Klimatpåverkan av rötning av gödsel

Transkript

1 Klimatpåverkan av rötning av gödsel Maria Berglund HS Halland tel Röta stallgödsel hur påverkar det växthusgasutsläppen? ± Utsläpp från lager? - Utsläpp från anläggning + Ger nyttorna biogas & rötrest - Utsläpp från anv biogas & rötrest Vad används biogasen/rötresten till? Vad ersätter de? 1

2 Om växthusgaserna Växthusgaserna - Metan Metan Bildas om: Syrefritt + organiskt material. Gynnas av hög temperatur och om det organiska materialet är lättomsättbart Metanutsläpp: Lagring gödsel/rötrest, läckage på biogasanläggning, ofullständig förbränning av biogas Metan = kraftig växthusgas Viktigt minimera metanförlusterna! 2

3 Växthusgaserna - Lustgas N 2 O NO N 2 O N 2 Ammonium NH 4 + Nitrifikation Kräver god tillgång på syre och ammonium NH 4 + Nitrat NO 3 - Denitrifikation Kräver syrefattig miljö Parametrar som påverkar: Tillgång på kväve Syretillgång och fukt Organiskt material Temperatur Direkt lustgasavgång (från mark/gödsel till atmosfär) Indirekt lustgasavgång (från ammoniak och nitratförluster) Växthusgaserna - Koldioxid Beaktas om: Fossilt ursprung Vid förändring av kolförråd i mark och förändrad markanvändning Koldioxid i biogasen räknas inte 3

4 Koldioxidekvivalenter (CO 2 -ekv) - gemensam valuta för växthusgaser 1 kg koldioxid = 1 kg koldioxidekvivalenter 1 kg metan = 25 (21) kg koldioxidekvivalenter 1 kg lustgas = 298 (310) kg koldioxidekvivalenter IPCC, 2007 [4AR] (IPCC, 1995) [SAR]) Klimatpåverkan av gödselbaserad biogas 4

5 Lagring av stallgödsel jämfört med rötad gödsel Metan Mindre organiskt material, lättomsättbara nedbrutet mindre metan Lustgas Högre ph, mer ammoniumkväve, sämre svämtäcke större risk ammoniakförluster Biogasanläggningen El och värme för drift Metanslipp? 5

6 Uppmätt metanslipp vid biogasproduktion (Avfall Sverige, 2009) Spridning rötrest Mer växttillgängligt kväve + Bättre N-utnyttjande - Risk ammoniakförluster Mindre lättomsättbart organiskt material +? Lustgasbildning -? Kol i mark + Mer lättflytande 6

7 Vikten av att spara kväve 8 Metan kg koldioxidekvivalenter Lustgas Koldioxid * 0 Utvinning, I traktorn raffinaderi I marken Gödselindustrin Gödselindustrin I marken 1 l diesel 1 kg kväve 1 kg kväve (BAT) * Yaras garanti klimatavtryck Användning av biogasen Utsläpp från slutanvändningen av biogasen. Vad händer med eventuellt gasöverskott? kg CO2e/MWh biogas Lustgas Metan 50 0 kraftvärme Panna Uppgradering Gasfackla "Kallfackling" 7

8 2,0 Vikten av låga metanutsläpp (storskalig värmeproduktion) Relative emissions, GWP 1,5 1,0 0,5 Oil Biogas 0,0 Ley crops Straw Manure Municipal organic waste* * Referenssystemet inkluderar kompostering av avfallet Vikten av låga metanutsläpp (storskalig värmeproduktion) Relative emissions, GWP 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Ley crops Straw Manure Municipal organic waste* Oil Biogas, 0% loss of CH4 Biogas, 1% loss of CH4 Biogas, 10% loss of CH4 Biogas, 15% loss of CH4 Biogas, 25% loss of CH4 * Referenssystemet inkluderar kompostering av avfallet 8

9 Vad ersätts? Jämförbara system N, P och K kwh N, P och K kwh Klimatavtryck av elproduktion svensk "medelel" Kärnkraft Vattenkraft Vindkraft Kraftvärme, biobränslen Naturgaskombi Kraftvärme, olja Kraftvärme, kol Kolkraftverk Reservkraft oljekondens Reservkraft gasturbiner g CO2/kWh levererad el till hushållskund (Vattenfall Livscykelanalys Vattenfalls el i Sverige) 9

10 Marginalkostnad el Resultat 10

11 Energiinsats vid biogasproduktion Energy input/output ratio (%) Transport of raw materials Transport of digestate Handling of raw materials Spreading of digestate 0 Biogas plant - electricity Municipal org. waste Slaughterhouse waste Tops & leaves of sugar beet Manure Straw Ley crops Biogas plant - heating Energy input/outp ut ratio Total energy input (%) Energy content in the biogas produced Klimatavtryck, personbil GWP (g CO2-ekv/MJ motoreffekt) (kg CO2-ekv/km) Jämförelse relse mellan mellan biogas biogas och och bensin bensin Vall/biogas Träda/bensin Biogas Bensin Biogas Bensin Biogas Kompost/ bensin Industri avfall Biogas Kompost/ bensin Jämförelse mellan biogas och metanol Vall/biogas Salix/metanol Åkermark Sockerbetsblast Stallgödsel Hushållsavfall Åkermark Biogassystem: Tillägg för samma energiutbyte Slutanvändning, biogas Produktion av biogas Referenssystem: Tillägg för samma gödselutbyte Slutanvändning av bränslet Produktion av bränsle + hantering av substratet Skillnader i metanförluster mellan olika sätt att hantera substraten Börjesson & Berglund Environmental systems analysis of biogas systems Part II: The environmental impact of replacing various reference systems. Biomass and Bioenergy 11