Klosettvatten till energigrödor

Transkript

1 Klosettvatten till energigrödor (projekt nr 36) Affärsmöjligheter kring stråbränslen (projekt nr 91) Jan Erik Mattsson Gunnar Svensson Charlott Gissén Sven-Erik Svensson Angelika Blom Thomas Prade Klosettvatten till energigrödor (projekt nr 36) Projekt Växtnäring från avlopp ger mer hållbar produktion av ettåriga energi- och fibergrödor (Partnerskapsprojekt nr 83. Region Skåne, Lunds Energi, Lunds Renhållningsverk, SVA och RMV) Övergripande mål: Hållbara transporter Kan ren växtnäring från avloppsfraktioner gödsla energigrödor för att få en mer hållbar produktion av drivmedel till Region Skånes bussar? Delmål 1: Hållbar odling av energigrödor Kan källsorterat klosettvatten (en mycket ren avloppsfraktion) fungera och kan accepteras av jordbruket som gödsel vid odling av energigrödor? gg Delmål 2: Hampans potential som biogasgröda Hur mycket biogas ger hampa? (Avd för Bioteknik, LU) Inspiration till projektet Gotlandsmodellen, Roma På Gotland ersätts mindre reningsverk med returvattendammar Projektets visionsbild Klosettvatten innehåller smittämnen, medicinrester och svårnedbrytbara ämnen. Vi har därför lagt in olika barriärer mot smitta och miljöbelastning: Lagring i gödselbrunn: Tid + Urea Odling: Nedbrytning i levande jord Rötning: Ytterligare nedbrytning Alternativ: Odla hampa istället för majs Förbränning i stället för rötning, men då får man aska istället för biogödsel.

2 Klosettvattengödslad hampa Kombisådd, 4, 8 kg N/ha (11--18) + klosettvatten, 4, 6, 1 kg N/ha som orienterande försök i Veberöd Biogasutbyte från hampa (Avd för Bioteknik, Lunds Universítet) Skör d ton/ha N-giva Ca l CH4 / kg VS (färsk och ensilerad hampa) Vid skörd i mitten av okt gav hampa ca MWh/ha Vid skörd i mitten av sept 6 gav hampa ca 4 MWh/ha Klosettvatten ensamt eller i kombination med en startgiva av 4 kg N/ha i form av NPK gav en hög TS-skörd Några av projektets spin-of-projekt Hampans biogaspotential vid olika skördetidpunkter (Avd. för Bioteknik, ik LU) Hampans potential för cellulosaspritframställning vid olika skördetidpunkter (Inst. för kemiteknik, LTH) Affärsutveckling närodlade stråbränslen till kraftvärmeverk (LRF, SJV, Lunds Energi, HIR, Agellus) Från hampafrö till panna hampa för el- och värmeproduktion (Lunds Energi) Teknik för vårvinterskörd av hampa (Lunds Energi) Förstudie - halmaska i kretslopp (Lunds Energi) Affärsutveckling närodlade stråbränslen till kraftvärmeverk (projekt nr 91) Projektdeltagare: LRF:s kommungrupper i Lund och Eslöv, LRF Konsult, LRF Skåne, Lunds Energi, Hushållningssällskapen i Skåne, Agellus Miljökonsulter och SLU Alnarp. Finansiärer: Jordbruksverket, Lunds Energi, Partnerskap Alnarp och LRF Skåne.

3 Förutsättningar Vad betyder det för lantbruket? Lunds Energi planerar att bygga ett stort biobränsleeldat kraftvärmeverk mellan Lund och Eslöv. I en av pannorna ska man kunna elda minst ton stråbränslen per år. Priset för stråbränslen bestäms av priset för skogsflis, cirka 14- öre/kwh. Det motsvarar cirka -6 öre/kg halm. ton stråbränslen per år innebär -3 miljoner kr/år. Hur kan lantbruket runt Lund-Eslöv få del av detta? Organisation av leveranser Lunds Energi vill inte ta direktkontakt med alla odlare. Syftet med detta projekt är att ta fram ett koncept för marknadsföring, organisation och produktion av stora volymer stråbränslen från många odlare till stora kunder. Frågeställningar i projektet Finns det tillräckligt med stråbränsle inom rimligt transportavstånd? Vilka typer av stråbränslen är intressanta, förutom halm? Finns det någon ekonomi för odlaren? Hur ska man organisera leveranserna mellan odlare och kraftvärmeverk eller andra stora kunder?

4 Finns tillräckligt med stråbränsle inom rimligt transportavstånd? Mängden halm har inventerats i kommuner inom cirka km från det planerade kraftvärmeverket. Avdrag har gjorts för förbrukning till husdjur, halmeldade fjärrvärmeverk och flera mindre värmeverk. Det återstår drygt 3 ton/år som plöjs ner. Till detta kommer eventuell odling av stråbränsle. Mängden som blir tillgänglig beror på priset. Vilka stråbränslen är intressanta? Halm är intressant pga pris och goda erfarenheter från stora kraftvärmeverk i Danmark. Hampa har bra värmevärde och hög asksmält- temperatur, men verkar bli dyrt. Helsäd verkar vara intressant, men är kanske för dyrt. Finns det någon ekonomi för odlaren? Beräknad kostnad (öre/kg) för olika moment i halmhanteringskedjan Delmoment Beräknat kostnads- Danska kostnadsintervall 1 beräkningar 2 Halm (näringsvärde) (7 - ) (6-12) Pressning (inkl vändning) Hopsamling, (hopsamling Transport till lager 8 - inkl. tp till lager) Lagring Transport till värmeverk Övrigt 4-6 Summa Agellus och HIR Malmöhus, 6, 2 Henning, 6 Organisation av leveranser från odlare till kraftvärmeverk Preliminära beräkningar visar på god lönsamhet i en verksamhet som tar ansvar för inköp, pressning, lagring och leverans av halm. Ett leveransbolag tar ansvar genom avtal med kraftvärmeverket, åkare och halmleverantörer. En arbetsgrupp med lantbrukare och maskin- entreprenörer har bildats för att diskutera bildandet av ett leveransbolag. Slutrapporten från projektet kan laddas ner från Partnerskap Alnarps hemsida.

5 Forskning om energigrödor i Alnarp Slam sedan 1981 Rötrest i ekoodling Affärsutveckling stråbränslen Klosettvatten i kretslopp Klimatgaser Energi- hampa Biogas- och etanolutbyte från olika grödor LTH/LU Energiväxtföljd Alnarp Falköpings biogasprojekt KLIMP Perenna energigrödor Fleråriga energigräs Kalkyler för energigrödor Energiväxtföljd iu Uppsala o Umeå SLU, JTI Field grown biogas Sustainable biogas production from energy crops Sven-Erik Svensson Maria Berglund HHS Halland BioGasMax Återföring av halmaska SLU/Lunds Energi Odlingssystemförsöken Lönnstorp Växtnäringsbalanser MV, SLU Tungmetaller BioGasMax Falköping kommun Example of crop rotation system to reach a sustainable biogas production Using set-aside land for growing the energy crops Using organic fertilizers from urban areas as a base, and mineral fertilizers ( kg N/ha) as a complement to fulfil the crops need, so a large energy yield can be reached without using large amounts of fossil energy Using crop rotation, where most of the crops go to the production of biogas and some of the crops to the production of RME or Biodiesel, heat and electricity, to support the biogas production system Using a sound crop rotation with healthy crops, low use of pesticides, low energy input in soil preparation, seeding etc Crop Field of use Year Biogas RME Heat 1 Clover grass whole crop 2 Clover grass whole crop 3 Oil seed rape press cake oil straw 4 Winter wheat + whole crop clover grass Maize whole crop 6 Hemp whole crop 7 Energy beet root+top 8 Oats whole crop

6 Expected results from the crop rotation Energy output from 1 ha of the crop rotation Energy output from 1 ha of the crop rotation system 24 MWh biogas (26 l petrol) MWh straw ( l burning oil) MW Wh 3 Biogas Straw Biodiesel 1,9 MWh RME ( l biodiesel) output from fields Energy input required to grow 1 ha of the energy crop rotation system and to produce the biogas and the RME 3 Energy surplus from 1 ha/y energy crop rotation 3 MW Wh Straw Biodiesel N-fert Electricity MW Wh Biogas Heat Biodiesel Electricity used on farm surplus

7 Expected results from the crop rotation Reduction of CO2-emission i by the energy crop rotation system: 7, tonnes CO2 per ha energy crop rotation system and year Potential reduction of CO2-emission in Falköping in the future: 4 ha set-aside land for energy production ( %) 3 tonnes CO2-emission per year Approx. 1/3 of the CO2-emission in Falköping per year