Snabb energivinst från fotosyntesen är inte enkel

I förra numret av Ekologiskt lantbruk inledde vi en serie om jordbruk och energi. I det här numret fortsätter vi med att granska möjligheten att ta tillvara energin i biobränslen. Ekologiskt lantbruk och energi foto: andré maslennikov Snabb energivinst från fotosyntesen är inte enkel Biobränslena ska rädda oss från oljeberoendet sägs det. Men ur det ekologiska lantbrukets perspektiv är det inte många av dem som håller för en närmare granskning. OSCAR FRANZÉN Redan idag används en betydande del biobränslen i Sverige, motsvarande en dryg femtedel av den totalt tillförda energin (om man bortser från värmeförluster i kärnkraften), eller 110 TWh. Det är framförallt industrin och fjärrvärmesektorn som är de stora användarna, och det är mest olika restprodukter från skogs- och massaindustrin som används. I fjärrvärmeverken eldas även torv och avfall. På längre sikt är det många som tror att biobränslena kommer kunna stå för en betydligt större del av Sveriges energianvändning. Den av förra regeringen tillsatta oljekommissionen uppskattade att vi till år 2050 kan få ut 228 TWh från biobränslen (alltså mer än dubbelt så mycket som idag). Det mesta av det skulle komma från skogen. Men samtidigt skulle hela 32 TWh komma från åkerbränslen, vilka idag endast står för 1 TWh. LRF har gjort en egen uppskattning av potentialen för energi från åkerbränslen år 2020, vilken man får till 23 TWh. I Lantmännens affärsvision till 2020 anger man en potential på mellan 23 och 35 TWh. Ingen av dessa studier tillskriver det ekologiska lantbruket någon specifik roll. Bränslen från skogen Sverige har idag en produktiv skogsareal på nästan 23 miljoner hektar. Utöver produktionen av timmer och massaved blir det en hel del biomassa över i skogsbruket. Biomassa som kan användes som bränslen. Framförallt handlar det om GROT, en förkortning för grenar och toppar, både från slutavverkningen och från gallring. En annan viktig resurs är utgallrade träd. Andra källor är virke som inte är lämpligt för sågtimmer eller massaproduktion och bränsleved från icke-skogsmark (till exempel sly från rensning av diken). Även den privata vedhuggningen står för en betydande del av vår användning av skogsbränslen. Det finns också en hel del biprodukter från skogsindustrin som bark, sågspån och träflis, och inte minst den stora biprodukten från kokningen av pappersmassa: svartlut. Idag används dock det mesta av svartlutens energi för att driva brukens egna processer. Biobränslen från skogen kan användes för eldning i små värmepannor eller i värmeverken. De kan användas i kraftvärmeverken för att producera både el och värme. Det går också att genom förgasning producera olika typer av drivmedel, till exempel DME, FTD, metanol och vätgas. Man kan också använda skogsbränslen till att producera etanol eller biogas. Bränslekrävande Det är definitivt så att det finns stora biobränslepotentialer i den svenska skogen. Men indu- Biomassa från skogen handlar framför allt om GROT, dvs grenar och toppar, både från slutavverkningen och från gallring. foto: alf linderheim/n ekologiskt lantbruk 9/2006

striellt skogsbruk är också mycket bränslekrävande. För att inte tala om alla de tekniska strukturerna bakom tillvaratagandet av restprodukter och de olika förädlingsstegen. I de emergianalyser av restprodukter från skogen som Peter Hagström genomfört (se artikel på sid 10) är det bara bränsleved från icke-skogsmark som förmår ta upp mer energi från naturen (genom fixering av solenergi) än vad som tillförs i skörd, transporter och olika processer. Och det är en i sammanhanget ganska marginell biobränslekälla. Istället för restprodukterna är det förmodligen själva massaveden som kommer att kunna stå för ett större energitillskott till samhället, till exempel genom förgasning till DME. I en SLU-studie från år 2002 konstaterar man att 63 procent av den totala energiåtgången för att ta fram massaved kan anses vara lokalt förnyelsebar. Motsvarande siffra för naturligt föryngrad skog är något högre, 72 procent. Bränslen från åkern Idag används spannmål både till eldning och till produktion av etanol genom jäsning. En stor fördel med etanolen, vilket förmodligen förklarar dess stora popularitet, är att den är så lätt att fasa in i det existerande drivmedelssystemet. Den ger också renare avgaser än vid förbränning av bensin. Någonstans där slutar tyvärr fördelarna. De flesta studier av energinettot vid produktion av etanol ser mycket dåliga ut. Likaså gör kalkylerna för RME (rapsmetylester), som framställs genom förestring av rapsolja. Grundproblemet både med etanolen och RME är att de produceras utifrån högt förädlade livsmedelsprodukter vars huvudsakliga värde inte ligger i deras energiinnehåll. Trots detta har de många starka förespråkare inom lantbrukssektorn. Lantmännen har precis invigt en ny anläggning för produktion av RME i Karlshamn, och tillsammans med LRF satsar man stort på etanolproduktion i Norrköping. Anläggningar som dessutom gynnas stort av statliga skattesubventioner. För det ekologiska lantbruket är det dock få som skulle räkna etanol eller RME som något alternativ. Salix, rörflen, halm Odlingen av energiskog i form av olika salixarter satte fart i början av 90-talet tack vare generösa stödsystem. De senaste tio åren har dock den odlade arealen varit tämligen konstant, runt 15 000 hektar. Rörflen, som är ett flerårigt gräs, odlas i mycket mindre skala, runt 3 500 hektar. Av dessa är det endast några hundra hektar som skördas som energigröda. Halm från spannmålsodlingen används idag i viss utsträckning för eldning, främst av lantbrukarna själva på gårdsnivå. Peter Hagströms emergiberäkningar ger dock dåliga energinetton både för salix, rörflen och halm. I slutändan är det ingen av dem som förmår samla in mer energi från naturens arbete än vad vi måste tillsätta i produktionen. Hampa Hampa har beskrivits som den perfekta ekologiska grödan. Mycket på grund av dess starka förmåga att konkurrera ut ogräs och att den passar bra in i en ekologisk växtföljd. Den odlas främst för produktion av fiber eller fröer, men den passar också bra som ren energigröda. Odlingen har än så länge varit mycket blygsam, delvis på grund av lagstiftning och regler tänkta för att motverka odlingen av droghampa. Idag är det dock många som ser ljust på framtiden för hampan som energigröda (läs mer på sid 12). Biogas Biogas produceras genom rötning av olika former av organiskt avfall, till exempel slam från reningsverk, slakt- och hushållsavfall, vall och olika skörderester. Vid rötningen bryts det organiska materialet ner i en syrefri, anaerob, miljö. Biogasen som bildas består av en blandning av metan och koldioxid. För att gasen ska kunna användas som fordonsgas måste den först renas från koldioxid och andra biprodukter som vattenånga. Biogasproduktion har funnits i Sverige ända sedan 1970-talet. Men det handlar främst om större anläggningar kopplade till avloppsreningsverk. På senare tid har ett mindre antal gårdsbaserade anläggningar tagits i drift, men det är svårt att få ekonomisk lönsamhet, speciellt för dem som försökt använda lokalt producerad biomassa såsom vall (läs mer i artikeln på sid 10). Låg koncentration Att tro att vi ska kunna ersätta fossil olja och gas med biobränslen är i de flesta fall högst orealistiskt. I bägge fallen handlar det om att fånga in och koncentrera solljus. Den stora skillnaden är att de fossila bränslena haft miljontals år på sig att bildas och koncentreras medan de idag diskuterade biobränslena bildas på en skala mellan mindre än ett år för ettåriga grödor som hampa till 70 80 år för skogsbränslen. Ur det perspektivet är det också helt förståeligt att det är just skogsbränslena som erbjuder de bästa energikalkylerna. Men även med bränslen från skogen gäller det att tänka sig för. Den ovan nämnda SLU-studien visar till exempel att nästan 40 procent av energiarbetet som krävs för att få fram massaved kommer utifrån, genom av människan tillfört arbete. Och det är arbete som till huvuddel är drivet av fossila bränslen. Lösningen i att hantera övergången bort från fossila bränslen ligger huvudsakligen inte i att ta fram alternativa bränlslen. Istället handlar det om att drastiskt minska vår energianvändning. Till det ämnet kommer vi att återvända i den tredje och sista delen av Ekologiskt Lantbruks energiserie. specialisten på Har Du inte våra kataloger, beställ idag! vall och gröngödsling Vi har stort utbud vallfrö till ekologisk odling. Hos oss kan du köpa örter och gräs i renvara, men även halvfabrikat med sortblandningar och nästan färdiga blandningar. Du komponerar själv din blandning som passar din produktion och dina produktionsförhållanden, eller använder något av förslagen i katalogen. För odlingsrådgivning och försäljning kontakta Gunnar Danielsson, tel. 0478-50240. De bästa fånggrödorna sår du med frö från oss! Mogatan 6, 254 64 Helsingborg Tel 042-25 04 50 Fax 042-25 04 60 ekologiskt lantbruk 9/2006

Helhetssyn när biobränslen utvärderas Stor skillnad i energivinst beroende på om hjälpenergin är producerad av naturen eller av samhället. Peter Hagström disputerade nu i våras vid lantbruksuniversitetets institution för bioenergi. I sin avhandling analyserar han olika former av biobränsleproduktion i Sverige, främst olika restprodukter från skogen, men också åkerbränslen som salix, rörflen och halm. Men till skillnad från tidigare studier har han valt att använda sig av tre olika analysmetoder parallellt: Jag ville göra det som ingen annan gjort, att i samma studie använda både konventionell energianalys, ekonomisk kostnadsanalys samt emergianalys. Tre aspekter Kostnadsanalysen är en traditionell ekonomisk metod för att beräkna den faktiska kostnaden av en produkt, mätt i till exempel kronor per ton producerad vara eller kronor per mängd erhållen energi. Energianalysen är en metod med ursprung i 70-talets oljekriser. Den då upplevda energibristen väckte krav på ett vertyg för att mäta den totala energiåtgången vid produktionen av olika varor. Emergianalysen utvecklades i USA under 80-talet av H T Odum. Den kan delvis ses som en syntes av energi- och kostnadsanalys, men angreppssättet är bredare och djupare. Eftersom emergianalysen särskiljer mellan energiflöden direkt baserade i naturens arbete och energiflöden som kommer ur samhället är den ett mer fullständigt verktyg för att förstå vad som egentligen händer i de olika mer eller mindre komplexa system som vi människor är inblandade i. Som Peter hade väntat sig så skiljer sig resultatet från de olika metoderna åt markant. För till exempel eldning av bark i värmeverk visar energianalysen på ett energiuttag på 14,3 gånger mängden insatt energi. Samtidigt visar emergianalysen att av den energi som har gått åt längs hela produktionskedjan är det bara en tredjedel som kommit från naturens arbete, och två tredjedelar som har tillförts av människan. Samma mönster visar sig i analyserna av de studerade åkerbränslena samt de övriga restprodukterna från skogen, med undantag för biomassa från ickeskogsmark (dikesrensningar, åkerkanter, parker etc) där både energi- och emergianalysen visar på ett positivt energinetto. Helhetsbedömning Hur ska man då tolka de olika resultaten? Det går inte att säga att något av svaren är fel. Snarare handlar det om att svar får man som man frågar. Bäst resultat får men enligt Peter om man ser till alla tre metoderna: Peter Hagström har i sin avhandling analyserat olika biobränslen både utifrån ekonomi, energi och emergi. Gårdsbaserad biogas med flera frågetecken Enbart grönmassa ger ineffektiv rötning, och gasen är inte helt lätt att utnyttja bra. Emergianalys beaktar energiflöden som inte tas upp i de andra metoderna. Även om man sammanställer och utvärderar resultaten från energi- och kostnadsanalyser kommer man att sakna fullständig information. Genom emergianalysen får vi kompletterande data som är nödvändiga för att utvärdera både den samhälleliga och miljömässiga lämpligheten av olika teknologiska processer. OF Läs mer Peter Hagströms avhandling Biomass Potential for Heat, Electricity and Vehicle Fuel in Sweden hittar du på www.slu.se foto: oscar franzén svarande ungefär 1,5 TWh. I flera städer använder man gasöverskottet från anläggningarna som fordonsgas för drift av bussar eller personbilar. Utbudet av gas är dock begränsat, vilket många entusiastiska gasbilsägare fått känna på. Stora investeringar Gårdsbaserade anläggningar finns det bara ett 10-tal i Sverige. Att det inte byggs fler handlar mycket om svårigheter att få lönsamhet och att få täckning för de stora investeringar som krävs. I reningsverken handlar det om en gratis avfallsprodukt som ändå måste tas om hand. Har man inte tillgång till avfall på gården måste man producera material för rötning. De flesta gårdsanläggningar har satsat på att röta gödsel. I flera fall tillsätts också olika former av organiskt avfall för att Den mesta biogasen i Sverige produceras i kommunala reningsverk och avfallsrötningsanläggningar. Där rötas främst avloppsslam och hushållsavfall och mycket av den genererade energin används i anläggningarnas egna processer. I Västerås finns en avfallsrötningsanläggning där man provar att även ta in vall från lokala bönder i processen. Totalt produceras det i Sverige energi från biogas motöka biogasproduktionen. En stor poäng med biogasen är den koncentrering och hygienisering som sker i rötningsprocessen. Rötresten är ett koncentrerat gödselmedel som lantbrukaren kan detaljdosera på de fält och vid den tidpunkt den behövs, inte så olikt användning av konstgödsel. Därför är det naturligtvis viktigt att man har användning för rötresten, alternativt kan sälja den. En studie från 10 ekologiskt lantbruk 9/2006

foto: christina forlin Norge visar mycket riktigt att mycket av ekonomin i en biogasanläggning kan ligga i ökade skördar på de fält som kvävegödslas med rötresten. Gasens användning Att direkt lagra den producerade gasen är svårt och kostsamt. Istället måste man försöka hitta kontinuerlig avsättning för den. Det enklaste sättet är att använda den direkt för uppvärmning. Nästa steg är att investera i en gasturbin eller liknande för produktion av el. Gasturbinen kan dock endast omvandla runt 30 procent av energin till el, resten blir värme som man då bör ha användning för. En mer kostsam metod är att rena gasen från vattenånga, svavelväte och koldioxid varvid man får fordonsgas. Den går att lagra under högt tryck i mindre volymer. Då krävs naturligtvis att man kan sälja fordonsgasen. Eftersom lastbilstransporter av gas är tämligen ineffektiva är det dessutom bra om man kan ansluta sig till ett regionalt gasledningsnät. Vall ineffektivt Krister Andersson på gården Hagavik utanför Malmö är en av de få lantbrukare som satsat på gårdsbaserad biogasproduktion. Anläggning byggdes 2003 till en kostnad av 2,2 miljoner, varav en dryg fjärdedel var bidrag. Från början provade man att röta ekologisk vall och betblast men utbytet blev för dåligt. Idag rötas istället inköpt hönsgödsel tillsammans med livsmedelsavfall. Från början användes gasen bara till uppvärmning av själva rötkammaren och de egna fastigheterna, men nu har Krister precis investerat i en 100 kw gasturbin för produktion av el. Turbinen kostade 1,5 miljoner, varav 300 000 kunde täckas med investeringsstöd. Den producerade elen kommer säljas till nätet. Krister övervägde alternativet att investera i en anläggning för uppgradering av gasen till fordonsgas (till en kostnad av runt 6 miljoner), men det föll bort på grund av för dåligt betalt för gasen. Idag är han dock nöjd: Det sista halvåret har vi faktiskt börjat få lönsamhet i anläggningen. Krister Anderssons anläggning byggdes 2003 till en kostnad av 2,2 miljoner, varav en dryg fjärdedel var bidrag. Från början provade man att röta ekologisk vall och betblast men utbytet blev för dåligt. Ingen fordonsgas På Gudings Gård på Gotland planerar Magnus Ahlsten för en betydligt större anläggning. Ekologisk vall, hönsgödsel, majsensilage och slaktavfall ska tillsammans rötas i en projekterad anläggning för 24 miljoner kronor. Man tänker sig att i första hand producera el och värme, men längre fram också fordonsgas. Problemet är att det idag inte finns någon större avsättning för fordonsgas på Gotland. Att de inledningsvis inte kan producera fordonsgas har inte sett bra ut i bidragsansökningarna. Tillsammans med Gotlands Kommun har man sökt bidrag från statliga KLIMP för att täcka 30 procent av kostnaderna, men fått avslag (KLIMP = klimatpåverkande faktorer). Magnus är besviken på fördelningen av KLIMP-medel: Förmodligen kommer vi att bygga ändå, men det känns inte rättvis när man vet att andra gårdar samtidigt fått stöd. Istället borde de skära ner bidragen och fördela till fler, eller hellre betala ut bidrag efter den mängd man gas man i slutändan faktiskt producerar. I Tyskland är situationen en helt annan. Där finns redan 2 500 gårdsanläggningar för biogas. Anledningen är kraftiga statliga subventioner. Staten ger investeringsbidrag och garanterar en ersättning på mellan 1,5 och 2 kr per producerad kwh, en nivå som ska ligga fast de närmaste 20 åren. På gårdsnivå Kalle Svensson jobbar som biogasrådgivare för Hushållningssällskapet. Enligt honom ser det mycket svårt ut att få gårdsbaserade biogasanläggningar baserade på egna råvaror att gå runt. För ekologiska gårdar som vill ställa om sin energianvändning i en mer hållbar rikting finns huvudsakligen tre spår. Spår ett innebär att man satsar på en intensiv jordbruksdrift, vilket skulle kunna ge förutsättningar för produktion av biogasdrivmedel. I spår två förlitar man sig på tillförseln av energi från samhället som till exempel förgasade biobränslen från skogen. Det tredje spåret är det självhushållande jordbruket där den enda möjliga strategin är att minska sin energianvändning drastiskt. En studie av biogasanläggningen i Surahammars reningsverk tyder dessutom på att energieffektiviteten inte alls är så hög i biogasprocessen. Även om man räknar avloppsslammet som en gratis källa får man en total energiåtgång per producerad joule el som är dubbelt så hög som vad som krävs för att producera en svensk standardjoule el (från en blandning av vattenkraft och kärnkraft). Om man då dessutom ska producera rötkällan, till exempel genom att odla och skörda vall, kommer elen att bli ännu dyrare i energitermer. Men som biogasen fungerar idag måste den ändå ses som ett bra sätt att ta till vara på det industriella samhällets restprodukter i form av avfall och koncentrerad gödsel. Om man dessutom kan producera värme och elektricitet, och kanske fordonsbränsle, så blir ju det en bonus. Men som en drivkälla för ett självhushållande ekologiskt lanbruk ser det svårare ut. OSCAR FRANZÉN ekologiskt lantbruk 9/2006 11

Hampa som energigröda Hampan har många fördelar i ekologisk odling, och nu finns förhoppningar om att den nya regeringen ska besluta om lagändringar som gör grödan tillåten. Hampan (cannabis sativa) är en gammal kulturväxt som har odlats världen över i tusentals år. Främst för fiberproduktion, men även naturligtvis för drogtillverkning. Vid modern förädling ser man dock till att ta fram sorter med mycket låga halter av ämnet THC, som anses vara den viktigaste psykoaktiva beståndsdelen. Hampan är en ettårig ört och passar därför bra in i en växtföljd. Den har också en stark konkurrensfördel gentemot o- gräs vilket gör att behovet av ogräsbekämpning är marginellt. Fröhampan som är lägre än fiberhampan och växer glesare ger dock något sämre effekt mot ogräs. Hampan har djupgående rötter och omsätter mycket vatten, vilket gör den lämplig för marksanering. Forskning tyder på att växten själv också kan bryta ner vissa gifter. Som energigröda är den naturligtvis kvävekrävande och trivs därför bäst på torvjordar eller lerjordar med hög mullhalt. I mer sandiga jordar krävs kvävegödsling, vilket ju i större mängder kan bli svårt på en ekologisk gård. En intressant lösning tanke kan vara att kombinera hampaodling med biogas, där rötresterna från biogasprocessen kan användas som gödsel. Eftersom hampan skördas och sås varje år, till skillnad från salix där första skörden sker efter 4 5 år, så blir det fler energikrävande operationer per skördeperiod. Samtidigt slipper man ogräsbekämpningen, så det är möjligt att den delen av energianvändningen jämnar ut sig. Multifunktionell Men mest intressant är hampan för dess multifunktionalitet. När hampa odlas för fiberproduktion får man även ut 75 procent energimassa. Hampafibern passar mycket bra för olika isolerings- och armeringsändamål. Fröhampan ger främs olja och frökakor som på sikt kan nyttjas som både livsmedel och foder För textilier, vilket historiskt sett var hampans huvudsakli ga användningsområde, ser det idag svårare ut. De maskiner som används för lin- och hampaberedning härstammar från 1920-talet. För att få igång en textilindustri baserad på hampa skulle det krävas stora investeringar i nyutveckling av maskiner. I år odlas drygt 500 hektar hampa av ett hundratal odlare i Sverige. Men då är det för fiberändamål, eftersom det än så länge officiellt inte är tillåtet att odla hampa för energiändamål. Men till våren 2007 ser det bättre ut. Peter Norberg är en av grundarna till HampeKraft, ett företag som jobbar för att utveckla marknaden och odlingen av ekologiskt odlad hampa. Ny regering Högst upp på önskelistan står nu uppmaningen till den nya regeringen att ta tillbaka det undantag som den förra regeringen införde 2004 och som innebär att vi i dagsläget inte får odla hampa för energiändamål i Sverige. Det rimmar illa med de satsningar och ambitionsskrivningar som nu görs i olika sammanhang, och där hampan nämns explicit som en energigröda, om det samtidigt inte går att odla den och få del av EUs jordbruksstöd i vårt land. När denna ändring beslutas kommer man att kunna få ut både gårdsstödet och det av EU beslutade stödet till biobränsleproduktion som väntas hamna på 80 85 euro per hektar. Tillgången på ekologiskt utsäde har hittills varit dålig, men från och med nästa år hoppas HampeKraft att kunna komma igång med egen produktion av ekologiskt utsäde av fröhampa. Peter ser mycket positivt på hampans fortsatta utveckling. Om vi får ordning på lagstiftningen och stödsystemet kommer vi att få se en kraftig tillväxt i hampaodling för energiändamål de närmaste åren. På lite Foto: bo Brännhage/N När hampa odlas för fiberproduktion får man även ut 75 % energimassa. längre sikt, säg 5-10 år, kommer man att styra över till att huvudsakligen odla hampa för fiberändamål, vilket i ett fungerande odlingsystem samtidigt ger mycket biomassa för energiändamål. Exempel på en växtföljd med hampa. 1. Vall, 2-3 år. 2. Vårsådd av energihampa. Skörd vinter 3. Sådd av fröhampa. Inget eller litet behov av markbearbetning. Skörd september. 4. Oljeväxt 5. Spannmål, insådd av vall OF 12 ekologiskt lantbruk 9/2006