Husdyrgjødsel + fiskeslam = biogass

Forsker Joshua Fenton Cabell stikker et litermål ned i en stor bøtte med flytende brun masse. Langsomt heller han det over i små plastglass. Det er den ferskeste leveransen med fiskeslam til forskningsstasjonen til Norsk institutt for bioøkonomi (NIBIO) på Tingvoll i Møre og Romsdal.

- Fiskeslam er stort sett ufordøyet fôr og fiskebæsj. Det har et høyere energipotensiale enn møkk fordi det inneholder mye proteiner og fett, som gir gass, sier Cabell.

Bioresten, det vil si det som blir igjen etter at biogassen er skilt ut, kan potensielt sett brukes som næringsrik gjødsel. Mer om det litt senere.

Fiskeslam-proteinshake og kumøkk-yoghurt

Biogassproduksjon er en biologisk prosess hvor flere bakterietyper jobber sammen. Den bakterien som produserer metangass er avhengig av andre bakterier for å bryte ned karbohydrater, fett og proteiner til mindre og mindre molekyler. Hvis nedbrytingen går for fort så blir det opphoping av fettsyrer og ammonium som gjør at produksjonen av biogass stopper opp. Derfor er det nødvendig å blande fiskeslam med andre typer biomasse, eller tynne ut med vann. Cabell trekker en parallell til menneskelig kosthold.

- Fiskeslam er som å ta kosttilskudd eller proteinshake. Vi kan ikke leve på kosttilskudd, mennesket må ha en variert diett. Yoghurt hjelper oss å opprettholde bakteriekulturen i magen, det er akkurat det samme med biogassprosessen. Kumøkk fungerer som yoghurt for biogassprosessen.

For fiskeslam er virkelig kraftige saker. Det kan illustreres med en varm sommerdag og en lukket tank.

- En gang mottok kollegaen min en tank med fiskeslam fra et settefiskanlegg på Smøla, det er ca tre timers kjøring fra Tingvoll. Det var en veldig varm dag i mai, så da tanken kom fram til Tingvoll hadde slammet i tanken begynt å gjære og produsere gass. Det var veldig mye trykk når han åpnet lokket, så det var litt som å åpne en brusflaske. Han ble dekket med fiskeslam, ler Cabell.

Det er derfor han sitter her nå, og heller fiskeslam i små beholdere. De skal fryses slik at den biologiske prosessen settes på vent frem til slammet skal brukes i forsøk.

Doblet metangassproduksjon med 20 prosent fiskeslam

Norske gårder har potensiale til å utnytte dyregjødsel til å produsere bærekraftig biogass. I flere land i Europa blir dette gjort i stor skala. Noen av de største hindringene i Norge har vært konkurranse fra lave energipriser i markedet og mangel på anlegg tilpasset norske gårdsbruk. I Ås tester NIBIO og Antec Biogas AS pilotanlegg tilpasset norske gårdsbruk (lenke under faktaboks til høyre). Dersom disse forsøkene lykkes så gjenstår det å få økonomi i produksjonen. Litt «proteinshake» i form av fiskeslam kan være det som skal til.

Forsøkene foregår i et lite rom hvor det står fire reaktorer på rekke. Reaktorene ble først satt i gang med biorest, deretter har de blitt matet med bløtgjødsel (kumøkk) og fiskeslam. Cabell peker på reaktorene og forklarer;

- Her forsker vi på den optimale kombinasjonen av fiskeslam og kumøkk, for å få mest biogass og best prosess. Vi vil ha så mye fiskeslam som mulig for å øke gassproduksjonen og næringsstoffinnhold.

Spørsmålet er hvor mye fiskeslam biogassprosessen tåler før den stopper opp. Reaktorene har fått blandinger med alt fra 16 – 100 prosent fiskeslam.

- Konklusjonen er at prosessen tåler ca 20 prosent fiskeslam i reaktorene. Da ble metangassproduksjonen doblet, sammenlignet med produksjon fra ren husdyrgjødsel, sier Cabell.

Han forteller at de nå vil se nærmere på hvorfor metangassproduksjonen stopper opp når det blir for mye fiskeslam i blandinger med husdyrgjødsel.

Det er viktig å få mer kunnskap om dette for å kunne øke metangassproduksjon fra husdyrgjødsel. Energipotensialet per kg slam fra settefiskanlegg til biogassproduksjon er 8-10 ganger høyere enn i storfegjødsel. (Settefiskanlegg er lukkede anlegg på land som produserer fisk til utsetting i oppdrettsanlegg i sjøen).

Lokale samarbeid eller tørket slam

Er dette framtida for norske bønder? Kanskje, men det avhenger av logistikk. En mulig løsning er å utvikle lokale samarbeid der hvor landanlegg for fisk ligger i nærheten av gårder med husdyr. Alternativt kan slammet bearbeides til en annen konsistens og transporteres.

- Fiskeslam inneholder veldig mye vann. Det er både dyrt og tungt, og ikke nødvendigvis klimavennlig å frakte vann over lange avstander, sier Cabell. 

Løsningen kan være pellets eller pulver av fiskeslam.

- Jeg vet foreløpig ikke om noen som har forsket på pellets eller tørrstoff som tilsetning i biogassanlegg med husdyrgjødsel, men det er en interessant løsning, sier Cabell.

Flere leverandører jobber med å utvikle tørre gjødselprodukter fra fiskeslam. Åsen og Flatanger settefiskanlegg har i samarbeid med Sterner Biotek utviklet et gjødselpulver med 96 % tørrstoff. Tanken er at produktet skal selges som gjødsel som kan spres direkte på jordet. Det er et stort potensiale for å ta vare på fosfor i fiskeslam og bruke det som gjødsel. Fosfor er helt essensielt for å produsere mat og det er en begrenset ressurs. Verdens fosfat-gruver er i ferd med å gå tomme og i fremtiden vil vi være helt avhengige av å resirkulere det fosforet som allerede er i omløp.

Logistikkregnestykke

Det skal lite til for å øke gassproduksjonen betydelig med fiskeslam.

- Det er snakk om noen få prosent av totalvolum hvis slammet er i tørket form, sier Cabell

Selv om det er kostnader forbundet med å fjerne vann fra fiskeslammet og med transport, så tror han at regnestykket kan gå i pluss hvis tilsetting av fiskeslam kan gjøre bønder selvforsynt med drivstoff fra biogassreaktoren på gården.

Logistikkforsker i Møreforskning Molde, Oddmund Oterhals, understreker at det er mange ting som må inn i et sånt regnestykke, for eksempel produksjonskostnader, transport, hvor mye som produseres, og inntekter fra produktet. I denne omgang var det ikke nok informasjon til å regne på dette.

- Når det er slik at denne råvaren (fiskeslam) i utgangspunktet inneholder 85 % vann så kan det hende at det lønner seg å fjerne vann for å redusere transportkostnader, sier Oterhals.

Fra avfall til ressurs

Forsøkene på Tingvoll er en del av et stort forskningsprosjekt som vurderer ulike sider av fiskeslam til bioenergi og plantevekst. Initiativtaker og prosjekteier er Smøla Klekkeri og settefiskanlegg. Bakgrunnen er at bedriften ønsket å få mer kunnskap om hva de kunne gjøre med eget fiskeslam.

- Drømmen er å bruke energien fra et lokalt biogassanlegg til å varme eller kjøle vann til produksjon av settefisk og bruke bioresten til gjødsel. Da vil du sitte igjen med vann med oppløst næringsstoff som kan brukes i akvaponics-anlegg, sier daglig leder Per Gunnar Kvenseth.  

Et akvaponics-anlegg er et nullutslippsanlegg for produksjon av planter og fisk i samme system.

Smøla Klekkeri og settefiskanlegg håper å snu avfallsproblemet til en verdifull og miljøvennlig inntektskilde. De har flere pågående forskningsprosjekter. Foreløpig ser det mest lovende ut for et forsøk med lokal biogassproduksjon på stedet, i samarbeid med Sterner Biotech.

Bioresten, som for det meste består av nitrogen og fosfor kan slippes rett ut i sjøen.

- Vi ønsker egentlig å bruke bioresten til gjødsel, men det er en del utfordringer med det og vi har ikke fått godkjenning fra Mattilsynet enda. Nå går vinningen, både energimessig og kostnadsmessig, opp i spinningen, sier Kvenseth. 

Han håper at det snart kommer enklere og billigere teknologi på markedet, slik at det vil lønne seg å ta vare på disse næringsstoffene.

Små biogassanlegg kan lønne seg

Møreforskning Molde har undersøkt verdikjeder, økonomi og logistikk knyttet til slambehandling på Smøla Klekkeri og Settefiskanlegg.

- Konklusjonen er at det er best økonomi å produsere biogass fra fiskeslam på settefiskanlegg på stedet, ved å tilsette spesielle bakterier i reaktoren, gitt at det fortsatt blir tillatt å slippe biorest fra reaktoren ut i sjøen sier Oddmund Oterhals.

Biogassanlegget på Smøla koster 3 millioner. Til sammenligning kan det koste 100 millioner å bygge et sentralt biogassanlegg i Møre og Romsdal. Som oftest lønner det seg å satse på store sentraliserte industrianlegg fordi det gir lavere kostnader til investering og drift. Dette kalles economy of scale.

- Vi må veie kostnader knyttet til sentral prosessering mot transportkostnadene. Med en kostnadsramme på 3 millioner så begynner det å bli veldig interessant med mindre biogassanlegg. Spesielt hvis du i tillegg finner anvendelse for bioresten - f eks til eget gartneri, eller som gjødsel til lokalt landbruk.

I dag er det ca 30 settefiskanlegg i Møre og Romsdal. I fremtiden har de kanskje egne biogassanlegg.

- Dette vil gi oss mange kortreiste fordeler og virker svært lovende i et bærekraftperspektiv, sier Oterhals.  

Fosforgalskap i havet

Cabell merker seg at det er stadig mer fokus på å gjøre oppdrett mer miljøvennlig.

- Det er en økende interesse for fiskeslam, både til biogass for å øke energiproduksjon, og for å ta vare på næringsstoffene, sier Cabell.

I motsetning til en del settefiskanlegg blir ikke oppdrettsanlegg til havs underlagt rensekrav. Per i dag finnes det heller ingen god teknologi for å fange opp fiskeslam fra oppdrettsanlegg i sjøen, og avsalte dette.  

- Plutselig en dag blir det krav om oppsamling av marint slam. I dag er det veldig strenge krav i landbruket til håndtering av gjødsel, men lakseindustrien er ikke regulert. Utslipp av fiskeslam fra norske oppdrettsanlegg tilsvarer kloakk fra 14 millioner mennesker som går rett ut i havet. Dette slammet inneholder like mye fosfor som det brukes i landbruket i hele Norge. Det er galskap, avslutter Cabell.

Snart skal han i gang med å undersøke marint slam kombinert med husdyrgjødsel i biogassproduksjon. Leveransen får han fra et forskningsprosjekt Smøla klekkeri har med oppsamling av slam i sjø.