Varför biogas? Instuderingsmaterial för skolan

Transkript

1 Varför biogas? Instuderingsmaterial för skolan Författare: Emma Bengtsson BIOGASSYS Komplement till utställningen på Biogas-centret, Framtidsannexet, Trelleborgs kommun, Samhällsbyggnadsförvaltningen. Verksamhetsledare Anitha Ljung

2 Miljöhoten På grund av lång tids överutnyttjande av världens resurser och fossila bränslen står vi nu inför en mängd hot mot det samhälle som vi är vana vid. Jorden räcker helt enkelt inte till för att försörja den enorma konsumtion vi människor har ägnat åt oss och fortsätter att ägna oss åt i allt större utsträckning. För att få fram billiga produkter har vi varit tvungna att använda den energirika oljan i stor skala vilket innebär att den dels håller på att ta slut och att vi dessutom förgiftar vår värld. Innan du fortsätter är det några begrepp som är bra att känna till. Hållbar utveckling Hållbar utveckling är ett centralt begrepp som är viktigt att känna till, och som syftar till utveckling som täcker dagens behov utan att förstöra kommande generationers möjligheter att klara sina behov. Vi måste leva våra liv utan att förstöra för dem som kommer efter oss. Växthuseffekten Växthuseffekten orsakas av växthusgaser som håller kvar värme i vår atmosfär. De vanligaste är koldioxid, metan, lustgas, ozon och vattenånga. Utan växthuseffekten hade vi haft en medeltemperatur på -19 C på jorden. Global uppvärmning Global uppvärmning sker på grund av förstärkt växthuseffekt. Ju mer växthusgaser det finns i luften desto varmare blir det. Väder Väder är exempelvis solsken, regn och blåst. Väder beskriver hur det ser ut lokalt på olika platser vid en viss tidpunkt. 2

3 Klimat Klimat avser vädret i genomsnitt under en längre tid och över ett större område. Vanligtvis beskrivs klimatet över 30-årsperioder. Klimatförändringarna sker på grund av den globala temperaturökningen. Vi drabbas av fler naturkatastrofer, mer regn, svår torka, värmeböljor och intensiva köldperioder. I Sverige blir det varmare och regnar mer vilket leder till att vissa arter trivs bättre än tidigare. Insekter som mygg och fästingar ökar medan vissa arter konkurreras ut och försvinner. Ett annat problem är att våra avloppssystem inte är anpassade för större mängder vatten och därför får vi också mer problem med översvämningar. Områden som idag lämpar sig för odling kan förvandlas till öken vilket innebär att människor som är beroende av jordbruk för sin försörjning får svårt att klara sig. Detta gäller framför allt fattigare länder. Konflikterna i världen kommer att öka på grund av hårdare konkurrens om resurserna och beboeliga platser. Troligt är att vi i Sverige får ta emot klimatflyktingar vars hemland förstörts. Höjning av havsvattennivån beror inte främst på att isarna smälter, utan på att vattenmolekylerna bli större när de blir varmare. Ju varmare havet blir, desto större blir det. Havsvattennivåhöjningar gör att kustområden kan komma att hamna under vatten vilket leder till stora förluster både i naturvärden och för bebyggelse. Globalt sett kan vissa öar och låglänta länder helt täckas av vatten och försvinna och människorna som bor där tvingas flytta någon annanstans. 3

4 Varför är biogas viktigt? Biogas är förnybar energi som inte förstärker växthuseffekten. Att utveckla de förnybara energikällorna är ett av de sätt vi måste ta till för att stoppa våra stora utsläpp av koldioxid. I Sverige har vi bestämt att till 2030 ska alla fordon i Sverige vara fossilbränslefria och det är viktigt att vi alla gör vad vi kan för att uppnå detta mål. Biogasen kan vara en stor del av att komma dit och det finns all anledning att satsa stort. Biogasen har många fördelar för miljön, klimatet och samhället. Biogasen är bland annat ren jämfört med bensin eftersom när bensin förbränns släpps det ut, förutom koldioxid, en mängd ämnen och partiklar som är skadliga för oss och vår omgivning. Utsläppen är cancerframkallande, skadar våra lungor och gör stadsmiljön otrevlig att vara i. När biogas produceras tas restprodukter tillvara som annars skulle gått till spillo och på så sätt minskar vi också det avfall som samhället orsakar. Istället för att kastas bort används energiresurserna på ett bra sätt. Om alla rester från det skånska lantbruket används som biogasråvara når Skåne målen för biogasproduktion 2020: Av Skånes totala energianvändning på 34 TWh energi kommer 3 TWh år 2020 från biogas. Detta räcker till exempel till att ersätta 300 miljoner liter bensin. När biogas förbränns blir det ett utsläpp av koldioxid men till skillnad från när fossila bränslen förbränns innebär detta inte en ökning av koldioxidhalten i atmosfären. När organiskt material växer, som när ett äpple odlas, tar det upp koldioxid från luften. Maten hamnar sedan på vår tallrik och resterna efteråt i den bruna påsen. Matavfallet transporteras till biogasanläggningen där de rötas till biogas. Gasen används sedan som fordonsbränsle och när det förbränns släpps det ut koldioxid. Denna koldioxid tas sedan upp av växterna i vår matproduktion. På så sätt får vi ett slutet kretslopp. Framtidsannexet Trelleborgs kommun har med Framtidannexet skapat en plats för information, kunskap och erfarenhetsutbyte kring ett hållbart samhälle. En viktig del i Framtidsannexets arbete är att presentera och informera om de gröna satsningar och utvecklingsprojekt som görs i Trelleborg med omnejd. 4

5 Ta reda på 1 Hur kan forskarna veta att temperaturen har stigit? Vilka förnybara energikällor finns det? Hur mycket mindre koldioxid släpper en bil som kör på naturgas ut jämfört med en som kör på bensin? Hur bildas fossila bränslen? 5

6 Vad är biogas och hur görs den? Biogas framställs genom att organiskt material rötas i slutna, syrefria kammare. Det organiska materialet kan bestå av exempelvis avloppsslam, lantbruksrester, matavfall och odlade grödor. När dessa används till biogas kallas de substrat. Jordbergaanläggningen I Jordberga i Trelleborgs kommun finns en stor biogasanläggning där främst odlade grödor som majs, betor och s.k helskördad spannmål rötas. Jordberga producerar årligen ca 110 GWh, motsvarande ca 11 miljoner liter bensin. Substraten sönderdelas Först sönderdelas substratet och blandas upp med vatten, dels för att öka gasutbytet men också för att få det pumpbart. I den första rötkammaren finfördelas substratmassan med hjälp av mikroorganismer. De bryter ner massan i små beståndsdelar bestående av socker och aminosyror. Det är också här inne fermenteringen kommer igång, det vill säga jäsningen. Rötmassan pumpas vidare in i andra rötkammaren. Materialet bearbetas av mikroorganismerna och gas bildas. Denna process är väldigt lik den som sker i kors magar. Gasen består främst av metan och koldioxid men det finns även små mängder svavelväte, ammoniak och kvävgas mättat med vattenånga. Gasen går vidare in i uppgraderingen. Här ska metangasen separeras från vatten, svavel, ammoniak, kvävgas och koldioxid. Detta för att metangasen ska vara så ren som möjligt när den sedan släpps ut på gasledningsnätet. 6

7 Gasen är färdig som fordonsbränsle Gasen är nu redo att släppas ut på gasnätet och är fullgod som fordonsbränsle. Rötslammet som blir över i biogasproduktionen går till gödseldeponier. Hit kommer lastbilar och hämtar för att distribuera till lantbrukare. Biogödseln pumpas sedan in i lantbrukarnas egna brunnar för att sedan spridas ut på åkrarna med en gödselspridare. Hela processen tar upp till 60 dagar beroende på råvara. Biogas kan användas till både el och värme men i Sverige är vi mest intresserade av att använda uppgraderad biogas som fordonsbränsle för att ersätta den skadliga bensinen. I nuläget blandas biogasen med det fossila bränslet naturgas men förhoppningen är att naturgasen ska fasas ut efter hand. Naturgasen är, trots att den är fossil, ett bättre alternativ än bensin och ett steg i rätt riktning. Naturgasen har också banat väg för biogasen och gjort att det redan finns ett system för användning av gas som fordonsbränsle. Naturgas kallas allt oftare för fossilgas. Substraten Totalt beräknar Länsstyrelsen att det i Skåne finns material till att producera 3 TWh energi från biogas. Detta material kommer från alla delar av samhället producerades ca 0.35 TWh från fyrtiotalet anläggningar i Skåne, alltså ungeför en tiondel av vad det finns potential till. För 0.35 TWh kan du skicka drygt 45 miljoner SMS eller föna håret 77 gånger per dag i 80 år. Du kan även köra drygt mil eller duscha oavbrutet i 500 dagar. 7

8 Material Från lantbruket Från lantbruket kommer stora mängder material som kan användas till biogas. Odlingsrester utgör en stor del av den skånska biogaspotentialen, hela 1800 GWh/år, eller nära 2/3 av den totala biogaspotentialen av restprodukter i Skåne. Gödsel från lantbruket kan också rötas och Länsstyrelsen beräknar att det skulle kunna gå att få ut 450 GWh från enbart gödslet. Från odling Olika försök pågår för att hitta de bästa grödorna som kan användas för rötning till biogas. Den skånska odlingsarealen består totalt av ha. Om 5 % av denna yta används för att odla energigrödor skulle det kunna ge ton biomassa per år, det vill säga ungefär 600 GWh/år. Genom att odla mellan de ordinarie huvudgrödorna kan man producera energi utan att den sk mellangrödan konkurrerar med odlingen av livsmedel. På Söderslätt utanför Trelleborg pågår odlingsförsök med mellangrödor. Från staden I Skåne slängs ton matavfall, vilket motsvarar 180 GWh, varje år. Det kan anses rimligt att samla in % av detta. Energin i en påse matrester räcker till att köra en gasbil i 2,5 km och var femte matkasse slängs helt i onödan eftersom vi ofta kastar mat som är fullt ätbar. Avloppsslam passar också väldigt bra till biogasproduktion. Tyvärr innehåller slammet från våra avlopp en del gifter, som tungmetaller och läkemedelsrester, vilket gör att rötresten inte är lämpligt att använda som gödsel. Även restprodukter från våra slakterier kan rötas. Från havet Östersjöns alger kan också förvandlas till biogas. Algerna blir på så sätt en värdefull resurs för samhället istället för ett problem. För problemen är stora, Östersjön mår dåligt. Hela 85 miljoner människor belastar Östersjöns avrinningsområde varje dag. Decennier av utsläpp av näringsämnen och gifter har kraftigt påverkat havet. Den ökande mängden näring gör bland annat att alger växer till i snabb takt och när de sjunker till botten och bryts ner går det åt stora mängder syre. Det leder till att annat organiskt material i närheten kvävs och dör och leder till så kallas bottendöd. När algerna ligger kvar på stranden och ruttnar bildas metangas som är en stark växthusgas. Genom att göra biogas av vass från våtmarker och alger från havet kan övergödningens effekter minskas. Vi får ett friskare hav och renare och mindre illaluktande badstränder samtidigt som vi producerar förnyelsebar energi och återvinner näringsämnen. Trelleborgs kommun samarbetar med Region Skåne, Malmö Stad och övriga Östersjöländer för att lösa problemet och olika försök för att röta algerna pågår till exempel nere vid Smyge reningsverk. Från Skogen Termisk förgasning är ett annat sätt att framställa biogas och metoder tas nu fram för detta. Skogsrester, som inte kan rötas på vanligt sätt, kan då användas som substrat. Biogas från förgasning av biomassa har stor potential i Sverige på grund av vår tillgång till skogsråvara, dock inte så mycket i Skåne. 8

9 Ta reda på 2 Hur mycket mat slänger ni hemma hos dig? Om ni slänger mat, hur skulle ni kunna minska mängden ni slänger?? Hur många googlesökningar kan du göra för 1 kwh?? I Sverige har vi ett system som kallas elcertifikat som används för att öka produktionen av förnybar energi. Hur fungerar det? 9

10 Vad används biogasen till idag? Bussar Under 2011 gjordes nästan 143 miljoner resor med kollektivtrafiken i Skåne. Av energin som krävdes för resorna kom 59 % från förnybar energi. Region Skåne byter successivt ut sin fordonsflotta till gasdrivna bussar. Redan nu drivs mer än trehundra stadsbussar i Skåne (samtliga i Malmö och Trelleborg) med fordonsgas, Visionen är att 2020 ska Skånetrafikens alla transporter vara fossilfria. Biogas i personbilar Den skånska visionen är att år 2020 går var fjärde skånsk bil på biogas. Allt fler modeller av nya gasbilar finns på marknaden. Det blir också allt lättare att få tag i begagnade gasbilar. Idag finns ett drygt 20-tal tankställen för gasfordon i Skåne. Skånes vision är att ha 180 tankställen för privatbilar år Att välja den smartaste bilen Att välja en bil som drivs av biogas är bra för miljön. Ett av de allvarligare miljöhoten svarar nämligen världens fossildrivna bilar för. Utsläppen av koldioxid och kväveoxider från bensin- och dieseldrivna bilar, bidrar till den globala uppvärmningen och storstädernas dåliga luft. Genom olika beslut tex skattebefrielse och låga förmånsvärden för miljöklassade bilar försöker politikerna förmå bilköparna att välja miljösmart. 10

11 Biogödsel Biogödsel är restprodukten från framställningen av biogas som består av det nedbrutna substratet som blir kvar när biogasen tagits tillvara. Gödslet innehåller växtnäring och kan återanvändas som gödning, det fungerar utmärkt till våra åkrar och kan med fördel ersätta mineralgödsel, även kallat konstgödsel och handelsgödsel. Mineralgödsel innehåller ofta fosfor, som är en ändlig resurs, och kväve, som är mycket energikrävande att framställa. Används istället biogödsel minskas bidraget till växthuseffekten. Fosfor och kväve som läcker ut i våra vatten bidrar till övergödningen av våra hav och sjöar. Stallgödsel Även gödsel från lantbruket kan rötas. Det låter kanske märkligt att röta gödsel istället för att använda det på åkrarna direkt, men det finns flera vinster med att ta vägen om biogasanläggningen. I stallgödsel är näringsämnena mycket mer svårtillgängliga för grödorna och mycket lakas därför ur och hamnar i våra vatten och orsakar övergödning. Vid rötningen minskar också andelen illaluktande komponenter i gödseln. Att biogödsel luktar betydligt mindre illa än stallgödsel underlättar exempelvis gödsling vid bebyggda områden. På grund av att biogasprocessen sker i slutna rötkammare stannar växtnäringen kvar och hamnar i biogödslet. Kväve, fosfor, kalium, kalcium och magnesium blir kvar i löslig och lättillgänglig form. 11

12 Testa dig själv Vad menas med hållbar utveckling? Innebär global uppvärmning att det blir varmare väder överallt? Förklara! Biogasen är koldioxidneutral, vad menas med det? Vad händer ute i Jordberga? Vad betyder det att biogasen uppgraderas? 12

13 Hur mycket biogas skulle vi kunna producera i Skåne? Hur många tankställen för biogas ska det finnas i Skåne 2020? Vilka är nackdelarna med mineralgödsel? 13

14 Visste du att...? genom att röta kogödsel till biogas kan man få en klimatvinst på 180 %! Först försvinner metanläckaget från gödseln. Koldioxidutsläppen minskar även när bilarna går på biogas i stället för på fossila drivmedel. minst 10 % av fordonsbränslet inom EU ska vara förnybart år den största delen av den producerade biogasen i Skåne, används till värmeproduktion, 47 %. Användningen till fordonsgas kom tätt därefter på 46 %.... energin i en påse matrester räcker till att köra en gasbil i 2,5 km. skåningar ger upphov till cirka 100 kilo matavfall per person och år. Tänk också på allt matavfall som kommer från restauranger och skolor! var femte matkasse slängs helt i onödan. Uppemot 20 % av det svenska matavfallet har visat sig vara fullt ätbart livsmedel.... enligt ett nationellt mål ska allt matavfall samlas in till år EU vill att högst 5 % av den odlade marken används till energigrödor. Genom att experimentera med mellangrödor kan man få ut mer skörd på samma odlingsareal. två av tre skånska kommuner tar hand om slammet från avloppsreningsverken för biogasproduktion. fintrådiga alger på stränderna är ett tecken på övergödning av Östersjön. Algerna utgör en stor biomassa som kan plockas upp och rötas till biogas. Det gäller att hitta fiffiga metoder att få upp dem utan att för mycket sand följer med. i Trelleborgs kommun testas metoder för att odla vass i våtmarker som skördas för att bli biogas. år 2020 ska alla Skånetrafikens transporter ske med fordon som drivs helt utan fossila bränslen. även traktorer kan drivas med biogas. I framtiden kan traktorn tankas hemma på gården med biogas som tillverkats på platsen! På en av Skånes större gårdar använder man redan en biogastraktor och ett eget tankställe. 14