Biogas från Skånsk betblast - potential, teknik och ekonomi
Författare
Summary, in Swedish
Sammanfattning
I Skåne odlas 34 500 ha sockerbetor för sockerutvinning och i Sverige 36 000 ha
(Jordbruksstatistik årsbok 2014). Vid insamling och rötning av blasten från betorna i
Skåne skulle drygt 200 GWh biogas kunna produceras per år och driva minst 19 000 bilar
eller 1000 bussar. Men idag lämnas den i fält.
Tidigare studier har visat att betblast från sockerproduktion är på gränsen till lönsamt att
skörda och använda för biogasproduktion (Lantz, 2013b). I det här projektet har flera
forskare, en biogasproducent och en representant för betodlarna gemensamt tagit fram
och undersökt ett par förslag för hur skörd, lagring och rötning av betblast kan
genomföras och hur olika tillvägagångssätt påverkar kostnader och klimatpåverkan. Dessa
innefattar en jämförelse av två olika skördekedjor och undersökning av effekterna av att
fraktionera betblast före lagring och rötning på; biogasproduktion, ekonomi och
klimatpåverkan. För dessa beräkningar antogs att endast betblast rötades i en
biogasanläggning med en årlig produktion om 172 TJ (48 GWh) metan. Effekterna av att
introducera icke fraktionerad och fraktionerad betblast i en samrötningsanläggning
analyserades också. Dessutom arrangerades en skördedemonstration i oktober 2013 i
samarbete med Skånska Biobränslebolaget (länk till video). Analysen av skördeteknik har
begränsats till skörd av blast från betor odlade för sockerproduktion, vilket är det som
görs i Sverige idag. Om sockerbetor odlas endast för biogasproduktion kan andra
skördetekniker för betor och blast vara aktuella.
Studien har visat att när biogas från betblast ersatte fossil energi som drivmedel så sänktes
utsläppen av klimatgaser kraftigt, med 80 %. Därmed uppfylldes EUs hållbarhetskriterier
för biodrivmedel, både enligt dagens direktiv (35 % reduktion) och föreslagna framtida
(60 % reduktion). Viktigt i detta sammanhang är att blasten är en restprodukt och den
konkurrerar inte om åkermark för livsmedelsproduktion.
I Skåne skulle ca 200 GWh biogas kunna produceras från betblast vid dagens
sockerbetsproduktion. Men, även för den andel av blasten som skördas under september
(motsvarande ca 40 GWh), då det är mer gynnsamt än vid senare skörd, är det svårt att
hitta ekonomisk hållbarhet.
Studien tyder på att kostnader och klimatpåverkan är de samma om betblast fraktioneras
eller ej. I fallstudien framkom att fraktionering av betblasten gav praktisk möjlighet att ta
emot mer material i den studerade samrötningsanläggningen. Vätskefraktionen kunde då
ersätta vatten i förbehandlingen och mera torrsubstans (TS) kunde tas emot med den fasta
fraktionen innan uppehållstiden begränsade mängden i rötningsprocessen. Att ersätta
vatten i förbehandlingsanläggningen ger mindre kapitalkostnader per producerad MWh
jämfört med om man skulle röta denna fraktion i en dedikerad anläggning. Men, inte
heller i fallstudien medförde fraktionering lägre kostnader per producerad mängd metan.
Blastskörden visade sig vara högre i september, 3,6 ton torrsubstans per hektar (t TS/ha),
än i oktober, 3,2 t TS/ha, vilket gör det fördelaktigare att samla in blast i september än
oktober. Av de skörde- och transportkedjor som teoretiskt utvärderades i projektet var det
ekonomiskt mest fördelaktigt med en skördekedja där en mindre mängd blast samlades in
(55 % av tillgänglig mängd) för att minimera maskinernas väntetider. Alternativet har
dock nackdelen att en större andel kvarlämnad blast gör att en större andel av fältets ytafår ojämn förfruktseffekt i efterföljande gröda jämfört med ett scenario då större andel av
blasten samlas in.
Priset för skörd (i september) och lagring beräknades till 1,7–2,1 kr/kg TS både med och
utan fraktionering. Detta är högre än det pris som tidigare beräknats (Gissén et al. 2014),
vilket bedöms som underskattat.
Tester av fraktionering av betblast gjordes i liten skala med en äppeljuicepress.
Metanpotentialtester gjordes på de olika fraktionerna. Pressning av strimlad blast (13 %
TS) gav en vätskefraktion (7 % TS) motsvarande en fjärdedel av våtvikten och 3 fjärdedelar
återstod som fast fraktion (15 % TS). Den fasta fraktionen gav dubbelt så högt
metanutbyte per kg våtvikt som vätskefraktionen, men ingen signifikant skillnad i
metanutbyte per kg organiskt material. Ingen inverkan av sortval på betblastskörden eller
metanutbyte per kg organiskt material kunde hittas vid test av fem sockerbetssorter som
förädlats fram för sockerproduktion.
När fraktionerad blast används kan möjlighet finnas att dubbelanvända lager för den våta
fraktionen och rötrest. Det gäller även för andra flytande substrat som behöver lagras.
Studien visar att dubbelanvändning kan påverka investeringskostnaderna för rötrestlagret
signifikant och en närmare undersökning av om det är praktiskt möjligt vore intressant.
När flera positiva faktorer samspelar kan det finnas möjlighet att med dagens
förhållanden producera biogas som biodrivmedel från betblast på ett ekonomiskt hållbart
sätt. Exempel på identifierade positiva faktorer är: högt blastutbyte, användning av
underutnyttjade jordbruksredskap, rötning i befintliga anläggningar för att fylla ut
substratluckor, korta transportsträckor och direktanvändning av färsk betblast utan
lagring. Det är troligtvis endast för en liten del av den totala mängden blast som tillräckligt
många positiva faktorer samspelar för att den idag ska kunna vara ekonomiskt intressant
att använda för biogasproduktion.
I Skåne odlas 34 500 ha sockerbetor för sockerutvinning och i Sverige 36 000 ha
(Jordbruksstatistik årsbok 2014). Vid insamling och rötning av blasten från betorna i
Skåne skulle drygt 200 GWh biogas kunna produceras per år och driva minst 19 000 bilar
eller 1000 bussar. Men idag lämnas den i fält.
Tidigare studier har visat att betblast från sockerproduktion är på gränsen till lönsamt att
skörda och använda för biogasproduktion (Lantz, 2013b). I det här projektet har flera
forskare, en biogasproducent och en representant för betodlarna gemensamt tagit fram
och undersökt ett par förslag för hur skörd, lagring och rötning av betblast kan
genomföras och hur olika tillvägagångssätt påverkar kostnader och klimatpåverkan. Dessa
innefattar en jämförelse av två olika skördekedjor och undersökning av effekterna av att
fraktionera betblast före lagring och rötning på; biogasproduktion, ekonomi och
klimatpåverkan. För dessa beräkningar antogs att endast betblast rötades i en
biogasanläggning med en årlig produktion om 172 TJ (48 GWh) metan. Effekterna av att
introducera icke fraktionerad och fraktionerad betblast i en samrötningsanläggning
analyserades också. Dessutom arrangerades en skördedemonstration i oktober 2013 i
samarbete med Skånska Biobränslebolaget (länk till video). Analysen av skördeteknik har
begränsats till skörd av blast från betor odlade för sockerproduktion, vilket är det som
görs i Sverige idag. Om sockerbetor odlas endast för biogasproduktion kan andra
skördetekniker för betor och blast vara aktuella.
Studien har visat att när biogas från betblast ersatte fossil energi som drivmedel så sänktes
utsläppen av klimatgaser kraftigt, med 80 %. Därmed uppfylldes EUs hållbarhetskriterier
för biodrivmedel, både enligt dagens direktiv (35 % reduktion) och föreslagna framtida
(60 % reduktion). Viktigt i detta sammanhang är att blasten är en restprodukt och den
konkurrerar inte om åkermark för livsmedelsproduktion.
I Skåne skulle ca 200 GWh biogas kunna produceras från betblast vid dagens
sockerbetsproduktion. Men, även för den andel av blasten som skördas under september
(motsvarande ca 40 GWh), då det är mer gynnsamt än vid senare skörd, är det svårt att
hitta ekonomisk hållbarhet.
Studien tyder på att kostnader och klimatpåverkan är de samma om betblast fraktioneras
eller ej. I fallstudien framkom att fraktionering av betblasten gav praktisk möjlighet att ta
emot mer material i den studerade samrötningsanläggningen. Vätskefraktionen kunde då
ersätta vatten i förbehandlingen och mera torrsubstans (TS) kunde tas emot med den fasta
fraktionen innan uppehållstiden begränsade mängden i rötningsprocessen. Att ersätta
vatten i förbehandlingsanläggningen ger mindre kapitalkostnader per producerad MWh
jämfört med om man skulle röta denna fraktion i en dedikerad anläggning. Men, inte
heller i fallstudien medförde fraktionering lägre kostnader per producerad mängd metan.
Blastskörden visade sig vara högre i september, 3,6 ton torrsubstans per hektar (t TS/ha),
än i oktober, 3,2 t TS/ha, vilket gör det fördelaktigare att samla in blast i september än
oktober. Av de skörde- och transportkedjor som teoretiskt utvärderades i projektet var det
ekonomiskt mest fördelaktigt med en skördekedja där en mindre mängd blast samlades in
(55 % av tillgänglig mängd) för att minimera maskinernas väntetider. Alternativet har
dock nackdelen att en större andel kvarlämnad blast gör att en större andel av fältets ytafår ojämn förfruktseffekt i efterföljande gröda jämfört med ett scenario då större andel av
blasten samlas in.
Priset för skörd (i september) och lagring beräknades till 1,7–2,1 kr/kg TS både med och
utan fraktionering. Detta är högre än det pris som tidigare beräknats (Gissén et al. 2014),
vilket bedöms som underskattat.
Tester av fraktionering av betblast gjordes i liten skala med en äppeljuicepress.
Metanpotentialtester gjordes på de olika fraktionerna. Pressning av strimlad blast (13 %
TS) gav en vätskefraktion (7 % TS) motsvarande en fjärdedel av våtvikten och 3 fjärdedelar
återstod som fast fraktion (15 % TS). Den fasta fraktionen gav dubbelt så högt
metanutbyte per kg våtvikt som vätskefraktionen, men ingen signifikant skillnad i
metanutbyte per kg organiskt material. Ingen inverkan av sortval på betblastskörden eller
metanutbyte per kg organiskt material kunde hittas vid test av fem sockerbetssorter som
förädlats fram för sockerproduktion.
När fraktionerad blast används kan möjlighet finnas att dubbelanvända lager för den våta
fraktionen och rötrest. Det gäller även för andra flytande substrat som behöver lagras.
Studien visar att dubbelanvändning kan påverka investeringskostnaderna för rötrestlagret
signifikant och en närmare undersökning av om det är praktiskt möjligt vore intressant.
När flera positiva faktorer samspelar kan det finnas möjlighet att med dagens
förhållanden producera biogas som biodrivmedel från betblast på ett ekonomiskt hållbart
sätt. Exempel på identifierade positiva faktorer är: högt blastutbyte, användning av
underutnyttjade jordbruksredskap, rötning i befintliga anläggningar för att fylla ut
substratluckor, korta transportsträckor och direktanvändning av färsk betblast utan
lagring. Det är troligtvis endast för en liten del av den totala mängden blast som tillräckligt
många positiva faktorer samspelar för att den idag ska kunna vara ekonomiskt intressant
att använda för biogasproduktion.
Avdelning/ar
Publiceringsår
2014
Språk
Svenska
Fulltext
Dokumenttyp
Rapport
Förlag
Miljö- och energisystem, LTH, Lunds universitet
Ämne
- Industrial Biotechnology
- Energy Systems
Nyckelord
- betblast
- biogas
- biogasproduktion
- metan
- rötning
- restprodukt
- ekonomi
- teknik
- skörd
- fraktionering
Status
Published
Report number
93
ISBN/ISSN/Övrigt
- ISSN: 1102-3651
- ISBN: 978-91-86961-19-0
- ISRN LUTFD2/TFEM—14/3084-SE+(1-60)