Lystgass er det glemte klimaproblemet.

– Lystgass er underkommunisert, sier Kjell Rune Jonassen.

Vanligvis er han ingeniør på Norges største renseanlegg, VEAS, på Slemmestad i Viken. Nå er han forsker på heltid og skriver doktorgrad i et samarbeid mellom NMBU og VEAS, en såkalt nærings-ph.d.

En nærings-ph.d. resulterer i forsknings- og utviklingsresultater som styrker virksomhetens produkter eller tjenester.

Landbruket trenger gjødsel

– Lystgassutslippene drives av bruken av nitrogenholdig gjødsel i landbruket. Den er strengt nødvendig i en verden der befolkningen vokser, forklarer Jonassen.

Enten bonden gjødsler med kunstgjødsel eller med kumøkk, så blir lystgassutslippene et problem. Samtidig kan vi ikke slutte å gjødsle. Da ville produksjonen blitt mindre, og verden ville ikke hatt nok mat.

Derfor prøver Jonassen og samarbeidspartnerne hans å finne en annen løsning enn å redusere gjødslingen.

– Hvis vi kan gi jorden noen nye egenskaper, kan du i prinsippet fortsette med like mye gjødsel som før. Vi må bare sørge for at jorden snapper opp lystgassen og omdanner den til ufarlig nitrogengass, sier han.

Mens lystgass – N₂O – er en svært kraftig klimagass, er nitrogen – N₂ – helt ufarlig. Nesten 80 prosent av luften vi puster inn, er nitrogen.

Rester fra biogassproduksjon

Vidundermiddelet som skal sette helt vanlig jord i stand til å gjøre om lystgass til nitrogen, er bakterier. Helt vanlige bakterier som kan vokse i kloakken eller i det som kommer ut i bakenden på ku og sau.

På VEAS brukes innholdet i kloakken til å produsere biogass.

– Når du sender organisk avfall inn i en råtnetank – en tank der biogassen lages – så produserer du metan, og så kommer det ut et restprodukt som inneholder mye nitrogen, fosfor og andre organiske materialer, forklarer Kjell Rune Jonassen.

Restproduktet fra biogassproduksjonen kalles digestat og er svært næringsrikt. Det blir god gjødsel for landbruket, men det er også veldig godt egnet til å holde liv i bakterier som spiser lystgass.

– Det vi tenker oss, er å tilsette en bakterie i dette restproduktet. Så vil den spise litt karbon og litt andre godsaker, den vil dele seg og bli flere bakterier, og så blir disse bakteriene med når massen transporteres fra anlegget og ut til bonden. Det viktige er at den klarer å overleve både i dette gjødselproduktet og i jorden, sier han.

Finner riktige bakterier

Jonassen betegner det som en nokså enkel idé. Den virkelige utfordringen er å finne de riktige bakteriene for jobben.

– Nå har vi isolert en del gode kandidater og vist at disse vokser i gjødselen og reduserer lystgassutslipp fra jorden, forteller Jonassen.

På den måten passer forskningen godt inn i strategien til arbeidsgiveren hans. VEAS skal tenke sirkulært og prøve å foredle avfallet. Kornbøndene på det sentrale Østlandet får 40 000 tonn organisk gjødsel fra anlegget i dag.

Bakterier som reduserer lystgass, vil hjelpe landbruket med å ta sin del av klimakuttene.

Kommunalt avløpsslam utgjør bare en brøkdel av alt organisk avfall. Metanproduksjon fra organisk avfall kommer vi til å se mer av i tiden fremover, blant annet fra matavfall, dyremøkk og til og med fra trevirke.

– Dersom vi kan utnytte disse avfallsstrømmene på samme måte som vi har vist med gjødselen produsert av VEAS, mener vi det er et enormt potensial for å redusere lystgassutslippet fra matproduksjon, understreker Jonassen.

Men, bakteriene som han eksperimenterer med, kan brukes i annen gjødsel også. Han har gjort enkle forsøk med å gro lystgassreduserende bakterier også i kumøkk og i matavfall. Det ser ut til å virke som det skal.

Flere skal ha mat

– Selv om det er igjen et godt stykke arbeid frem til vi kan kommersialisere dette, må vi starte et sted, sier Rune Holmstad fra VEAS. Han er en av veilederne til Kjell Rune Jonassen i doktorgradsarbeidet.

– Hvis vi ikke finner på noe smart, kommer lystgassutslippene til å øke snarere enn å falle, fordi verden kommer til å bruke mer gjødsel, sier professor Lars Bakken ved NMBU, også han en av veilederne til Jonassen.

– Det er flere som skal ha mat, og det er flere som vil spise kjøtt. Inntil vi finner en smartere måte å lage kjøtt på, kommer det til å være et økende behov for nitrogen. Da er det bare én vei å gå: Å få endret biologien i jord, forklarer Bakken.

Biogassproduksjonen har skapt en ny mulighet

Han forteller hvordan forskerne i NMBUs nitrogengruppe har gjort andre funn som også er interessante, for eksempel at landbruksjord bør kalkes mer. Ikke bare fordi det er bra for produksjonen, men også fordi det senker lystgassutslippene.

Argumentet mot kalking er at det fører til CO₂-utslipp, slik at netto effekt på klimapådrivet blir nøytralt. Et klimapådriv er et samlebegrep for alle faktorer som kan medvirke til klimaendringer.

Selv om regnskapet for dette er uavklart, er det mye som taler for at en bonde kan redusere klimapådrivet sitt ved å tilføre litt mer kalk enn normalt.

Biogassproduksjon fra husdyrgjødsel er i seg selv et godt klimatiltak, men Jonassen har vist at biogassproduksjonen også har skapt en ny mulighet: tilførsel av store mengder «lystgass-spisende» bakterier til jord.

– Det møysommelige arbeidet med å anrike, isolere, og karakterisere bakterier som vokser i restprodukter fra biogassproduksjon har tatt tid, men har båret frukter: Vi har nå kandidat-bakterier som gjør restproduktene til et effektivt instrument for å redusere klimapådrivet fra jordbruket, sier Bakken.

Referanse:

Kjell Rune Jonassen mfl.: Bacteria in biogas digestates for reduced climate forcing. BioRXiv, 2020. Doi: https://doi.org/10.1101/2020.11.16.384990

Lystgass

• Lystgass (N₂O) er en klimagass med et klimapådriv om lag 300 ganger sterkere enn karbondioksid (CO₂). I tillegg bryter den ned ozon.
• Lystgass utgjør en tredjedel av det totale klimagassutslippet fra matproduksjon.
  
• Lystgassutslippene skyldes i hovedsak bruken av kunstgjødsel. Den overbelaster de naturlige, mikrobiologiske reaksjonene i jord. Tilsetning av nitrogenholdig gjødsel til matjord er nødvendig for å kunne produsere nok mat.
  
• I dag finnes det ingen fullgode løsninger for å snu økningen av lystgass i atmosfæren.

Nærings-ph.d

I et nærings-ph.d.-prosjekt går en bedrift og et universitet eller høyskole sammen om et doktorgradsprosjekt. Doktorgradsprosjektet utføres av en ansatt og skal være relevant for bedriften.

En nærings-ph.d. resulterer i konkrete forsknings- og utviklingsresultater som styrker virksomhetens kjernevirksomhet, produkter og/eller tjenester.

Den ansatte i bedriften får en forskerutdannelse med spesialkompetanse i bedriftens behov og utfordringer.

Artikkelen er produsert og finansiert av NMBU Norges miljø- og biovitenskapelige universitet

NMBU er én av 77 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Les også disse sakene fra NMBU:

• 

  Nobelprisvinner: – Barn bør lære kjemi fra førsteklasse

• 

  Pass deg for fullmånen: Patte­dyr i tropiske skoger unngår lyset

• 

  Gruvedrift i Kongo fører til stor avskoging

• 

  Norske forskere har oppdaget noe helt nytt om bakterier og klimagasser

• 

  Forskere har utviklet en ny type Manchego-inspirert geitost

• 

  Spesialtilpasset fôr ga mindre utslipp i oppdrettsanlegg

Les flere saker fra NMBU her.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER