Biogasforskning vid SLU Alnarp

Transkript

1 Thomas Prade Institutionen för biosystem och teknologi Biogasforskning vid SLU Sven-Erik Svensson, Thomas Prade, m.fl. SLU, Institutionen för biosystem och teknologi Biogasforskning vid SLU Samrådsmöte för Biogas Syds deltagare LTH, Lund,

2 Biogasforskare - exempel Sven-Erik Svensson Universitetsadjunkt Teknikfrågor Fältförsök Skördade mellangrödor som biogassubstrat Extruder för ökad biogasproduktion Vall och helsäd som biogassubstrat Färska grödor som biogassubstrat Park- o trädgårdsavfall som biogassubstrat Thomas Prade Postdoktor (utlånad till LTH) Tekno-ekonomiska analyser Markkolsmodellering Hållbarhetsstudier Tora Råberg Doktorand Växtnäringskretslopp Växtföljder Hållbarhetsstudier Biogas från skånsk betblast Vall och helsäd som biogassubstrat Vall som ny växtföljdsgröda Hållbarhet i biodrivmedel från åkermarksbaserad biomassa Multifunktionella produktionsvåtmarker Strategisk växtnäringshantering i ekologisk produktion Ekosystemtjänster i grönsaksproduktion

3 Exempel på biogasprojekt 2013 Impact of biogas energy crops on greenhouse gas emissions, soil organic matter and food crop production (f3) 2014 Förbehandling av lignocellulosarika råvaror vid biogasproduktion (Energimyndigheten) (Region Skåne,, SB3) 2014 Biogas från skånsk betblast - Potential, teknik & ekonomi (Region Skåne) 2015 Park- och trädgårdsavfall - en resurs för fastbränsle och biogas (Region Skåne,, Sysav Utveckling AB, Lunds kommun, Malmö) 2015 Vall och helsäd som biogassubstrat Utvärdering av skördetidpunktens och snittlängdens påverkan på energiutbytet och substratkostnaden (SLF) 2015 Extruder för ökad biogasproduktion (LST Skåne)

4 Exempel på biogasprojekt 2013 Impact of biogas energy crops on greenhouse gas emissions, soil organic matter and food crop production Förbehandling av lignocellulosarika råvaror vid biogasproduktion (Region Skåne,, SB3) Biogas från skånsk betblast - Potential, teknik & ekonomi Park- och trädgårdsavfall - en resurs för fastbränsle och biogas Vall och helsäd som biogassubstrat Utvärdering av skördetidpunktens och snittlängdens påverkan på energiutbytet och substratkostnaden Extruder för ökad biogasproduktion

5 2013 mellangrödor efter konservärt (Findus gröna ärter) 2014 mellangrödor efter helsäd till biogas Tillväxthastighet på hösten Slutlig skörd, ts halt etc Växtnäringsbalans N-gödsling? Ogräskonkurrens (översiktligt) Mellangrödans metanpotential per ha Efterverkan förfruktsvärde i maltkorn året efter mellangrödan Kostnadseffektiv skördeteknik vid 5 ton ts/ha - en utmaning Gunnarsson, M Gödslade eller ogödslade mellangrödor som biogassubstrat. Examensarbete vid Inst för biosystem och teknologi, Sveriges lantbruksuniversitet,.

6 2013 mellangrödor efter konservärt (Findus gröna ärter) 2014 mellangrödor efter helsäd till Tillväxthastighet på hösten Slutlig skörd, ts halt etc Växtnäringsbalans N-gödsling? Ogräskonkurrens (översiktligt) Mellangrödans metanpotential per ha Sätt in kvävet på biogasbanken Hypotes En gödslad och skördad mellangröda minskar växtnäringsläckaget effektivare än en nermyllad fånggröda Efterverkan förfruktsvärde i maltkorn året efter mellangrödan Kostnadseffektiv skördeteknik vid 5 ton ts/ha - en utmaning Gunnarsson, M Gödslade eller ogödslade mellangrödor som biogassubstrat. Examensarbete vid Inst för biosystem och teknologi, Sveriges lantbruksuniversitet,.

7 2013 mellangrödor efter konservärt (Findus gröna ärter) 2014 mellangrödor efter helsäd till Tillväxthastighet på hösten Slutlig skörd, ts halt etc Växtnäringsbalans N-gödsling? Ogräskonkurrens (översiktligt) Mellangrödans metanpotential per ha Sätt in kvävet på biogasbanken Hypotes En gödslad och skördad mellangröda minskar växtnäringsläckaget effektivare än en nermyllad fånggröda samtidigt som ett hållbart och ILUC-fritt biogassubstrat produceras! Efterverkan förfruktsvärde i maltkorn året efter mellangrödan Kostnadseffektiv skördeteknik vid 5 ton ts/ha - en utmaning Gunnarsson, M Gödslade eller ogödslade mellangrödor som biogassubstrat. Examensarbete vid Inst för biosystem och teknologi, Sveriges lantbruksuniversitet,.

8

9 Specifik metangaspotential för mellangrödor efter 30 dagars utrötningsförsök Mellangröda Metangaspotential BMP 1 (m 3 CH 4 per ton VS) Metangaspotential BPM 2 (m 3 CH 4 per ton VS) Medel Standardav. Medel Standardav. Sudangräs Luddvicker Oljerättika Vitsenap Hampa Honungsört Ahlberg, I. and Silva Nilsson, T. L. (2015). Investigation on the Use of Intermediate Crops for Anaerobic Digestion as a Renewable Source of Energy Department of Chemical Engineering, Lund University

10 Ahlberg, I. and Silva Nilsson, T. L. (2015). Investigation on the Use of Intermediate Crops for Anaerobic Digestion as a Renewable Source of Energy Department of Chemical Engineering, Lund University Specifik metangaspotential för mellangrödor efter 30 dagars utrötningsförsök

11 Metangaspotential för mellangrödor, m 3 per ha Baserat på mellangrödornas specifika biogaspotential och grödornas avkastningsnivå i kg per ha, så anger: Ahlberg och Nilsson (2015) att sudangräs har en metangaspotential på 995 m 3 och oljerättika 1217 m 3 per ha, vilka odlats efter skörd av helsäd på Kronoslätt 2014 Gunnarsson (2014) att metanutbytet bör ligga i intervallet m 3 per ha, för höstskördade mellangrödor, som odlats efter skörd av konservärt på St Markie 2013.

12 kg/ha Mellangrödans förfruktsverkan i maltkorn, St Markie Konservärt efterföljt av mellangröda 2013 Maltkornsskörd a a a a ab b a ref A B C D E F G H Det gick inte statistiskt att visa att maltkornsskörden (kg/ha) minskade när vi jämför ogödslad och inarbetad mellangröda (normal behandling = ref) med bortförd mellangröda (oberoende om denna var gödslad med 40 kg N per ha eller om den var ogödslad. Dock fann vi en skillnad i förfruktsverkan mellan mellangrödorna, se ovan.

13 kg/ha Mellangrödans förfruktsverkan i maltkorn, St Markie Konservärt efterföljt av mellangröda 2013 Maltkornsskörd a a a a ab b a ref A B C D E F G H A Oljerättika B Vitsenap + oljerättika C Bovete + honungsört D Grünroggen E Grünroggen+purrhavre F Harvad senare rågsådd G Mellangrödemix H Kontroll, harvad Det gick inte statistiskt att visa att maltkornsskörden (kg/ha) minskade när vi jämför ogödslad och inarbetad mellangröda (normal behandling = ref) med bortförd mellangröda (oberoende om denna var gödslad med 40 kg N per ha eller om den var ogödslad. Dock fann vi en skillnad i val av mellangröda, se ovan.

14 Mellangrödans förfruktsverkan i maltkorn, Kronoslätt 2015 Helsäd till biogas efterföljt av mellangröda 2014 Förfruktsverkan i maltkorn från mellangrödorna vitsenap och oljerättika, som gödsats med 0, 40 resp. 80 kg N/ha, och som nermyllats alternativt skördats hösten Maltkornet är sått våren 2015 och gödslades med 70 kg N per ha.

15 Preliminära slutsatser Gödsling - Efter skörd av en icke kvävefixerande huvudgröda ( t.ex. helsäd) bör mellangrödan gödslas med ca 40 kg N/ha för bra etablering och avkasta så mycket biomassa att det är lönt att skörda den > 3 ton ts per ha Efterverkan - En skördad/bortförd mellangröda påverkar inte maltkornsskörden negativt efterföljande odlingsår, även om ca 80 kg N bortförs per ha En tät mellangröda konkurrerar väl med ogräs och gynnar efterföljande huvudgröda även om mellangrödan skördas på hösten -> 1000 Nm 3 metan/ha En blommande gröda tillför biodiversitet i odlingslandskapet Återstår Fullständiga växtnäringsbalanser vart tar kvävet vägen? Energianalyser samt ekonomin i systemet Kostnadseffektiv skördeteknik för mellangrödor vid 5 ton ts/ha, 25 % ts

16 Nerputsad ej skördad mellangröda till höger i bild, med EFA (ekofokusareral) längs asfaltvägen mitt i bild Mellangrödor på EFA som biogassubstrat?

17 Mellangrödor på EFA som biogassubstrat? Samodling av mellangrödorna honungsört och klöver

18 ? Exempel - biogasproduktion från ha mellangrödor i Skåne Ca 6 % av åkerarealen Ca ton ts Ca ton oljeekvivalenter Ca 300 GWh Ca 1500 gasbussar eller ca gasbilar per år

19 Utmaningar Hållbart uttag av biomassa för energiändamål? * Mellangrödor som energi- och fånggrödor samt mullbildare * Restprodukter från lantbruket (halm, betblast, restvall, foderspill, etc) * Våtmarksbiomassa * Kombination av bigrödor, biodiversitet och bioenergi på EFA pilotlän för multifunktionella mellangrödor i nya odlingssystem? Hållbarhetsfrågor kring drivmedelsproduktion * LCA vs EU-RED (rötrestvärdering, markkolsvärdering) * ILUC - en realitet under svenska förhållanden? * Förnybara drivmedel måste vara dyrare än fossila!?

20 Pågående projekt Biodrivmedel från åkermarksbaserad biomassa - förändrad markanvändning ur ett svenskt perspektiv (f3: Serina Ahlgren, SLU Uppsala) Sustainability for ley crops as biogas feedstock - climate, land use and costs (Energimyndigheten, Region Skåne, Region Halland: Lovisa Björnsson, LTH) Färska och lagrade grödor - ett nytt sätt att organisera substratförsörjningen året runt för en biogasanläggning (Energimyndigheten, f3: Carina Gunnarsson, JTI) Multifunktionella produktionsvåtmarker för produktion av biogassubstrat och reducerat miljöeffekt av jordbruket (Trelleborgs kommun, : Thomas Prade) 2015 Multifunktionellla grödor på EFA efter skörd av grönråg i juni (SB3 och PA: Sven-Erik Svensson)

21 Thomas Prade Institutionen för biosystem och teknologi Tack! Frågor? Sven-Erik Svensson Sveriges lantbruksuniversitet (SLU ) Inst. f. biosystem och teknologi Box Biogascentrum vid SLU