Kortreist biogass er mest lønnsomt

Biogass dannes når organisk materiale brytes ned under anaerobe forhold, altså uten tilgang til luft. Gassen kan fremstilles fra en rekke biologiske avfallsprodukter for så å anvendes til forbrenning for å frigjøre energi. Siden gassen hentes fra biologisk materiale er dette et karbonnøytralt energiprodukt. Utfordringen er å få slike anlegg til å gå med overskudd, og det må sikres god tilgang til råstoff/substrat (organisk materiale).

Seniorforsker Vibeke Lind ved NIBIO Tjøtta har sammen med flere forskere og samarbeidspartnere utredet et mulighetsstudie for biogassanlegg på Helgeland. De har sett på tre forskjellige lokaliteter med ulike typer anlegg og med tilgang til forskjellige lokale råstoffressurser fra blå-grønn sektor. Prosjektet har ledet til rapporten «Mulighetsstudie biogassanlegg i Helgeland – Biogass Helgeland basert på regionale koblinger mellom blå-grønn sektor»

12. februar deltar Vibeke Lind i et webinar med Miljødirektoratet hvor temaet er lokale biogassprosjekter.

Nærhet til substrat er viktig

Rapporten fra prosjektet baserer seg på litteraturstudier, erfaringer fra studieturer til eksisterende biogassanlegg og innhenting av data om substrattilgang (råstofftilgang) fra både blå og grønn sektor. Prosjektet er gjennomført i samarbeid med Østfoldforskning, Søndre Helgeland Miljøverk IKS, BioMiljø AS, LetSea AS, Nordland Bondelag, Skognæringsforum Nordland og Alstahaug kommune.

I rapporten er det gjort økonomiske beregninger for tre ulike typer anlegg med forskjellige substrat på tre ulike lokaliteter i regionen. Biogasstiltak har relativt høye kostander i produksjon og distribusjon. Alle ni anlegg kom positivt ut, men anlegg som ligger nær råstofftilgangen viser seg å komme beste ut. Transportavstand viser seg å være den viktigste faktoren for forskjeller i lønnsomheten.

Klimagevinst på naturens premisser

I tråd med forpliktelsene fra Parisavtalen skal Norge redusere klimagassutslippene med minst 40 prosent innen 2030, sammenlignet med utslippene vi hadde i 1990. I 2010 kom omtrent 8 prosent av Norges samlede klimagassutslipp fra jordbruket. Halvparten var metan (CH4) fra drøvtyggeres fordøyelsesprosess og gjødsellagre; den andre halvparten kom fra omdannet nitrogen (lystgass N2O) i jord og gjødsel.

Biogass (metan) produseres i alle drøvtyggeres vom. Når biogass produseres industrielt er det den samme mikrobielle prosessen som benyttes. Mikroorganismene trenger både karbohydrater, protein, vitaminer, mineraler, fosfor og øvrige mikronæringsstoffer for å vokse, bryte ned substratene, og avgi gass. Derfor må substratsammensetningen (maten til mikroorganismene) tilpasses dem. Innblanding av forskjellige typer tørrstoffer sammen med vann må tilpasses i forhold til hverandre, temperaturen må være gunstig, og pH bør være nøytral for at de naturlige prosessene skal skje og nedbrytingen i biogassreaktoren skal være optimal.

Biogassproduksjon kan baseres på gjødsel, avløpsslam og ulike typer avfall som har et vesentlig potensial for å redusere utslipp av klimagasser som også kan erstatte fossil energi.

I studiet NIBIO har gjort i Helgeland er det landbruket som representerer de største mengdene tilgjengelig råstoff (substrat) målt i tonn (79 %), men det er den blå sektoren som står for det største potensielle biogassutbyttet (62 %).

I rapporten kommer forskerne frem til at den mest lovende løsningen for substrater inn i et biogassanlegg i Helgeland er en kombinasjon av vom/tarminnhold, slam/septik, kugjødsel og avfall fra oppdrettsnæringen. Substrater med lavt innhold av tørrstoffer egner seg best.

– Husdyrgjødsel er et viktig substrat til biogassproduksjon, men det er også en ressurs for bøndene selv. For at de skal være villige til å gi dette «gullet» fra seg trengs det økonomiske gulrøtter, forteller seniorforsker Vibeke Lind. 

Substrater som er ferdig utnyttet i biogassreaktorer kalles for biorest. Dette er tungt nedbrytbart organiske stoffer som kan komposteres og egner seg som gjødsel eller jordforbedringsprodukter.

Forskjellige typer substrater

I rapporten har forskerne tatt for seg forskjellige typer prosesser og ulike lokalt tilgjengelige substrater for biogassproduksjon. Rapporten har kun tatt for seg enkelte av substratene og tre definerte mikser av disse. Sammensetningen av råstoffet er avgjørende for gassutbyttet, og substrater med høyt innhold av fett og proteiner gir det høyeste gassutbyttet. Fett gir et høyt utbytte av metan, men kan i for store konsentrasjoner påvirke mikroorganismene negativt og også utgjøre et problem for reaktorene ved at det kan tørke og sette seg fast.

Husdyrgjødsel blir beskrevet som et stort uutnyttet potensial. Ved å bruke dette reduseres metanutslipp og en får klimanøytral energi tilbake. Bakteriene som lager biogass er allerede tilstede, men alene gir ikke gjødselen nok gass.

Slakteriavfall er et substrat som gir høyt utbytte av gass, men ben og fremmedelementer må sorteres ut. Særlig mage og tarminnhold har stort potensiale for biogass.

Avløpsslam er et substrat som kan inneholde organiske miljøgifter. Det vil derfor være uheldig om restproduktene blandes med øvrige substrater.

Fiskeslam, som består av ufordøyd fôr og avføring fra oppdrettsfisk, utgjør en betydelig forurensningskilde som er lite regulert. Utslippene fra norske oppdrettsanlegg, rett ut i havet, tilsvarer kloakkslam fra 12 millioner (!) mennesker. Slammet inneholder mye fosfor, fett og protein og er først gunstig i biogassproduksjon når det blandes med husdyrgjødsel. Imidlertid mangler god teknologi for å hente opp og avsalte denne substratmassen. 

Fiskeensilasje er et begrep for selvdød og klinisk syk fisk som kvernes opp og tilsettes maursyre ved oppdrettsanleggene. Når dette oppfyller mikrobielle krav kan det brukes som gjødsel og jordforbedring eller nyttes som biogass.

Våtorganisk matavfall krever forbehandling med fjerning av plast og metall, og det bør være variert og god balanse mellom karbohydrater, protein og fett. Ved Greve Biogass har de fått høy biogassproduksjon fra dette substratet når det har vært blandet med våt husdyrgjødsel.

- I noen deler av landet, f.eks. på Helgeland, sorteres matavfall fra husholdninger i plastposer. Samtidig finnes det rester av annen plast i mye av matavfallet. Etter å ha utvunnet biogass fra matavfallet står vi igjen med en biorest hvor det kan finnes både synlig plast og mikroplast. Det er en utfordring vi i dag vet lite om, fortsetter Vibeke Lind.

Jordbruksavfall består av ubrukt fôr og halm. Slike substrater er rike på fiber og lignin og krever forbehandling. Greve Biogass tester dette råstoffet for biogassproduksjon.

Skogsavfall egner seg mindre for produksjon av biogass på grunn av lav nedbrytingsgrad, men råstoffet har i kombinasjon med andre biorestprodukter høy verdi som jordforbedringsmiddel.

Meieriavfall er et annet råstoff som må brukes sammen med andre substrater for optimal gassproduksjon.