Rapport Nr 8- Energigrödor en möjlighet för jordbruksanvändning av slam Johanna Olsson Eva Salomon Andras Baky Ola Palm Svenskt Vatten Utveckling
Svenskt Vatten Utveckling Svenskt Vatten Utveckling (SV-Utveckling) är kommunernas eget FoU-program om kommunal VA-teknik. Programmet finansieras i sin helhet av kommunerna, vilket är unikt på så sätt att statliga medel tidigare alltid använts för denna typ av verksamhet. SV-Utveckling (fd VA-Forsk) initierades gemensamt av Svenska Kommunförbundet och Svenskt Vatten. Verksamheten påbörjades år 99. Programmet lägger tonvikten på tillämpad forskning och utveckling inom det kommunala VA-området. Projekt bedrivs inom hela det VA-tekniska fältet under huvudrubrikerna: Dricksvatten Ledningsnät Avloppsvatten Ekonomi och organisation Utbildning och information SV-Utveckling styrs av en kommitté, som utses av styrelsen för Svenskt Vatten AB. För närvarande har kommittén följande sammansättning: Anders Lago, ordförande Olof Bergstedt Roger Bergström Per Fåhraeus Carina Färm Daniel Hellström Mikael Medelberg Marie Nordkvist Persson Bo Rutberg Ulf Thysell Susann Wennmalm Einar Melheim, adjungerad Peter Balmér, sekreterare Södertälje Göteborg Vatten Svenskt Vatten AB Varberg Mälarenergi Stockholm Vatten AB Roslagsvatten AB Sydvatten Sveriges Kommuner och Landsting VA-verket i Malmö Käppalaförbundet NORVAR, Norge Svenskt Vatten AB Författarna är ensamma ansvariga för rapportens innehåll, varför detta ej kan åberopas såsom representerande Svenskt Vattens ståndpunkt. Svenskt Vatten Utveckling Svenskt Vatten AB Box 9 Stockholm Tfn 8- Fax 8- svensktvatten@svensktvatten.se www.svensktvatten.se Svenskt Vatten AB är servicebolag till föreningen Svenskt Vatten.
Svenskt Vatten Utveckling Bibliografiska uppgifter för nr 8- Rapportens titel: Title of the report: Energigrödor en möjlighet för jordbruksanvändning av slam Energy Crops a possibility for agricultural use of sewage sludge Rapportens beteckning Nr i serien: 8- Författare: Johanna Olsson, Eva Salomon, Andras Baky och Ola Palm, JTI Institutet för jordbruks- och miljöteknik Projektnr: - Projektets namn: Projektets finansiering: Energigrödor fönstret för jordbruksanvändning av slam Svenskt Vatten Utveckling (f.d. VA-Forsk) Rapportens omfattning Sidantal: Format: A Sökord: Keywords: Sammandrag: Abstract: Målgrupper: Omslagsbild: Rapporten beställs från: Rötslam, slamspridning, energigrödor, växtföljd, växtnäringsbalans Municipal sewage sludge, land application, energy crops, crop rotation, nutrient balance I studien togs fyra växtföljder fram som möjliggjorde gödsling med slam till energigrödor och odling av råvara till livsmedelsindustrin på samma fält efter en viss karenstid. Analysen visade överlag på ett acceptabelt växtnäringsöverskott samt en försumbar påverkan på lantbrukarens ekonomi. In the study four crop rotations enabling fertilization with sewage sludge to energy crops and cultivation of product to the food industry on the same field after a given qualifying period were constructed. The analysis showed in general an acceptable nutrient surplus and a negligible effect on the economy. Jordbrukare, kommuner och avloppsreningsverk fält. Foto: Kim Gutekunst, JTI Finns att hämta hem som pdf-fil från Svenskt Vattens hemsida www.svensktvatten.se Utgivningsår: 8 Utgivare: Svenskt Vatten AB Svenskt Vatten AB Grafisk formgivning: Victoria Sundgren, Svenskt Vatten
Förord VA-branschen står inför en stor utmaning i arbetet för att nå miljömålet för återföring av fosfor från avlopp. Jordbruksanvändning av slam är en av metoderna för att nå målet, men samtidigt starkt ifrågasatt av livsmedelsindustrin. Inom de närmsta åren bedöms andelen åkerareal för produktion av energigrödor öka. Genom att använda slam för produktion av energigrödor kan konflikten med livsmedels industrin undvikas. Projektet syftade till att underlätta för avloppsreningsverken att få avsättning för sitt slam samt till att skapa möjligheter för lantbrukarna att anpassa användningen till livsmedelsindustrins krav. Syftet med projektet har även varit att bidra till att miljömålet för återföring av fosfor från avlopp uppfylls. Projektet har genomförts vid JTI Institutet för jordbruks- och miljöteknik. Arbetet i projektet har huvudsakligen utförts av Johanna Olsson, i samråd med Andras Baky och Eva Salomon. Projektledare var Ola Palm. Uppsala, februari 8 Ola Palm
Innehåll Förord... Sammanfattning... Summary...8 Bakgrund...9 Material och metoder litteratursamman ställning.............. Certifieringssystemen och slampolicy.................................... Användningsområden för de olika energigrödorna.... Potential för jordbruks användning av slam till energigrödor..... Växtföljderna... Material och metoder analys.... Växtnäringsbalans.... Atmosfärisk deposition.... Ackumuleringshastighet...................................................... Ekonomi... Resultat............................................................................... Potential för slamgödsling i de fyra regionerna...................... Växtnäringsbalans.... Atmosfärisk deposition.... Ackumuleringshastighet...................................................... Ekonomi... Diskussion.......................................................................... 8. Potential för jordbruks användning av slam till energigrödor... 8. Förutsättningarna för att uppfylla livsmedelsindustrins krav på karenstid.................................. 8. Växtföljderna... 9. Växtnäringsbalans... 9. Ackumuleringshastighet....................................................... Ekonomi.... Slutsatser... Referenser... Bilaga A: Förklaring av växtodlingstermer... Bilaga B: Slamanalys på slammet som används i växtnäringsbalanserna............................... 8 Bilaga C: Växtnäringsbalanser.................................................. 9 Bilaga D: Ekonomiska beräkningar för växtföljderna................
Sammanfattning Produktionen av energigrödor på åkermark växer snabbt i Sverige. VA-branschen står inför en stor utmaning. Riksdagens miljökvalitetsmål är att senast år skall minst % av fosforföreningarna i avlopp återföras till produktiv mark, varav minst hälften bör återföras till åkermark. Jordbruksanvändning av slam är en av de mer kostnadseffektiva metoderna för att nå målet, men samtidigt starkt ifrågasatt av livsmedelsindustrin. Genom att använda slam för produktion av energigrödor undviks konflikten med livsmedelsindustrin. Syftet med projektet var att:. Underlätta för avloppsreningsverken att få avsättning för sitt slam.. Att hjälpa jordbrukarna att anpassa användningen till livsmedelsindustrins krav.. Bidra till att miljömålet för återföring av fosfor från avlopp uppfylls. I studien togs slamgödslade växtföljder fram med både energi- och livsmedelsgrödor för Skåne, Östergötland, Västmanland och Västerbotten. Analysen av växtföljderna gjordes delvis med balansberäkningar för växtnäringsämnena kväve och fosfor och metallerna kadmium, koppar och zink. Ackumuleringshastigheten för kadmium, koppar och zink i åkermark beräknades. Växtföljderna analyserades även ekonomiskt. Svenskt Sigill planerar inte för närvarande att godkänna slam som gödslingsmedel. Däremot kan Lantmännens nya restproduktspolicy bidra till att skapa förutsättningarna för att sprida slam till energigrödor och samtidigt kunna uppfylla livsmedelsindustrins krav på karenstid. Resultaten från växtnäringsbalanserna i Östergötland och Västmanland visade på ett genomsnittligt överskott per år på ca kg N/ha och på - kg P/ha. Det stämmer väl överens med SCB:s kväve- och fosforbalanser för jordbruksmark och jordbrukssektor för hela Sverige. I Skåne och Västerbotten var det genomsnittliga överskottet per år betydligt lägre för kväve och lägre respektive högre för fosfor. Den beräknade kadmium/fosfor-kvoten på mg Cd/kg P i det valda slammet visade på ett lågt innehåll av kadmium. Tillförseln av kadmium var ungefär lika stor från den atmosfäriska depositionen som med slamtillförseln. Ackumuleringshastigheten för kadmium i studien var låg, vilket till stor del berodde på den låga halten av kadmium i slammet. Det är viktigt att vara medveten om att resultaten i denna studie inte kan generaliseras för all slamspridning eftersom slammen kan variera mycket i kvalitet. Idag är det tillåtet att förrådsgödsla med fosfor genom att ge en slamgiva som motsvarar flera års fosforbehov hos kommande grödor. Då relationen mellan kväve och fosfor i slam är annorlunda än i stallgödsel bör man vara uppmärksam på hur stor förrådsgödslingen av kväve blir vid vald fosforgiva. Ur miljösynpunkt ska man undvika att förrådsgödsla med kväve och fosfor för flera år framåt.
Summary The production of energy crops from arable land in Sweden is expanding rapidly. The wastewater sector is facing major challenges. The Swedish government s environmental quality objective is that in the year at least % of the phosphorus in wastewater has to be returned to productive land, of which at least half the phosphorus should be returned to arable land. Agricultural use of sewage sludge is one of the most cost-effective methods to reach that objective, but at the same time strongly questioned by the food industry. By using sewage sludge for production of energy crops a conflict with the food industry can be avoided. The objectives of the project were to () facilitate the use of sewage sludge from the wastewater treatment plants () help the farmers to adjust the usage to the demands from the food industry () contribute to the fulfilment of the environmental objective for recirculation of phosphorus. In the study sewage sludge fertilized crop rotations were constructed with both energy and food crops for Skåne, Östergötland, Västmanland and Västerbotten. The analysis of the crop rotations was partly conducted with balance calculations for the plant nutrients nitrogen and phosphorus and the metals cadmium, copper and zinc. The accumulation rate for cadmium, copper and zinc on arable land was calculated. The crop rotations were also analyzed economically. The Swedish Seal of Quality is currently not planning to approve sewage sludge as fertilizer. However, the new policy for residual products from Lantmännen can contribute to create opportunities to fertilize energy crops with sewage sludge and at the same time fulfil the demands on qualifying periods from the food industry. The results from the nutrient balance calculations in Östergötland and Västmanland showed an average surplus per year of about kg N/hectare and - kg P/hectare. This corresponds well with the nitrogen and phosphorus balances for agricultural land and agricultural sector in the year for the whole of Sweden, according to Statistics Sweden. In Skåne and Västerbotten the average surplus per year was lower for nitrogen and lower respectively higher for phosphorus. The calculated Cd/P quota on mg Cd/kg P for the chosen sewage sludge indicated a low content of cadmium. The supply of cadmium from atmospheric deposition was about the same compared to the supply from sewage sludge. The accumulation rate for cadmium in the study was low, which to a great extent was due to the low cadmium content in the sewage sludge. It is important to be aware of the fact that the results in this study cannot be generalised for all fertilizing with sewage sludge as sewage sludge quality differ greatly. Today it is permitted to supply surplus amounts of phosphorus by applying amounts of sewage sludge that is equivalent to several years of crop requirements. As the proportions between nitrogen and phosphorus in sewage sludge differ from the proportions in manure one should be aware off how large the supply of surplus amounts of nitrogen can be for a given amount of phosphorus. From an environmental point of view, application of surplus amounts of nitrogen and phosphorus for several years ahead ought to be avoided as this increases the risk of plant nutrient losses. 8
Bakgrund VA-branschen står inför en stor utmaning för att nå det av riksdagen beslutade miljökvalitetsmålet att senast år skall minst % av fosforföreningarna i avlopp återföras till produktiv mark, varav minst hälften bör återföras till åkermark (Miljömålsportalen, ). Jordbruksanvändning av slam är en av de mer kostnadseffektiva metoderna för att nå målet, men samtidigt starkt ifrågasatt av livsmedelsindustrin. Andra metoder för fosforåterföring till jordbruksmark är utvinning av rena fosforföreningar antingen direkt ur avloppsvattnet eller slammet. En vanlig metod för återföring av fosforn till produktiv mark idag är tillverkning av anläggningsjord. En översikt av möjliga återföringsmetoder för fosfor för svenska förhållanden samt deras kostnader finns bl.a. i Balmer m.fl. (). I rapporten konstateras att jordbruksanvändning av slam är ekonomiskt fördelaktigt jämfört med utvinningsmetoderna, samtidigt som jordbruksanvändningen kan påbörjas snabbt. Inom projekt ReVAQ har man arbetat för att via kvalitetssäkring av VA-verkens arbete få ett slam som är tillräckligt bra för att accepteras för användning i jord bruket. Den utvärdering som nyligen gjorts av projektet (Kärrman m.fl., ) visar att jordbruksanvändning av slam är förenligt med miljökvalitetsmålet om återföring av fosfor. Samtidigt konstateras att det kortsiktigt inte innebär några kända stora problem för miljö eller människans hälsa att använda avloppsslam i jordbruket på det sätt som görs i ReVAQprojektet. Fredriksson () lyfter fram att om användningen av gröda som odlats på åkrar som slamgödslats utgör ett framtida hälsoproblem (med avseende på kadmium), så existerar detta problem redan idag, och helt andra typer av åtgärder måste införas. Den främsta orsaken till detta är det atmosfäriska nedfallet av bl.a. kadmium. Acceptansfrågan för användning av slam som gödselmedel har varit i fokus för projekt ReVAQ. Trots att projektet i många stycken varit en framgång så har det hittills inte inneburit några förändringar i livsmedelsföretagens grundinställning. De reningsverk som deltagit i projektet har visserligen kunnat återföra sitt slam till jordbruket. Men projektet har varit begränsat till antal deltagande reningsverk samt tid. Projektet avslutades under. Under år 8 kommer Svenskt Vatten att bygga upp ett certifieringssystem som ska ersätta ReVAQ. En av nyckelaktörerna när det gäller acceptansen för användning av slam som gödselmedel är Sigill Kvalitetssystem AB som äger kvalitetsmärket Svenskt Sigill. Svenskt Sigill accepterar i dagsläget inte slam som gödselmedel (www.svensktsigill.se). För att få producera inom ramen för Svenskt Sigill får inte slam ha använts efter år. Från och med år 8 kommer Lantmännen Lantbruk att godkänna spridning av slam som certifierats enligt Svenskt Vattens kvalitetssäkringssystem som gödselmedel i sina Lant männen Standard och Lantmännen Premium sortiment med vissa begränsningar. Detta kan öppna upp för en ökad spridning av slam i exempelvis energigrödor och karenstiden, dvs. tiden mellan användning av slam och produktion av godkänd vara, kan bli kortare. Produktionen av energigrödor på åkermark växer snabbt i Sverige. I SOU () bedöms den ekonomiskt realiserbara potentialen för jordbruket att producera bioenergi vara ca TWh år, motsvarande siffra idag ligger kring TWh. Sammantaget innebär detta att åkerarealen som används för produktion av energigrödor väsentligt kommer att öka. Genom att använda slam för produktion av energigrödor undviks konflikten med livsmedelsindustrin. Svårigheten är att finna växtföljder som gör det möjligt att gödsla med slam till energigrödor och samtidigt kunna odla råvara till livsmedelsindustrin i framtiden. Förutom att fungera rent jordbruksmässigt får inte växtföljderna påverka gårdens ekonomi negativt. 9
Material och metoder litteratursamman ställning. Certifieringssystemen och slampolicy Det finns ett antal certifierings- och kvalitetssystem inom jordbruket och livsmedelsindustrin i Sverige idag. Bland de vanligaste märkena finns Svenskt Sigill och KRAV. Lantbrukare/odlare kan ansluta sig till ett produktionssystem som kallas IP SIGILL (spann mål, mjölk och kött) som innehåller regler för hur råvarorna till Svenskt Sigillmärkta varor ska odlas. KRAV-märket är ett kvalitetsmärke som ägs av den ekonomiska föreningen KRAV. KRAV är en kontroll förening för ekologisk produktion som arbetar för en ökad ekologisk produktion och konsumtion. Enligt LRF Konsult m.fl. () ökar intresset bland Sveriges lantbrukare för att producera livsmedel med kvalitets profil. Var sjunde bonde, %, vill i framtiden pro ducera till Svenskt Sigill mot 9 % idag och % vill bli KRAV-godkända mot 8 % idag. I tabell - presenteras de viktiga akt örernas slam policy och certifieringssystem. Det är endast ett fåtal av aktörerna som tillåter slamsprid ning och då gäller särskilda villkor. Litteratursammanställningen inleds med en samman ställning av certifieringssystem och slampolicy för livsmedelsindustrin (t.ex. Svenskt Sigill och KRAV), de stora aktörerna inom lantbruket (t.ex. Lantmännen) samt ett antal bioenergiproducenter från åkermark (t.ex. Lantmännen Ecobränsle). Därefter kommer en inventering över de energigrödor som är intressanta för odling i Sverige under en femårsperiod. Olika regioner i Sverige har olika förutsättningar för tillförsel av slam och odling av energigrödor, en kartläggning av detta presenteras i litteratursammanställningen. Det finns många olika typer av slam och i denna rapport är det kommunalt avloppsslam från reningsverk som avses vid användandet av ordet slam. En växtföljd anger den ordningsföljd i vilken olika grödor odlas på ett fält. I litteratursammanställningen presenteras hur olika grödor passar in i en växtföljd. I den presenterade analysen ingår resultat från tidigare studier avseende slamgödsling, växtföljder och energigrödor. Tabell -. Några olika aktörers slampolicys och certifieringssystem. Företagspolicy/ certifieringssystem Slamspridning Kommentarer Danisco Sugar (www.sockerbetor.nu) Avloppsslam får ej användas någonstans i växtföljden på mark som används för att odla sockerbetor KRAV (www.krav.se) Slam får ej spridas till certifierade grödor Avloppsslam finns inte med på KRAVs lista över godkända gödsel- och markberedningsmedel Lantmännen standard (www.lantmannen.com) Slam får spridas enligt Svenskt Vattens kvalitetssäkringssystem som börjar gälla 8 Utgör minimikrav för alla leverantörer. Systemet ska innefatta hela produktionsprocessen. Ackreditering ska ske av en tredje part. Mottagaren ska kontrollera att rätt restprodukt sprids genom ett godkänt verifikat från leverantören. Lantmännen premium (www.lantmannen.com) Det är endast tillåtet att sprida enligt vad som anges under Lantmännen Standard om detta framgår särskilt av respektive avtal Konventionell slam får ej ha tillförts på fältet sedan den / år. I avtalet ska det framgå vilka restprodukter som är godkända samt vilka karenstider som gäller Lantmännen eko (www.lantmannen.com) Användningen av slam följer villkoren i KRAVs regelverk
Fortsättning tabell -. Företagspolicy/ certifieringssystem Slamspridning Kommentarer LRF (Eksvärd, pers. medd., ) Avråder från att sprida avloppsslam till livseller fodermedel Tre undantag: Salix Visst slam från ReVAQ-verk Eget trekammarbrunnsslam Lantmännen Ecobränsle (Erlandsson, P. pers. medd., ; Broberg, pers. medd., ) Har ingen egen slampolicy Köper in rapsolja från AarhusKarlshamn (AAK), vars slampolicy säger att inget konventionellt slam får spridas någonstans i växtföljden. ReVAQ-slam får spridas året innan raps odlas på fältet. Svenskt Sigill (www.svensktsigill.com) Slam får ej spridas till certifierade grödor För mark där det tidigare har spridits avloppsslam gäller en karenstid på tre år innan den är tillåten för produktion av certifierade grödor. Enligt Elmquist () kommer det att dröja länge innan Sigill Kvalitetssystem ändrar reglerna om spridning av slam.. Användningsområden för de olika energigrödorna Vid rötning av enbart gödsel brukar inte mer än ca m biogas per m rötkammarvolym bildas. Om där emot den blandning som rötas innehåller mer energi rika lättnedbrytbara substrat som t.ex. vallgrödor och sockerbetor kan biogasproduktionen bli - m biogas per m rötkammarvolym och dag (Edström & Nordberg, ). Rötningsprocesser för sockerbetor och vall med högre torrsubstanshalter (ts-halter) är inte särskilt beprövade i Sverige och i nuläget finns det ingen odling av sockerbetor i Sverige för energi ändamål (SOU, ). Men sockerbetor (beta+blast) ger tillsammans med majs en hög metanproduktion per hektar, tabell -. Om jordbruket odlar grödor för rötning och produktion av metan så ingår det ofta i dessa system att jordbruket tar tillbaks rötresten och sprider denna på åkermark. Då har jordbruket inget ytterligare behov av slamgödsling... Biogas Potentialen för biogasproduktion från grödor är stor enligt en undersökning av Linné & Jönsson (), tabell -. Tabell -. Uppskattad biogaspotential för olika substrat i Sverige på års sikt (Linné & Jönsson, ). Substrat Biogaspotential (GWh/år) Grödor > Gödsel Slam Organiskt avfall Tabell -. Metanproduktion från ett antal grödor vid rötning, medelskörden gäller för södra Sverige (Benjaminsson & Linné, ). Gröda Spannmål Medelskörd (ton/ha) TS-halt (% av våtvikt) Metanproduktion (Nm CH/ton TS) 8 Metanproduktion (Nm CH/ha) Majs 9 9 Vall Sockerbeta (beta+blast) 9
.. Etanol finns det en RME-fabrik i Stenungssund som ägs av Perstorps AB. Deras fabrik kör på dansk och tysk rapsolja. Enligt modellberäkningarna i SOU () finns det en realiserbar ekonomisk potential för spannmål till etanolproduktion om råoljepriserna stiger och skydds tullar införs. Modellberäkningarna gjordes dock då spannmålspriset var lägre än det är idag. Lantmännen Agroetanol är det enda företag som tar emot spann mål till etanolproduktion i Sverige idag och köper in höstvete ( %), rågvete ( %) och vårkorn ( %) (Beckman, pers. medd., ). Den spannmål som i nuläget används för etanolproduktion är i huvudsak av standardkvalitet och kan enligt Lantmännens rest produktspolicy slamgödslas (SOU, )... Bränsleråvara Intresset för hampa och hampaodling har varit stort i Västerbotten de senaste åren (Helmersson, ). I utredningen SOU () såg man positivt på möjlig heten att utveckla ett system för odling och skörd av hampa. Men beräkningarna visade att det är svårt att få lönsamhet i odling av hampa enbart för energi ändamål. I en attitydundersökning från Paulrud & Laitila () framkom att det finns ett intresse bland svenska lantbrukare att i större omfattning börja odla energigrödor, där hampa är ett av alternativen. I Paulrud & Laitilas studie illustrerades lantbrukarnas vilja att odla energigrödor under olika förutsättningar med fyra olika hypotetiska framtida scenarier, tabell -. De skattade arealerna med hampa låg mellan,-, % i de fyra regionerna... RME/Biodiesel Modellberäkningarna från SOU () visade att odling av oljeväxtfrö för produktion av biodiesel är lönsam i flera av de alternativ som analyserats. Idag finns det endast en RME-fabrik i Sverige som använder svensk råvara i sin framställning av RME och den ägs av Lantmännen Ecobränsle i Karlshamn. De köper in rapsolja från AarhusKarlshamn, som är världens ledande tillverkare av vegetabiliska specialfetter med hög förädlingsgrad (AAK, ). De oljeväxter som idag används för RME-produktion är av samma kvalitet som används för livsmedelsändamål. Om inget drastiskt sker med rapsoljepriset under november så lägger Lantmännen sin RME-fabrik i malpåse vid årsskiftet (Chemicalnet.se, ). Lantmännens bio bränslechef Kenneth Werling hoppas att prisläget ska förändras och att de ska kunna sätta igång fabriken igen inom två år. Förutom Lantmännens RME-fabrik. Potential för jordbruks användning av slam till energigrödor Hur stor energiproduktionen av grödor som salix, rörflen, hampa och energispannmål kommer att bli i framtiden beror på flera faktorer (Paulrud & Laitila, ). Exempel på viktiga faktorer är prisutvecklingen på biobränslen och jordbrukets traditionella grödor, Tabell -. Skattade arealer hampa i procent av total åkerareal i respektive region (Paulrud & Laitila, ). Procent av total åkermark Västernorrland Skåne Västra Götaland Mälardalen Scenario A*,8,,, Scenario B**,8,,, Scenario C***,,,, Scenario D****,,,,8 Medel,,,9, * Scenario A är dagens/framtida scenario. ** Scenario B är ett framtida scenario med ökad intäkt på fleråriga grödor (salix, rörflen). *** Scenario C är ett framtida scenario med ökade intäkter på ettåriga energigrödor (hampa, spannmål). **** Scenario D är ett framtida scenario med ökad intäkt för alla grödor.
samt hur stödsystemen inom jordbruket kommer att utformas. Indelning i regioner kan ske på olika vis, från riks nivå ned till kommunnivå samt andra sätt att av gränsa mellan olika intressen. Jordbruket delas in i olika pro duktionsområden där förutsättningarna för jordbruk bedöms vara likartade. Information om skörd, antal företag etc. inom jordbruket finns även tillgängligt för enskilda län och kommuner. På samma vis delas statistik för slam och information om anläggningar in i läns- och kommunnivå. Läns- och kommunindelning är ett enkelt vis att dela in och avgränsa information för en region. De är administrativa enheter med en klar geografisk avgränsning, där ansvaret för insamling av information av olika slag är klargjord. Med utgångspunkt i det framtagna underlaget be stämdes att studien skulle innefatta de fyra geografiska regionerna Skåne, Östergötland, Västmanland och Västerbotten, figur -. Indelningen påverkas av: Mängden slam från reningsverken, tabell - Tillgång till åkermark, tabell - Grödor lämpliga för energi, tabell - (nästa sida) Användning av stallgödsel, begränsar tillgänglig mark för spridning av slam, tabell - Befolkning för avsättning av energi till kund, påverkar främst behovet av värme, tabell - Existerande, planerade och möjliga anläggningar för generering av energi från biomassa Avsättning av energi Källa: SCB Värdena i tabell -, - och - användes som underlag för beräkning av potentialen för spridning av slam i de olika länen. Figur -. De i studien ingående länen Skåne, Östergötland, Västmanland och Västerbotten. Tabell -. Befolkning, genererad mängd slam och slam som används inom jordbruket (SCB, b & SCB, ). Tabell -. Total åkerareal inom regionen (ha), andel av areal som är stallgödslad (%) och areal (ha) som är stall gödslad år / (SCB, ). Län Total åkerareal Areal stall gödslad Andel (%) av areal Län Befolkning (antal inv.) Slam, totalt (ton ts) Slam, jordbruks anv. (ton ts) Skåne 8 Skåne 8 9 9 Östergötland 8 8 Östergötland 9 Västmanland 8 9 Västmanland 8 89 Västerbotten Västerbotten 8 8 9 8 8 89 Summa Summa I de fyra regionerna finns det 8 9 ha åkermark varav ha är stallgödslad.
Tabell -. Odlad areal, ha, av grödor som kan användas som råvara till energiutvinning (Jordbruksverket, a). Län Rågvete Oljeväxter Havre Korn Vall Sockerbeta Skåne 89 9 8 8 98 9 Östergötland 8 8 9 9 Västmanland 9 9 89 89 9 8 8 Västerbotten 8 8 98 9 89 8 8 9 9 8 9 Summa Skåne län är ett tättbefolkat län med stor andel jord bruksmark med en varierad produktion. Mängden slam inom länet är stor och % av slammet används inom jordbruket, detta trots att % av arealen är stallgödslad. Skåne används som exempel på att det finns ett behov av slam inom jordbruket även om en stor andel av arealen har tillgång till stallgödsel. I Lund planeras ett biobränsleeldat kraftvärmeverk där en av pannorna ska eldas med närodlade strå bränslen (Mattson, ). Biogas produceras redan i dagsläget från både samrötningsanläggningar, renings verk och deponier. Grödor som betor, majs m.m. som är lämpliga till produktion av biogas odlas i Skåne (tabell -). I Östergötland är andelen stallgödsel hög, hela % av åkermarken är stallgödslad. Det görs stora sats ningar på bioenergi i Östergötland, främst Agroetanols anläggning i Norrköping, men även Sweden bio energy bygger en pressanläggning för utvinning av olja från raps till biodiesel. Produktionen är 8 ton raps per år, där % antas komma från det svenska jordbruket. Biogas är en annan bioenergi som är på uppgång i Östergötland. I dagens läge är det främst olika restprodukter och avfall som rötas, men det bör finnas en potential för åkergrödor. Vid Åby produkt ionsanläggning produceras s.k. Gröngas som är biogas utvunnen ur bl.a. biomassa från jordbruket som spannmål och vall m.m. (Svensk biogas, ). Västmanland är ett län med mer ensidig växtodling och med mindre tillgång till stallgödsel, endast 9 % av arealen i Västmanland är gödslad med stallgödsel. Organiska gödselmedel kan vara intressanta för jordbrukarna i Västmanland. Bioenergisatsningar i Västmanland är främst biogas i Västerås (Växtkraft AB). Andra satsningar på bioenergi är produktion av fjärrvärme och el från Salix. Västerbotten valdes för att visa på möjligheterna för användning av slam i Norrland. Jordbruket i Väster botten domineras av vall och korn, övriga grödor finns endast i en mindre omfattning i jämförelse med dessa. Rörflen är en gröda som anses ha en god potential som energigröda i norra Sverige, främst till framställning av värme och kraftvärme. Energi myndigheten stöder ett projekt där det initialt odlas ha rörflen. Målet är att det i Skellefteåområdet ska finnas odling av minst hektar rörflen, samt en fungerande pelletsproduktion och användning för hela volymen (www.energimyndigheten.se). I övrigt är det vall till biogas och halm till förbränning som kan anses vara potentialen för energigrödor från åkern.. Växtföljderna En växtföljd anger den ordningsföljd i vilken olika grödor odlas på ett fält och det är en viktig åtgärd för att få ett långsiktigt fungerande odlingssystem. En lantbrukares grödval styrs ofta av produktions inriktning, vad som efterfrågas på marknaden och av ersättningar för enskilda odlingsåtgärder. Om en gröda återkommer för ofta på samma fält kommer växtens sjukdomar och skadegörare att få möjlighet att uppförökas kraftigt. En väl anpassad växtföljd innebär att en gröda odlas med så långa intervall att allvarliga sjukdomar och skadegörare som är beroende av grödan hålls på en låg nivå. Oljeväxter, ärter och andra avbrottsgrödor ger ett stabilt och betydande förfruktsvärde i en spannmålsdominerad växtföljd. En allsidig växtföljd ökar förutsättningarna för att minska kostnaderna för växtnäring och växtskydd. Det finns många olika aspekter man måste tänka på när man gör en växtföljd, se tabell -8. I bilaga A ges en förklaring till några av de odlingstermer som används i studien.
Tabell -8. Växtodlingsaspekter med olika grödor. Gröda Växtodlingsaspekter odling norr om Dalälven begränsas av risken för utvintring ej lämplig att odla vare sig före eller efter majs pga. höstvetets dåliga konkurrensförmåga mot ogräs samt pga. ökad risk för angrepp av Fusariumsvampar i höstvetet som kan bilda mykotoxiner Rågvete inte speciellt krävande vad gäller placering i växtföljden kan odlas i hela landet förutom i Övre Norrland bör ej odlas efter en kväverik gröda, eftersom det inte tar upp mycket kväve på hösten kan odlas i hela landet i växtföljder som domineras av höstsådda grödor är det bra att blanda upp med vårkorn för att minska ogrästrycket. Raps kan odlas både som höst- och vårgröda är utsatt för ett stort tryck från flera sjukdomar och skadegörare och bör därför inte förekomma oftare än vart :e år i växtföljden en bra förfrukt till höstvete måste sås tidigt på hösten Vall består vanligtvis av en blandning med gräs och baljväxter, men kan också odlas i renbestånd anläggs vanligtvis på våren som insåningsgröda i exempelvis någon tidig kornsort långliggande fältförsök har visat på ca % högre skördar med vall i växtföljden (Odling i balans, ) Sockerbetor en bra avbrottsgröda i spannmålsdominerande växtföljder Majs ett ettårigt gräs en bra avbrottsgröda i spannmålsdominerade växtföljder har en dålig konkurrensförmåga mot ogräs Hampa är inte släkt med någon av de kulturväxter som vi odlar i Sverige och fungerar därför bra som avbrottsgröda i de flesta växtföljder har ett relativt högt kvävebehov och bör därför inte odlas efter en dålig förfrukt skördas sent och man kan inte räkna med att höstså en gröda efter hampan Tabell -9. Sjuåriga växtföljder för de fyra områdena. År Skåne Östergötland Västmanland Västerbotten Sockerbetor Hampa Hampa med vallinsådd Rågvete Rågvete Vall I Majs Rågvete Vårraps Vall II Höstraps Vall III Höstraps Hampa Havre En viktig aspekt då växtföljderna togs fram var att grödorna i växtföljderna skulle gå både till energioch livsmedelsproduktion för att möjliggöra gödsling med slam till energigrödor och samtidigt kunna odla råvara till livsmedelsindustri. I tabell -9 presenteras de växtföljder som tagits fram med hänsyn till den information som framkommit i litteratursamman ställningen. Eftersom hampa är en kontroversiell gröda som inte är väletablerad i Sverige går det bra att byta ut den mot en annan gröda i växtföljden. I Östergötland går den exempelvis att byta ut mot ärter och i Väster botten mot havre eller vårkorn. Två olika karenstider på respektive år kommer att användas i analysen. Vid en karenstid på år kan de odlade grödorna gå till livs-/fodermedel i år och vid års karenstid är motsvarande siffra år, tabell - (nästa sida). De flesta grödorna kommer att gå till både energi- och livs-/fodermedelsproduktion.
De grödor som enbart kommer att gå till energi produktion är sockerbetor och hampa. Den gröda som enbart kommer att gå till livsmedelsproduktion är havre. Då grödorna går till energiproduktion kommer vårkornet, höstvetet och rågvetet att gå till etanol produktion, rapsen till RME-produktion, vallen och sockerbetorna till biogasproduktion och hampan till förbränning i form av briketter. Ett sätt att se hur väl växtföljden hushåller med resurserna växtnäring och pengar är att uppföra en växtnäringsbalans och en ekonomisk balans för varje enskilt år och totalt för hela växtföljden. Tabell -. Översikt över spridningstillfällena och karenstiderna vid respektive års karenstid. År -års karenstid -års karenstid Slamspridning Karenstid Slamspridning Karenstid Karenstid Karenstid Karenstid Karenstid Till livs-/fodermedel Karenstid Till livs-/fodermedel Karenstid Till livs-/fodermedel Karenstid Till livs-/fodermedel Till livs-/fodermedel
Material och metoder analys.. Inflödet i växtnäringsbalansen Gödsling Gödslingsbehovet av fosfor och kväve för alla grödor utom hampa beräknades enligt Riktlinjer för gödsling och kalkning (SJV, b). Gödslingen till hampa beräknades enligt Ivarsson (). Gödslingsbehovet av kväve och fosfor redovisas i tabell - (nästa sida). Genom att gödsla med mineralkväve varje år fick grödan sitt kvävebehov tillgodosett. Mängden tillfört mineralkväve balanserades med slammets innehåll av växttillgängligt kväve (dvs. ammoniumkväve). Grödans fosforbehov tillgodosågs med en förrådsgödsling av fosfor en gång i växtföljden med slam.. Växtnäringsbalans En växtnäringsbalans innebär att man kartlägger flöden av växtnäring till, från och inom ett valt system. Med hjälp av balanserna får vi kännedom om flödenas storlek och riktning i biologiska/tekniska system. En växtnäringsbalans kan användas som beslutsunderlag för jordbruk och samhälle för att hushålla med växtnäring och minska föroreningen av luft, mark och vatten. Systemet är ett jordbrukssystem på nationell, regional gårds-, stall- eller fältnivå. En växtnäringsbalans definieras enligt: Inflödet av växtnäringsämnet Utflödet av växtnäringsämnet = Förändring i totala mängden av växtnäringsämnet som lagras i, och/eller förloras från systemet Den balans för växtnäring och metaller som an vändes i studien var en enkel fältbalans för ämnena kväve (N), fosfor (P), koppar (Cu), kadmium (Cd) och zink (Zn). Fältbalansen ställdes upp enligt tabell -. Mineralgödsel Huvuddelen av grödans kvävebehov kom från Supra salpeter, som innehåller % kväve. Gödslings behovet av kväve för vårkornet med vallinsådd minskades med % jämfört med kvävegivan vid odling av vårkorn utan insådd (Weidow, ). Slam Vid val av slam var ambitionen att hitta ett represent ativt slam med en torrsubstanshalt kring - % och med tungmetallhalter under gällande gränsvärden. Slammet skulle även vara möjligt att sprida med en sju årsgiva. I balansberäkningarna be räknades hela grödans fosforbehov komma från slammet. Enligt Eriksson m.fl. () har åkermarken i alla regionerna ett medel på fosforhalten som motsvarar fosfor (P-AL) klass IV. Det innebär att marken har ett stort förråd av växttillgängligt fosfor. I samtliga regioner var medelhalten av Pb, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni och Zn i åkermarken under gränsvärdet, se tabell - (nästa sida). Mängden slam som får spridas per spridnings tillfälle och utspritt över hur många år begränsas av vad som maximalt får tillföras åkermarken av både tungmetaller och fosfor enligt SNFS 99: (SNFS, 99). Minsta mängd slam som kan spridas begränsas av tillgänglig spridningsutrustning. Enligt Thorsson () går det att komma ner i slamgivor kring - ton (våtvikt) slam per hektar med ts-halter kring - % med dagens spridningsutrustning och ändå Tabell -. Strukturen på fältbalansen som användes i studien. N P Cu Cd Zn Inflöde mineralgödsel ) + Inflöde slam + + + + + Summa inflöde + + + + + Utflöde med skörd - - - - - Summa inflöde Utflöde = Balansen +/- +/- +/- +/- +/- ) Ett kvävegödselmedel användes och innehållet av övriga element var försumbart. En fältbalans kan även inkludera mer diffusa in- och utflöden som t.ex. vittring, atmosfärisk deposition, biologisk kvävefixering och läckage (utlakning). Men eftersom denna studie gjordes på en generell nivå är det svårt att inkludera dessa i balansberäkningarna. En enkel jämförelse gjordes dock mellan den atmo sfäriska depositionen av Cu, Cd och Zn och tillförseln av dessa ämnen med slammet.
Tabell -. Behovet (kg/ha) av kväve och fosfor för de olika grödorna i de fyra regionerna. Region, gödselgivor (kg/ha) År År ) ) ) År År År År ) ) ) ) Kväve 9 8 Fosfor 9 Kväve Fosfor 8 Kväve 8 8 Fosfor Kväve 8 8 8 Fosfor År Totalt Skåne Östergötland Västmanland Västerbotten ) Aktuella grödor i varje region för respektive år finns i tabell -9. Tabell -. Gränsvärde för åkermark (SNFS 99:) och medelvärde på innehåll i åker mark i de olika regionerna (Eriksson m.fl., ). Region, innehåll åkermark, medel för hela regionen Pb Cd Cu Cr Hg Ni Zn mg/kg torrsubstans Gränsvärde åkermark,, Skåne,, - Östergötland 8,9, - 8 Västmanland 9,, - 9 Västerbotten,, - 8 sprida med en någorlunda precision. Vid lägre slam givor blir slammet mer ojämnt fördelat på åkern och traktorns hastighet på åkern blir obekvämt hög. Slamgivorna beräknades även med hänsyn till hur stort fosforbehovet var i de olika växtföljderna. Det är viktigt att ge en behovsanpassade fosforgiva för att minska risken för fosforläckage från åkermarken. Som framgår av tabell - är förhållandet mellan kväve och fosfor i slammet rent växtnäringsmässigt inte optimalt för exempelvis spannmål och oljeväxter. Det samma gäller för stallgödsel, även om skillnaden där är mindre. Beräkningar gjordes på slam från olika reningsverk för olika slamgivor beräknat över sju års tid. Beräkning arna för det slam som användes i växtnäringsbalansen redovisas i tabell -. Slammet som användes i balans beräkningarna kom ifrån ett reningsverk med drygt anslutna personer. Slamproverna har tagits ut som stickprover på avvattnat slam samtliga driftsdagar Tabell -. Förhållande mellan N och P hos olika typer av stallgödsel (Steineck m.fl., 999) och slammet som användes i växtnäringsbalanserna samt några grödors behov av N och P (Johansson, ). Gödselmedel 8 N P Fastgödsel, nöt, Flytgödsel, nöt, Fastgödsel, svin, Flytgödsel, svin, Slammet från växtnäringsbalanserna,9 Spannmål, Oljeväxter,