Projekt SWX-Energi Rapport nr 31 Rötrester - åter till kretsloppet Ola Holby
Förord Rapporten Rötrester åter till kretsloppet är en rapport som vill belysa kretsloppstänkande inom biogasindustrin. Den är skriven av Ola Holby inom delprojekt Biogas. Rapportens syfte är att visa hur produktion och användande av biogas kan vara en del av vägen mot ett hållbart samhälle. 2011-11-24 Lars Persson Ola Holby Projektchef, SWX-Energi Projektledare, delprojekt Biogas O653-77211, 070-2117896 054-7001889, 070-2203520 lars.persson@gde-kontor.se ola.holby@kau.se 2
Sammanfattning Ett hållbart samhälle, i den betydelsen att våra efterkommande får samma möjligheter som vi har haft och inte ett jordklot i form av ett tomt skal, betyder att vi måste börja vårda jorden och gå mot ett samhälle som bygger på kretslopp. Biogas är ett steg i denna process, där omvandlas restprodukter i samhället (matavfall, avlopp, jordbruksprodukter och så vidare) till energi med hög exergi (användbarhet). Vi tar hand om skräp och får en bra energikälla istället. Nästa steg är att ta hand om restprodukterna som bildas vid produktionen av biogas rötresten. Rötresten kallas även biogödsel och i ett kretsloppstänkande samhälle ska denna tillbaka till produktionen av substrat (fotosyntesen). Effektiviteten på produktionen av biogas är beroende på vilken typ av substrat och vilka blandningar som rötas. Även förbehandlingen av substraten påverkar gasproduktionen samt kvaliteten på biogödslet. Lagar och förordningar tillåter redan idag att det mesta av rötresten kan återföras till åker och skogsmark. Rötresten är lämplig med avseende på näringsinnehåll och struktur/textur som jordförbättringsmedel. Det som ska kontrolleras är halter av tungmetaller, parasiter, bakterier, medicinrester, toxiner och andra eventuellt skadliga ämnen. Ett återstående problem är jordbrukarnas rädsla för att produkten blir mer svårsåld och konsumenternas rädsla för att konsumera produkt där biogödsel har använts. Reglerna håller på att ändras och de större intresseorganisationerna är i princip positiva till kretsloppstänkandet men avvaktar för att se hur reglerna slutligen ställs. År 2012 ser ut att bli ett avgörande år för hur framtiden för biogödsel kommer att se ut. 3
Inledning Inom energisektorn är Sverige och världen fortfarande beroende av fossila bränslen, vilket är negativt för den hållbara utvecklingen ur både det ekologiska, ekonomiska och sociala perspektivet. Behovet att ersätta energislag från lagerresurser med förnybara alternativ blir allt mer akut. Detta har drivit på utvecklingen av biogasproduktion, så att en tidigare restprodukt nu har blivit råvara till energiframställning. I strävan efter nya energikällor kommer ett kretsloppstänkande att bli allt mer betydelsefullt. Biogasproduktion har kommit en bit på väg, målet bör vara att återföra näringsämnena från rötresten till substratet för att sluta kretsloppet. Figur 1 visar en skisserad bild av kretsloppet för biogas. Koldioxiden, som bildas vid användningen av biogasen, är inte med i figuren, men ska givetvis även den gå tillbaka till substratet via fotosyntesen. Potentialen finns att bli ännu bättre, det är vi som avgör. Substrat Förbehandling Framställning Användning Upparbetning Biogödsel Återföring av Näringsämnen Figur 1. Biogasens kretslopp med avseende på rötrest (biogödsel). 4
Innehåll Rubriker Sida Förord... 2 Sammanfattning... 3 Inledning... 4 Utnyttja restprodukter... 6 Produktion av biogas... 6 Substratets inverkan på processen... 8 Förbehandling... 10 Biogödsel... 10 Hygienisering... 11 Spridning... 12 Lagar och förordningar... 12 Organisationers tänkande... 13 Återföring av fosfor... 15 Referenser... 16 5
Utnyttja restprodukter Enligt Bruntlandskommissionens rapport, Vår gemensamma framtid (1987), är definitionen på hållbar utveckling: En hållbar utveckling kan definieras som en utveckling som tillfredställer dagens behov utan att äventyra kommande generationers möjligheter att tillfredställa sina behov. Hållbar utveckling är FN:s övergripande mål för samhällsutvecklingen i världen och omfattar hur jordens resurser används, livsmiljöer påverkas och även sociala aspekter. Idag räknar FN ofta på etthundraårsperspektiv, vilket ett flertal anser är en för kort tidshorisont. Det finns flera förslag på hur hållbar utveckling ska definieras, hur tolkningarna ska ske och vilka tidsaspekter som ska sättas. Även om det finns olika åsikter på detalj nivå, är de flesta överrens om principen. Vi ska inte förstöra förutsättningarna att ha naturen som bas och därför bör vi gå mot förnyelsebara resurser. Biogas är en förnybar resurs. Används biogasen som fordonsbränsle minskar koldioxidutsläppen med 85-95% enligt AGA 2010 (beroende på substrat och tillverkningsmetod). En del säger att biogasen inte ger något nettoutsläpp av koldioxidekvivalenter, eftersom den utsläppta koldioxiden härstammar från källor som är förnybara och därmed ingår i ett kort kretslopp. Beroende på hur beräkningarna sker kan det även gå så långt, att biogastillverkningen blir en koldioxid Fälla när substratet är kogödsel. Det beror på att läckaget av metan från gödslet minskar (samlas upp) och den negativa påverkan på växthuseffekten minskar. Sanningen i skrivandets stund är, att biogas troligen minskar utsläppen av koldioxidekvivalenter med cirka 90 % jämfört med bensin, beroende på led i tillverkningen där fossilt bränsle fortfarande används, till exempel transporter och skörd. Oavsett hur beräkningarna görs, anses drivmedel gjorda från biogas tillhöra de mest miljövänliga. Ett under senare tid uppmärksammat problem är, att läckaget från upparbetningsanläggningar (vattenskrubber) kan vara så högt som 4-5% av producerad metan (Skogsdal 2011). Eftersom metan motsvarar 24 koldioxidekvivalenter och ger en högre påverkan på växthuseffekten, är läckage vid framställning av metan av stor betydelse. Dessutom blir det ett ekonomiskt bakslag, om metan läcker ut i atmosfären istället för att säljas. Det ska tilläggas, att flera av tänkta biogassubstrat tidigare har varit avfall (restprodukt) som hamnat på deponi. Nu uppstår en vinn-vinn situation där ett tidigare miljöproblem tas om hand samtidigt som ett högkvalitativt bränsle erhålls. Rötresten har blivit hygieniserad (grad - processberoende), ändrats kemiskt och är ett bättre gödselmedel än substraten. Produktion av biogas Biologisk nedbrytning av organiskt material (kolväten) kan ske aerobt (med syre, kompost) och anaerobt (utan syre, rötning). Båda processerna är beroende av ett samspel mellan olika mikroorganismer och yttre miljöförhållandena. För att kunna överleva och föröka sig behöver de energi, näringsämnen och spårämnen, vilket de får från organiskt material. När bindningarna i organiskt material bryts, frigörs elektroner, som behöver tas om hand för att processen ska fortgå. Vid aerob nedbrytning är elektronacceptorn syre, som bildar koldioxid vid nedbrytningen. Vid anaerob 6
nedbrytning finns flera alternativa elektronacceptorer. De mikroorganismer, som utnyttjar den som ger högst energiutbyte, och finns tillgänglig, tränger undan övriga mikroorganismer. Kvalitativt utnyttjas syre före nitrat som i sin tur utnyttjas före järn, före mangan, före sulfat och så vidare tills metanframställarna kommer längst ner på skalan. Den biologiska nedbrytningen kan styras med hjälp av yttre faktorer som till exempel temperatur och näringskomposition. När organiskt material bryts ner ombildas materialet till mindre enheter. Beroende på vilka mikroorganismer och under vilka förhållanden det organiska materialet bryts ner, blir kompositionen på dessa enheter olika både vad gäller kvalitet och mängd. Vid en aerob nedbrytning bildas koldioxid, vatten, cellmassa och värme. Det kan sägas att cirka 60 % av energin i det organiska materialet byggs in i ny cellmassa och cirka 40 % avges som värme (Persson 2005). Biogas kallas den gas, som bildas vid den anaeroba processen. Vid anaerob nedbrytning kan upp till 90 % av energin bindas till metan, medan cirka 8 % binds till ny biomassa och enbart cirka 3 % avges som värme (Persson 2005). Biogas består till största delen av metan (energirik) och koldioxid, men kan även innehålla en del ammoniak, klorgas och vätesulfid. Vätesulfid är en giftig och frätande gas som luktar starkt (ruttet ägg). Bildningen av svavelväten beror på tillgången till vissa elektronacceptorer (främst sulfat), substrat, yttre betingelser och kan till stor del styras i en industriell process. Svavelvätena orsakar ett flertal problem som rost på utrustningen, illaluktande, hämmar processen och anses allmänt besvärliga. Figur 2, sida 8, visar reaktionsvägar vid biologisk nedbrytning av komplexa molekyler till metangas, figuren är modifierad från Gerardi (2003). 7
H y d r o l y s KOMPLEXA MOLEKYLER Proteiner Kolhydrater, Lipider Aminosyror Enkla socker Fettsyror alkoholer socker Fermentation Mellanprodukter (Propionat, butyrate ) Anaerob oxidation Acetat H 2 + CO 2 Metanogenes METAN + CO 2 Figur 2. Reaktionsschema för anaerob nedbrytning av komplexa polymerer. Substratets inverkan på processen Bakterierna, som ingår i biogasproduktionen, är känsliga och det har stor betydelse för gasutbytet, både ur kvalitativt och kvantitativt avseende, hur reaktorerna körs. Vad som stoppas in i reaktorn och i vilken balans systemet är har en avgörande betydelse. Generellt kan det sägas, att substrat som innehåller en stor del lipider (fetter 8
och fettliknande ämnen) och proteiner ger högre metanhalt än substrat med hög halt kolhydrater, medan kolhydrater (ej komplexa) ger en snabb nedbrytning och därmed även kortare uppehållstid. Kolhydratrika substrat kan ge en ansamling av fettsyror, som minskar alkaliniteten och sänker ph (liknande temperaturinhibition). Det kan också tänkas, att uppehållstiden blir så kort, att de långsamt växande metanbakterierna plockas ur systemet snabbare än tillväxten. Vid rötning av substrat med höga halter lipider finns risk för brist på näringsämnen (främst kväve). Det kan hämma tillväxten av bakterier. Hög lipidhalt kan även ge problem med anrikning av långa fettsyror (LCFA), som både kan hämma de metanbildande bakterierna och bidra till skumningsproblem. Nedbrytning av substrat med stor del proteiner ger en hög halt av ammoniak som motverkar minskning av alkalinitet och ph sänkning. Tyvärr är ammoniak känt för att vara toxiskt för metanbakterierna. Även vätgasproduktion, som sker om nedbrytningen går snabbt och metanbakterierna inte hinner med, kommer att bli hämmande för stegen innan metanbildningen. Används sulfat som elektronacceptor vid nedbrytningen, finns risk för bildning av sulfidgas vilket är starkt toxiskt. Det finns anläggningar där små mängder syre tillsättes för att bli av med bildade sulfider, trots att syre är giftigt för metanbildande bakterier. Som kan ses ovan är i princip alla de ämnen, som ingår i de för rötningsprocessen nödvändiga ämnen, hämmande/bromsande (inhiberande) för metanbildningen när de når för höga koncentrationer. Inte nog med detta, biogasprocessen är även känslig för syre, näringsbrist, näringsöverskott, antibiotika, tungmetaller, herbicider, pesticider, salter, läkemedelsrester och så vidare, som också kan tillföras via substratet. Givetvis finns ett visst toleransintervall, men allt som tillförs processen kommer att påverka processen och konsekvenserna beror till stor del på de metanbildande bakteriernas känslighet. För att undvika problemen krävs kunskap hos de som designar reaktorerna och matar anläggningarna. En viktig parameter är näringsbalansen i substraten och då främst kvoten mellan kol och kväve (C/N). En C/N-kvot under 10-15 innebär att ammoniak i för anläggningen toxiska koncentrationer kan bildas, medan en kvot över cirka 30 gör att processen får kvävebrist och bakterierna svälter. Den optimala C/N kvoten varierar och beror på tillgänglighet, substrat och en rad andra faktorer. Även fosfor och en del spårämnen har betydelse för biogasbildningen. Se till att göra en bra blandning av substrat och tänk på att det som stoppas in kommer också ut bara lite mindre kol i rötresten. Det som ofta glöms vid biogasframställning genom rötning är, att det är biologi inblandat. Även om de är små så behöver mikroorganismerna tas om hand för att må bra och producera mycket gas. Skrev nästan att de behöver mycket kärlek och ibland känns det så. Vid biogasproduktion är substratet av avgörande betydelse. Kort kan sägas, att det som stoppas in i en reaktor kommer också ut i rötresten (biogödslet). 9
Förbehandling Ett obehandlat substrat går att röta, men leder ofta till besvär. Om substratet är ett slam, så ökar viskositeten med ökande torrhalt och problem kan uppstå vid omrörning, pumpning och värmeväxlar. På grund av praktiska problem med viskositeten brukar torrhalten begränsas till högst 8 % när det matas in i rötkammaren. Begränsningen gör att onödigt vatten processas, vilket sänker rötkammarens kapacitet per volymenhet, ökar åtgången av energi för uppvärmning av slammet och gör att hela systemet med kringutrustning behöver överdimensioneras. En förbehandling kan lösa problemet med viskositetssänkningen. Andra fördelar som en förbehandling kan resultera i är: Kortare uppehållstid och ökat biogasutbyte. En lysering av substratet innan rötningen gör att godbitarna inte skyddas av membran och dylikt, vilket gör att processen kommer igång snabbt och blir effektiv. Minskad risk för skumbildning. Mängden filamentbildande bakterier minskas och filamenten fragmenteras. Avvattningsegenskaperna för rötresten kan förbättras. Förbehandlingen ger ett mer finfördelat slam med större yt/volym-förhållande kan öka förbrukning av polymerer. Hygienisering. Flera förbehandlingar avdödar patogener och förstör toxiska organiska strukturer. Förbehandlingen kan utföras med flera olika metoder; Biologiskt, termofilt, tryck, akustiskt, mekaniskt eller kemiskt. Det finns även tekniker som kombinerar två eller flera av metoderna. Utvecklingen inom området går relativt snabbt. Valet av förbehandlingsmetod beror på substratets struktur och sammansättning. Vid förbehandlingen lyseras cellerna (tas sönder) så att innehållet exponeras för mikroorganismerna. Förbehandlingen bör leda till att substratet blir mer hanterbart (exempelvis för pumpning), hygieniseras (avdödar patogener), åtkomligt för mikroorganismerna så att produktionen ökar. Biogödsel Vid biogasproduktion genom rötning uppstår en rötrest (biogödsel) som slutprodukt. Enkelt kan sägas att ur det organiska materialet har en del kol omvandlats till metan och koldioxid som sedan har tagits bort resten är kvar. Detta gör att viktiga näringsämnen som kväve och fosfor har anrikats i biogödslet. Förutom att näringsämnena har anrikats i biogödslet så har ämnena även fått en för växtligheten mer tilltalande form. Fosfaterna i substraten har lösts upp och kommer i löst form och kväveföreningarna har till stor del transformerats till ammonium, från att ha varit bundet i organisk form eller nitrat. Kolkedjorna har mineraliserats, blivit kortare och struktur/textur har blivit mer gynnsam. Detta gör att upptagspotentialen för växterna ökar och närsaltsläckage kan undvikas i högre grad, jämfört med om konstgödsel eller stallgödsel används. Målet i ett kretsloppstänkande är, att återföra 10
näringsämnena till jorden så att nytt substrat kan bildas. Fortfarande är det dock viktigt att gödselgivan ges på ett riktigt sätt vid rätt tidpunkt. Andra fördelar med rötresten är, att vissa organiska gifter bryts ner och ett flertal parasiter avdödas i rötningsprocessen och vid en eventuell förbehandling (till exempel artificiellt gjorda hormoner). Rötresten luktar mindre än till exempel stallgödsel. Tyvärr anrikas även en del toxiska ämnen, vilket gör att vissa metaller kan komma över sina specifika gränsvärden. Certifieringsregler för biogödsel kan läsas i certifieringsregler för biogödsel (SPCR 120, 2009). Viktigt är att veta vad som tillförs processen via substraten och komma ihåg att allt som stoppas in kommer att finnas kvar i en något förhöjd koncentration, förutom kol. Hygienisering För att få lägga ut slam på åkermark bör det hygieniseras för att minska risken för smittspridning. Det finns ett flertal metoder för detta varav en är rötning. Vid biogasproduktionen kan hygieniseringen ske vid två tillfällen, vid förbehandlingen och vid själva rötningsprocessen. Förbehandlingsmetoder bygger på att lysera celler, vilket även lyserar patogener. Till exempel kan nämnas att Cambi-metoden bygger på att värma upp ett trycksatt substrat till 120 C och därefter göra en snabb tryckreduktion. En sådan metod innebär att substratet i princip blir sterilt. Patogena celler har lyserats, eventuella infektiösa proteiner och andra organiska substanser (till exempel medicinrester) har koagulerat. Även virus har svårt att klara just denna förbehandling. Mildare förbehandlingar, som kan lämna en rest av patogener, hjälper fortfarande till genom att göra patogenerna känsligare för själva rötningssteget. Temperatur är en av de miljöfaktorer, som starkast påverkar tillväxten av mikroorganismer. Mikroorganismer är vanligtvis specialiserade och delas in i temperaturintervall där de trivs och förekommer naturligt. De fyra huvudgrupperna som kan urskiljas är: Psykrofila, -5-20 C, temperaturoptima ligger under +20 C. Det finns bakterier som kan växa till vid så låga temperaturer som -5 C. Mesofila, 10-45 C, temperaturoptima ligger mellan 20 C och 40 C. Här växer de flesta patogena bakterierna därför att de är anpassade till vår naturliga temperatur 37 C. Termofila, 45-75 C, temperaturoptima >45 C. Termofila bakterier lever i miljöer som normalt denaturerar proteiner. Extremofila/extremt termofila får nästan räknas som undergrupp till termofila bakterier med temperaturoptima >65 C ibland till och med över 80 C. Dessa bakterier lever i extrema miljöer som varma källor och vid undervattensvulkaner (black smokers). De kvantitativt mest betydelsefulla metanbildande mikroorganismerna i naturen finns i den psykrofila gruppen, där deras habitat är shelferna längs kustlinjerna. De kom- 11
mersiellt viktiga metanbildande mikroorganismerna, som används inom biogasproduktion, återfinns i den mesofila och i den termofila gruppen. I Naturvårdsverket rapport Risk för smittspridning via avloppsslam (Schönning 2003 och referenser däri) kan det läsas att den mesofila rötningen vid ca 35 C minskar mängden med patogener, men det innebär ingen direkt hygienisering av materialet. SVA återfann Salmonella i sina studier medan Campylobakter och Listeria inte kunde påvisas. Poliovirus avdödades snabbt och 99,9 % Chryptosporidium oocystor avdödades efter 24 timmars rötning vid 37 C. Avdödningen av virus låg mellan 50 och 99 %. Vid den termofila (55 C) rötningen klarades hygieniseringskraven (Inger et al. 1997) avseende bakterier och parasitägg. Vid mesofil rötning krävs längre uppehållstider för att stabilisera slammet. Tidsfaktorn är också avgörande för avdödning genom påverkan av andra faktorer än temperatur och uppehållstid vid mesofil rötning (EC 2001). Vid termofil rötning ger uppehållstiden i stort sett försumbar effekt enligt (EC 2001). Vid en kontinuerlig process finns risk för att del av materialet kan gå rakt igenom reaktorn. Vilket gjort, att en temperatur på minst 55 C under minst fyra timmar från senast påfyllning och till nästa uttag har definierats av kommissionen (EC 2001). Spridning Vid spridning av biogödsel kan befintlig teknik för flytgödsel och fastgödsel användas (Ek 2007). Flytande biogödsel direkt från rötkammarna (lagringsbassäng/hygieniseringsanläggning) har en torrsubstanshalt jämförbar med flytgödsel, vilket gör att utrustning utvecklad för flytgödsel kan användas. Vid torr -rötning eller om biogödslet har avvattnats av någon anledning kan utrustning utvecklad för fastgödsel användas. Ur företagsekonomisk synvinkel är det viktigt att ha avsättningsytor för biogödslet i närheten av produktionsanläggningen för biogas, då transporterna av både substrat och biogödsel är av avgörande betydelse för lönsamhet. Lagar och förordningar Sedan ett antal år tillbaka är det förbjudet att deponera organiskt material i Sverige. Förordning (2001:512) fastställer, att slam som inte har stabiliserat enligt 14 får ej deponeras. 14 Endast avfall som har behandlats får deponeras. Med behandling avses användning av fysikaliska, termiska, kemiska eller biologiska metoder, inklusive sortering, som ändrar avfallets egenskaper så att dess mängd eller farlighet minskas, hanteringen underlättas eller återvinning gynnas. Spridning av biogödsel på åkermark går under miljöbalken, och de förordningar som gäller är samma som för spridning av slam. I skrivandets stund gäller Statens naturvårdsverks författningssamling: miljöskydd Förordning: SNFS 1994:2, MS:72 med ändringsföreskrifter SNFS 1998:4 samt SNFS 2001:5. SNFS 1994:2 Reglerar jord- 12
brukets avloppsslams användande och styrs av växternas näringsbehov. Obehandlat slam skall nedarbetas i jorden inom ett dygn. Register skall upprättas samt krav på markkartering och analyser. Kvaliteten på jord och vatten får ej försämras. SNFS 1998:4 Behandlar smittspridning, metaller samt organiska toxiner. SNFS 2001:5 Syftar till att minska skadliga effekter på mark, djur och människor på grund av slamanvändning samt att uppmuntra ett riktigt användande av slam. Reglerna har med tiden blivit föråldrade och nya regler håller på att utarbetas. Den nya förordningen kommer att gälla för EU och beräknas att vara färdig under 2012. Revideringen har påbörjats så till vida att Kommissionen har börjat samla in information om olika undersökningar som genomförts i medlemsländerna. Förslaget från Naturvårdsverket följer SNFS 1994:2 relativt väl dock med lägre gränsvärden (någon tiopotens). Certifieringsreglerna SPCR 120 ger en kvalitetsgaranti på biogödslet, bestyrkt från oberoende tredje part (SP). Certifieringsreglerna bygger på kriterier beskrivna i RVFrapport 99:2 (AFR-report 257) och uppdateras vid behov. Även Europaparlamentets och rådets förordning (EG) 1774/2002 om hälsobestämmelser för animaliska biprodukter som inte är avsedda att användas som livsmedel används i arbetet med SPCR 120. Certifierade produkter klarar gränserna angivna enligt miljöbalken med marginal. Biogödsel idag har en lämplig textur och struktur för att fungera som jordförbättringsmedel. Näringsvärdet ligger lägre än de flesta konstgödsel, men anrikat jämfört med stallgödsel. Fortfarande kan det förekomma problem med skadliga ämnen som tungmetaller, parasiter, bakterier, medicinrester, toxiner och så vidare, om inte kontrollen av substrat eller produktionsprocessen har fungerat. Dessa problem är i Sverige mycket ovanliga och blir eliminerade vid en certifiering. Skadliga ämnen, som bör kontrolleras innan spridningen, är främst tungmetaller och parasiter, men även andra toxiner, bakterier, medicinrester och eventuella andra skadliga ämnen bör hållas under uppsikt. Organisationers tänkande Biologiskt och kemiskt är idag biogödsel och de flesta avloppsreningsslam väl under gränsvärdena för vad lagen (SNFS 1994:2) tillåter för spridning på jordbruksmark. Trots detta är flertalet organisationer som LRF, Sigill, Lantmännen med flera restriktiva när det gäller spridande av slam och biogödsel på åkermark. Denna restriktivitet kan förstås med tanke på försiktighetsprincipen för sina medlemmar och rykte, samt att flertalet avvaktar vilka direktiv, som kommer att bli följden av Europakommissionens arbete 2012. Riksförbundsstyrelsen för LRF tog 2008 beslutet: - om medlemmar avser att tillföra näringsämnen genom avloppsslam, rekommenderar LRF att enbart slam från RE- VAQ-certifierade anläggningar används och i enlighet med de krav marknaden ställer samt att LRF från och med de krav marknaden ställer samt att LRF från och med hösten 2008 aktivt deltar i ett långsiktigt slamförbättringsarbete. Detta skall ske i nära samverkan med föreningsföretagen. (LRF 2010). Kort kan sägas att LRF stödjer certifieringsarbetet för slam, samt att det är viktigt att arbeta för att få till långsiktigt hållbara lösningar för fosforåterföring. De arbetar för ett aktivt kretslopp där 13
hushållsnära avfallsfraktioner återförs till åkermark. De anser även att det är mycket viktigt att livsmedelsindustrin, konsument- och miljöorganisationer och lantbrukare har ett förtroende för hanteringen samt kvaliteten på slammet (LRF 2010). Angående rötrester/biogödsel finns inget skrivet för LRF men principiellt kan sägas, att LRFs ståndpunkt är (personlig kommentar Sunita Hallgren LRF): Återföring av växtnäring och organiskt material är basen för en användning av avfall i jordbruket. Långsiktigt mål är att återföra växtnäring med ett minimum av föroreningar. Håll isär flödena blanda inte avfall från toaletter med avfall med ursprung ur livsmedelskedjan. Certifiering, kvalitetssäkring trovärdigt och ständigt förbättringsarbete krävs. Acceptans hos både jordbruket, livsmedelsindustrin och konsumenterna. Nödvändigt att smittvägarna från avfallet till omgivningen bryts innan avfallet sprids. Ren och hygieniskt säker. Inte riskera markens produktionsförmåga (även lång sikt). Spårbarhet Koncentrerad växtnäring. Praktisk spridbarhet med befintlig teknik. Jordbruket är en potentiell mottagare av restprodukter men vi ställer krav på kvalitetssäkring, spårbarhet och hygienisering. I Svenskt Sigill handbok IP Sigill Basregler 2009, står: Spridning av avloppsslam är förbjudet inom IP SIGILL. Endast hygieniserade restprodukter, godkända av IP SIGILL, med känt näringsinnehåll och garantier vad det gäller dess innehåll av metaller och andra föroreningar får användas. Kort kan sägas, att Rötrest enligt SPCR 120, klass A enbart är tillåtet i växtföljden där det odlas potatis, rotfrukter och konservärt. Dessutom finns ett krav om ett karensår mellan spridningstidpunkt och odlande av konservärt. Rötrest är inte tillåtet för en IP-sigillodlare i växtföljder där grödor med ätliga delar ovan jord odlas, på grund av att mikrobiologiska experter inte kan garantera, att nematoder och virus inte förökas eller sprids med rötresten. Lantmännen Lantbruk, Restpolicy från 2008, Standard sortimentet. Biogasrötrester skall uppfylla kraven enligt SPCR 120 och övriga restprodukter som används skall ingå i ett kvalitetssäkrat system hos leverantören av restprodukten. Vid kontakt med de olika organisationerna via telefon och e-mail är det klart, att de anser att återföring av framför allt fosfor kommer att vara nödvändigt. Det finns en viss risk för att marknaden protesterar mot risk för tungmetaller, parasiter, patogener och inte minst ur estetisk synvinkel. 14
Återföring av fosfor Fosfor (P) är ett näringsämne med starkt begränsad tillgång, ett makronäringsämne som är på väg att ta slut. Egentligen kommer det inte att ta slut, eftersom det är ett grundämne. Men vi har en dissipativ spridning, vilket innebär att vi sprider ut fosfortillgångar på havsbottnarna i så låga koncentrationer, att det inte kan återvinnas. En metod att återföra fosfor från slam är att gödsla åkrarna direkt med slam eller att röta slam och gödsla med rötresten. Priset på P-gödsel har de senaste fem åren ökat med mer än 400 %. Naturvårdsverket har fått regeringens uppdrag att utreda miljö- och hälsoskyddskrav för avloppsslam och dess användning samt om återföring av fosfor, vilket redovisas i rapporten: Aktionsplan för återföring av fosfor ur avlopp. Det långsiktiga målet i rapporten är: Näringen i avlopp återförs till mark, där näringen behövs, utan risk för hälsa eller miljö. Vilket bland annat innebär att: avloppsfraktionerna har en sådan kvalitet att de kan återföras utan risk för hälsa eller miljö, näringen kan återföras både till åkermark och annan mark där näring behövs, användning av andra gödselmedel ersätts. Som delmål är det tänkt att minst 60 % av fosforn ska återföras till produktiv mark, varav minst hälften bör vara åkermark år 2015. Andra metoder att återföra fosfor ur avloppsslam diskuteras i Tideström et al. (2009) och samhällekonomiska perspektiv diskuteras av Norström & Kärrman (2009). Båda rapporterna fokuserar på termokemisk behandling av aska från förbränning av slam samt utfällning av struvit med Ostarametoden följt av förbränning. Det konstateras att båda förbränningsmetoderna fungerar, men blir totalt cirka 20 % dyrare än återföring genom direktgödsling av slam. 15
Referenser Bruntland. 1987. Report of the World Commission on Environment and Development: Our Common Future. World Commission on Environment and Development A/42/427 EC 2001. 2001. Evaluation of sludge treatments for pathogen reduction final report. European Communities, Luxenburg Ek F. 2007. Produktion av biogas på gården. ProAgria Svenska lantbrukssällskapens förbund, Helsingfors Gerardi, M.H. 2003. The Microbiology of Anaerobic Digesters. ISBN: 0-471-20693-8 Inger M., Norin E. Och Mathisen B. 1997. Hygienisering av biologiskt avfall. JTI rapport Kretslopp & Avfall nr 10 Jordbrukstekniska institutet, Uppsala IP Sigill. 2010. IP Sigill Basregler 2009. www.svensktsigill.se 2011-03. LRF 2010. Spridning av avloppsslam i jordbruket så här ser LRF på frågan. www.lrf.se 2011-03. Naturvårdverket 2002. Aktionsplan för återföring av fosfor ur avlopp. Rapport 5214. ISBN 91-620-5214-4. ISSN 0282-7298. Nordström A. & Kärrman E. 2009. Samhällsekonomisk analys av fosforutvinning ur avloppsslam och aska från monoförbränning av avloppsslam. Rapport, CIT Urban Water Management AB SFS 2001:512, 2001. Förordning om deponering av avfall Schönning C. 2003. Risk för smittspridning via avloppsslam, Redovisning av behandlingsmetoder och föreskrifter. Naturvårdsverket rapport 5212. Skogsdal, R. 2011. Evaluation of treatment techniques of the effluent air at biogas upgrading plants. Master thesis Karlstads universitet. SNFS1994:2 MS:72, 1994. Föreskrift om skydd för miljön, särskilt marken, när avloppsslam används i jordbruket. ISSN 0347 5301 SNFS 1998:4, 1998. Ändring SNSF 1994:2. ISSN 0347 5301 SNFS 2001:5, 2001. Ändring SNSF 1994:2. ISSN 0347 5301 SPCR 120. 2009. Certifieringsregler för Biogödsel. SP Sveriges tekniska forskningsinstitut, Borås. www.sp.se 2011 03 01 Tideström H., Alvin L.,Jennische U. Och Hultman B. 2009 Fosforutvinning ur avloppsslam: Teknik, miljö-, hälso- och klimateffekter. Rapport SWECO uppdragsnummer 1 150 744 000 16
Rapporter 1) Säffle biogas Förstudie 2) Skogsskötselmodeller anpassade för skogsbränsleuttag några exempel 3) Framtidens pelletsfabrik 4) Småhusens framtida utformning Hur påverkar Boverkets nya byggregler? 5) Långa toppar 6) Ackumulerande fällaggregat i gallringsbestånd 7) Undersökning av efterfrågan på GRÖN grot 8) Studier av storbuntaren Rogbico 9) Marknadspotential för sol- och biovärmesystem 10) Byggregler och småhustillverkare. Husens framtida utformning. 11) Möten med husföretag 12) Solvärme i nybyggda hus 13) Husköpares val av värmesystem Hinder och möjligheter 14) Användning och vidaretransport av skogsenergisortiment 15) Vidaretransport av skogsenergisortiment tidsstudier och kostnadskalkyler 16) Utveckling av logistiken för skog 17) Transport av skogsenergisortimentsbränslen Företags- och samhällsekonomiska kostnader 18) Beräkning och analys av skogsbränslepotentialer i Värmland 19) Ekonomi vid skogsskötsel inriktad mot energi- och industrisortiment 20) Biogas Säffle Förstudie Värmlandsnäs 21) Småskalig rökgasrening Metoder för att minska utsläppen från småskalig biobränsleeldning 22) Tillsatser som kvalitetshöjare för pellets 23) Kartläggning och nulägesbeskrivning av pelletskedjan 24) Täckningsbidrag vid uttag av skogsbränsle i unga bestånd 25) Miljöeffekter av biobränslen från spån till pellets 26) Handbok för kombinerade sol- och biovärmesystem 27) Underlag för utökad besiktning av sol- och biovärmesystem 28) Provningsmetod för sol- och biovärmesystem 29) Bioenergikombinat Falun ett systemperspektiv på kraftvärmeanläggningar 30) Konditionering av råvara före pelletering 31) Rötrester åter till kretsloppet 17
Projekt SWX-Energi omfattar Värmlands, Dalarnas och Gävleborgs län. Projektägare: Region Gävleborg Delprojektansvariga: Högskolan Dalarna och Karlstads Universitet Projektbudget: 32 miljoner kronor Projekttid: 2008-2011 www.regiongavleborg.se/verksamhet/swxenergi Projektet delfinansieras av Europeiska Unionen. Finansiärer Offentliga EU, Norra Mellansverige Region Gävleborg Region Dalarna Högskolan Dalarna Karlstads Universitet Gävle Dala Energikontor Värmlands Energikontor Energimyndigheten Banverket Säffle kommun Gävle Energi Hofors Energi Borlänge Energi Fortum Värme AB Privata Neova Mellanskog Naturbränsle Bruks Klöckner 18