestlagret. Den flytande rötresten i rötrestlagret har därför med 9-10 % en relativt hög TS-halt. Uppsättningen gör att en mindre del av rötresten är flytande, samt att en betydande andel av rötkammarinnehållet recirkuleras. Tack vare recirkulationen av vattnet uppfyller anläggningen kravet på att inte späda ut substratet. Återföringen av vatten kan dock leda till högre ammoniumkoncentration i systemet, vilket kan begränsa möjligheten till behandling av substrat med hög kvävehalt. Ekonomi Ros Roca erbjuder en enkel teknik, vilket även speglar sig i prisbilden. För den erbjudna satsvisa tekniken ligger Ros Roca på samma kostnadsnivå som Loock, speciellt för den större anläggningen. Den kontinuerliga anläggningen når den bästa ekonomin bland alla inkomna offerter. Det bör dock framhävas att det, som nämnt tidigare, handlar om en våtrötningsanläggning och att det i synnerhet inte är klart huruvida högre kvävehalter kan hanteras utan tillsats av externt vatten. Dessutom bör nämnas att det förutom blandningsytan inte heller ingår fundament och markledningar. torrötning.odt 23/49

26 Inför en investering föreslår Ros Roca att köra storskaliga försök i en av sina referensanläggningar. 5.7 Kompogas / CTU Kompogas erbjuder via licenstagaren CTU avancerade anläggningar för kontinuerlig rötning av torra substrat, framförallt biologiskt avfall. Kompogas och CTU kan tillsammans visa på ca 35 referensanläggningar av samma typ. Beskrivning av processen RK RRL Processens kärna är en enda liggande rötkammare av typ pluggflöde där substratet matas in i ena änden med en matningsskruv. Inuti rötkammaren som är en U-formad stålbetongkonstruktion blandas massan kontinuerligt med en omrörare på en längsgående axel som är fäst i ytterväggarna med utanpåliggande lager. Bild 7: Dubbelrötkammare från CTU/Kompogas. Det syns matningsskruvarna (blå) och axlarna för blandaren. Substratet bryts ned i rötkammaren och lämnar den med en TS-halt som har sjunkit så långt att det har blivit pumpbart. En del av massan (ca 30 %) återcirkuleras till ingången för ympning av nytt substrat. Resten avvattnas med en excenterskruvpress som delar den i torrötning.odt 24/49

27 en flytande och en fast fraktion av ungefär samma mängd. För den flytande delen finns ett rötrestlager, medan den stapelbara rötresten lagras på substratlagrets ytor eller komposteras vidare. CTU hävdar att den kontinuerliga processen ger en så pass jämn gasproduktion att ingen gasklocka behövs gasen kan direkt ledas till förbrukaren, och trycket i rötkammaren räcker för styrningen av gassystemet. Dessutom ska rötresten som går till rötrestlagret vara så pass färdigrötad att ingen nämnvärd metanproduktion sker i lagret, med en förväntad utrötningsgrad på 90 %. I Kompogas' anläggningar används termofil rötning, vilket medger en hög utrötningsgrad efter 4 veckors uppehållstid. Pga recirkulationen är dock den statistiska uppehållstiden mellan 35 och 40 dagar lång. Utöver själva rötningsprocessen erbjuder CTU även en option på avancerad efterbehandling av den flytande rötresten i form av t ex ultrafiltration eller strippning, där vattnet fås med en kvalitet så det kan släppas till det kommunala avloppsnätet. Även om CTU inte har någon speciell lösning för rötning av ren fjäderfägödsel så verkar det finnas en kompetens för att i förväg bedöma processens förmåga att röta en viss andel kväverika substrat. I offerten vågar man räkna med 30 % fjäderfägödsel. Internt har dock även andra lösningar som i processen integrerad ultrafiltration diskuterats som skulle möjliggöra mycket högre fjäderfägödselandel. Kostnaden för detta ansågs dock inte vara rimlig i sammanhanget. Ekonomi Som enda leverantör specificerar CTU ett serviceavtal för sina anläggningar. Efter idrifttagningen erbjuder CTU även olika lösningar för uppföljning, rådgivning och optimering av anläggningens drift. Allt i allt kan Kompogas ses som en lösning med hög kvalitet, vilket dock även återspeglas i prislappen för investeringen. Tack vare en hög utrötningsgrad kompenseras detta dock med större intäkter från gasproduktionen, så att slutresultatet ligger i medelklassen. 5.8 Archea Archea är leverantör av en kontinuerlig tvåstegsanläggning. Pga hög arbetsbelastning har Archea inte lämnat en budgetoffert utan skickat en allmän infobroschyr på 4 sidor om processen. Broschyren antyder att det handlar om i stora drag samma teknologi som Eisenmann erbjuder med sin mobila standardanläggning, dvs en första rötkammare i stål och ett totalomblandat andra steg. Trots att Archea inte har lämnat ett pris så säger de sig vara mycket intresserade av den svenska marknaden. torrötning.odt 25/49

28 6 Genomgång av viktiga aspekter 6.1 Erfarenhet av substrat I sina budgetofferter har leverantörerna fått redovisa sina erfarenheter av att röta gödsel samt möjligheter att göra det med deras utrustning. Gödsel används inte som huvudsakligt substrat hos någon av leverantörerna, men finns med som komplement eller är nämnt bland tänkbara substrat. Enbart Archea (med liknande teknik som Eisenmann) säger spontant vid telefonkontakt att deras utrustning är tänkt för gödsel och lantbrukssubstrat. Att röta en gödsel med hög kvävehalt anser leverantörerna är möjligt, men man har olika strategier för att kunna lösa det. De flesta vill begränsa andelen kväverikt substrat och föreslår spädning med ett annat kvävefattigare substrat. Gränsen för mesofila processer ligger vid % hönsgödsel, medan termofila processer är mer känsliga och bör inte matas med mer än ca 10 % hönsgödsel4. Ros Roca föreslår att man späder med vatten. I den satsvisa processen föreslår de att man späder i perkolatet. I Ros Rocas kontinuerliga process återförs i vanlig drift vätska utan att kvävet avskiljs. Här är förslaget mot förhöjda kvävehalter att ersätta en del av den recirkulerade processvätskan med färskt vatten. Kompogas/CTU har internt diskuterat lösningar som innebär användande av stripper och/eller ultrafiltration. I och med att företaget erbjuder sådan teknik även för efterbehandling av rötresten finns det kompetens för sådana lösningar. Man har ändå förkastat dem med hänvisning till för höga kostnader. Att späda perkolatet eller slurryn med vatten innebär förutom att man får kostnader för själva vattnet även att det blir större mängder rötrest att transportera tillbaka till lantbruket. Kvävehalten sjunker också, vilket kan tyckas vara en försämring om man tidigare hade t ex en kväverik hönsgödsel. Det behöver dock inte vara en nackdel ur spridningssynpunkt. Kvävet har under rötningen omvandlats till ammonium. Det innebär att det växttillgängliga kvävet totalt har ökat i mängd och det ger sammantaget ändå en förbättring ur växtnäringssynpunkt. 6.2 Mottagning och förbehandling, substrathantering Substrat hanteras på liknande sätt vid alla anläggningar. Lagring sker på en yta som inte ingår i anbuden. Därifrån lastas substratet över till anläggningen med hjälp av en hjullastare. Förbehandlingen som krävs skiljer sig däremot mellan anläggningarna. För alla satsvisa typer anges att det inte behövs någon form av förbehandling. Tvärtom behöver anläggningarna en viss struktur i materialet för att säkerställa en bra kontakt mellan perkolat och 4 Dessa är erfarenhetsvärden från diverse tyska anläggningar av olika typ. Trots detta har både Kompogas, Eisenmann och OWS erbjudit anläggningar som åtminstone delvis körs termofilt. torrötning.odt 26/49

29 substrat. Dock har rötningsförsök visat att långhalm har en vattenavstötande effekt som gör att delar av substrathögen kan torka ur om för lång halm används. Här är alltså en viss halmhackning fördelaktig. Kontinuerliga anläggningar har andra krav. Här har strukturen ingen betydelse då det oftast sker en måttlig omblandning samt ingen perkolering. Därför kräver de flesta leverantörer halmhackning, vilket även förbättrar metanutbytet för halm vid korta uppehållstider. Icke hackad halm skulle kräva uppehållstider uppemot 70 dygn för maximalt gasutbyte. I några anläggningar ingår utrustning för halmhackning. Kontinuerliga processer kräver generellt att grövre störämnen som stenar mm avlägsnas innan substratet matas in i anläggningen. Om så inte sker kan föremålen orsaka skador i pumpar och blandare, eller åtminstone bilda ett sediment i rötkamrarna som kan vara svårt att avlägsna under pågående drift. Ros Roca nämner kravet för sin våtrötningsanläggning, men även i DrancoFarm-anläggningen i Nüstedt har man haft besvär med alltför stora stenar (>40 mm). Vid satsvisa anläggningar sker även blandning med rötrest och inmatning i boxarna med hjullastare eller fodermixervagn. Fördelen med fodermixervagn är att substratet kan läggas in nästan ända upp till taket, samtidigt som det skapas en ganska lös struktur som lätt kan genomsilas. Kontinuerliga anläggningar har en inmatningsficka som brukar dimensioneras för 1 dygns matning. Substratet matas in i fickan med hjullastare. Sedan sker matningen av rötkammaren automatiskt och mer eller mindre kontinuerligt. 6.3 Rötresten Rötresten finns hos alla anläggningar förutom OWS:s DrancoFarm i två fraktioner, där den ena är mer flytande och den andra är fastare. Samtidigt är mängden flytande rötrest vid satsvisa anläggningar genomgående betydligt mindre än vid kontinuerliga (0-500 m³/år respektive m³/år). Det kan dras flera slutsatser av detta: Utrötningsgraden i kontinuerliga anläggningar är högre (vilket även innebär högre metanutbyte), så att TS-halten blir lägre. Överlag är informationsläget om TShalten i rötresten magert, då leverantörerna lämnar uppgifter såsom stapelbart. Avvattningen i kontinuerliga anläggningar är mer effektiv, så att TS-halten i den fasta rötresten är högre än i det utrötade materialet från satsvisa processer. I det aktuella projektskedet finns det begränsade kunskaper om hur substratet resp. rötresten kommer att bete sig. Olika bedömningar om fördelningen av fast och flytande kan därför lätt förekomma. Den fasta rötresten hanteras liksom substraten med hjullastare och kan lagras på befintliga ytor. För den flytande rötresten innehåller offerterna rötrestlager när det gäller kontinuer- torrötning.odt 27/49

30 liga anläggningar. Lagren dimensioneras för ett halvt års kapacitet för spridning två gånger om året. Den lilla överskottsvätskan i satsvisa anläggningar ackumuleras i perkolattanken och tappas av där vid behov. Beroende på hur gödseln har använts tidigare, kan rötningen innebära en förändring i gårdarnas gödselhantering. Om man önskar hålla kvar vid sin ursprungliga gödselutrustning kan det innebära att man vid en upphandling ställer krav på i vilken form rötresten skall erhållas. 6.4 Process och gasutbyte Uppehållstid i olika anläggningstyper Substratets väg genom anläggningen skiljer sig från grunden mellan satsvisa och kontinuerliga anläggningar. Därför är det viktigt att titta på jämförbara uppgifter när det gäller uppehållstiden. I satsvisa anläggningar läggs substratet in under en viss tid. Vid avslutad rötning tas massan ut och en del blir rötrest medan resten blandas med nytt substrat och läggs in igen. Således blir den genomsnittliga uppehållstiden längre än rötningstiden för en sats. Denna genomsnittliga tiden kallas även statistisk uppehållstid. Den blir desto längre ju större andel rötrest som blandas in i färskt material. Motsvarigheten i kontinuerliga anläggningar är den hydrauliska uppehållstiden. Den hydrauliska uppehållstiden kan anges för antingen hela anläggningen, då det är den totala volymen delad med inmatningsflödet, eller för enstaka behållare då det är behållarens volym delad med flödet genom behållaren. När material återcirkuleras så blir den totala hydrauliska uppehållstiden längre än summan av de enstaka behållarnas uppehållstider. I satsvisa anläggningar med ympning med rötrest samt i totalomblandade rötkammare skiljer sig uppehållstiden för en enskild molekyl från den genomsnittliga uppehållstiden: Några molekyler går rakt igenom rötkammaren, andra molekyler stannar väldigt länge, och resten ligger däremellan. I (ideala) pluggflödesreaktorer samt satsvisa boxar utan ympning har däremot alla molekyler samma uppehållstid som är identisk med den genomsnittliga uppehållstiden Gasproduktion Bild 8 visar gasproduktionen för ett färskt substrat från inmatningstillfället. Produktionen är låg i börn och genomgår ett maximum efter en viss tid (normalt några få dagar). Sedan klingar den av så småningom och allt mindre gas bildas per tidsenhet, tills substratet är helt utrötat efter en mycket lång tid. Kapitalinsatsen i form av reaktorvolym för att krama ur dem sista procentena av gaspotentialen blir alltså allt högre ju längre man kommer på torrötning.odt 28/49

31 kurvan. För att utnytt reaktorn på ett optimalt sätt är det därför önskvärt att ha så lite som möjligt av gammalt material i systemet, då detta inte bidrar nämnvärt till gasproduktionen. metanutbyte gasproduktion tid/position Bild 8: Gasproduktionen vid rötningen som funktion av tiden (satsvist) resp. axial position (pluggflöde) Lägger vi ihop gasproduktionen med uppehållstiderna som beskrivits ovan så innebär det att man får ett bättre utnyttnde av reaktorvolymen om uppehållstiden är lika för alla molekyler, dvs i pluggflödesreaktorer. Detta återfinns även i verkligheten där utrötningsgraden är högre hos kontinuerliga anläggningar som har en pluggflödesreaktor som första rötkammare. Att man ibland ändå satsar på totalomblandade rötkamrar i efterrötningen har sin anledning i att ett pluggflöde är svårt att åstadkomma när massan har brutits ner och blir mer lättflytande. Dessutom är det enklare att hålla metanbakterierna kvar i en totalomblandad reaktor än i en pluggflödesreaktor. I sammanhanget bör det dock nämnas att det är andra parameter som också påverkar utrötningsgraden. Större reaktorvolym leder till längre uppehållstid och således till bättre utrötning. Även kontakten mellan den fasta och den flytande fasen samt mellan nytt och gammalt material spelar in, och temperaturen då biologin går snabbare vid högre temperatur. Således kan inte en av dessa parametrar för sig vara avgörande för en lösnings kvalitet. Det är snarare samspelet mellan parametrarna och kostnaden per reaktorvolym som får vara avgörande i val av teknik Uppgifter från leverantörerna I förfrågan har leverantörerna betts om uppgifter gällande uppehållstid, förväntad gasproduktion och utrötningsgrad. Uppgifterna redovisas i Bild 9. torrötning.odt 29/49

32 satsvisa processer kontinuerliga processer Nm³/tVS dagar, % Aikan Bekon Ros Roca box Uppehållstid [dagar] Loock Ros Roca kont. Utrötningsgrad [%] Eisenmann Kompogas Dranco Farm Metanutbyte [Nm3/tVS] Bild 9: Uppehållstid, utrötningsgrad och metanutbyte enligt leverantörsuppgifterna. Vid en fungerande syrefri nedbrytning finns det ett proportionellt samband mellan utrötningsgrad och metanutbyte, eftersom nedbrutet material konverteras till biogas5. Detta proportionella samband återfinns dock inte i leverantörsuppgifterna, där inte alltid en högre nedbrytningsgrad föranleder ett bättre metanutbyte. Vi kan därför dra fölnde slutsatser: Leverantörerna utgår ifrån en olika stor maximal gaspotential för substratet. Gasutbytet har hämtats från litteraturen, medan nedbrytningsgraden är erfarenhetsvärden. Det står alltså klart att leverantörernas uppgifter om metanutbyte och utrötningsgrad är mycket grova vilket bör beaktas vid en ekonomisk utvärdering. Den stora osäkerheten blir också tydlig i t ex Bekons uppgifter om utrötningsgraden som anges ligga mellan 50 och 90 %. Samma osäkerhet kan då förväntas föreligga när det gäller gasutbytet. Sammanställningen i bild 9 visar därutöver stora variationer i lämnade uppgifter: 1. Uppehållstiden exklusive rötrestlager är i många anläggningar ca en månad, men kan vara upp till det dubbla. 2. Den förväntade utrötningsgraden varierar också kraftigt och anges ligga mellan 50 och 90 %. Uppgifterna stämmer dock inte i alla fall överens med prestandan som befintliga anläggningar påvisar. T ex har Solums anläggning i Danmark en betydligt lägre utrötningsgrad, medan Eisenmanns anläggning i Asendorf kommer upp i 80 % efter efterrötningen (med något kortare uppehållstid än i aktuell offert) och t o m 90 % i rötrestlagret. 5 Detta är en förenkling. Materialet bryts ner i flera steg, från långa polymerer till fettsyror, enklare syror och slutligen främst metan och koldioxid. torrötning.odt 30/49

33 3. Metanutbytet som anges varierar mellan 237 och 340 Nm³/tVS, alltså i mindre omfattning än utrötningsgraden. Genomgående lägger sig leverantörerna alltså högre än värdet som kom fram från litteratursökningen. I och med leverantörernas bedömning verkar det inte orimligt att i den ekonomiska utvärderingen utgå ifrån ett metanutbyte på 240 Nm³/tVS, motsvarande 61 Nm³/t substrat. 4. Det finns ingen tydlig tendens mot bättre utrötningsgrad eller gasproduktion för en viss anläggningstyp. Om däremot hänsyn tas till punkt 2 så förefaller anläggningar med pluggflödesreaktor nå en något högre utrötningsgrad än övriga. Gasproduktionen borde visa samma tendens. Båda hänger dock även på reaktorvolymen som kan anpassas oavsett teknikval Energiförbrukning Bild 10 visar en sammanställning av uppgifterna leverantörerna lämnat gällande värmeoch elförbrukningen. satsvisa anläggningar 70 kontinuerliga anläggningar 60 Värme 50 El kwh/t Aikan Bekon Ros Roca Box Loock Ros Roca kont. Eisenmann Eisenmann 5100 Kompogas DrancoFarm Bild 10: Specifik värme- och elförbrukning enligt leverantörerna. Bilden visar tydligt hur stora skillnaderna är. Frånsett från Aikan är värmeåtgången betydligt större för satsvisa anläggningar än för kontinuerliga. Det bör nämnas i sammanhanget att värmeförbrukningen historiskt sett inte har haft någon betydelse hos tyska anläggningar där fokus ligger på elproduktion och värme är en biprodukt som vanligtvis finns i överskott. Till exempel har CTU från börn angett en orimligt hög siffra för värmeförbrukningen. Efter mer djuptgående diskussion och jämförelse med en befintlig Kompogasanläggning reviderades värdet så att värdet som visas i Bild 10 ligger mer än 10 gånger under ursprungsvärdet. Det är oklart hur tillförlitliga uppgifterna från övriga leverantörer är. Elförbrukningen i anläggningarna förhåller sig åt motsatt håll. Det är inte överraskande att kontinuerliga anläggningar har större elförbrukning per substrat då substratet mer eller torrötning.odt 31/49

34 mindre ständigt hålls i rörelse. I satsvisa anläggningar behövs elen mest för styrsystemet och perkolatpumpen. Dessutom tillkommer mer energi för hjullastare mm, som inte ingår i diagrammet ovan Övrigt Alla leverantörer erbjuder en mätutrustning som är lämplig för uppföljningen av processen. Detta inkluderar framförallt mätning av temperatur, tryck, gasmängd och gassammansättning. I satsvisa anläggningar ingår en registrering av gasmängden och -sammansättningen per rötkammare vilket är nödvändigt för uppföljning av processen då rötkamrarna har var sin egen biologi. I kontinuerliga anläggningar brukar bara den totala gasmängden loggas. På grund av skillnaden i matningsteknik mellan satsvis och kontinuerlig brukar vägning av matningsmängden enbart ingå i kontinuerliga anläggningar med inmatningsficka, medan satsvisa anläggningar ofta inte har den mätmöjligheten. ph-mätning är i de flesta anläggningar av underordnad betydelse. Ett undantag är Solums Aikan-system som bygger på ph-mätning för att avgöra när rötningsprocessen ska avbrytas. 6.5 Hygienisering Krav enligt animaliska biproduktförordningen Gödsel är enligt animaliska biproduktförordningen (EG-förordning 1774/2008) klassat som kategori 2. Det får behandlas i biogasanläggning och hygieniseras enligt samma krav som kategori 3, dvs vid 70 ºC i 1 h. Materialet skall vara sönderdelat till 12 mm. En biogasanläggning för hantering av animalisk biprodukt skall godkännas av Jordbruksverket. För utrustningen på en biogasanläggning med behandling av animaliska biprodukter finns särskilda krav enl EG-förordning 208/2006. Biogasanläggningar skall enl denna ha enheter för pastörisering/desinfektion med övervakning. Det skall vara utrustning och lokaler för rengöring och desinfektion av fordon och behållare (inte obligatoriskt i alla fall). Anläggningen skall vara placerad så att verksamheten hålls åtskild från djur, foder och strö i det fall den är placerad på en gård och inte enbart gårdens egen gödsel rötas. Det finns en möjlighet att validera en annan metod för hygienisering än 70 ºC i 1 h. I dagsläget har en anläggning fått en metod godkänd som bygger på 52 C i 10 h. Även andra metoder kan valideras om man kan visa att en garanterad reduktion av smittämnen sker Möjlighet till undantag Eftersom en hygienisering både kan vara svår att genomföra praktiskt i en torrötningsanläggning och innebära en ökad kostnad, finns anledning att titta på möjligheterna att få en annan hantering godkänd för en specifik anläggning. Enligt biproduktförordningen (1774/2008 Artikel 5.2.e.i) får gödsel, om den behöriga myndigheten inte anser att det inte torrötning.odt 32/49

35 medför risk för spridning av allvarliga överförbara sjukdomar, användas utan föregående bearbetning som råvara i en biogasanläggning. Enligt en ändring i EG förordning 808/2003, så kan Jordbruksverket godkänna en annan hantering:... När naturgödsel, från mag- och tarmsystemet avskilt mag- och tarminnehåll, mjölk och råmjölk är de enda material av animaliskt ursprung som bearbetas i en biogas- eller komposteringsanläggning, får den behöriga myndigheten tillåta andra specifika krav än de som fastställs i detta kapitel, förutsatt att den behöriga myndigheten a) inte anser att det finns risk för att materialet sprider allvarliga överförbara sjukdomar, b) betraktar rötresten eller komposten som obearbetat material. Enligt samtal med Susanne Liljenström på Jordbruksverkets foderenhet ( ) ställer man inte krav på hygienisering per automatik. På en enskild gård där man själv rötar och tar om hand sin egen gödsel får man göra som man vill. En anläggning där gödsel från fler än en gård tas emot måste dock vara godkänd av Jordbruksverket. De kan då i enlighet med 808/2003 ställa särskilda krav som kan gälla någon form av hygienisering (dock ej samma hårda krav som ställs då validering skall göras). De kan också ställa olika krav på hanteringsförfarandet. Att man tar in grödor påverkar inte, det är om gödsel är enda animaliska biprodukt som 808 gäller. Jordbruksverket har till styrgruppen för certifieringssystemet SPCR gjort ett förtydligande gällande transporter av biogödsel och gödsel. Enligt Jordbruksverket är det tillåtet att köra gödsel från en gård till biogasanläggningen och därefter direkt fylla på med biogödsel utan att däremellan rengöra, om: biogödseln då anses som obearbetad det framgår av handelsdokument (som ska föl med transporten) att så är fallet man bara kör till och från samma gård mottagaren har accepterat detta (i någon form av avtal) Tänkbara hygieniseringslösningar Det är således inte helt klart vad som kan komma att gälla för en anläggning som tar emot fastgödsel från flera olika lantbruk. Det troliga är att det blir krav på någon form av hygienisering. Det kan dock bero på antalet lantbruk och vilket spridningsområde som är aktuellt. Den hygienisering som kan bli aktuell är när det gäller kontinuerliga metoder ett delsteg med 70 ºC i 1 h. För satsvisa metoder kan temperaturen i boxen styras antingen med tillförd värme eller genom för-/efterkompostering. Termofil rötning skulle också kunna torrötning.odt 33/49

36 användas i både kontinuerliga och satsvisa processer, dock med en semikontinuerlig inoch utmatning av material. Kravet på 12 mm sönderdelning är dock problematiskt att åstadkomma i satsvisa anläggningar, då en torr rötning bygger på att det finns en viss struktur i materialet. Här kan det bli aktuellt att söka godkännande för annan hantering från Jordbruksverket. Det kan också vara svårt att värma upp en massa före rötningen och på så sätt tillgodogöra sig värmen. Det kan vara enklare att åstadkomma en uppvärmning (och malning) av substraten efter rötningen eller mellan två steg som i Eisenmanns fall. För att kunna rengöra fordonen och behållarna krävs särskild utrustning och omhändertagande av spolvattnet. Ev skulle man för den fasta biogödseln kunna lösa det genom att ha särskilda containrar för resp lantbruk och att dessa kan rengöras lokalt på gården de tillhör. Om rötningsanläggningen byggs på ett lantbruk med djurhållning är det viktigt att se över placeringen, så ingen kontaminering av foder riskeras. Hygienisering ingår i offerterna från Aikan (för den fasta resten genom efterkompostering) samt från Eisenmann, CTU och OWS (alla kan köras termofilt). Som option kan hygienisering fås för Ros Rocas och Loocks satsvisa anläggningar. 6.6 Gassystem Gassystemet skiljer sig väsentligt mellan kontinuerliga och satsvisa anläggningar. Detta har sin orsak i blandgasen som bildas i satsvisa anläggningar6. Därför behöver gashanteringen i satsvisa anläggningar vara mer sofistikerad och innehåller förutom gasledningar från rötkammare, eventuellt gaslager och fackla även komponenter för omhändertagande av blandgasen: Fläktar för inblåsning/utsugning av luft Kompostfilter Bekon har dessutom ett eget koncept för att undvika explosiva gasblandningar, se 5.1. Loock har ett mer avancerat luftningssystem som beskrivs i 5.2. Satsvisa anläggningar genererar oavsett speciallösning alltid en blandgas vid byte av rötkammarinnehållet. Detta utgör inget problem så länge gasen används i gasmotorer, eftersom motorerna tål inblandning av syre och kväve. Om gasen ska uppgraderas och användas som fordonsgas eller naturgas så kan blandgasen däremot inte ledas till produktgasledningen utan måste tas omhand på annat sätt. Detta på grund av att aktuell teknik för gasuppgradering inte kan avlägsna kväve och syre. Aktuellt väljer leverantörerna att leda denna gas till kompostfilter, vilket löser problem med lukt. Restmetan i blandgasen bryts dock inte fullständigt ner i kompostfilter, så denna 6 Solums Aikan-process räknas här som kontinuerlig eftersom gasbildningen enbart sker i metansteget vilket är kontinuerligt. Det satsvisa första rötningssteget har ingen inverkan på gasbildningen. torrötning.odt 34/49

37 lösning leder till metanemissioner, se även nästa avsnitt. Alternativet är att fackla gasen, vilket dock inte är möjligt när metanhalten ligger under tändgränsen. Standardmässigt ingår inte någon gasbehandling i leverantörernas offerter, med undantag för Bekons anläggning som kommer med både kyltork och aktivkolfilter. Övriga anläggningar kan normalt förses med biologisk avsvavling, vilket dock inte är att rekommendera om gasen ska uppgraderas till fordonsgas eller naturgaskvalitet. Eisenmann har biologisk avsvavling som standard i sin efterrötning. Kompogas anser att ingen avsvavling behövs då svavelhalten är låg. För övrigt innehåller alla anläggningar kondensfällor i den omfattning som krävs för själva rötningsdelen. Lösningarna för gaslagret är mycket olika. Kompogas anser att gaslager inte är nödvändiga eftersom gasproduktionen är mycket jämn. Bekon betraktar gasutrymmet i boxarna och perkolattank som gaslager (ca 650 Nm³ för den lilla anläggningen). Tryckvariationerna på 5-25 mbar drifttryck ger dock en effektiv reglervolym på bara 13 Nm³. De övriga anläggningarna har separat gaslager på mellan några 100 Nm³ till över 1000 Nm³. Gaslagrets storlek påverkar i första hand reglerbarheten på efterfölnde utrustning. Utan gaslager måste produktionen vara relativt jämn samt att efterfölnde utrustning måste styras enbart på tryck, vilket ställer högre krav på reglerutrustningen och utrustningens förmåga att reagera på trycksvängningar. 6.7 Miljö Metanemissioner När reaktorn i satsvisa anläggningar spolas före öppning bildas en blandning av biogas och spolgasen, vanligen luft eller avgas från t ex pannan eller gasmotorn. Om denna blandgas inte kan förbrännas i en gasmotor så bör den ledas till en fackla för förbränning då den innehåller metan som är en stark växthusgas (21 gånger starkare än koldioxid). Facklan kräver dock ett metaninnehåll på minst ca 12 %, därunder är blandningen inte brännbar. Således kan den resterande blandgasen med mindre än ca 12 % metan inte tas omhand utan släpps till atmosfären. För en grov bedömning av denna metanmängd görs fölnde antaganden: Rötningstid per sats ca 840 h Spolningstid max 1 h Av den totala rötningstiden är spolningstiden alltså bara ca 0,12 %. I genomsnitt produceras ca 20 Nm³/h metan i varje box. I slutfasen blir dock metanproduktionen avsevärt lägre än genomsnittet, samtidigt som bara den sista biten av blandgasen går förbi facklan. Metaninnehållet för den gasen som inte facklas bör i genomsnitt ligga under 10 %, jämfört torrötning.odt 35/49

38 med över 50 % vid vanlig produktion. Sammanlagt bör därför metanutsläppet ligga under 4 Nm³/sats, motsvarande mindre än 0,024 % av totala metanproduktionen. Ovanstående bedömning gäller dock enbart luftningstiden av rötkammaren. Beroende på effektiviteten i syresättningen av substratet kan metanutvecklingen fortsätta i högen och sedan i rötrestlagret. Hur stor den metanmängden är beror i sin tur i stor utsträckning på utrötningsgraden, vilken i vissa anläggningar inte är högre än 50 %. Det är inte ovanligt att anläggningar ökar produktionen med 5-10 % genom att täcka rötrestlagret och fånga in metanproduktionen därifrån. För att inte riskera metanutsläpp från rötrestlager är det viktigt att materialet är tillräckligt utrötat och att rötningsprocessen avbryts genom t ex kylning och luftning. Det finns exempel på anläggningar där gasuttag från rötrestlager bidragit med 10% av den totala gasproduktionen. Med tanke på att gödsel, då den inte rötas, vid lagringen ändå kan ge upphov till avsevärda utsläpp av metan, så torde förbättrat substratutnyttnde vara det främsta skälet till omhändertagande av gas från rötrestlager. Täckning av rötrestlager ingår däremot inte i de flesta leverantörers offerter. Lukt Lukt kan vara en viktig miljöparameter vid en biogasanläggning beroende på var den anläggs. Även om det vanligtvis förekommer gödsellukt vid en lantbruksanläggning kan en ökad mängd av material betyda ökade luktproblem. När det gäller de kontinuerliga anläggningarna sker hanteringen ofta i ett slutet system och möjligheterna att omhänderta punktflöden med lukt till ett biofilter är större. I de satsvisa anläggningarna är risken för lukt större. De största riskerna för lukt uppstår vid öppning av portar och vid omhändertagande av stora flöden luft till ett biofilter inför öppnande av portar. Problem med biofilter kan även uppstå om belastningen varierar mycket som det är fallet i satsvisa anläggningar. Dessutom kan lukt förekomma vid inblandning av ymp på en öppen yta, då stora substratytor kommer i kontakt med luften. Frånluften från öppna blandningsytor är svår att ta om hand, medan blandningsytor inomhus är betydligt dyrare. Utrötat material luktar normalt något mindre, eftersom luktande ämnen såsom fettsyror redan har brutits ned och materialet är biologiskt stabiliserat. Övrig miljöpåverkan All gödselhantering kan ge upphov till ammoniakemissioner, vilket även innebär en (om än liten) ekonomisk förlust av näringsämnen. Vid rötningen har större delen av kvävet omvandlats till ammonium. Kväverika substrat och högt ph gynnar ammoniakavgång. Detta kan vara ytterligare ett skäl till att hålla rötrestlager slutet. Vid säsongslagringen krävs någon form av täckning. Detta kan bl a åstadkommas genom t ex inblandning av hackad halm som bildar ett naturligt svämtäcke, vilket inte är fallet för ren utrötad gödsel. torrötning.odt 36/49

39 Någon nämnvärd risk för utsläpp av föroreningar till mark och vatten föreligger inte, då rötresten antingen avvattnas eller hålls i ett slutet system, samt att lagringsytorna för fast rötrest är samma som för substraten som ska förses med lakvattenuppfångning. 6.8 Tidsåtgång för drift och underhåll, serviceavtal Tidsåtgången för tillsyn och den dagliga driften är mycket beroende på vald teknik. Satsvisa anläggningar kräver en stor arbetsinsats (ca en hel arbetsdag) när en reaktors innehåll ska bytas, och mycket lite tid de övriga dagarna. Tidsåtgången är mer jämnt fördelad vid kontinuerliga anläggningar. Leverantörerna är ganska eniga om hur mycket tid anläggningarna kräver. Så ligger satsvisa anläggningar vid h/a för 6000 t/a och h/a för t/a. Enbart Solum sticker ut och anger att det skulle krävas mer än en heltidstjänst för deras anläggning. Kontinuerliga anläggningar brukar kräva något mindre tid: 350 till 500 t/a anges för t/a, med OWS som undantag som anger över 1000 t/a för DrancoFarm-anläggningen. Leverantörerna har i förfrågan ombetts att specificera ett serviceavtal på 5 år. Serviceavtalet har specificerats som option. I sina svar har de flesta leverantörer valt att inte erbjuda det önskade serviceavtalet. Enbart CTU nämner ett pris för avtalet för sin stora t/aanläggning, vilket dock är så högt att det inte verkar vara någon skarp uppgift. Slutsatsen kan därför dras att leverantörerna inte gärna vill erbjuda den typen av avtal, vilket kan bero på osäkerheten i substratkvaliteten som i stor utsträckning påverkar slitaget och anläggningens livslängd. Möjligen är det också enklare att få ett anbud för serviceavtal när väl substratet för en konkret lokalisering har definierats. 6.9 Företagens närvaro i Sverige Inget av företagen som lämnat offert har en egen närvaro i Sverige. Däremot har alla utom Loock erfarenhet från utlandsprojekt och några har redan byggt anläggningar av annan typ i Sverige (t ex Ros Roca). Vid en skarp förfrågan skulle leverantörerna därför troligen väl att gå ut och söka en lokal partner för att genomföra projektet. Sådana ansträngningar pågår redan nu hos flera tyska leverantörer. En annan möjlighet är att service sköts från Sveriges grannländer. Detta gäller framförallt företag som Solum med säte i grannländerna, eller företag som redan har etablerat sig i t ex Danmark eller Norge. Huruvida ett företag är närvarande i Sverige bör ingå i utvärderingen av en skarp förfrågan då det kan påverka tillgängligheten av vald teknik. En garanti på tillgängligheten med lämplig definition på ordet tillgänglighet kan tjäna ändamålet. torrötning.odt 37/49

40 6.10 Slutsatser / Förslag till funktionskrav Substrategenskaper Anläggningen skall kunna klara en i förväg specificerad blandning av substrat. Substratet bör beskrivas för leverantören vad gäller t ex TS, VS och kväveinnehåll, men också förekomst av ev störande material som sten och långa fibrer. Leverantören bör kunna garantera att det material som är beskrivet skall kunna hanteras av utrustningen (pumpas, blandas, genomsilas...). I det fall det är en satsvis anläggning bör leverantören specificera behov av strukturmaterial eller krav på andra egenskaper hos materialet. De bör kunna garantera att processen klarar av en viss inkommande kvävehalt i materialet. Hygienisering Huruvida hygienisering skall ingå i en anläggning beror på dess storlek eller lokalisering. Vid mottagande av gödsel från flera olika lantbruk bör materialet hygieniseras. Som funktionskrav bör 12 mm och antingen 70C 1 h eller 52 C 10 timmar vara möjliga. Vid mindre anläggningar med ett fåtal levererande lantbruk kan man släppa krav på hygienisering i upphandlingen. Det kan dock ingå som option. Rötresthantering Beroende på gödselleverantörernas önskemål om kvalitet på rötresten kan funktionskrav ställas på pumpbarhet eller stabelbarhet. Rötgas För att kunna göra en bra ekonomisk utvärdering behövs garantier angående metanutbytet. Detta kan dock enbart fungera om en provrötning görs före förfrågan skickas ut. Provrötningens resultat bör bifogas förfrågan. Leverantörerna bör garantera en viss maximalhalt på O2 och N2 i rågasen. Gränsen beror på tänkt användning av gasen (gasmotor: inga speciella krav, uppgradering: hårda krav.). Leverantörerna bör även garantera en maximal H2S-halt samt maximal daggpunkt och minimalt tryck i leveranspunkten. Miljö Inga lukt- eller bullerstörningar får förekomma på av lokalisering beroende avstånd från anläggningen. Krav bör ställas gällande utsläpp av metan till atmosfären, både från processen och från rötresten. Här är en noggrann definition viktig som även omfattar rötrestlagret. Eventuellt bör täckning av lager för flytande rötrest krävas. Övrigt Beroende på tillsynspersonalens önskemål bör krav ställas gällande arbetstidsfördelning vid normal drift, alternativt bör den ingå i utvärderingskriterierna. torrötning.odt 38/49

41 7 Ekonomi 7.1 Bidragssystem I dagsläget råder oklarhet om kommande investeringsstöd efter Klimp. Ett omfattande stöd till lantbruksproducerad biogas har aviserats inom Landsbygdsprogrammet. Förutsättningarna är dock inte helt klara, t ex hur stort maxbeloppet kan bli och hur man resonerar vid flera anläggningsägare. I känslighetsanalysen har därför undersökts i vad mån en anläggning är beroende av investeringsstöd. 7.2 Investeringskostnader Leverantörerna har i sina offerter lämnat uppgift om investeringskostnaden för den offererade utrustningen. Uppgifterna sammanfattas i Bild 11. Till uppgifterna tillkommer det kostnader för tillståndssökning, projektledning, eventuellt nödvändiga jordarbeten (pålning, schaktning) samt eventuella anslutningskostnader (elinmatning, fjärrvärme) Specifik investering [kr/(t/a)] Satsvis Kontinuerlig Kapacitet [t/a] Bild 11: Specifik investeringskostnad för anläggningarna Trots att satsvisa anläggningar byggs modulärt, med en nästan fast kostnad per box, så finns det ändå en trend till något lägre specifik investeringskostnad för större anläggningar. Samma trend syns inte för de kontinuerliga anläggningarna, vilket bl a har sin orsak i att offererad utrustning skiljer sig betydligt mellan leverantörerna samt att inte alla leverantörer offererat utrustning i samma storlek. För en given teknik från en leverantör ligger dock alltid den specifika investeringen lägre vid större anläggningar. Bilden visar också att det inte är anläggningens storlek som avgör teknikval (satsvis eller kontinuerlig) när enbart kapitalinsatsen betraktas. torrötning.odt 39/49

42 Det bör noteras att alla offerter kommer från utlandet och gäller en än så länge oklar lokalisering. Detta innebär att leverantörerna ofta har räknat med oekonomiska förutsättningar i sina kalkyler, i brist på bättre kunskapsunderlag. Som exempel kan Eisenmanns påpekanden vid ett möte den 7/ i Göteborg framföras, som visar att det finns en del nedskärningsmöjligheter i kalkylen: Betongdelar: Kalkylen går ut ifrån att dessa kommer från Tyskland där Eisenmann samarbetar med betongfirmor som enligt erfarenhet klarar kraven. Produktion på plats i Sverige skulle kunna vara billigare. Om betongarbetena utförs i eget regi kan det räknas med besparingar på ca 50 k. Inmatningsfickan är, framför allt i den stora anläggningen, relativt stor och rymmer substrat för ca 2 dygn. Vid daglig matning/tillsyn kan fickan göras mindre. I Tyskland är det krav på en folie under rötkamrarna som samlar upp ev förekommande läckagevätska och leda den till en brunn för mätning/larm. Liknande krav finns dock inte i Sverige. I Eisenmanns kalkyl ingår en biologisk tillgänglighet som innebär att man vid gasmotordrift försöker hålla gasproduktionen just under gasmotorns maximala kapacitet (som anläggningar i Tyskland brukar dimensioneras för, och som är flaskhalsen i systemet). Detta leder till att man inte kan köra anläggningen på max om man inte med jämna mellanrum vill fackla gas. Om däremot gasen leds till en pipeline eller uppgraderingsanläggning kan den biologiska tillgängligheten sättas till 100 % då i så fall rötningen är systemets flaskhals. Anläggningen skulle klara större gasproduktion än angivit i offerten om den matades med andra substrat. 7.3 Driftkostnader Driftkostnaden för en anläggning innehåller främst fölnde poster: Substrat (se 7.4) Energi (se även 6.4.4) Arbetskraft (se även 6.8) Användning av extern utrustning (hjullastare) Material för underhåll Övrigt som försäkringar mm De inkomna uppgifterna om storleken för vissa av posterna visar stora variationer som har diskuterats i tidigare avsnitt. torrötning.odt 40/49

43 När det gäller kostnader för planerat underhåll så är underlaget magert, då inte alla leverantörer har lämnat in konkreta siffror. Dock syns tendensen att underhållet är billigare för satsvisa anläggningar, vilket inte är överraskande med tanke på att de i stort sett saknar rörliga delar. De satsvisa anläggningarnas rörliga delar kan däremot anses vara hjullastare, fodermixervagn osv. Denna utrustning orsakar i sin tur betydligt högre kostnader vid satsvisa anläggningar. 180 Specifik driftkostnad [kr/t] Satsvis Kontinuerlig Kapacitet [t/a] Bild 12: Specifik driftkostnad Bild 12 ovan visar sammanställningen av summan av ovan nämnda poster. Jämfört med Bild 11 (investeringen, sida 39) är spridningen mindre mellan anläggningarna. Dessutom finns det en tydlig trend mot lägre driftkostnader per ton vid kontinuerliga anläggningar, medan storleken verkar inte har stor inflytande på driftkostnaden vid satsvisa anläggningar. 7.4 Substratkostnad De aktuella substraten är främst restprodukter som inte förväntas generera någon kostnad för rötningsanläggningen i de fall produktionen sker på den egna gården. När det handlar om större anläggningar kan en transport och hanteringskostnad för substraten tillkomma. Då grödor används som komplement till gödseln innebär det en inköpskostnad för substrat. För biogödseln förväntas varken intäkt eller kostnad, eftersom gödseln normalt sett redan har en avsättning. Dock bör man även här räkna med en transportkostnad. En utveckling med stigande priser på konstgödsel kan dock i framtiden ge intäktsmöjligheter för biogödseln. I förfrågan antogs en kostnad för substratet som inbegrep kostnader för inköp av vall och halm. Vallen antogs kosta 1,5 kr/kg och halmen 0,6 kr/kg. Gödseln i blandningen antogs vara utan kostnad. Det gav sammantaget en substratkostnad på 500 kr/ton. Efter övervägande kring hur en anläggning i verkligheten skulle dimensioneras beslöts att endast räkna med en tillförsel av gödsel från ett större område. Det innebär att det istället för kostnad för torrötning.odt 41/49

44 inköp av vallgröda blir en kostnad för att få ihop tillräckligt stor mängd gödsel. Upptagningsområdet blir större, varför transportkostnaderna ökar. I tidigare utredningar om torrötning har också transportkostnaden diskuterats. Dessutom har beräkningar från Danmark och Tyskland studerats och en transportör i Skaraborg kontaktats för prisuppgift. I Fjäderfäcentrums utredning har man antagit att transporten sker med 23 m³ växelflak, vilket beräknas kosta 55 kr/ton TS för slaktkycklinggödsel eller 36 kr/ton substrat. Kostnaden per kwh beräknas till 3 öre för slaktkycklinggödsel och 6 öre för hönsgödsel. I rapporten från JTI (2007) har man inte räknat med någon kostnad för substrat från fastgödsel i kalkylen, men en kostnad för intransport av fastgödsel på 3 öre/kwh. Enligt en pm från Energistyrelsen i Danmark (2005) uppgår kostnaden för flytgödseltransporter till kr/m³. Det är beräknat på ett dieselpris på 5 Dkr. Med en höjning av dieselpriset med 4 kr höjs transportkostnaden med 3 kr/m³. För beräkningar i detta fall har prisuppgift hämtats från en transportör i Skaraborg. Transporten har antagits ske med bil och släp, vilket gör att man får med ca 35 ton per gång. Biogödsel skall sannolikt tillbaka till samma ställe, men för enkelhetens skull läggs hela kostnaden på intransporten av substrat. Det aktuella priset som erhållits för en containertransport ligger runt 160 kr/mil. Då inkluderas även lastning och lossning. För att räkna på ett område som skulle kunna innehålla en större mängd fastgödsel antas en radie på ca 5 mil runt en tänkt rötningsanläggning. Det skulle kunna ge ett genomsnittsavstånd på ca 3 mil eller 6 mil tur och retur. Kostnaden per ton beräknas till 160 kr/mil x 6 mil / 35 ton = 28 kr/ton Olika gödselslag har olika TS-halt och metanpotential. Det är också osäkert vilken metanpotential som verkligen uppnås i en anläggning i fullskala. Baserat på antagandet att transporten kostar 30 kr/ton hamnar priset på 5-8 öre/kwh beroende på substrat. Substrat Metanpotential Energimängd Nm³/tVS kwh kr/kwh TS-halt VS-halt Nötgödsel fast 32% 81% ,06 Svingödsel fast 23% 81% ,06 Fjäderfägödsel 45% 80% ,05 Hästgödsel 30% 75% ,08 Tabell 4: Energimängd för 35 ton substrat samt kostnaden för transport baserat på 30 kr/ton. torrötning.odt 42/49

45 Sammantaget kan man konstatera att ovanstående beräkningar stämmer relativt väl med uppgifterna från Danmark och även de svenska rapporterna. Ett pris på 30 kr/ton bör kunna antas, vilket då inkluderar en returtransport av biogödseln. 7.5 Sammanfattning Vid utvärderingen av anläggningarnas ekonomi har fölnde parametrar satts som utgångsvärde: Parameter värde Euro 9,4 kr Kalkylränta 6% Avskrivningstid 20 år för hela anläggningen Elpris 1 kr/kwh Värmepris 0,5 kr/kwh Substratpris 100 kr/tts Hjullastarkostnad 600 kr/h Värde rågas 0,35 kr/kwh Timpris driftpersonal 300 kr/h Investeringsstöd 30 % Tak för investeringsstöd 200 k Metanutbyte 240 Nm³/tVS = 61 Nm³/tsubstrat Tabell 5: Standardvärden för ekonomiberäkningarna Metanutbytet har alltså antagits vara lika för alla anläggningar. Det är klart att detta inte stämmer med verkligheten där metanutbytet processbetingat är olika för olika lösningar. Dock är uppgifterna i dagsläget inte tillräckligt tillförlitliga för att kunna differentiera här. Med dessa värden blir det ekonomiska resultatet enligt Bild 13. Kostnader visas som negativa värden i diagrammet. torrötning.odt 43/49

46 satsvisa anläggningar kontinuerliga anläggningar Kostnader [kkr/a] Intäkter [kkr/a] Resultat [kkr/a] Kostnader [kr/ton] Intäkter [kr/ton] Resultat [kr/ton] kr/ton kkr/år Bild 13: Sammanfattning av ekonomiska resultatet Bilden visar att med de antagna värden enligt tabellen ovan, kan de flesta anläggningar inte visa något positivt resultat. Det finns dock både satsvisa och kontinuerliga lösningar som kan tänkas ge ett rimligt resultat om något eller några av utgångsvärdena ändrar sig. Den dåliga lönsamheten enligt Bild 13 har sin orsak, förutom i delvis höga kapitalkostnader, framför allt i substrat- och gaspriset. I Tyskland där gasvärdet via EEG är mycket högre går alla undersökta anläggningstyper med vinst. 7.6 Känslighetsanalyser För att belysa förutsättningarna för att bedriva en torrötningsanläggning med vinst (eller åtminstone utan förlust) har olika känslighetsanalyser gjorts Gas- och substratpris I fölnde beräkningar gäller grundantagandena enligt Tabell 5. Värdet för metan har inledningsvis satts till 35 öre/kwh. Då gasen utgör huvudinkomsten för anläggningen är det viktigt att veta hur resultatet beter sig vid andra gaspriser. I framtiden är det troligt att priset för energi i allmänhet stiger. Därför visar bilden nedan resultatet för de olika anläggningarna för ett gaspris upp emot 70 öre/kwh. torrötning.odt 44/49

47 Resultat [kr/ton] ,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 Metanpris [kr/kwh] Bild 14: Känslighetsanalysen för metanpriset På kostnadssidan är kostnaden för substratet hos många anläggningar den största posten efter kapitalkostnaden. Bild 15 visar hur resultatet ändrar sig vid svängningar av substratpriset. Negativa värden kan erhållas för substrat som det går att ta en behandlingsavgift för Resultat [kr/t] ,6-0,4-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Substratpris [kr/kg TS] Bild 15: Känslighetsanalysen för substratpriset Lägger man ihop gas- och substratpris i en beräkning så går det att beräkna vilket gaspris som man skulle behöva ta för en given kostnad för substratet. Resultatet visas i Bild 16. torrötning.odt 45/49

48 1,4 1,2 Gaspris [kr/kwh] 1 0,8 0,6 0,4 0, ,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Substratpris [kr/kg TS] Bild 16: Gaspris som måste tas ut som fuktion av substratpriset Gasutbyte I och med att osäkerheten på ett rimligt gasutbyte är stor har resultatets beroende av gasutbytet analyserats: Resultat [kr/ton] Metanutbyte [Nm³/tVS] Bild 17: Känslighetsanalys för metanutbytet. Bilden visar att, trots att gasen är enda (eller i särklass största) inkomstkällan, det behövs ett markant högre gasutbyte för att förbättra den ekonomiska situationen hos flera anläggningar. Även vid optimistiska 350 Nm³/tVS går fortfarande inte alla anläggningar med vinst. torrötning.odt 46/49

49 7.6.3 Typanläggningar Känslighetsanalyser för två typanläggningar har gjorts för att undersöka vilka faktorer som är viktigast för att kalkylen skall gå ihop. I de två typfallen har grunddata enligt Tabell 6 antagits. För att få ihop kalkylerna krävdes ett gaspris på 40 öre per kwh. Dessutom togs inte höjd fullt ut för övriga omkostnader som inte ingick i offerterna från leverantörerna, t ex projektering, tillstånd och markberedning. Gaspriset antogs öka under avskrivningsperioden. Investering Investeringskostnad, Mkr 10 Övrigt Mkr 1 Avskrivningstid, år 20 Ränta 6% Intäkter Gaspotential Nm3/tonsubst. 61 Gasmängd Nm³/år Energimängd gas MWh/år Pris gas kr/mwh 400 Rörliga kostnader Substrat ton/år Kostnad substrat kr/ton 30 Fasta kostnader Hjullastartid h/år 200 Kostnad hjullastare kr/h 600 Material underhåll kr/år Driftsmedia Elförbrukning kwh/år Kostnad el, kr/kwh 1 Värmeförbrukning kwh/år Kostnad värme kr/kwh 0,5 Personalkostnader Personaltimmar/år 200 Kostnad personal, kr/h ,5 20 6% För att se vilka faktorer som har störst inverkan på lönsamheten testades känsligheten för de två anläggnings300 storlekarna. Investeringens storlek visade sig ju skil ganska mycket mellan olika leverantörer. Dessutom skulle någon form av investeringsstöd 1 kunna erhållas till gödselbaserade ,5 anläggningar. Investeringen är tillsammans med intäkten för gasen den 500 faktor som har störst påverkan på 300 lönsamheten. Priset på gasen är Tabell 6: Grunddata för typanläggningar givetvis viktigt, men även möjligheten att få ut mer gas från substratet på anläggningen. De olika leverantörerna har angivit väldigt olika gasutbyte från den angivna substratblandningen. Gasutbytet är också en stor osäkerhetsfaktor för en anläggning baserad på fast gödsel i och med att det är oprövat som substrat i stor skala. Det gasutbyte som räknats med i kalkylen, 240 Nm3 metan/kg VS, är baserat på labförsök. Det finns exempel på anläggningar som lyckats åstadkomma 90 % utrötningsgrad med hjälp av lång uppehållstid t ex. Det finns således en möjlighet att kalkylen skulle kunna se annorlunda ut med ett bättre utnyttnde av substratet. Priset för transport av substrat och de fasta driftskostnaderna visade sig inte ha lika stor betydelse för lönsamheten. torrötning.odt 47/49

50 25 Avskrivningstid Förändring i % Total investering Gaspris /gaspotential Substratkostnader Fasta kostnader Bild 18: Förändring i olika kostnader och intäkter på avskrivningstiden. Beräkningar är gjorda på en anläggning för ton. Anläggningen för ton visade samma mönster. torrötning.odt 48/49

51

52