Hållbar återföring av fosfor

Transkript

1 Hållbar återföring av fosfor - kan förbränning vara ett alternativ? Östgötaslam, Linköping Kersti Linderholm PhD kersti.linderholm@silvberg.se

2 Varför fosfor? Symptom av fosforbrist i korn (t.v.) (Foto: Søren Holm. Med tillstånd från Yara Danmark Gødning A/S).

3 Försäljning av fosfor / / / / / / / /2009

4 Fosforbalans 7 kg P/ha djurenheter/ha < >1.0

5 Tillståndet i svensk åkerjord Fosforklass I II III IVa IVb V P-AL * Kartering % kartering % * mg fosfor/100 gram jord

6 Dagens rekommendation Sikta på klass 3 Gödsla upp marker med låg P-halt Tära på förråden i marker med hög P-halt Ersätta den fosfor som förs bort med grödan om marken har en medelgott innehåll av P Vissa grödor kräver mer lättillgänglig fosfor

7 Fosfor och kadmium 13 % vulkanisk med låg kadmiumhalt Finland, Ryssland, Brasilien, Sydafrika 87 % sedimentär med högre kadmiumhalt Marocko, Västsahara, Kina, USA Använd mineralgödsel 0,2-860 mg Cd/kg P Medeltal Europa: Medeltal Sverige: 87 mg Cd/kg P <6 mg Cd/kg P

8 Slam som gödselmedel Främst fosfor Lite kalium Lite kväve Mullämnen Spårämnen Men alltså inget fullgödselmedel

9 Fältförsök med slam sedan 40-talet

10 SLU, 1972

11 Nya problem ger bränsle i förbränningsdebatten Smittrisker Metaller Organiska föreningar Läkemedel Hormoner Antibiotikaresistens Mikroplaster Men vad är problem i slam respektive vatten?

12 Många olika metoder har provats KREPRO Aqua Reci BioCon struvitfällning AshDec Easy mining osv

13 Sweco s underlagsrapport till Regeringens 3:e fosforuppdrag 2009 Tideström, Alvin, Jennische, Hultman Beräkningar (typ Livscykelanalys) Förbränning + AscDec Referenscenario: slamgödsling

14 Förbränning Sweco-rapport, 2009 Negativt: - ökad energiåtgång, ökad kemikalieåtgång, ökning av utsläpp till luft, ökad drivmedelsförbrukning, 90 % högre CO 2 utsläpp, ökat N 2 O utsläpp, ökade kostnader

15 Förbränning Swecorapport, 2009 Negativt: - ökad energiåtgång, ökad kemikalieåtgång, ökning av utsläpp till luft, ökad drivmedelsförbrukning, 90 % högre CO 2 utsläpp, ökat N 2 O utsläpp, ökade kostnader Positivt: mindre tillförsel av metaller till åker oönskade organiska ämnen förbränns

16 Livscykelanalys (LCA) Fosfor Linderholm, Tillman, Mattsson, 2012 Nybruten fosfor Återanvänd fosfor: Slam Struvitfällning, Ostara (Edmonton) Bränna slam (Wien) +utvinna P ur askan (AshDec)

17 Livscykelanalys (LCA) Linderholm, Tillman, Mattsson, 2012 Funktionell enhet (FU): 11 kg P/ha vilket var lika med bortförseln från svensk åkermark 11,8 kg N kalium

18 LCA och fotosyntesen Beräkningarna är gjorda enligt normal standard för LCA dvs Utsläppen från biobränsle (=slam) räknas inte

19 Energiåtgång för 11 kg P (MJ/FU) MJ/11 kg P Mineral P Slam Struvit P ur aska

20 Koldioxidutsläpp för 11 kg P (1 FU) kg CO 2 ekv/11 kg P Mineral P Slam Struvit P ur aska

21 Om alla utsläpp räknas, även de från slammet (förnyelsebart) 1200 kg CO 2 ekv/11 kg P Mineral P slam Aska 1 Aska 2

22 Svenskt Vatten Utveckling Livscykelanalys av slamhantering med fosforåterföring Magdalena Svanström Sara Heimersson Robin Harder Chalmers Styrgrupp: VA Syd, Käppala, Uppsala, Syvab, Stockholm, Gryab, SV

23 Referens: slamgödsling Studerade alternativ: pastörisering termisk hydrolys termofil rötning monoförbränning samförbränning samt torkning För båda förbränningssystemen ingick efterbehandling av askan för att möjliggöra fosforutnyttjande.

24 Funktionell enhet per ton TS slam in till rötkamrarna Slammet antogs ha en kvalitet och torrhalt motsvarande Ryaverkets slam.

25 Svårt att räkna på okänt Det är särskilt viktigt att betona att för samförbränningssystemet med fosforextraktion enligt EasyMining har sekretess gjort det omöjligt för projektgruppen att bedöma trovärdigheten i erhållna data och resultaten för det systemet måste därför ses som särskilt osäkra.

26 Slutsatser, SVU Inget av systemen (utom referenssystemet) är undersökta för en faktisk fullskaleanläggning så för alla system har olika typer av antaganden och omräkningar gjorts. SVU

27 Mer än fosfor Ett försök till kvantifiering av andra positiva effekter av slamspridning på mark avseende ökad skörd gjordes och visade sig också kunna ha en viktig effekt. SVU

28 Trots liten andel- kväve är viktigt Det visar sig, föga förvånande, att kvävets ersättningsgrad har en större effekt än fosfors ersättningsgrad. SVU

29 Det går inte utifrån denna studie att säga att något av de undersökta systemen är tydligt bättre än de andra och skillnaderna mot ett system som kan sägas motsvara dagens system är inte heller stor. SVU

30 Men De räknade bara med 70% av fosforn De antog att jordbrukaren inte räknade med kvävet i slammet med motiveringen att handelsgödsel är billigt (läs: mineralgödsdel) SVU

31 Debatten fortsätter men helhetsbilden saknas fortfarande Dessutom finns vetenskapliga belägg för att Sverige överdriver kadmiumproblematiken (Smolders)

32 Unikt för Sverige (VA) Anslutningspolicy till sedan 1991 Mycket hög avskiljningsgrad av fosfor Certifierat slam sedan 1993 Medelvärde slam 27 mg Cd/kg P Bara cirka 25 % (?) av slammet används på åker Uppströmsarbetet

33 Med uppströmsarbetet får vi renare slam,renare vatten och mindre klimatpåverkan

34 Exempel på metaller som våra vatten sluppit, kadmium kg kadmium till vatten, per år % reduktion sedan anslutningspolicyn infördes

35 Exempel på metaller som våra vatten sluppit, krom kg krom till vatten, per år 87 % reduktion sedan anslutningspolicyn infördes

36 Vad producerar vår mat? mg kadmium/kg P Slam, Sverige medel Slam, Sverige medel Mineralgödsel Sverige <6 Stallgödsel (analyser 1997) 17 Mineralgödsel EU (medel inkl Skandinaviskt) 21 % of EU s mineralgödsel > Hur kan vi importera livsmedel och samtidigt ifrågasätta vårt slam?

37 Analys av fosforflöden i Sverige Linderholm & Mattsson, 2013

38 Vi letar under lampan där vi har ljus Röda pilar anger välanalyserat Vilket är mineralgödsel, slam och rötrester

39 Kostnader till vilken nytta? Vi har gjort cirka 2000 analyser på slam varje år de senaste 25 åren Mycket ovanligt med förhöjda halter av PCB (rivning av hus) PAH (förbränning) Varför analysera om vi ändå inte använder slammet

40 OÖNSKADE ORGANISKA ÄMNEN I JORDAR SOM GÖDSLATS MED SLAM (WSP, 2015) ORGANIC POLLUTANTS IN SEWAGE SLUDGE AMENDED ARABLE SOILS (WSP, 2015) Resultaten indikerar att halterna i jord, efter lång tids slamgödsling, inte är ett problem för jordens ekosystem eller människor. Dessa resultat överensstämmer med tidigare undersökningar

41 Mina slutsatser Sverige ligger nära balans på P men: ojämnt fördelat Kvalitetssäkrat slam, med rätt placering är inte negativt för marken Bränning av slam är energikrävande, klimatpåverkande och innebär förlust av kväve och minskar drivkraften i uppströmsarbetet

42 Tankar Metaller - Kan det hanteras? Organiska ämnen, inte problemet i åkermark Var finns riskanalyserna kring slamanvändning med helhetsperspektiv? Varför kräver vi inte analys på importen?

43 Tack för uppmärksamheten! Frågor? Kersti Linderholm PhD

44 Halter i jord och slam Eriksson, 2001 Matjord % Alvjord % Slam % Al medel 6,6 7,2 4 Al max 8,3 8,8 9,2 Fe medel 3,3 3,9 4,9 Fe max 7,8 7,5 15 P medel 0,1 0,08 2,7 P max 0,2 0,2 5,5