Fra møkk til miljødrivstoff

Å lage gull av gråstein går som kjent ikke. Lønnsom omdanning av møkk til miljøvennlig drivstoff kan derimot være innenfor rekkevidde.

Publisert
 (Illustrasjonsfoto: www.colourbox.no)
(Illustrasjonsfoto: www.colourbox.no)

Prosjekt: Distribuert produksjon av biogass med transport til sentralisert oppgradering

Prosjektansvarlig: Høgskolen i Telemark.
 

Samarbeidspartnere: Tel-Tek og Østfoldforskning
 

Varighet: 2011-2013
 

Prosjektet er støttet av Oslofjordfondet med 2,4 millioner kroner.

Regjeringen har som målsetting at 30 prosent av all husdyrgjødsel i Norge skal brukes til produksjon av biogass innen 2020.

- Det første og største hinderet vi må over for å komme dit, er knyttet til bondens økonomi. En biogassreaktor er ikke dyr i drift, men investeringskostnadene er store. En vanlig reaktor koster i dag fra 2,5 millioner og oppover.

Det forteller Jon Hovland, sivilingeniør på forskningsinstituttet Tel-Tek i Porsgrunn og sentral forsker i et prosjekt som også teller kolleger fra Østfoldforskning og Høgskolen i Telemark.

Prosjektet skal bidra til å utvikle kostnadseffektiv og bærekraftig teknologi for produksjon og distribusjon av biogass.

- Målet er ikke bare å omdanne mest mulig gjødsel til biogass, men også at gassen i størst mulig grad skal erstatte fossilt brennstoff, for eksempel oljefyring eller diesel i biler. Da blir klimaeffekten størst, sier Hovland.

Biogass gir klimaeffekt

Landbruket står i dag for rundt åtte prosent av norske klimagassutslipp. Av dette igjen er husdyr og husdyrgjødsel kilden til rundt halvparten.

- Vi snakker altså ikke om de største utslippene i nasjonal sammenheng, men poenget er at hvis alle sektorer tar sitt, monner det i sum, sier Hovland.

Husdyrgjødselen er dessuten lettere å håndtere enn andre utslipp fra landbruket.

- Direkte utslipp fra husdyrene får vi ikke gjort så mye med hvis vi ikke legger om kostholdet og spiser mindre kjøtt. Og det tror jeg nok sitter lenger inne for de fleste, sier Hovland.

Behandling er best

Østfoldforskning laget klima- og næringsregnskap for fire ulike scenarioer:

  1. Bonden sprer møkka ubehandlet på åkeren.
  2. Bonden selger gjødselen ubehandlet til et sentralt produksjonsanlegg.
  3. Bonden installerer eget produksjonsanlegg og bruker biogassen til oppvarming på gården.
  4. Bonden installerer eget produksjonsanlegg og selger gassen til et sentralt oppgraderingsanlegg, slik at den kan benyttes som drivstoff for kjøretøy.

For bonden kan det se ut som den økonomiske nåverdien er størst dersom han installerer en reaktor på gården og bruker biogassen til oppvarming selv.

For klimaregnskapet er det imidlertid langt bedre at bonden enten selger møkka direkte til et sentralt produksjonsanlegg eller selger biogass produsert på gården til et sentralt oppgraderingsanlegg. Da kan gassen erstatte fossilt brennstoff i kjøretøyer – noe som gir høy klimaeffekt.

Sammenlignet med å spre møkka direkte på åkeren, ligger det an til en samlet, årlig utslippsreduksjon på 150 000 kg CO2-ekvivalenter per grisebonde dersom det produseres biogass til bruk i kjøretøyer.

Gevinsten vil bli enda høyere dersom lagertanken for biorester har tett dekke som hindrer utslipp. Hvor stor denne klimagevinsten blir totalt, vil Østfoldforskning analysere nærmere i neste fase.

- Det vi uansett kan slå fast, er at både fra et klimamessig og et samfunnsøkonomisk standpunkt, er det bedre å behandle grisegjødsel i et biogassanlegg enn å ikke gjøre noe, sier Hovland.

- Det vi så kan diskutere, er om det er best å bygge reaktorer på hver enkelt gård, eller gå for sentrale anlegg.

Hovland understreker at dette er foreløpig resultater, og at det uansett er lokale forhold å ta hensyn til.

Dersom biogass fra en gård for eksempel kan erstatte en oljefyr på en skole i nærheten, blir effekten i klimaregnskapet høy. Da slipper man også utslipp forbundet med transport av biogassen, en faktor som også må være med i regnestykket.

- Der det ikke er åpenbare lokale brukere av gassen, må vi imidlertid se på sentrale løsninger, sier han.

Utvikler effektiv reaktor

200-milliliters laboratorieversjon av bioreaktor for intensiv metanproduksjon fra møkk. (Foto: Høgskolen i Telemark)
200-milliliters laboratorieversjon av bioreaktor for intensiv metanproduksjon fra møkk. (Foto: Høgskolen i Telemark)

For å hjelpe bøndene over det økonomiske hinderet, har reaktordesign stått sentralt i forskningsprosjektet. Hovland mener resultatene er lovende.

En konvensjonell biogassreaktor er i bunn og grunn én stor tank der alt flyter rundt i en salig røre. I dette prosjektet jobber blant andre Hovland og professor Rune Bakke fra Høgskolen i Telemark med en modell som er hakket mer sofistikert.

- I vår tank skilles væsken som produserer biogass fra selve bakteriene. Det dannes små bakterieholdige granuler eller kuler som er tyngre enn væsken, og disse synker da til bunns, sier Hovland.

- Dette betyr at bakteriene blir igjen i reaktoren når væsken tappes – vi kaster dem altså ikke ut med badevannet.

Resultatet er større gassproduksjon per enhet reaktorvolum og dermed større effektivitet. Dermed blir de nye tankene mye mindre og derfor også mye rimeligere.

Hovland anslår prisen til rundt én million, dersom systemet kommersialiseres og man får til effektiv distribusjon.

Forsøkene viser også at restene etter biogassproduksjonen inneholder de samme, viktige næringssaltene som ubehandlet husdyrgjødsel.

- Det betyr at gjødselverdien i avfallet er stort sett det samme som i fersk gjødsel, sier Hovland.

Utfordringer i kø

Det gjenstår likevel utfordringer av både teknisk og organisatorisk art. Det trengs blant annet metoder for å fjerne mest mulig hydrogensulfid (H2S) i den prosessen der biogass dannes.

I en motor vil H2S nemlig omdannes til svoveldioksid (SO2), som er korroderende.

- Det betyr at ved for høye verdier, kan for eksempel en bilmotor etter hvert bli ødelagt, sier Hovland.

Løsninger for distribusjon av biogass vil også stå sentralt i prosjektet i 2013.

- Hovedspørsmålet er rett og slett hvordan vi kan bruke biogassen på en måte som er optimal både for det samlede klimaregnskapet og for bondens økonomi. I den sammenheng må vi helt klart se på rollen til sentrale produksjons- og oppgraderingsanlegg.

Viktig samarbeid

Hovland tror på en langsiktig positiv effekt av det forskningssamarbeidet som nå er etablert i Oslofjordregionen. Han understreker at det også er viktig å knytte kontakter internasjonalt.

- Så langt har nok dette temaet vært mer i fokus i andre land. Telemark fylkeskommune hadde nylig besøk fra en stor landbruksregion i Polen, og de var veldig interessert i forskningen vår.

- Har du selv tro på at regjeringens mål om 30 prosent innen 2020 er oppnåelig?

- Det kommer vel i hovedsak an på om myndighetene gjennom sine rammebetingelser legger til rette for det. Forskningsmessig er vi i stand til å løse de problemene vi skal.