Har forskning inom biogasområdet haft betydelse för. storskalig biogasproduktion?

Transkript

1 Har forskning inom biogasområdet haft betydelse för storskalig biogasproduktion? En studie baserad på intervjuer med avnämare och forskare inom biogasnäringen Anna Karlsson & Bo Svensson Tema Vatten i natur och samhälle, Linköpings Universitet, Linköping

2 Innehållsförteckning Förkortningar/ordförklaringar... 3 Inledning... 4 Underlaget... 5 Val av anläggningar och forskargrupper... 5 Val av konsulter/entreprenörer... 6 Sammanfattning av intervjuer med anläggningsägare/driftschefer... 7 Problem i samband med biogasproduktionen... 8 Branschorganisationer Kontakter med konsulter/anläggare Kontakter med universitet/högskolor Forskningsbehov Övrigt Sammanfattning, intervjuer med forskare Kontakter med producenter Forskningsbehov Sammanfattning, enkätsvar från konsulter/anläggare Slutsatser Förslag på åtgärder Bilagor 1. Frågor till anläggningsägare 2. Enskilda sammanfattningar av intervjuer med anläggningsrepresentanter 3. Frågor till forskare 4. Enskilda sammanfattningar av intervjuer med anläggningsrepresentanter 5. Enkät till konsulter/anläggare 6. Sammanställning över branschorganisationer 2

3 Förkortningar/ordförklaringar Cerealia = Utvecklar, tillverkar och säljer spannmålsprodukter både i Sverige och utomlands. Förtaget ägs av Lantmännen. GU = Göteborgs universitet IVL = Institutet för vatten- och luftvårdsforskning JTI = Institutet för jordbruks- och miljöteknik. JTI är en stiftelse som bedriver forskning, utvecklar och informerar inom områdena jordbruks- och miljöteknik samt arbetsmaskiner. KLIMP = Klimatinvesteringsprogrammet, pengar avsatta av regeringen som ger kommunerna möjlighet att söka stöd för investeringar som minskar utsläppen av växthusgaser. KTH = Kungliga tekniska högskolan, Stockholm Lantmännen = En av Sveriges största koncerner inom lantbruks- och livsmedelsindustri. Verksamheten bedrivs bland annat inom områdena spannmål, växtodling, foder, maskin, bygg, livsmedel och butik. LIP = Lokala Investeringsprogram, pengar avsatta av regeringen under åren LIP gav fram till december 2001 kommunerna möjlighet att söka stöd för investeringar som skulle öka den ekologiska hållbarheten. LiU = Linköpings universitet LRF = Lantbrukarnas Riksförbund, är en intresse- och näringslivsorganisation för alla som äger eller brukar jord och skog och för deras gemensamma företag inom lantbrukskooperationen. LU = Lunds universitet RVF = Renhållningsverksföreningen SBGF = Svenska Biogasföreningen arbetar för att sprida information om biogasproduktion och biogasanvändning SLU = Sveriges lantbruksuniversitet STEM = Statens energimyndighet SVA = Statens veterinärmedicinska anstalt 3

4 Inledning I Sverige har biogasprocessen sedan länge använts för reduktion av slam, som faller i olika delar av kommunala avloppsvattenreningsverk. Internationellt tog forskning och utveckling av processen sin början i utnyttjande av gödsel för framställning av metangas, som finns belagt från 1800-talets början. Sådana anläggningar fanns fortfarande under 1950-talet i Tyskland, men de blev olönsamma och togs ur bruk. I och med oljeprishöjningen på talet aktualiserades intresset för processen både i Sverige och internationellt och en omfattande forskning om möjligheterna att utnyttja processen för att framställa metan ur organiska avfall och andra biomassor kom till stånd. Samtidigt utvecklades biogasprocessen för rening av specifika avloppsvattenströmmar inom skogs- och livsmedelsindustrierna. I huvudsak kom dock utvecklingen och utbyggnaden av biogasanläggningar att baseras på avfallshanteringsaspekten, eftersom ekonomin begränsade processens användning för framställning av metan som en alternativ energibärare. En vändning kom då Linköpings kommun bestämde sig för att driva sina innerstadsbussar med gas för att förbättra luftkvaliteten i staden. Då utlovad naturgas uteblev satsade man på att själva framställa gasen i en biogasanläggning. Detta har fått efterföljare och behovet av alternativ till fossila bränslen som energikällor för fordonsdrift har nu skapat en större efterfrågan för metan producerad via rötning av organiska material av olika slag. Forskningen och utvecklingen i Sverige bedrevs från slutet av 70-talet till största delen vid Jordbrukstekniska institutet (JTI) i samarbete med Institutionen för mikrobiologi vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU), vid Institutet för vatten- och luftvårdsforskning (IVL) i samarbete med Kungliga tekniska högskolan (KTH) och vid Lunds universitet (LU). Grundforskning inom anaerob mikrobiologi utfördes vid Institutionen för marin mikrobiologi vid Göteborgs universitet (GU). Samtidigt pågick utveckling och projektering via ett antal konsultföretag av olika storlek och både svenska och utländska företag byggde anläggningar i landet. Vid JTI undersökte man initialt möjligheterna att utvinna biogas ur gödsel, men vidgade sina undersökningar till metangasproduktion från ett antal potentiella substrat inkluderande grödor av olika slag. Hushålls- och slakteriavfall ingick som viktiga komponenter i de fortsatta studierna. Verksamheterna vid IVL och LU var till största delen kopplade till rening av industriella avloppsvatten. De första avhandlingarna inom området presenterades vid KTH, LU och GU. Kompetensutvecklingen i Lund och Göteborg ledde till starten av företaget ANOX, som idag har verksamhet inom bl a biogasområdet. Verksamheten vid KTH/IVL, LU och GU avstannade, varför forskningen inom biogasområdet i stort sett kom att bedrivas vid JTI-SLU, med undantag för de deponirelaterade biogasproduktionsstudierna vid Luleå tekniska högskola, från mitten av 1980-talet till senare delen av 1990-talet. Under denna tid genomfördes en kompetensutveckling inom den mikrobiologiska delen, vilket resulterade i flera doktorsavhandlingar. En ökad insats på systemstudier kring substratflöden och logistik hos olika varianter av biogasprocessens utnyttjande gav ytterligare kunskap och flera avhandlingar på JTI-SLU. Man har därmed kommit att vara ett huvudcentrum för utveckling och forskning inom området, vilket återspeglas i en omfattande rapportserie och många samarbetspartners. Under den senare delen av 1990-talet initierades ånyo forskning inom biogasområdet vid LU med basen i mikrobiologi och bioteknik. De första avhandlingarna har nu presenterats där. Det står klart att ovan nämnda forsknings- och utvecklingsmiljöer utgjort och utgör viktiga baser för utbildning och kompetensutveckling inom biogasområdet. Flera disputerade forskare, licentiater och examensarbetare är nu verksamma inom olika företag med biogasverksamhet på programmet. Sedan Björn Frostell presenterade sin doktorsavhandling vid KTH 1979 har ca 20 avhandlingar med biogasprocessen i fokus lagts fram. De representerar allt från mikrobiologisk grundforskning och processtekniska aspekter 4

5 till systemanalytisk forskning kring processens roll i olika samhällsnyttor. Ett antal nya avhandlingar inom området är också att vänta inom en snar framtid. Finansieringen av forskningen om och utvecklingen av biogasprocessen har skett bl a genom de traditionella forksningsråden (Naturvetenskapliga forskningsrådet, Skogs- och jordbruksforskningsrådet, Byggnadsforskningsrådet, Statens teknikutvecklings institut, Vetenskapsrådet och Formas Naturvårdsverket, Statens energiverk, NUTEK, Statens energimyndighet, Vattenfall, Renhållningsverksföreningen, Sveriges lantbruksforskningsråd). Till detta kommer projekt finansierade av olika företag, som använder biogasprocessen på olika sätt. Samfinansieringar via flera finansiärer har varit vanlig. Med anledning av att STEMs grupp för Energi ur avfall under en rad av år stött forskning för utnyttjande av biogasprocessen som en del i att ta vara på energin, som finns i organiska avfall, ville man få en bild av hur dessa medel och tidigare satsningar kommit avnämarna till del. Denna utredning är avsedd att ge en sådan analys. Vi har i detta syfte genomfört en serie intervjuer och enkäter riktade till forskningsmiljöer, företrädare för anläggningar i drift och konsulter och anläggningsbyggare i branschen. Basmaterialet redovisas i följande bilagor: 1. Frågor till anläggningsägare/driftschefer 2. Sammanfattning av intervjuer med anläggningsägare/driftschefer 3. Frågor till forskare 4. Sammanfattning av intervjuer med forskare 5. Enkät till konsulter/anläggare Underlaget Studien bygger på intervjuer med anläggningsägare/driftschefer på nio biogasanläggningar och forskare från sex universitet/högskolor och ett företag samt enkätsvar från sex konsulter/anläggare verksamma inom biogasområdet. I själva rapporten presenteras sammanfattningar och slutsatser från detta material. Samtliga intervjuer utom två genomfördes under våren/sommaren 2002 och alla har utgått från i förväg utarbetade frågor anpassade till de två olika grupperna (anläggningsägare/driftschefer och forskare). Frågorna samt mer detaljerade sammanfattningar av varje intervju redovisas som bilagor. De intervjuade har givits möjlighet att korrigera/komplettera de skrivna sammanfattningarna. Även enkäten som skickats till konsulter/anläggare ligger som bilaga. Val av anläggningar och forskargrupper Nio biogasanläggningar har besökts och en eller flera kontaktpersoner intervjuats (Tabell 1). Planerna på en biogasanläggning i Växjö har också följts upp. Samtliga anläggningar rötar eller planerar att röta organiskt avfall (ofta kombinationer av hushålls- och industriavfall samt gödsel). Studien omfattar inte biogasanläggningar som drivs av kommuner för rötning av avloppsslam även om anläggningarna i vissa fall har gemensam gasrening och -distribution. Ingen av de besökta anläggningarna är direkt knuten till ett specifikt företag eller en enskild industri. 5

6 Tabell 1. Biogasanläggningar som besökts, intervju med en till tre personer har genomförts på respektive anläggning. Anläggning Sobacken, Renhållningsverket, Borås TRAAB, Trollhättan/Vänersborg NSR AB, Helsingborg Laholms Biogas AB, Laholm KRAB, Kristianstad Kalmar Vattens och Renhållnings AB Växjö Biogas (planerad) Linköping Biogas Kungsängen Biogasanläggning, Uppsala Borlänge Energi AB Kontaktperson/personer Jöran Eriksson Jörgen Fredriksson Karin Eken Södergård, Tommy Olsson, Jan-Erik Meier Arne Hammar, Åke Aronsson Christer Johansson Thomas Ottosson Steve Karlsson Bertil Carlsson/Peter Johansson Magnus Källman Bo Arvidsson Samtliga, för oss kända, forskare/forskargrupper, som bedriver forskning rörande biogasprocessen på universitet eller högskola i Sverige har intervjuats (Tabell 2). Företaget ANOX, Lund har också intervjuats i kategorin forskare, då de har forskningsmedel från bl a STEM. Tabell 2. Intervjuade forskare verksamma eller med planerad verksamhet inom biogasområdet. Forskare Erik Dahlqvist Berit Mathisen, Åke Norberg Claes Fredriksson, Åsa Klemedtsson, Jeanette Johannsson Åsa Svärd Thomas Welander, Lars-Erik Olsson Bo Mattiasson, Lovisa Björnsson Anna Schnürer Anders Lagerkvist Universitet/Högskola/Stiftelse Mälardalens högskola, Västerås Jordbrukstekniska institutet (JTI), Uppsala Högskolan i Trollhättan/Uddevalla Lunds universitet Anox Lunds universitet Sveriges lantbruksuniversitet (SLU), Uppsala Luleå tekniska universitet Val av konsulter/entreprenörer En enkät (bilaga 5) har skickats till sex konsult/entreprenadföretag (Tabell 3), som på något sätt varit engagerade i planering, byggnation eller förbättringar av de anläggningar som besökts. 6

7 Tabell 3. Konsulter/entreprenörer verksamma inom biogasområdet som ingått i studien. Företag Malmberg Water AB YIT Vatten och Miljöteknik ÅF-Processdesign SWECO VIAK Purac AB Läckeby Water AB Sammanfattning av intervjuer med anläggningsägare/driftschefer De nio anläggningar som besökts producerar samtliga biogas från avfall. Den äldsta är anläggningen i Laholm, som togs i drift 1992, övriga startades mellan 1995 och 1998 (Tabell 4). Två av anläggningarna stod vid intervjutillfället i begrepp att omkonstrueras och tre planerade för utbyggnad. Fem av anläggningarna rötar sorterat hushållsavfall (organisk fraktion). Tre av dem blandar med annat substrat, medan två har hushållsavfallet som i princip enda substrat. I sex av anläggningarna rötas slakteriavfall och annat proteinrikt material från livsmedelsindustri. Dessa substrat kombineras i samtliga fall med gödsel, dock till varierande del. En sammanfattning av substraten som rötas på de olika anläggningarna presenteras i tabell 4. Tabellen tar också upp några olika typer av problem man har/ har haft på anläggningarna. Man har haft olika typer av tekniska problem (mottagning, sortering, söderdelning, omrörning mm). Många av felen, som gett upphov till driftsstörningar, har berott på feldimensioneringar. Dessa har i de flesta fall åtgärdats antingen med hjälp av konsulter eller efter egna idéer. Alla anläggningar har också haft någon form av processtörningar. Typen och graden av problemen varierar men ett av de vanligaste fenomenen är överjäsning (skumning). Processuppföljningen (tabell 4) varierar mellan anläggningarna, både rörande vad man mäter och hur ofta. Vid samtliga anläggningar mäts ph och gasproduktion. De flesta bestämmer också halten organiska syror. Provtagningsfrekvensen varierar mellan en gång per dag till en gång varannan vecka. Två av anläggningarna mäter ph online. De flesta anläggningar (undantag Borås, Trollhättan och Borlänge) har avsättning för rötresten som biogödsel inom lantbruket. KRAB, Kristianstad och Linköping Biogas AB säljer biogödseln till lantbrukare, medan övriga anläggningar inte tar betalt för rötresten. De lantbrukare som levererar gödsel som substrat till biogasproduktionen är oftast också mottagare av rötresten. Linköpings rötrest är sedan 2001 godkänd av Cerealia för spridning på åkermark, KRAB har ansökt om samma kvalificering. Linköpings och Kalmars rötrester är sedan våren 2003 certifierade enligt RVFs system. Anläggningen i Borås marknadsför sin rötrest som jordförbättringsmedel. Vid intervjutillfället producerade man dock mer än vad som efterfrågades. TRAAB satsar på rening av den blöta fraktionen av sin rötrest. Den är sedan tänkt att användas som flytgödsel. Producerad biogas uppgraderas till fordonsgas på eller i anslutning de flesta anläggningarna. Laholm säljer sin uppgraderade gas direkt ut på Sydkrafts naturgasnät, medan en stor del av gasproduktionen från anläggningarna i Kristianstad och Helsingborg går till produktion av värme och el. Anläggningarna har antingen egen gasrening eller levererar rågas för uppgradering till närliggande avloppsreningsverk. 7

8 Växjö kommun planerar att bygga en biogasanläggning för rötning av främst hushålls- och storköksavfall. Planerna håller nu på att realiseras m h a pengar från LIP (Lokal investerings program) och EUs femte ramprogram. Samarbetspartners är Lantbrukarnas Riskförbund, JTI, samt ett danskt och ett tyskt universitet. Problem i samband med biogasproduktionen Övergripande Ledningar, pumpar och tankar slits hårt av bl a sand och grus. Systemen har i flera fall varit underdimensionerade (t ex anpassade för avloppsreningsverk) med många driftsstopp som följd. Mottagning/Förbehandling Mottagning av fast avfall har fungerat dåligt på några av anläggningarna. Man har framförallt haft problem med underdimensionerade och ömtåliga skärande pumpar och kvarnar. Vissa av anläggningarna, som tar emot hushållsavfall, har/har haft problem med dåligt sorterat avfall. Utsortering av papper, plast och metall i inkommande hushållsavfall fungerar i vissa fall inte tillräckligt bra. Luften i ankomsthallarna är i vissa fall dålig. Rötningsprocessen Här är överjäsning (skumning) ett av de stora problemen. Störningarna uppstår oftast när andelen energirikt material (t ex slaktavfall) är stor. Förutom själva processtörningen ger överjäsningen också problem genom att lukt sprids från anläggningen. Detta drabbar både de anställda och kringboende. Intressant är också att andelen producerad biogas per ton rötat material verkar variera mycket mellan de olika anläggningarna. Rötrest Att få rötresten godkänd av livsmedelsindustrins aktörer för spridning på åkermark, är viktigt. Stoppas spridningen av rötrest på odlad mark kommer biogasproducenterna att få stora problem. Reglerna för godkännade från livsmedelsproducenterna upplevs dock som oklara. Istället för att koncentrera sig på biogödselns kvalitet ger dessa direktiv om enskilda avfall och regler och undantag verkar skilja sig mellan anläggningar. Ett tydligare regelverk och effektivare behandling av ärenden måste till. Behovet av information till och ett bättre samarbete med livsmedelsproducenterna är klart uttryckt. Lukt Problem med lukt kan uppstå i samband med hantering av substratet framförallt i anläggningens ankomsthall. På Linköping Biogas AB har man mätt halterna reducerad svavelföreningar i bl a ankomsthallen. Luften uppvisade så höga halter att man numer använder gasmask vid arbete i hallen. Om liknade mätningar gjorts på andra anläggningar är inte känt. Vid överjäsning skummar reaktorn ofta över och ej färdigrötat, illaluktande material läcker då ut och skapar luktproblem. Viss typ av gasrening kan också ge luktproblem (gäller inte alla anläggningar). 8

9 Tabell 4. Sammanställningen över de biogasanläggningar som ingår i studien, samtliga intervjuer genomfördes under våren/sommaren KHA = källsorterat hushållsavfall, LMI = Livsmedelsindustri utom slakteriavfall Anläggning/ Företag Sobacken, Borås TRAAB, Trollhättan Laholms Biogas AB KRAB Kristianstad NSR, Helsingborg Kalmar Biogas AB Linköping Biogas AB Fågelmyra, Borlänge Kungsängen Uppsala Start Konsulter/ YIT JTI, Krüger Deponigasteknik Anläggare A/S Biosystem, YIT, SWECO- VIAK Krüger A/S, Farmatic Energy AG SWECO-VIAK, Läckeby Water AB, Biosystem, Purac AB, FEAB BKS Nordic AB/NCC, SWECO-VIAK JTI, YIT, FEAB, VAprojekt, Läckeby Water AB Kostnad (Mkr.) 51 (ca 1 i bidrag) (4.5 i bidrag) 40 (4 från NV) 20 (0.6 i bidrag) - 80 (10 i bidrag, 4 från NV 60 (ca 10 i bidrag) 63 (11 i bidrag) Substrat KHA, industri KHA, LMI (mindre del) gödsel (60-65%) LMI, storkök gödsel (ca 50%), KHA, slakteriavfall slakteriavfall (50%), LMI, gödsel (5%) gödsel, slakteriavfall slakteriavfall, LMI, gödsel (ca 10%) KHA Slakteri- och storköksavfall, LMI, gödsel Typ av rötning 35ºC, 2-steg 55ºC, 1-steg 37ºC, 1-steg 37ºC, 1-steg 37ºC, 1-steg 55ºC, 1-steg 37ºC, 1-steg 37ºC, 1-steg, 55ºC, 1-steg Uppföljning av processen Exempel på problem (åtgärdade och befintliga) Biogas används till Avsättning för rötrest Förbehandling, avvattning, lukt - 1 gg/v: ph, VFA, NH N, TS, Feldimentionerade ledningar, pumpar och tankar ph och gasproduktion Överjäsning. lukt (arbetsmiljö) Fordonsdrift Fordonsdrift Sydkrafts naturgasnät Jordförbättrin gsmedel, (överprodukti on) Flytgödsel, renad blöt fraktion Online: temp., ph, gasproduktion, nivåvakt Överjäsning, feldimensionerad rötkammare Fjärrvärme, fordonsgas Online: temp., ph, gasproduktion och syrehalt. 1 gg /v: VFA Överjäsning Fjärrvärme, el, fordonsgas 1 gg/v: ph, VFA, NH 4 + -N, H 2 S Fel-dimensionerade ledningar, pumpar och tankar, mottagning för fastavfall 1 gg/d: ph, alkalinitet, VFA och TS Överjäsning, omrörare i rötkammrarna, hyg.tank, lukt Anläggningen feldimensionerad för torr process - 1 gg/2 v: TS, VS, VFA, NH 4 + -N nivåvakt Fastavfallsmottagningen Fordonsgas Fordonsgas Fordonsgas Fordonsgas Biogödsel Biogödsel Biogödsel Biogödsel Biogödsel - Biogödsel 9

10 Anläggning/ Företag Sobacken, Borås TRAAB, Trollhättan Laholms Biogas AB KRAB Kristianstad Medlem i Ja, nöjd Ja, för dåliga Ja Ja, SBGF resurser organisationen är liten pga det lilla antalet rena biogasanläggningar Medlem i RVF Ja, nöjd Ja Ja Ja, spelar en stor roll, anordnar kurser mm NSR, Helsingborg Ja, arbetar för att föreningen skall få mer resurser Kalmar Biogas AB Ja Linköping Biogas AB Ja, arbetar för att föreningen skall få mer resurser Fågelmyra, Borlänge Ja Ja Ja Ja Ja Ja Kungsängen Uppsala Ja 10

11 Branchorganisationer Samtliga anläggningar/anläggningsägare är medlemmar i Svenska Biogasföreningen (SBGF) och i Renhållningsverksföreningen (RVF). SBGF organiserar idag fyra arbetsgrupper: Anläggningsägaregruppen, biogas för fordon (BIF), driftsledningsgruppen (i samarbete med RVF) och biogödselgruppen (nystartad). Ambitionen är att grupperna träffas 2-3 gånger per år för att utbyta erfarenheter och diskutera nyheter och förändringar på anläggningarna. Man diskuterar också regelverk och krav och fungerar som expertorgan för hur SBGF skall agera i frågor om t ex biogödsel. Uppslutningen varierar dock och det händer att man är tvungen att ställa in möten. SBGF anordnar också konferenser i samband med års- och höstmöten och har en del kursverksamhet tillsammans med RVF. Man är också engagerade i samverkansprogrammet Biogas i fordon. SBGF har i ett led att öka servicen till fr a medlemmarna nyligen kompletterat sin hemsida med ett fråge/dikussionsforum, där besökare har möjlighet att diskutera biogasfrågor. RVF är delaktig i arrangemangen kring driftsledningsgruppens träffar två ggr per år. Man anordnar också varje år ett par kurser och ett eller ett par seminarier inom biogasområdet. RVFs arbetesgrupp inom biologisk behandling omfattar bl a biogasfrågor. Gruppen träffas två ggr per år. De flesta intervjuade anläggningsägare/driftschefer anser att SBGF idag har för knappa resurser (föreningen är ideell och verksamheten finansieras via medlemsavgifter) för att utgöra ett kraftfullt forum för biogas. Ett av problemen anses vara att antalet rena biogasanläggningar, dvs sådana som har till huvuduppgift att producera biogas och inte är direkt knutna till ett avloppsreningsverk, idag är för få. Från vissa anläggningar arbetar man för att föreningen skall få en större budget och på det sättet ökade möjligheter att bedriva en relevant och kvalificerad verksamhet, medan andra är mer tveksamma till föreningens nytta och tycker att den överlappar med RVFs aktiviteter. Funderingar kring att låta SBGF gå upp i RVF framfördes i något fall. Även vad gäller RVF som forum för biogas går åsikterna isär: Vissa tycker föreningen fungerar bra, andra tycker att RVF är för stor och mer inriktad på förbränning än rötning. Biogasfrågorna är en relativt liten del av deras verksamhet. Kontakter med konsulter och anläggare Man har vid samtliga anläggningar anlitat konsulter och/eller anläggare i samband med byggnation. I många fall har man också kontaktat konsulter vid behov av förbättring och ombyggnationer. Flera av de intervjuade uttrycker en besvikelse vad gäller kunskapsnivån hos konsulterna, man har också vid vissa anläggningar tvingats till dyra ombyggnationer för att få feldimensionerade eller helt felkonstruerade system att fungera. Kontakter med universitet/högskolor Kontakten med universitet och/eller högskolor är överlag liten. Många av anläggningarna har ingen kontakt med forskare, som arbetar inom området. Man har i många fall också dålig eller ingen kunskap om den biogasforskning som idag bedrivs i Sverige. Vid flera av anläggningar finns ett intresse för den forskning som bedrivs men den upplevs många gånger som svårtillgänglig och abstrakt. Man tycker inte att man har direkt nytta av de resultat som framkommer av forskningen, som bedrivs på institutionerna. I de forskarkontakter som ändå finns ses forskarna i många fall som konsulter dvs man använder dem för olika typer av utredningar. Den anläggning som har mest forskarkontakt bland de tillfrågade är NSR i Helsingborg, som bedriver egen forskning, utveckling och implementering samt är närvarande på alla nivåer vid prospektering och upphandling av biogasanläggningen. Ett antal examensarbeten med anknytningar till problemställningar aktuella för Linköping Biogas AB har utförts på LiU. En disputerad forskare inom biogasområdet anställd på Tekniska Verken i Linköping driver utvecklingen inom Linköping Biogas AB. Uppsala och Växjö har samarbete med framförallt JTI. KRAB och TRAAB har vissa universitetskontakter men idag inga samarbeten. 11

12 Bättre informationskanaler och möjlighet till dialog och samverkan med universitet och högskolor efterlystes. Ett konkret förslag är att bilda en grupp, bestående av forskare och representanter från intresserade biogasanläggningar, där man kontinuerligt träffas, förmedlar kunskap och erfarenheter samt diskuterar problem. Det vore också lämpligt att i denna typ av forum definiera framtida forskningsbehov. Att knyta doktorander till anläggningarna och därmed få en person att verkligen sätta sig in i och jobba med en enskild anläggning och dess speciella förutsättningar och problem ses av många som eftersträvansvärt och ett sätt att göra forskningen mer användaranknuten. Man upplever dock att det är svårt att från anläggningens sida söka finansiering för utvecklingsprojekt. Forskningsbehov Inom följande områden ser man på anläggningarna ett behov av fortsatt/ny forskning: Källsortering; hur får man allmänheten att sortera sitt hushållsavfall bättre? Processtyrning och optimering - Hur undviks överjäsning? - Hur förbättrar man gasutbytet? - Vilka typ av substratblandningar skall man köra för att få en stabil men ändå effektiv process? - Identifiering av nya styrparameterar av betydelse för processen - Utveckling av online-övervakning Rötrest - Kan rötresten förädlas/anrikas för att underlätta transporter och spridning eller skall man satsa på flytgödsel (pumpbart). Olika fraktioner (torr och blöt) har förmodligen olika näringsinnehåll och en separation borde därför kunna innebär att gödslingen anpassas bättre till lantbrukarnas behov. - Krav för certifiering måste bli tydligare. Ett stopp för spridning från livsmedelsindustrin vore förödande för näringen. Rening av processvatten; det behövs reningssystem som är framtagna speciellt för denna typ av förorenat vatten. System/livscykelanalyser av biogasanläggningar Övrigt Flera ser ett behov av utbildning av drifttekniker specialiserade mot biogasproduktion. Sammanfattning, intervjuer med forskare Forskningen kring biogas i Sverige idag är i huvudsak koncentrerad till Lund och Uppsala. I Uppsala är det JTI, Institutionen för mikrobiologi (IM) och Institutionen för lantbruksteknik (LT), SLU som bedrivit forskning inom området under många år. Sveriges veterinärmedicinska anstalt (SVA) har i samarbete med JTI studerat hygienfrågor kopplade till biogasprocessens olik delar. Idag har JTI verksamhet med inriktning mot bl a processövervakning, förädling och avsättning av rötrest, hygien/lukt och utvärdering av växtnäringsvärdet i rötrest. Man har också en stor informativ funktion gentemot kommuner, företag och enskilda och ger bl a ut en egen rapportserie. JTI är (och har varit) i många fall med som rådgivande experter i samband med planering av nya anläggningar, man har givit råd om såväl tekniska lösningar som om substratblandningar mm. Man har i samband med 12

13 detta också kört många rötningsförsök både i lab- och pilotskala. Institutionen för mikrobiologi, SLU arbetar idag framförallt med rötrestens kvalitet. I Lund bedrivs forskningen på Avdelningarna för bioteknik och VA-teknik, (LU) och vid företaget ANOX. Avdelningen för bioteknik bedriver forskning rörande processtyrning m h a av olika parametrar, som detekteras via sensorer online. Man driver också projektet Agrigas, som syftar till att producera biogas från växtavfall från jordbruket och ett antal SIDA-projekt. Vid avdelningen för VA-teknik studerar en doktorand rötning av källsorterat hushållsavfall. Vid ANOX görs rötningsförsök för biogasproduktion bl a vid låga vattenhalter (torrötning, 25-30% TS). Detta sker till viss del i ett samarbete med NSR. Man genomför sedan länge många provrötningar åt kunder, som avser att starta och bygga anläggningar eller vid omläggning av substratsammansättningen i förefintliga reaktorer. ANOX har varit och är också med som konsulter vid byggande av anläggningar och man levererar också viss utrustning till biogasanläggningar. Luleå Tekniska Universitet bedriver forskning och utveckling framförallt med tyngdvikt på deponigasproduktion och utvinning. I Västerås är Institutionen för energiteknik, Mälardalens högskola involverad i Växtkraftprojektet, inom vilket Västerås kommun skall bygga en biogasanläggning för rötning av lantbruksprodukter och avfall. Man kommer här att samarbeta med SLU, Uppsala. Högskolan i Uddevalla och Trollhättan planerar att initiera forskning med biogasinriktning kopplat till regionala intressen. Kontakter med producenter JTI har, som forskningsbedrivande institution, en unik ställning inom biogasbranschen. Samtliga intervjuade anläggningsägare/driftschefer känner till institutet och JTI har i många fall varit inblandade som rådgivare vid byggnation och/eller när driftsproblem uppstått. Man har därför ett brett kontaktnät inom biogasbranschen och jobbar ofta specifikt mot olika anläggningar. Avdelningen för bioteknik (LU) har också kontakter i branschen, bl har man tagit initiativet till Biogasforum Syd, ett samrådsorgan med kommunrepresentanter, lantbrukare, uppfinnare m fl. Studiebesök, kurser och informationstillfällen anordnas inom ramen för verksamheten. Man har också genom Agrigasprojektet knutit kontakter med lantbrukare i regionen. Företaget Anox har genom sin verksamhet naturligt kontakter med många aktörer inom biogasområdet. Gruppen på Luleå tekniska universitet har/har haft genom sin verksamhet mycket kontakter med kommuner och förtag runt om i Sverige. Forskningsbehov Följande områden har av en eller flera intervjuade forskare ansätts som viktiga inför framtiden. Styrning och reglering kopplat till substrat och belastning Utveckling av mangementsystem (beslutsstöd) för anläggningar Utveckling av system för rötning av växtavfall från jordbruk, småskalighet Processoptimering; biogaspotentialen i substratet anses dåligt utnyttjad. Utveckling av resurssnålare rötningsmetoder Modeller för simulering av rötning med olika substrat 13

14 Sammanfattning, enkätsvar från konsulter/anläggare En enkät (bilaga 5) skickades till sex konsultföretag/anläggare verksamma inom biogasområdet. Syftet var framförallt att kartlägga förtagens kontakter med forskare och deras intresse för pågående och framtida svensk forskning inom biogasområdet. Enkätsvaren sammanfattas i tabell 5. Tabell 5. Sammanställning av enkät till konsulter/anläggare med verksamhet i Sverige. Värden inom parentes motsvara total antalet anställda. LTU: Luleå Tekniska Universitet, SIK: Institutionen för Livsmedelsvetenskap Chalmers tekniska högskola, SLU: Sveriges lantbruksuniversitet, JTI: Institutet för jordbruks- och miljöteknik, KTH: Kungliga Tekniska Högskolan Biogasens del av verksamh. Rep. yrkeskategorier * Aktiviteter Kontakter med forskare Typ av forskningskontakt Behov av forum för kontakter forskare/ företag? Patent inom området Publikationer inom området Läckeby Water AB Malmberg Water AB ÅF Miljö och Energi 50% (62) 20% (ca 45) mkt liten del (300) CI, HI, svetsare/ montörer Planering, nybyggnation & förbättringar av biogasanläggningar JTI, Kemicentrum LU, SIK Chalmers Processutveck -ling, teori, informationsutbyte Nej, SBGF fungerar bra CI, DI, GI och montageledare Gasrening, uppgradering & tankstationer Nej Ingenjörer, vissa med forskarutbildning Utredningar, planering & nybyggnation av biogasanläggningar LTU, ANOX, VA-teknik LU - Informationsu tbyte, små utredningar & försök - Nej, SBGF och Biogasforum Syd finns Värmeväxlare Inga Pågående process - - Artikel i Värmeforsk YIT Vatten & Miljöteknik 20% (lokalt 20; tot. ca 12000) B Sc- & M Sc-nivå Gasrening, uppgradering & tankstationer, byggnation biogasanläggningar Nej - Informationsutbyte, kompetensutveckling, Avfallsmottagning Sweco Viak Ca 2% (700) Främst CI, vissa med forskarutbildning Slamrötning, anaeroba filter, avfallsrötning, gasrening mm SLU, JTI, LTU, KTH, Köpenhamns Universitet Purac AB 10-20% (ca 70) CI Turn Keyanläggningar Nej Utredningar och rapporter t ex NV, KFB mm - ANAMET * CI=civilingenjör, HI=högskoleingenjör, GI=gymnasieingengör, DI=driftsingenjör, B Sc=Bachelor of Science, M Sc=Master of Science - 14

15 Slutsatser Från undersökningen framgår att det finns flera svar på titelfrågan. Det är ett uppenbart nej med några undantag om man tar intervjuerna med anläggningsföreträdarna som utgångspunkt. Däremot är det helt klart ett ja, när man tar forskningsmiljöernas verksamhet under luppen. Den nationella kunskapsbas och kompetens som byggdes upp från sent 70-tal gjordes till stor del så i anslutning till de praktiska frågor som förelåg för biogasprocessens utnyttjande inom fr a jordbruk och avfallshantering. Till frågorna hörde utnyttjandegraden av biogaspotentialen i olika organiska material och samrötning av desamma, ammoniumhämning, små- visavi storskalighet, rötrestkvalitet, hygienfrågor etc. Detta innebär att det finns en god kunskapsgrund hos en generation utbildade forskare, som kan leda den fortsatta utvecklingen av biogasforskningen inom avfallsbehandling och framtagande av alternativa energibärare till fossila bränslen. Dock behöver resultaten från denna forskning i vissa fall uppdateras med hänsyn till idag rådande förhållanden. Tills nu är det fr a JTI-SLU, ANOX och avdelningen för avfallsteknik i Luleå, som varit direkt involverade i ett eller flera steg kring utvecklingen av biogasanläggningar (förförsök, utveckling, projektering och byggnation). Man har från flera anläggningar också vänt sig till forskningsbedrivande institutioner för att få hjälp med provrötningar av nya substrat, råd om substratblandningar mm. JTI har hittills varit dominerande när det gäller denna verksamhet. Samtliga intervjuade anläggningsägare/ driftschefer kände till institutet och det är därför naturligt att man i första hand vänder sig dit med frågor och problem. Även andra forskargrupper har dock kontakt med producenter och intresset för avnämaranknuten forskning verkar öka. Avdelningen för bioteknik i Lund har tagit initiativet till Biogasforum Syd för att skapa kontakter mellan forskare och personer, företag och organisationer med intresse för biogas. Man har också Agrigasprojektet, där man strävar efter att jobba i nära samarbete med lantbrukare i området. Den forskning som är tänkt i Västerås och Trollhättan siktar också på en nära kontakt med intressenter inom området. Att man från anläggningsföreträdarnas sida många gånger ändå inte känner att man haft någon större nytta av genomförd och pågående forskning inom området kan till viss del bero på att forskare varit dåliga på att kommunicera sina resultat och att deras verksamhet till stor del ligger vid forskningsinstitutionen och inte ute på anläggningarna. Detta styrks av att områden, där man från anläggningsnivå ser att forskning behövs, är till stor del densamma som legat till grund för mycket av den forskning och utveckling som pågått under de senaste åren. Man får här i många fall en känsla av att sista steget, länken ut till anläggningarna, saknas. Bitarna finns, men inte helheten i knytningen till fullskaleanläggningarna. Man bör naturligtvis också vara medveten om att varje substratkombination och reaktordesign skapar en mer eller mindre unik situation. Det innebär att optimering etc. varierar för till synes lika system. De forskningsbehov som definierats i intervjuerna med anläggningsägare/driftschefer rör framförallt processtyrning och processoptimering samt rötresten. Ett av de största problem upplevs vara instabila processer med upprepade överjäsningar. Processtörningarna beror troligen, åtminstone till viss del, på att andelen energirikt material till rötkamrarna ökat under senare år. Ute på anläggningarna vill man få till en substratblandning som ger en stabil process och ett bra gasutbyte, man vill också kunna ta in så mycket slakteri- och annat livsmedelsindustriavfall som möjligt då detta är de mest lönsamma substraten. Det finns idag inga bra lösningar på problemet. Man tillsätter skumdämpare och minskar andelen energirikt material in till rötkammaren under en tid. En mer ingående kunskap om skumningen och dess uppkomst, som kan leda till en förbättrad process saknas dock åtminstone ute på anläggningarna. Detta är ett exempel på att forskningen idag inte svarar upp mot de önskemål på processen som finns hos producenterna. För att pressa processen hårdare och därmed bemöta de lönsamhetskrav som finns idag krävs troligen också bättre övervakning och processuppföljning. Det pågår forskning inom övervakning, styrning och optimering av processen både i Uppsala och Lund och även de intervjuade forskarna definierar en fortsatt sådan forskning som ett av de viktigaste målen för framtiden. Dock räcker det nog en bra bit att intensifiera den provtagning och analys (dagliga analyser och snabba provsvar) av idag 15

16 kända parametrar som t ex organiska syror. JTI vill också utveckla ett beslutsstöd (mangementsystem) för personalen på anläggningarna gällande kopplingen mellan variationen hos de studerade parametrar och processen. Vad gäller rötresten är man från producenternas sida angelägna om forskning kring anrikning/förädlig samt ser ett stort behov av mer enhetliga regler/certifiering vad gäller spridning. Detta område berördes inte av de intervjuade forskarna, men kopplar till viss del till forskningen kring hygienfrågor i allmänhet och t ex förekomsten av oorganiska och organiska toxiska substanser i t ex rötrester från hushållsavfall, som undersöks vid JTI-SVA- SLU. När det gäller rötning av sorterat hushållsavfall har man fortfarande på vissa håll stora problem med hushållens sorteringen. Mycket är dåligt sorterat och man förlorar mycket av det organiska materialet, eftersom många inte sorterar alls. Skall man framöver röta denna typ av avfall måste sorteringen bli bättre. Trots att här har gjorts omfattande studier finns uppenbara brister i information till anläggningarna. Många producenter efterlyser också forskning kopplat till specifika anläggningar. Ett problem med detta är troligen att de doktorandprojekt som kan komma till stånd på detta sätt riskerar att bli för specifika med frågeställningar och lösningar för enskilda anläggningar. Samtidigt finns det en stor poäng med att på detta sätt lyfta ut forskningen i verkligheten (se vidare nedan). Från forskarhåll angavs även utveckling av småskaliga anläggningar och resurssnålare rötningsmetoder som två framtida forskningsområden. Förslag på åtgärder Hur skall då den framtida forskningen och utvecklingen inom storskalig biogasproduktion organiseras på ett bättre sätt? För det första tror vi att man på nationell nivå i Sverige måste bestämma sig för om man skall satsa på en fortsatt biogasutbyggnad eller inte. Med tanke på bl a förbudet mot deponering av organiskt avfall fr o m 2005, behovet av mer miljövänliga energibärare och kommande olje- och därmed bensinbrist känns en fortsatt utbyggnad som en vettig satsning inför framtiden. En framkomlig väg vore en nationell plan/samordning där man tar tillvara de erfarenheter som finns och därmed, till skillnad från som det verkar idag, undviker att göra likartade misstag vid varje nybyggnation. Man bör utreda var anläggningarna skall ligga för att i möjligaste mån undvika långa transporter, vilken kapacitet de skall ha, hur gasen skall användas för bästa lönsamhet mm. Idag fungerar anläggningarna väldigt olika, t ex varierar gasutbytena mycket mellan olika anläggningar med i stort sätt samma substrat, gasen används olika och avsättningsmöjligheter gällande rötresten varierar också. Varje anläggningen ger intryck av att ha startats från noll, man utreder och bygger utan att ta tillvara erfarenheter som finns från byggandet och driften av tidigare system. Detta gör dels att det blir mycket som inte fungerar och måste göras om och dels att anläggningarna blir onödigt dyra. Detta måste åtgärdas om man skall få lönsamhet i den svenska biogasbranschen. Från mycket av det ovan sagda framstår klart att det finnas ett behov av ett bättre kontaktnät och samarbete mellan forskare och avnämare. Flera har förslagit att en arbetsgrupp med forskare, avnämare och finansiärer borde bildas, där man träffas och diskuterar vilka områden inom biogasproduktion som behöver beforskas. Vi ser att detta förslag med fördel skulle kunna haka på de aktiviteter som SGBF och RVF initierat för praktikerna. Gruppen skulle också fungera för utbyte av kunskap och idéer inom forskningsområdet. På så sätt skulle en bättre samordning mellan forskargrupperna och producenterna kunna åstadkommas. Dock är ett stort problem vad gäller samordning mellan olika anläggningar och mellan forskare och anläggningar den idag på många ställen pressade arbetssituationen. Man har knappt tid för det löpande arbetet än mindre för ordnade möten och diskussioner med andra. Ett resursstarkare samordningsorgan med flera heltidstjänster skulle här underlätta samarbete och samordning. Ett sätt att samordna den framtida utvecklingen kan också vara att ta fram ett eller ett par anläggningskoncept (beroende på substrat) som fungerar och sedan använda dessa koncept vid nybyggnationer. I anknytning till dessa testanläggningar kan man också bedriva forskning i fullskala, vilket vi ser som nödvändigt för en optimal processutveckling. Även på rötrestsidan måste mer allmängiltiga regler tas fram. Klara och tydliga regelverk för 16

17 certifiering och spridning på åkermark framförallt vad gäller godkännande från livsmedelsindustrin måste till. Denna typ av hantering får inte vara så godtycklig som den ger intryck av idag. För att klara denna organisation bör ett nationellt samordningsorgan inrättas. Inom ramen för verksamheten kan då också med fördel rymmas en forskarskola eller liknade där man jobbar mot mål fastställda i samråd med biogasproducenterna. Incitament till detta sätt att bedriva forskning finns idag inom NSR och hos Linköping Biogas AB. 17