Förbehandling av biogassubstrat i systemanalys (WR 49)

Transkript

1 Förbehandling av biogassubstrat i systemanalys (WR 49) Calculated Experimental Utbytet av biogas är ofta mindre än substratens potential och därför behövs förbehandlingar. Nettoeffekten av förbehandlingar är systemberoende och kan därför inte bedömas isolerat. Figuren visar uppmätt gasbildning jämfört med potential beräknad ur kemisk sammansättning Uppnådda resultat Matavfall, hästgödsel och vallensilage har identifierats som relevanta ur energiperspektiv och som representerande olika förbehandlingsåtgärder. Relevanta förbehandlingsåtgärder, är avskiljning av olämpligt substrat som inte bör gå in i processen, dvs rejekt, och justering av vattenhalt för matavfall och ångexplosion och extrusion, en mekanisk behandling, för hästgödsel och vallensilage För matavfall påverkar mängd och kvalitet hos rejekt samt vattenhalt i accept totalekonomin påtagligt. I ett samverkande system med både avfallsförbränning och rötning blir klimateffekten av olika rejektandelar liten, därför kan andra faktorer som driftsäkerhet och avsättning av rötrest vara viktigare för en anläggnings totala effektivitet. Vatteninnehållet i behandlat material påverkar energibehov, utsläpp och ekonomi i negativ riktning när det ökar. En optimering av anläggningarnas effektivitet går därför i riktning mot lägre vattenhalter och begränsas i huvudsak av problem med materialtransporter i anläggningarna.

2 Studiens innehåll Avfall Matavfall: Den största rötbara konsumtionsavfallsströmmen. Hästgödsel: Uppstår drygt ett Mton per år i Sverige, men utnyttjas lite för biogas. Vallensilage: Gränsfall mellan avfall och gröda, stor potential. Anrikning/separation: Förbehandling som är mest relevant för lättnedbrytbara avfall. Ångexplosion och extrusion: Praktiskt använda förbehandlingar som syftar till att öppna celler och göra deras innehåll tillgängligt för nedbrytning. System and variationer: Samverkan med avfallsförbränning, inklusive fjärrvärmesystem ingår i systemet, liksom alternativa fordonsbränslen och gödselmedel. Variation av: Andel av rejekt från matavfall och vattenhalt vid behandling. Förbehandling av hästgödsel och vallensilage Gaspriser

3 Ekonomiska effekter vid behandling av matavfall Kostnader [kr/ton matavfall] Intäkter [kr/ton matavfall] Biogödsel Gasdistribution (CBG, 50 km) Uppgradering Rötning Rejekthantering Förbehandling Fordonsgas kr/mwh Fordonsgas kr/mwh Anläggningens kostnader och intäkter i referensfall och de fem studerade fallen. Resultaten är redovisade i kr/ton matavfall. Intäkterna är beräknade utifrån två nivåer på fordonsgaspriset.

4 Koldioxidutsläpp vid ångexplosion och extrusion Förändrad klimatpåverkan vid förbehandling uttryckt i kg CO 2 -ekvivalenter/ton TS vallensilage. Stapeln längst till höger visar den beräknade nettoeffekten av övriga poster. För hästgödsel är nettoeffekterna snarlika, men med mindre skillnaden mindre mellan behandlingarna.

5 Slutsatser Det saknas standarder och data, t ex beträffande metoder för substratkarakterisering och prestandamätning av olika enhetsprocesser. Matavfall, hästgödsel och vallensilage är alla relevanta substrat med avseende på energipotential, men deras förbehandlingsbehov skiljer sig markant. För matavfall påverkas ekonomin påtagligt av vattenhalt vid rötning och rejektets sammansättning och mängd. Klimateffekten av olika behandlingsalternativ är liten sett ur ett systemperspektiv och medan driftsäkerhet och möjlighet för avsättning av digestat vara avgörande för systemets effektivitet. En ökad vattenhalt vid behandling leder till ökat energibehov, ökade utsläpp och försämrad ekonomi. Därför kan en optimering av rötningen gärna starta med en sänkning av vattenhalten i behandlat material. Möjligheterna till förbättringar begränsas av praktiska aspekter, t ex svårigheter med blandning och transport av substrat under behandlingen.

6 Projektorganisation Kontakt: Anders Lagerkvist; telefon: Projektdeltagare: Luleå Tekniska Universitet Anox Kaldnes AB Nordvästra Skånes Renhållnings AB Renova Sysav/Kristianstad Biogas AB Vafab Miljö AB BioFuelRegion AB Institutet för jordbruks- och miljöteknik Budget och tidsplan 1460 ksek, påbörjat avslutat Vafab Miljö AB och NSR har delfinansierat projektet med kontanter och natura. Projektgruppens övriga deltagare genom naturainsatser.