MIKROBIELL METANPRODUKTION FRÅN GÖDSEL OCH GRÖDOR möjligheter och begränsningar Lovisa Björnsson Miljöbioteknik och bioenergi Lunds Tekniska Högskola
Tvärvetenskapligt nätverk av forskare från flera fakulteter och avdelningar på Lunds Universitet - Tillämpad mikrobiologi -Biokemi - Bioteknik - Cell- och organismbiologi - Kemiteknik - Ekonomisk historia - Miljö- och energisystemanalys - Internationella miljöinstitutet
1% förnybara fordonsbränslen till 22? Kan vi ersätta ytterligare 5-6 TWh med biogas som fordonsbränsle? 1 9 8 7 TWh/år 6 5 4 3 2 1 Biogas Biodiesel Etanol Källa: Energiläget 27, Statens Energimyndighet Sverige 27 EU direktiv 1% 22 Lovisa Björnsson Biogasproduktionens möjligheter 3 september 29 3
Restprodukter från lantbruket och gödsel Avloppsslam Restprodukter från industri och livsmedelsindustri Park- och trädgårdsavfall Matavfall från hushåll, restauranger, storkök och butiker TWh per år 16 14 12 1 8 6 4 2 Källa: Den svenska biogaspotentialen från inhemska råvaror. Rapport Avfall Sverige 28:2. total total med begränsning
5,8 2,7,5,1 Nöt Svin Fjäderfä Häst Får Blast / vall / potatis / ärtor Halm,7,8, Källa: Den svenska biogaspotentialen från inhemska råvaror. Rapport Avfall Sverige 28:2.
Begränsningar i gödselrötning För torrt Strö Låga gasutbyten För vått Kvävehalten Lovisa Björnsson Biogasproduktionens möjligheter 3 september 29 6
Strö: biogasutbyte från halm 35 3 12 145 24 195 Partikelstorlek (mm) 25 2 15 1 Biogasutbyte i Nm 3 per ton organiskt material 5 275 24 161 195 2 4 6 8 1 12 Uppehållstid (d) Nordberg och Edström 1997 Møller 27 Møller et al., 24. Lovisa Björnsson Biogasproduktionens möjligheter 3 september 29 7
Låga gasutbyten Exempel: svinflyt 91% vatten Mycket oorganiskt (mineraler) Det organiska är inte det mest lättnedbrytbara Lovisa Björnsson Biogasproduktionens möjligheter 3 september 29 8
Metanutbyten och torrhalt 35 1 3 Metanutbyte per TS TS 9 8 m 3 CH4 per ton TS 25 2 15 1 Metanutbyte per våtvikt 7 6 5 4 3 m 3 CH4 per ton våtvikt % TS 2 5 1 Flytgödsel från slaktsvin Fastgödsel från svin Djupströ från svin Bortsorterad potatis Lovisa Björnsson Biogasproduktionens möjligheter 3 september 29 9
Hög kvävehalt ton per år MWh metan per år 1 8 6 4 2 4 323 227 96 Enbart svingödsel Potatis Samrötning 25 2 15 1 5 % TS kol:kväve-kvot 3 2 1 Optimalt: 1-2 13 Enbart svingödsel Potatis Samrötning Lovisa Björnsson Biogasproduktionens möjligheter 3 september 29 1
Sammanfattningsvis Gödselrötning är viktigt Ny teknik behövs för att hantera torra fraktioner av gödsel och odlingsrester Rötning av enbart flytgödsel ger låga metanutbyten Samrötning gödsel och växtmaterial ger en stabilare process med högre metanutbyten Lovisa Björnsson Biogasproduktionens möjligheter 3 september 29 11
CROPS BIOGAS Resurseffektiv biogasproduktion från energigrödor LOVISA BJÖRNSSON
12 MWh/ha, år 1 8 6 4 Bränsle Hela grödan Mål: 6 MWh/ha, år 2 Biodiesel/soja Cellulosaetanol Majsetanol Sockerrörsetanol Raps m halm - RME Vete m halm - etanol Majs - biogas Hampa-biogas Energibeta - biogas Källa: McDonald et al. (29) Energy Sprawl or Energy Efficiency: Climate Policy Impacts on Natural Habitat for the United States of America. PLoS ONE 4(8): e682. doi:1.1371/journal.pone.682 Börjesson P. (27). Bioenergi från jordbruket en växande resurs. Rapport SOU 27:36, bilagedelen Samt resultat Crops4Biogas ett tvärvetenskapligt forskningsprojekt LOVISA BJÖRNSSON
Landyta per TWh och år Lovisa Björnsson Biogasproduktionens möjligheter 3 september 29 14
LOVISA BJÖRNSSON
1% förnybara fordonsbränslen till 22? Kan vi nå fordonsbränsledirektivet med hjälp av mer biogas? Gödsel och odlingsrester: Maxpotential: 11 TWh. Antag 5 TWh/år Energigrödor: 6 MWh/ha Antag 1. ha: 6 TWh/år Källa: Energiläget 27, Statens Energimyndighet TWh/år 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Biogas Biodiesel Etanol Sverige 27 EU direktiv 1% 22 Lovisa Björnsson Biogasproduktionens möjligheter 3 september 29 16