Denne artikkelen er produsert og finansiert av Sintef - les mer.

Ved å fange opp metangass som slipper ut når kyr raper på båsen, vil forskerne Tor Olav Sunde (foran) og Yngve Larring utnytte ubrukt energi – og spare klimagassutslipp i samme slengen. Her er de i fjøset på Bygdø Kongsgård som er med på forskningsprosjektet.
Ved å fange opp metangass som slipper ut når kyr raper på båsen, vil forskerne Tor Olav Sunde (foran) og Yngve Larring utnytte ubrukt energi – og spare klimagassutslipp i samme slengen. Her er de i fjøset på Bygdø Kongsgård som er med på forskningsprosjektet.

Ku-rap kan gi bonden klimavennlig energi

Forskere vil lage grønn varme av drivhusgass fra kuas vom – med Bygdø Kongsgård som mulig testarena. Det kan gi Norge klimagevinster som tilsvarer varig parkering av 140 000 dieselbiler.

Publisert

Åtte prosent av Norges menneskeskapte klimagassutslipp kommer fra landbruket. Største enkeltkilde til utslipp herfra er fordøyelsen til storfe.

Alle drøvtyggere – inklusive sau, geit og viltlevende hjortedyr – slipper ut metan. Denne aggressive klimagassen gir dyrene fra seg til omgivelsene. Fra kyr kommer mesteparten ut gjennom raping. Metangassen fra dyr utendørs er det umulig å håndtere.

Utslipp fra drøvtyggerne inne derimot stiger til værs og samles under fjøstaket. Noe av denne gassen i storfefjøs vil forskere nå forsøke å fange. Arbeidet skjer i forbindelse med et nytt forskningsprosjekt hos Sintef og Nord universitet.

Gevinster for bonden og samfunnet

Ideen er å bruke smart ventilasjon til å trekke metan og luft ut av fjøset – i en blanding som er energirik nok til å forbrenne gassen i en spesialutviklet prosess som blir til utnyttbar varme.

Forskerne mener at både samfunnet og bonden blir vinnere om de lykkes.

Samfunnet, fordi forbrenning omgjør metan til den langt mindre hissige klimagassen CO2. Dette vil mer enn halvere drivhuseffekten av utslippet fra alle fjøs som får slike energianlegg. Varmen som produseres, vil dermed hjelpe klimaet.

Bonden, fordi målet er å hente ut denne grønne varmen til en konkurransedyktig pris, for bruk på gården.

Om løsningen slår an vil den gi utslippskutt som monner, hevder forskerne som står bak ideen, Yngve Larring og Tor Olav Sunde fra Sintef.

Hvis 30 prosent av gårdene i Norge har installert det planlagte systemet innen 2030, vil resultatet ifølge forskerne gi kutt i utslipp som tilsvarer 280 000 tonn CO2.

Det er like mye som om 140 000 dieseldrevne personbiler blir parkert for godt.

Slik skal metan fra fjøset forvandles.
Slik skal metan fra fjøset forvandles.

Dyrenes liv blir uendret

Varmen kan brukes i vannbåren oppvarming av bygninger eller drivhus.

Varmen kan også øke produksjonen i reaktorer som forvandler kumøkk til biogass – en høyaktuell kilde for grønn produksjon av strøm, varme og drivstoff. Slike reaktorer testes nå på flere gårder.

Forskerne bak ideen forklarer at «ku-rap-gassen» metan lar seg hente ut av fjøset uten at dyrenes liv påvirkes i det hele tatt.

De understreker at kyr trenger god tilgang på friskluft for å få et godt inneklima. Endringer i ventilasjonssystemet vil ikke gå på bekostning av dyrevelferd.

Slik skal metan fra fjøs bli en grønn ressurs:

  • Metan er lettere enn luft og stiger derfor til værs. En blanding av metan og luft skal suges ut oppe under taket. Her vil metankonsentrasjonen være høyest.
  • Gassblandingen hentes ut via en ventilasjonskanal. I et forbrenningskammer vil katalysatorer sørge for at metan reagerer kjemisk med oksygen fra gassblandingen.
  • Varme fra forbrenningen kan utnyttes til oppvarming på gården, og til produksjon av biogass som i sin tur blir brukt til el-produksjon på gården.

Samarbeid mellom mange eksperter

Sintef og Nord universitet får ti millioner kroner av Forskningsrådet for å virkeliggjøre ideen.

Prosjektledelsen ved Sintef stiller med spesialister på energiomforming.

Nord universitet, representert ved sitt landbruksmiljø på Steinkjer, bidrar med eksperter på fjøsutforming, ventilasjon i fjøs og hvordan den produserte varmen kan utnyttes i landbruket.

Det norske selskapet Fjøsmiljø utvikler og leverer nye teknologier og løsninger til fjøs. De skal bidra i arbeidet med å fremme teknologien overfor norske bønder og stimulere til at den blir tatt i bruk.

Kongsgården er med

Kompetansemiljøer fra inn- og utland er støttespillere til prosjektet. Blant disse er Bygdø Kongsgård, Oslos største melkeprodusent og i dag en del av stiftelsen Norsk Folkemuseum.

– Vi ser på dette som et svært interessant prosjekt. I landbruket lever vi om ikke av klimaet, så i alle fall med klimaet. Derfor er det både viktig og riktig at også vår sektor setter klimasaken på dagsorden, sier forvalter Jan Tore Sørsdal ved Kongsgården.

Han understreker at folk like fullt må huske at gårdsdrift er og blir det han kaller «en utendørsidrett».

– Så ingen må begynne å tenke at dyr skal stenges inne av klimahensyn. Men når det er sagt, vil jeg understreke at vi ser metanfangst fra storfefjøs som en kjempespennende mulighet.

Derfor utvikler storfe metangass

For folk flest er metan kjent som hovedbestanddelen i naturgass. Men metan dannes også i fordøyelsessystemet til drøvtyggere som kyr, okser og kalver.

Storfe har fire mager. Mye av fôret brytes ned av mikroorganismer i den første magen – den store vomma.

Nedbrytingen – en gjæringsprosess (fermentering) – skjer i et oksygenfritt miljø (anaerobt).

Under prosessen oppstår et overskudd av hydrogen (H2) som må fjernes. Dette skjer ved at H2 omdannes til metan (CH4) av spesielle mikrober.

Metangassen fra vomma skilles ut ved raping.

Noe fermentering av fôr finner sted også i bakre tarmavsnitt og skilles ut som promp.

Kilde: Store norske leksikon

– Kommer dere til å stille Kongsgården til disposisjon for en tidlig utprøving av løsningen?

– Det er så avgjort en mulighet. Gården eies av staten og vi har alltid vært opptatt av å bruke anlegget vårt til utprøving og formidling av nyheter knyttet til gårdsdrift.

– Hva vil varme fra metanfangst eventuelt bli brukt til på Kongsgården?

– Hos oss er det oppvarming av bygninger som vil være aktuelt, sier Sørsdal.

Forbrenning uten flammer

Nøkkelen til gevinstene som prosjektet åpner for, er en flammefri forbrenning, skapt ved hjelp av katalysatorer. Forskerne skal utvikle kjemiske løsninger for å forbrenne metan i så lave konsentrasjoner som det et fjøs vil avgi.

Katalysatorene sikrer at temperaturen ved forbrenning blir lav nok til at det holder med rimelige forbrenningsanlegg.

Initiativtakerne Yngve Larring og Tor Olav Sunde vet at løsningen står og faller med prislappen. De har et mål om å sørge for prisen blir lav til at utstyret blir tatt i bruk, uavhengig av om klimagassutslipp fra fjøs i fremtiden blir avgiftsbelagt eller ikke.

Utfordringer gjenstår

Som i all annen forskning er det en risiko for at ideen vil vise seg å være ugjennomførbar, understreker Larring. Men forskerne er optimister.

– I teknologisk forstand bør utfordringene være overkommelige. En av dem er å ende opp med robuste katalysatorer som får lang levetid. Et annet viktig poeng er å få konsentrasjonen av metan høy nok til å opprettholde temperaturen i forbrenningsanlegget og på den måten sikre at forbrenningsreaksjonen blir selvdrevet, sier Yngve Larring.

– Løsningen krever sannsynligvis mekanisk ventilasjon. For fjøs som alt har mekanisk ventilasjon med avtrekksvifter, har vi god tro på at løsningen vil være liv laga. For fjøs som har naturlig ventilasjon, er vi til gjengjeld litt spent på om vi vil klare å samle opp nok metan til at teknologien vil fungere. Derfor er vi veldig glade for å ha med oss Nord universitet som har spesialkompetanse nettopp på design av fjøs og ventilasjon i fjøs, sier Tor Olav Sunde.

Ti års nedbetalingstid er målet

  • Deltakerne i det nylig oppstartede forskningsprosjektet har beregnet at et fangstanlegg for metangass kan gi 60 000 kilowattimer (kWh) varme i et fjøs av den størrelsen som er vanlig ved nybygging i norsk landbruk.
  • 1 kilowattime varme tilsvarer den varmemengden som produseres når en elektrisk ovn står på 1000 watt i en time.
  • Ved en strømpris på 1 krone per kWh, vil metanfangsten gi en besparelse på 60 000 kroner årlig i bondens fyringsbudsjett. Dette under forutsetning av at gården får til god utnyttelse av varmen.
  • Målet forskerne har satt seg, er at anlegget skal bli billig nok til en nedbetalingstid på maks ti år – og gjerne mindre enn det.

Om forskningsprosjektet

Prosjektet Solution towards sustainable Zero Emission Cowshed Economically beneficial for the farmer (ZEC) skal gjennomføres i perioden 2019–2022. Budsjett: 10.2 millioner kroner, hvorav 10 millioner kroner kommer fra Norges forskningsråd. Deltakere: Sintef, Nord universitet og Fjøsmiljø AS. Støttespillere: Antec Biogas, Fjøssystemer, Landbruk 21 Trøndelag, Mære landbruksskole, Bygdø Kongsgård og Københavns Universitet.