Biogassproduksjon fra matavfall og møkk fra ku, gris og fjørfe

Transkript

1 Forfatter(e): Rapportnr.: Ingunn Saur Modahl, Kari-Anne Lyng, Hanne Møller, Aina Stensgård, Silje Arnøy, John Morken, Tormod Briseid, Ole Jørgen Hanssen og Ivar Sørby. OR ISBN: ISBN: Biogassproduksjon fra matavfall og møkk fra ku, gris og fjørfe Status 2014 (fase III) for miljønytte og verdikjedeøkonomi for den norske biogassmodellen BioValueChain

2

3 Rapportnr.: OR ISBN nr.: Rapporttype: ISBN nr.: Oppdragsrapport ISSN nr.: Rapporttittel: Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014/fase III for miljønytte og. Forfattere: Ingunn Saur Modahl, Kari-Anne Lyng, Hanne Møller, Silje Arnøy, Aina Stensgård, John Morken, Tormod Briseid, Ole Jørgen Hanssen og Ivar Sørby Prosjektnummer: 1623 Prosjekttittel: Bio Value Chains Oppdragsgivere: Statens Landbruksforvaltning Norges Forskningsråd Oppdragsgivers referanse: Kaja Killingland/Rannveig Bø Fløystad Trond Værnes Emneord: Tilgjengelighet: Antall sider inkl. bilag: LCA Økonomi Biogass Avfall Gjødsel Åpen 127 Godkjent: Dato: Prosjektleder (Sign) Forskningsleder (Sign) Østfoldforskning

4

5 Innhold Sammendrag Innledning Hensikten med prosjektet Prosjektgjennomføring Oppdateringer og kvalitetssikring siden forrige versjon av rapporten Miljømodell Life Cycle Assessment (LCA) Funksjonell enhet Systemgrenser Unngåtte belastninger (Avoided burdens) Oppbygging av miljømodellen Substrater og egenskaper Matavfall fra husholdninger Husdyrgjødsel Gjødsel fra storfe Gjødsel fra gris Gjødsel fra fjørfe Substitusjonseffekter/sambehandling Referansesystemene beskrivelse og parameterverdier Referansesystem for matavfall Referansesystem for storfegjødsel Referansesystem for gjødsel fra gris Referansesystem for gjødsel fra fjørfe Biogasscenariene: beskrivelse og parameterverdier Lagring av fersk gjødsel Transport til behandling Forbehandling (kun for matavfall) Biogassproduksjon Oppgradering Avvanning (inkludert videre behandling) Transport til lagring og lagring av flytende biorest Transport til brukssted og bruk (inkludert spredning og utslipp i vekstsesong) Erstattet (biogass) + biogassforbrenning Erstattet (biorest) Miljøresultater for matavfall Klimapåvirkning Forsuring Primærenergi Miljøresultater for storfegjødsel Klimapåvirkning Forsuring Primærenergi Østfoldforskning

6 8 Miljøresultater for grisegjødsel Klimapåvirkning Forsuring Primærenergi Miljøresultater for fjørfegjødsel Klimapåvirkning Forsuring Primærenergi Kvalitativ analyse av fosfor Effekt av tiltak og sensitivitetsanalyser Økonomimodell Bakgrunn og forutsetninger Videreutvikling av økonomimodellen Elementene «gården», «transport» og «forbehandlingsanlegget» Gården Transport og håndtering i forbindelse med lossing/lasting Forbehandlingsanlegget Biogassanlegget Kostnadsfunksjon for biogassanlegget Forskjell i beregnet investeringskostnad og faktisk investeringskostnad for biogassanlegget Oppsummering og konklusjon (økonomi) Diskusjon og konklusjon Videre arbeid Referanser Vedlegg 1 Kilder for utslippsdata og -beregninger Vedlegg 2 Beregning av lystgass fra lagring Vedlegg 3 Beregning av lystgass fra spredning Vedlegg 4 Beregning av metanutslipp fra lagring Vedlegg 5 Beregning av metanutslipp fra spredning Vedlegg 6 Beregning av metan- og lystgassutslipp fra biogassreaktor og lagring av biorest Vedlegg 7 Beregning av ammoniakkutslipp Vedlegg 8 Beregning av utslipp fra matavfall Vedlegg 9 Kompostering av avvannet fraksjon Vedlegg 10 LCA-metodikk Østfoldforskning 2

7 Sammendrag Prosjektets hovedmål har vært å videreutvikle en miljømodell og en økonomimodell for hele verdikjeden for produksjon av biogass og behandling av biorest. Resultatene skal bidra til bedre beslutningsgrunnlag ved planlegging av nye biogassanlegg i Norge. I fase I av prosjektet ble det utviklet både en miljømodell og en økonomimodell for biogassproduksjon som omfattet hele verdikjeden. Begge modellene ble videreutviklet i fase II av prosjektet. I miljømodellen ble det da inkludert en ny indikator (forsuring). I fase III har datagrunnlaget i modellene blitt ytterlige oppdatert og forbedret, i tillegg til at enda en indikator er tatt med (primærenergibruk) og at fjørfegjødsel er modellert som en ekstra modul. Dette er de viktigste endringene: Det er laget en egen miljømodul for gjødsel fra fjørfe. Primærenergibruk (CED) er inkludert som ny miljøindikator for alle substratene. Referansesystemet for våtorganisk avfall er modellert på nytt, og er nå en modul inne i miljødelen av BioValueChain-modellen. Effekt av tiltak er utvidet med resultat for flere substrater og indikatorer. Økonomimodellen for biogassanlegget er oppdatert med nye data fra Enova. En mengde detaljer er kvalitetssikret. Noen feil er funnet og korrigert, noen verdier er beregnet på nytt og oppdatert, mens andre er sjekket og funnet riktige. Miljømodellen beregner både utslipp og gevinster (i form av reduserte utslipp) ved biogassproduksjon som alternativ til konvensjonell behandling av avfall og gjødsel. Utslipp kan være fra bl.a. transport, lagring, spredning og oppgradering, og gevinster fra at produsert biogass erstatter produksjon av andre energibærere og at biorest erstatter mineralgjødsel eller jordforbedringsmiddel (torv). Økonomimodellen kan benyttes som beslutningsstøtte for bøndene, investorer i biogassanlegg og myndigheter. Både miljø- og økonomimodellen omfatter fire substrater med ulike egenskaper og basisverdier: Matavfall Storfegjødsel Grisegjødsel Fjørfegjødsel Miljømodellen: For hvert substrat er det laget scenario med forskjellige alternativer for hvilken energibærer som biogassen erstatter og hvordan bioresten brukes. Scenarioene sammenlignes med en referanse som er mest mulig tilnærmet dagens løsning, hvor matavfall forbrennes og husdyrgjødsel spres direkte på jordene som gjødsel. Analysene av biogassproduksjon gir følgende hovedkonklusjoner i et verdikjedeperspektiv: Klimagassutslipp For matavfall gir alle scenarioene klimareduksjon i forhold til referansen (energiutnyttelse). For gjødsel gir alle scenarioene klimareduksjon i forhold til referansen (som er bruk som gjødsel direkte) unntatt scenarioene med avvanning av bioresten og erstatting av elektrisitet for fjørfegjødsel. Biogassproduksjon med oppgradering til drivstoffkvalitet og bruk av flytende biorest (scenario D) er den beste klimamessige løsningen for både matavfall og gjødsel. Metantap ved oppgradering kan endre hvilket biogassalternativ som er best. Konklusjonene i denne rapporten er basert på 1,5% metantap ved oppgradering. Østfoldforskning 1

8 Forsuring: For matavfall vil biogassproduksjon gi redusert forsuring i forhold til referansen ved innføring av BAT ved spredning av biorest. For gjødsel vil noen scenarioer gi redusert forsuring i forhold til referansen, men ikke alle. Den beste klimamessige løsningen (scenario D) vil gi redusert forsuringspotensial for gjødsel og forsuringsutslipp på samme nivå som referansen for matavfall (gitt at standard spredeteknologi blir brukt). Ikke-fornybar primærenergi: For alle scenarioene vil biogassproduksjon gi redusert primærenergibruk dersom man erstatter drivstoff eller oljeforbrenning. Fosfor: Biogassproduksjon av husdyrgjødsel med tilbakeføring av biorest til gårdene som substratet stammer fra vil ikke føre til høyere utslipp av fosfor. En omfordeling av biorest til arealer med gjødslingsbehov (gårder uten husdyrgjødsel), vil på sikt gi lavere utslipp av fosfor. I miljømodellen er det forutsatt at det brukes tett lagertank ved lagring av biorest og standard teknologi ved spredning av biorest. Det er gjort beregninger av effekten av å bruke tett tank til lagring av biorest, noe som vil redusere utslippet av metan til null. Hvis det ikke brukes tett tank vil klimagassutslippene for hele verdikjeden øke med 5% for grisegjødsel, 16% for storfegjødsel og 59% for matavfall. Forsuringen vil også øke med mellom 13% og 96%. Ved spredning av biorest med standard teknologi vil det bli utslipp av lystgass. For storfegjødsel er det beregnet at det kan oppnås en reduksjon på 7% for hele verdikjeden ved å innføre Best Available Technology (BAT) ved gjødsling med biorest. Dette er kun analysert for storfegjødsel, da det ikke er tilgjengelige data for grisegjødsel og matavfall. Innføring av BAT spredeteknologi vil også redusere forsuringspotensialet betraktelig (45%-98%). Oppsummering av tiltak: Resultatene viser at tett tank for lagring av biorest reduserer både klimagassutslippene og forsurende utslipp betydelig. Det er mulig å redusere klimautslippene ytterligere ved å bruke BAT spredeteknologi ved spredning av biorest. BAT spredeteknologi vil også kunne redusere forsuringsutslippene kraftig. Begge tiltak vil til sammen gi store klima- og forsuringsgevinster, og bør innføres. Modellen er delvis basert på litteraturdata og delvis på anslag. Modellarbeidet har vist hvor det er behov for forbedrede data, for å redusere usikkerheten i konklusjonene. En sensitivitetsanalyse (dokumentert i Lyng et al., 2015) har også vist at det er spesielt viktig med spesifikke data for transportavstander, effektivitet i biogassanlegget, utslipp fra lagring av gjødsel og biorest, og utslipp ved bruk av gjødsel og biorest. Økonomimodellen: Analysene indikerer, ut fra de forutsetningene som ligger i modellen i dag, et negativt økonomisk resultat for verdikjeden for biogass samlet sett. Datagrunnlaget i verdikjedemodellen for økonomi er basert på et gjennomsnitt av beregnede investerings- og driftskostnader for norske biogassanlegg som det er søkt støtte Østfoldforskning 2

9 til fra Enova, kombinert med litteraturdata og innhentede data fra landbrukssektoren og transport. Resultatene må derfor ses på som gjennomsnittsdata hvor det tidligere er dokumentert stor spredning mellom anlegg med samme energipotensial, og det kan derfor være rom for betydelige endringer ut fra mer spesifikke utbyggingsplaner. For det enkelte anlegg og verdikjede er det derfor potensial for å forbedre det økonomiske resultatet sammenliknet med resultatene fra økonomimodellen. Det er også viktig å se de økonomiske analysene i sammenheng med at myndighetene vil bedre forutsetningene for og virkemidlene som er nødvendige for å styrke biogass-satsingen i Norge. Et tiltak som vil kunne bidra til å gjøre biogass-satsing i landbruket lønnsomt, er å øke tilskuddet over landbruksavtalen for lagring/spredning av gjødsel og biorest. Videre arbeid: For å sikre at modellene opprettholder og forbedrer nytteverdien er det viktig at de både anvendes, videreutvikles og at det skjer en jevnlig/årlig oppdatering av datagrunnlaget som inngår. Dette er spesielt viktig fordi den norske biogass-sektoren er relativt ny, og det er derfor naturlig å forvente en sterk utvikling på området fremover. En slik utvikling vil kunne gi tilgang til verdifulle nye data for hvordan biogassanlegg i praksis fungerer under ulike betingelser, noe som vil være viktig for å oppdatere modellene. Modellene kan anvendes både ved utbygging av biogassanlegg for å sikre optimale løsninger og av myndighetene som grunnlag for vurdering av nye virkemidler for biogassutbygging. Det er planlagt å bruke begge modellene inn i ulike casestudier. Dette kan gi verdifulle erfaringsverdier for modellene. I tillegg har Østfoldforskning allerede nå en lang liste med helt konkrete punker som kan gjennomføres for å raffinere modellene ytterlige. Masse- og energibalanser er et spesielt viktig punkt her. Østfoldforskning 3

10

11 1 Innledning 1.1 Hensikten med prosjektet Prosjektets hovedmål har vært å videreutvikle en klima-, miljø- og økonomimodell for hele verdikjeden fra innsamling av matavfall og husdyrgjødsel til biogassproduksjon og behandling av biorest. Resultatene skal bidra til bedre beslutningsgrunnlag ved planlegging av nye biogassanlegg i Norge. Modellene er bygget opp med en rekke parameterverdier for hvert av de ulike substratene og for hver livsløpsfase i verdikjeden. Ved å endre parameterverdier muliggjør modellene analyser i ulike regioner, med fleksible løsninger for lokale ulikheter. Dette kan være alternativer for lokalisering av anlegg i forhold til transportbehov, størrelse på anleggene i forhold til virkningsgrad og substratmengde, utnyttelse av biogass og biorest og hva slags type energi som kan erstattes av biogass (eks. drivstoff til kjøretøy, varme, elektrisitet) og biorest (gjødsel og jordforbedringsprodukt). Dette er for eksempel benyttet i en casestudie for Østfold for 2012, hvor ulike scenarioer er analysert. Casestudien foreligger som en egen rapport (OR 01.13, Arnøy et al. 2013). Det er også laget en nettbasert kalkulator for Vestfold til bruk ved strategiske veivalg under planlegging av GreVe biogassanlegg. 1.2 Prosjektgjennomføring Prosjektet er i denne fasen (fase III) finansiert av SLF, Energi X (Norges Forskningsråd) og samarbeidende partnere, og styringsgruppen har hatt følgende deltakere: - Avfall Norge - Cambi - NHO Mat og Drikke - Norges Bondelag - Bioenergisenteret på Ås - NMBU - Bioforsk - Re Bioconsult - TelTek - Høgskolen i Telemark - Syddansk Universitet - Østfoldforskning. Arbeidet er gjennomført i en prosjektgruppe med representanter fra Østfoldforskning, NMBU, Bioforsk og Re Bioconsult. Fase III fortsetter i Rapporten bygger på en klima- og økonomimodell som ble utviklet i fase I av prosjektet (Lyng et al., 2011), og som deretter ble videreutviklet med bedre grunnlagsdata, forsuring som ny indikator og en kvalitativ vurdering av fosforproblematikk i fase II (Møller et al., 2012). Rundt dette tidspunktet fikk modellen også et spesifikt navn, nemlig BioValueChain-modellen. Hovedmålsetningen med denne

12 rapporten er å dokumentere de nye utvidingene som er gjennomført i BioValueChain-modellen siden 2012, nemlig at indikatoren primærenergibruk (CED - Cumulative Enegy Demand) er inkludert og at det er utviklet en egen fjørfegjødsel-modul. Noe av teksten i rapporten er lik som i forrige versjon fra fase II av prosjektet (OR av Møller et al., 2012). Dette er gjort for at rapporten skal være komplett og selvforklarende, slik at man ikke trenger å gå tilbake til de andre rapportene for å få nødvendig informasjon. Vi vil presisere at selv om de fleste parametrene i modellene for matavfall, storfe- og grisegjødsel ikke er endret, har også oppdateringer i bakenforliggende prosesser fra databaser blitt oppdatert undervegs, slik at det kan være mindre endringer i de fleste fasene for alle substratene sammenlignet med OR Alle figurer er derfor oppdatert og all tekst er gjennomgått for å gjenspeile dette. Endringene som er gjennomført i modellen er oppsummert i kapittel Oppdateringer og kvalitetssikring siden forrige versjon av rapporten Dette er de viktigste endringene som er gjennomført etter at modellrapporten fra fase II, OR 34.12, ble publisert i desember 2012 (Møller et al., 2012): Det er laget en egen miljømodul for gjødsel fra fjørfe, på samme måte som for gjødsel fra storfe og gris. Primærenergibruk (CED) er inkludert som ny miljøindikator for alle substratene. Referansesystemet for våtorganisk avfall er modellert på nytt, og er nå en modul inne i miljødelen av BioValueChain-modellen. Tidligere ble det brukt en modul fra AvfallNorgemodellen for dette (Raadal et al., 2009). Effekt av tiltak er utvidet med resultat for flere substrater og indikatorer. Det er gjennomført en omfattende sensitivitetsanalyse (dokumentert i Lyng et al., 2015). Økonomimodellen for biogassanlegget er oppdatert med nye data fra Enova. En mengde detaljer er kvalitetssikret. Noen feil er funnet og korrigert, noen verdier er beregnet på nytt og oppdatert, mens andre er sjekket og funnet riktige. Mer detaljert og i kronologisk rekkefølge har følgende arbeid blitt gjennomført for å oppdatere og kvalitetssikre den norske biogassmodellen BioValueChain i perioden : 1. Komprimering og biltransport av komprimert biogass er lagt til inn som en mulighet i modulene for matavfall og gjødsel fra storfe (september 2013). Dette lå allerede inne i modulen for gjødsel fra gris (modellert i Dis-Biogassprosjektet i ). Det er ikke vist resultat fra bruk av denne opsjonen i denne rapporten, men i rapporten fra Arnøy et al. (2013) er slike resultat dokumentert. Parameterverdiene og forklaring er likevel gitt i kapittel 5.5 Oppgradering. I Dis- Biogassprosjektet (Arnøy et al. 2013) ble det i tillegg modellert rørtransport av rå biogass, men dette er laget som prosjektspesifikke prosesser og er ikke automatisk inkludert i biogassmodellen. Det er imidlertid enkelt å inkludere disse prosessene manuelt dersom det skulle være aktuelt i senere analyser. 2. Forbrenning av biogass er lagt inn (oktober 2013). Dette var ved en feil utelatt i modellen. Siden modellen ikke har en egen fase for dette, er forbrenningen lagt inn sammen med erstattet for Østfoldforskning 4

13 biogass (se også kapittel 5.9 Erstattet (biogass) + biogassforbrenning ). Dette har endret resultatene minimalt. Sammenlignet med gevinsten for erstatting av drivstoff, el og varme, er utslippene fra biogassforbrenning ca 1% av dette. 3. Fjernvarmemiksen er oppdatert fra 2008-versjon til 2012-versjon (november 2013). Dette blir blant annet brukt som erstattet varme flere steder, og oppdateringen er ikke beskrevet ytterligere inne i rapporten. 4. Elmiksen er oppdatert fra 2008-versjon til 2012-versjon (november 2013). Det er fremdeles nordisk produksjonmiks som blir brukt, men fordelingen på vannkraft, vindkraft, kjernekraft og kraft fra olje, gass og kull varierer fra år til år. Elmiks blir både brukt som erstattet elektrisitet og som energibærer i ulike prosesser i modellen, og oppdateringen er ikke beskrevet ytterligere inne i rapporten. 5. Biogassmodellen ble utvidet til også å kunne bruke CED som indikator (november 2013). Noe var allerede forberedt fra før, men det var også nødvendig å korrigere for endringer i metodene for CED og feedstock, som også ble gjennomført høsten Dette gjaldt substansene gross calorific value in biomass som tidligere ikke var inkludert i CED. Disse substansene påvirker prosessen Varme basert på flisfyring som er i bruk flere steder i modellen. Det er brukt Ecoinvent-metodikk for ressursbruk i biogassmodellen. Ecoinvent bryr seg ikke med hvor mye råvarer vi tar ut fra teknosfæren (bruker for eksempel ikke energy from waste ), kun hvor myke råvarer som jordkloden opplever blir brukt. Ecoinventmetoden skiller derfor heller ikke mellom CED og feedstock (siden det er det samme for jordkloden om ressursen blir brukt som energi eller råmateriale). Grunnen til at vi likevel bruker Ecoinventmetodikk i avfallsanalyser er at vi her starter med avfallsressurs som utgangspunkt, og når vi da skal sammenligne for eksempel gjenvinning eller biogassproduksjon av avfall (egne modelleringer) med forbrenning av avfall (Ecoinventprosesser), får vi ulik ressursbruk der det burde vært likt. I stedet for å manipulere alle forbrenningsprosessene har vi derfor valgt å la være å legge inn avfall som ressurs i biogass- og gjenvinningsmodelleringene. Differansen mellom ulike alternativer vil, uansett metode, bli den samme. Kvalitetssikring av CED-resultat er gjort i forbindelse med skriving av Kari-Anne Lyng sin artikkel (mai 2014). På grunn av en teknisk begrensing i de innkjøpte LCAdatabasene er det i denne analysen ikkje mulig å vise fornybar energibruk som en del av CED. Det er derfor valgt å vise ikkje-fornybar energibruk, som består av fossile energikilder, energikilder brukt til kjernekraft og uspesifiserte energikilder. I neste oppdatering av databasene vil det bli mulig å vise også fornybar energibruk, slik at CED blir komplett. 6. Innlagt karbonlagring i jord ved bruk av uavvannet biorest som erstatting for mineralgjødsel er kvalitetssikret gjennom korrespondanse med Jon Morken i Bioforsk i november Det er antatt at den lagringsstabile mengden karbon (i kg) er lik før og etter utråtning, fordi det er den ikke-lagringsstabile mengden karbon som blir til metan. Dette er ytterligere beskrevet i kapitlet 5.10 Erstattet (biorest). Det er mange forhold som spiller inn når det gjelder karbonlagringseffekt, og dette punktet kan sikkert raffineres enda bedre, men det er uansett sjekket at modellen er satt opp på riktig måte i forhold til forutsetningene over. 7. Verdien for metanutslipp fra lagring av biorest uten dekke er korrigert både for storfe og gris. Utslippet fra biorest skal være 67% redusert i forhold til verdien for lagring av ubehandlet substrat (ikke 67% av verdien for lagring av ubehandlet substrat). Denne feilen ble oppdaget i forbindelse med litteraturstudiet av biorest av John Morken/Jon Hovland/Mary Anderson-Glenna (desember 2013). Tabellen i kapittel 5.7 Transport til lagring og lagring av flytende biorest er derfor oppdatert. Teksten i Vedlegg 6 er også oppdatert. Denne endringen vil redusere klimaforskjellen mellom scenariene for tett og åpen tank (kapittel 11 Effekt av tiltak). Østfoldforskning 5

14 8. Tabellene i rapporten er oppdatert med parametre som er inkludert i modellen, men som likevel ikke er i bruk ennå (april 2014). Dette gjelder fosforinnhold og utnyttbar andel fosfor i substratene. Ingen av disse parameterne er hittil dokumentert i form av resultat, siden fosforproblematikken er blitt behandlet kvalitativt. 9. Tabellene i rapporten er oppdatert med parametre som er i bruk i modellen, men som ikke ble beskrevet i forrige rapport. Dette gjelder utslipp av COD, N og P, i tillegg til forbruk av vann, ved forbehandling av matavfall. Det samme er utslipp av metan og lystgass fra biogassanlegget for både. Vannforbruk ved avvanning er også lagt til i rapporten. Det samme er av/på-parameteren for om avvannet våtfase skal brukes som gjødsel. 10. Rapporten hadde også en skrivefeil i parameterverdien for dieselbruk for omrøring av biorest (Spredn_biorest_diesel_omroering) og for metanutslipp ved lagring av biorest fra matavfall (M_lagring_biorest_CH4). Dette er nå korrigert og er i samsvar med verdiene i modellen. 11. Utslipp av biologisk CO2 fra respirasjon av komposten er lagt inn som parametre for de enkelte substratene (april 2014). Dette påvirker ikke utslippene, men gjør det mulig å lage en massebalanse for systemene. 12. Det ble i april 2014 også lagt inn en mulighet for at råtneprosessen kan bruke naturgass som energibærer, i tillegg til at eventuell varme produsert av biogass kan erstatte naturgass. 13. Referansesystemet for våtorganisk avfall ble i utgangspunktet modellert i Avfallsmodellen for Avfall Norge i 2009 (Raadal et al., 2009), men ble i april/mai 2014 modellert på nytt og inkludert i BioValueChain-modellen for lettere å kunne sammenligne resultatene. I forbindelse med dette ble den funksjonelle enheten for referansesystemet endret fra ett tonn matavfall til ett tonn matavfall-tørrstoff, slik at alle moduler har samme funksjonell enhet. Dette påvirker ikke resultatene fra modellen. Noe som derimot påvirker resultatene litt, er at det ved nymodelleringen er brukt en oppdatert sammensetting av sikteresten (blir tatt ut ved forbehandling og er antatt å være restavfall), slik at den nå har samme sammensetting som sikteresten i biogasscenarioene. Dette har ført til at utslippet fra referansesystemet for matavfall har økt litt i forhold til den opprinnelige Avfall Norge-modellen fra 2009 (Raadal et al., 2009). Denne måten å gjøre det på er riktigere, siden sikteresten da er lik, og blir behandlet likt, uansett om man forbrenner eller biogassbehandler våtorganisk avfall. 14. Ved brenning av sikterest i biogass-modulene var det tidligere lagt inn en enkel GWP-verdi for erstattet energi. Dette ble i april 2014 endret til å være en prosess med parametre, slik at GWPverdien varierer avhengig av hva som blir erstattet (fjernvarme, olje, el, naturgass og kull), og at det også blir mulig å analysere på andre indikatorer som forsuring og CED. 15. I mai 2014 ble den faste verdien for mengde C i tørr biorest (ved avvanning og kompostering av biorest) endret til substratspesifikk mengde C i tørr biorest ved å opprette en ny parameter for hvert substrat, og ta den gamle ut av bruk. Det er nå antatt at bare den lagringsstabile andelen karbon er igjen i komposten etter kompostering. Dette påvirker resultatene for scenariene med avvanning ved at erstattingen fra torv blir redusert. 16. Formelen for utregning av TS-innholdet i flytende biorest (før eventuell avvanning) er korrigert. Ved en feil ble dette opprinnelig regnet ut ved å multiplisere TS-innholdet i substratet med anslått nedbryting i biogassanlegget. Det skal derimot multipliseres med faktoren (1-nedbryting). Dette ble rettet opp i september I tillegg skal forholdstallet mellom våtvekt for substrat og biorest inngå i utregninga. Her er det antatt at det ikke blir tilført ekstra vann i prosessen, men at vannmengden i substratet går uforandret over i bioresten, slik at total masse biorest er litt mindre enn total masse for substratet (siden noe tørrstoff blir nedbrutt ved utråtning). Denne Østfoldforskning 6

15 korreksjonen ble gjort i november 2014 for alle substratene. Senere ble antakelsen om at det ikke blir tilført vann endret for matavfall (og senere fjørfegjødsel), se punkt En modul for fjørfegjødsel er modellert og analysert med basis i data fra Lusakert Biogas Plant i Armenia. Data fra Lusakert og litteratur er brukt som grunnlag for modulen, sammen med standardverdier og databaseprosesser for erstatta energi og materiale, slik at modulen er tilpassa norske forhold. Fjørfemodulen er laga av i perioden 13/11-5/ , etter å ha innhenta data fra det armenske anlegget høsten Den kalkulerte måten å regne ut TS i flytende biorest på, vha nedbrytingsandel og TS i substratet, er ikke reell for matavfall og fjørfegjødsel, siden det faktisk blir tilsatt vann til disse substratene før biogassreaktoren. Vi baserer oss i stedet på data fra et norsk biogassanlegg for matavfall og utregninger i e-postkorrespondanse mellom ISM og KAL 5-8/ , der vi får verdien 5,5% TS i flytende biorest. Vi antar at fjørfegjødsla blir utblanda til omtrent samme TSinnhold, og bruker lik verdi som for matavfall. Modellen for matavfall og fjørfegjødsel er derfor endret slik at begge nå har 5,5% TS i flytende biorest. 19. Økonomimodellen er oppdatert med ny kostnadsfunksjon for biogassanlegget. Investeringskostnadene er oppdatert med nye data fra Enova, der kansellerte anleggssøknader mellom 2012 og 2014 er fjernet og nye tilsagnsanlegg er lagt til. 20. Effekt av tiltak er utvidet med resultat for flere substrater (matavfall og gris i tillegg til storfe) og indikatorer (forsuring i tillegg til klimaeffekt). Resultatene er vist som relative verdier for å unngå å synliggjøre mindre forskjeller i de absolutte resultatene (den generelle LCA-databasen for bakgrunnsprosesser har blitt oppdatert mellom denne analysen og analysene i resten av rapporten). 21. I forbindelse med Kari-Anne Lyng sitt doktorgradsarbeid er det gjennomført en omfattende sensitivitetsanalyse (dokumentert i Lyng et al., 2015), noe som har gitt oss nyttig informasjon om hvilke parametre det er viktigst å innhente spesifikke data for. Hovedkonklusjonene er tatt med inn denne rapporten. 22. Karakteriseringsfaktorene for GWP er oppdatert i henhold til IPCC Dette innebærer at metan har karakteriseringsfaktør 28 (tidligere 25), biogent metan har karakteriseringsfaktor 25,25 (tidligere 22), og lystgass har karakteriseringsfaktor 265 (tidligere 298). Østfoldforskning 7

16 2 Miljømodell Miljømodellen er bygd opp som en nettomodell som beregner utslipp ved biogassproduksjon som alternativ til konvensjonell behandling av avfall og gjødsel. Modellen kan brukes som innspill til beslutninger om hvilke type behandlinger av avfallet som er mest hensiktsmessig for reduksjon av miljørelaterte utslipp. Miljømodellen er bygget opp i analyseverktøyet SimaPro, som er et dataprogram for livsløpsanalyser (PRé 2014). 2.1 Life Cycle Assessment (LCA) Livsløpsanalyse er et metodisk verktøy der en ser på miljø- og ressurspåvirkninger gjennom hele livsløpet av et produkt, fra uttak av råvarer til transport, produksjon, bruk og avfallshåndtering. LCAmetodikken beskrives mer i detalj i Vedlegg 14. For biogassproduksjon innebærer dette at en ser på miljøpåvirkningene fra avfallet eller husdyrgjødselen oppstår, ved lagring, transport, forbehandling og utråtning til transport og videre bruk av biogass og biorest. Gevinsten ved at de genererte produktene erstatter et annet produkt er også inkludert. Dette er beskrevet mer i detalj i kapittel For å ha et sammenligningsgrunnlag, blir miljøpåvirkningene for de ulike scenarioene sammenlignet med beregnete utslipp for et referansescenario der husdyrgjødsel benyttes som gjødsel uten biogassproduksjon først og der matavfall sendes til energiutnyttelse. Disse scenarioene beskrives i kapittel Funksjonell enhet I livsløpsanalyser oppgis resultatene i forhold til en funksjonell enhet som er en definert kvantifiserbar størrelse som beskriver funksjonen til produktet eller tjenesten som analyseres. Den funksjonelle enheten i modellen er definert som håndtering av 1 tonn TS for det respektive substratet. Resultatene for denne funksjonelle enheten kan enkelt skaleres opp til årlig mengde for en region eller et anlegg Systemgrenser Analysene starter idet avfallet eller gjødselen oppstår og inkluderer alle livsløpsfaser i verdikjeden til substratet blir til produktene biorest og biogass (for referansescenariene: varmeenergi og gjødsel), inkludert effekten av at disse produktene erstatter alternative produkter. Østfoldforskning 8

17 Systemgrense Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Analysene kan defineres som Gate to cradle -analyser der miljøpåvirkninger kartlegges fra og med husdyrgjødsel og matavfall oppstår (uten at produksjonen av gjødsel og matavfall er inkludert) og frem til matavfallet og husdyrgjødselen blir til nye produkter som erstatter andre produkter. Utslipp ved produksjon av fôr og husdyr er ikke inkludert fordi analysen fokuserer på håndteringen av husdyrgjødsel fra landbruket og avfall fra husholdningene (se figur 2.1). Det er også grunn til å tro at belastningen fra produksjon av gjødsel ikke vil være påvirket av bruken av gjødsel i biogassproduksjon og at differansen mellom belastning fra produksjon av gjødsel for sammenlignede systemer sannsynligvis blir 0. Ekskludering av dette medfører at modellen ikke kan ta hensyn til ulike fôrregimers påvirkning på substrategenskapene. Matproduksjon/husdyrdrift Avfall/gjødsel oppstår Erstattet: Produksjon og bruk av tilsvarende produkt Bearbeiding Bruk Figur 2.1 Systemgrensene i modellen Unngåtte belastninger (Avoided burdens) Ved beregning av miljøpåvirkning ved biogassproduksjon er det ønskelig å synliggjøre nytten av at biogassproduksjon benytter avfall som en ressurs. I modellen inkluderes derfor gevinsten ved at biogass og biorest erstatter et annet produkt. Biogass benyttes til elektrisitet, varme eller drivstoff og erstatter en energibærer, og bioresten brukes som gjødsel eller jordforbedringsmiddel og erstatter mineralgjødsel eller torv. Hvis bioresten blir brukt i jordbruket, erstatter den kunstgjødsel (da brukes mengde N som basis for hvor mye kunstgjødsel som skal bli erstatta), i tillegg til at noe (20%) av karbonet blir lagret permanent i jordsmonnet. Hvis bioresten avvannes, blir tørrfraksjonen kompostert og erstatter torv (jordforbedringsmiddel). Da blir karbonmengden i tørrfraksjonen brukt som basis for hvor mye CO 2-utslipp man unngår. Vannfasen kan enten slippes ut via renseanlegg eller brukes som gjødsel. Bruk av vannfasen som gjødselvann ble modellert og inkludert i modellen i fase II av prosjektet. Ved modellering av fjørfemodulen ble ikke bruk av gjødselvann inkludert på grunn av mangel på data og tidspress. Det vil bli jobbet videre med dette slik at det også for fjørfegjødsel skal være mulig å vurdere miljøeffektene ved bruk av gjødselvann. Østfoldforskning 9

18 2.2 Oppbygging av miljømodellen Miljømodellen følger hvert av substratene matavfall, storfegjødsel, grisegjødsel og fjørfegjødsel gjennom hele verdikjeden. Livsløpet til biogassproduksjon er oppdelt i ti livsløpsfaser. I hver livsløpsfase er det definert et sett med parametere som kan endres for analyser av spesifikke anlegg eller regioner. De relevante parameterverdiene for hvert substrat er beskrevet under kapittelet om hver og en livsløpsfase. Ikke alle livsløpsfasene er relevant for alle substrater eller for alle scenarier. Figuren under viser et flytskjema for livsløpsfasene til de inkluderte substrattypene. Røde bokser signaliserer livsløpsfasene som medfører klimabelastning, mens de grønne boksene viser livsløpsfasene som gir sparte klimagassutslipp. Østfoldforskning 10

19 Referansesystem Scenario A-F Gjødsel Matavfall Gjødsel Matavfall 1. Lagring 1. Lagring 2. Transport til forbrenningsanlegg 2. Transport til anlegg 3. Forbehandling 3. Sikterest til forbrenningsanlegg, inkl. transport 3. Erstatter fjernvarmemiks eller oljeforbrenning 4. Forbrenningsanlegg 4. Biogassproduksjon Biogass Biorest 6. Avvanning og videre behnandling 7. Transport til lagring og lagring 5. Oppgradering 9. Erstatter fjernvarmemiks eller oljeforbrenning 8. Transport til brukssted og bruk/gjødsling 10. Erstatter mineralgjødsel. C- lagring i jord. 8. Transport til brukssted og bruk/gjødsling 10. Erstatter biorest Erstatter torv Erstatter mineralgjødse. C- lagring i jord. 9. Erstatter biogass Diesel eller naturgass Olje, kull, naturgass, flis, elektrisitet eller fjernvarmemiks Figur 2.2 Flytskjema for miljømodellen Østfoldforskning 11

20 3 Substrater og egenskaper I biogassproduksjon benyttes ulike substrater som råvarer. Substratene har ulike egenskaper som har betydning for selve råtneprosessen og hvor mye biogass som blir produsert per mengde substrat, som TS-innhold og teoretisk energipotensial. Alle substratene er biologiske ressurser som i stor grad varierer i egenskaper og sammensetning. Biogassproduksjonen vil i tillegg være avhengig av prosessvalg, for eksempel forbehandling, oppholdstid i reaktoren, temperatur og innblanding av andre substrater. Fastsetting av absolutte riktige verdier er derfor ikke mulig. Data for kjemiske egenskaper på storfegrise- og fjørfegjødsel er basert på data fra NMBU og Bioforsk og er valgte normtall. Det vil være en variasjon med hensyn på innhold av flere grunner. For husdyrgjødsel avhenger substratets egenskaper først og fremst av innholdet av fôringen av dyra, og for storfe varierer fôringen med melkeytelsen slik at fôringen vil variere både gjennom året, og individuelt mellom dyr avhengig av totalytelsen. I tillegg vil mengden strø som brukes, samt hvor mye vaskevann som blandes inn i gjødselen, gi variasjoner. Dersom gjødselen er lagret i kummer uten dekke, vil også regnvann og fordamping kunne gi variasjoner. Normtallene er basert på uttak av gjødselprøver som er blitt analysert. Siden gjødsel må homogeniseres før utkjøring, har det vist seg at det er store variasjoner i ett lager fra starten av tømmingen til slutten. Parametrene for biogasspotensialer er eksperimentelle verdier. De er framkommet gjennom laboratorieforsøk under optimale forhold. I fullskala-anlegg vil disse verdiene kunne være en del lavere enn de eksperimentelle verdiene. Det er lagt inn en faktor for å justere for dette (bruk av parameteren «Biogassanlegg_reelt_utbytte» med verdi 70%). Avløpsslam fra kommunale renseanlegg er ikke inkludert som substrat i modellen, da det i dette prosjektet har vært fokus på biogass i landbrukssektoren. Biorest fra biogassproduksjon hvor slam er involvert er heftet med en rekke bruksbegrensninger i henhold til gjødselvareforskriften, og kan derfor ikke nødvendigvis brukes på samme måte som biorest fra de andre substratene. Dette vil føre til at det kan være andre produkter som erstattes av biorest fra slam enn det som er brukt i denne modellen. 3.1 Matavfall fra husholdninger Krav til hygienisering er fastlagt i Animalsk biproduktforordning, implementert i Norge i Forskrift om animalske biprodukter som ikke er beregnet på konsum. I denne deles animalsk avfall inn i tre kategorier. Svært forenklet kan man si at kategori I er avfall som er påvist eller er mistenkt å inneholde overførbare spongiforme encefalopatier (TSE), og derfor krever nedgraving eller forbrenning. Kategori II er avfall som ikke er tenkt brukt som matvarer, slik som slakteavfall og husdyrgjødsel. Kategori III er avfall som var ment som mat, men som av en eller annen grunn har havnet i avfallet. Matavfall hører inn under denne kategorien. Behandlingskravet til kategori II-avfall dersom det skal nyttes i matproduksjon er varmebehandling på 133 grader i 20 minutter ved 3 bars trykk. Maksimal partikkellengde er 5 mm, og deretter aerob eller anaerob behandling. Det settes mindre krav til kategori III-avfall. Her er kravet temperatur på 70 grader i 1 time, og det aksepteres en partikkellengde på 50 mm. Østfoldforskning 12

21 Det er i modellen fokusert på matavfall fra husholdninger, men i prinsippet kan modellen også beregne klimanytte for biogassproduksjon av matavfall fra restaurant og storkjøkken ved å variere parameterverdiene i modellen. Disse substratene har relativt like egenskaper som matavfall fra husholdninger, men kan være bedre kildesortert. De kan også inneholde mer fett og derfor ha høyere biogasspotensial. Kildesortert matavfall fra husholdninger kan ha varierende sammensetning og dermed kan substrategenskaper som TS-innhold og teoretisk biogasspotensiale variere. Matavfallet inneholder som regel en viss andel fremmedlegemer (feilsortert plastemballasje, glass- og metallemballasje), og husholdningsavfall krever derfor forbehandling før det kan benyttes til utråtning. Forbehandlingen foregår ved at massen tilsettes vann, og materialer som skal fjernes separeres fra det organiske materialet. Dette kan foregå på samme sted som biogassproduksjonen eller ved et eget forbehandlingsanlegg. Parametre og forutsetninger for forbehandling er beskrevet i kapittel 5.3 Mengde tørrstoff (TS) i kildesortert matavfall etter fjerning av rejekt kan variere. Norgaard et al. (2004) målte tørrstoffinnholdet i kildesortert matavfall (etter fjerning av fremmedstoff) fra 5 norske behandlingsanlegg (HRA, IR, IRS, RKR og Søir). Snittverdien var her 37% og med et standardavvik på ±3%. Ulf Nordberg (2006) oppgir verdier på 30% og 25% TS for henholdsvis kildesortert matavfall og matavfall fra storhusholdninger i Sverige. Berglund og Börjesson (2003) opererer med 30% TS i organiskt hushållsavfall. Christensen et al. (2003) opererer med et tørrstoffinnhold på 22-32% (etter fjerning av rejekt), og at tørrstoffet i biomassefraksjonen gjennomgående er høyere etter forbehandling ved bruk av skrueseparator enn ved bruk av rullesikt. Det er som basis i modellen anslått at kildesortert matavfall har TS på 33%. Modellen åpner for å simulere substratets kvaliteter ved å variere parameterverdier knyttet til dette. I en dansk undersøkelse fra 2003 ble metanpotensialet i kildesortert matavfall (biomassefraksjonen i organisk dagrenovasjon ) målt til 465 Nm 3 metan per tonn VS (Christensen et al., 2003). Forsøket ble gjennomført over 50 døgn under optimale laboratoriebetingelser. Den svenske substrathåndboken (Carlsson og Uldal, 2009) oppgir 461 Nm 3 metan per tonn VS basert på 7 forskjellige referanser. Med en oppgitt metankonsentrasjon på 63 % tilsvarer dette 732 Nm 3 biogass per tonn VS. Videre er VS oppgitt til 85% av TS, noe som gir 620 Nm 3 biogass per tonn TS eller 204 Nm 3 biogass per tonn våtvekt. I Mikrobiologisk handbok för biogasanläggningar (Schnürer, A. og Jarvis, Å., 2009) opererer de med med et spenn på Nm 3 metan per tonn VS, noe som viser at det kan være relativt store variasjoner. Vi velger her 600 Nm 3 biogass per tonn TS. Østfoldforskning 13

22 Tabell 3.1 Parameterverdier for substrategenskaper for matavfall fra husholdninger Parameternavn Verdi Beskrivelse M_substrat_TS 0,33 [Andel] TS-innhold matavfall husholdninger. Basisverdi: 0,33. M_Nm3_per_tonn_TS 600 [Nm3/tonn TS] Biogasspotensialet (63% metan) per tonn TS matavfall. Kilde: Vurdering av verdi basert på ulike kilder av Tormod Briseid. Basisverdi: 600 Nm3/tonn TS. M_metaninnh_biogass 0,63 [Andel] Andel metan i produsert biogass i anlegget fra matavfall. Kilde: Vurdering av verdi basert på ulike kilder av Tormod Briseid. Basisverdi: 0,63. M_substrat_mengde_C 400 [kg C/tonn TS matavfall] Karboninnhold per tonn TS substrat fra matavfall. Kilde: Eklind et al., Basisverdi: 400. M_substrat_mengde_N 23 [kg N/tonn TS matavfall] Nitrogeninnhold per tonn TS substrat fra matavfall. Kilde: Eklind et al. (1997). Basisverdi: 23. M_substrat_mengde_P 3,8 [kg P/tonn TS matavfall] Fosforinnhold per tonn TS substrat fra matavfall. Basisverdi: 3,8. Referanse: Eklind et al. (2008). Effective (lower) heating value 23 [MJ/kg] Effektiv brennverdi (basert på nedre brennverdi) for matavfall. Kilde: Raadal et al. (2009). Innholdet i sikterest fra forbehandling antas å være restavfall, og behandling og erstatting inkluderes. Inkludering av behandling av sikterest er viktig for å synliggjøre hvor viktig renheten og kvaliteten på substratet har for det totale resultatet. Modellen tar høyde for at sikterest fører til mindre substrat inn i anlegget og at det ikke produseres like mye biogass som hvis det var 0 sikterest. Dersom det viser seg at innhold i sikterest og mengde sikterest har stor betydning for resultatene, har modellen et forbedringspotensial ved at innholdet i sikteresten bør kunne defineres bedre. Næringssalter i kildesortert matavfall Eklind et al. (1997) har gjort en kjemisk karakterisering av kildesortert matavfall. Verdiene er satt opp i tabellen nedenfor. Tabell 3.2 Konsentrasjonen av makronæringsstoffer og karbon i kildesortert organisk husholdningsavfall (g per kg TS), samt C/N og % TS (Eklind et al., 1997). Næringsstoff Gjennomsnitt Median Min Max Variasjonskoeffisient Nitrogen (N) 21,8 19,8 19,8 23,6 5 Fosfor (P) 3,8 3,0 3,0 6,2 20 Kalium (K) 8,0 8,0 7,4 8,7 4 Kalsium (Ca) 24,8 24,8 20,0 29,7 10 Magnesium (Mg) 2,2 2,2 1,9 2,7 8 Svovel (S) 2,2 2,2 2,1 2,7 5 Karbon (C) C/N 16,9 16,9 16,1 18,6 3 % TS 34,2 33, Østfoldforskning 14

23 Dette innebærer et N-innhold som kan avrundes til 2,2 % av TS, et P-innhold på 0,38 % og et K- innhold på 0,8 %. Christensen et al. (2003) opererer med verdier angitt som % av TS som varierer mellom 0,9 og 1,0 for K, 0,3 og 0,5 for P og 2,3 og 2,5 for N. På grunnlag av disse data kan vi anslå et N-innhold på 2,3% N, 0,4% P og 0,9% K. Dette tilsvarer et N-innhold på 23 kg per tonn TS og et P- innhold på 4 kg per tonn TS i kildesortert matavfall som vi velger her. Karboninnholdet settes til 400 kg per tonn TS (40 % av TS). 3.2 Husdyrgjødsel Gjødsel egner seg godt som basis-substrat fordi det har allsidig sammensetning og gir dermed utråtningsprosessen stabilitet. Dette er nærmere beskrevet under kapittel 3.4 om substitusjonseffekter og sambehandling av substrater. Man skal være oppmerksom på at en del husdyrgjødsel kan inneholde noe høye konsentrasjoner av tungmetallene sink og kopper, noe som skyldes at disse mikronæringsstoffene inngår i fôret 1. Siden disse tungmetallene anrikes på tørrstoffbasis når deler av tørrstoffet tas ut som biogass, kan innholdet av tungmetaller bli høyere enn kvalitetskravene i gjødselvareforskriften når husdyrgjødsel utgjør en stor andel av substratet inn i anlegget (dette er ikke noe problem når husdyrgjødsel utgjør en liten andel av substratet inn i anlegget). Biorest som gjødsel må følge kvalitetskravene i gjødselvareforskriften i motsetning til direkte bruk av husdyrgjødsel på eget bruk. Man skal også være oppmerksom på at når husdyrgjødsel skal benyttes på annet enn eget eller leiet areal må man tilfredsstille kvalitetskravene i del II i Gjødselvareforskriften. Her inngår blant annet også krav til hygienisering: Produkter og bruken av dem, inkludert sannsynlig misbruk, skal ikke medføre fare for overføring av sykdomssmitte til mennesker, dyr og planter, og det stilles definerte krav med hensyn til salmonellabakterier, parasittegg og termotolerante koliforme bakterier (TKB). Dette er krav som vil gjelde alle større biogassanlegg som benytter husdyrgjødsel Gjødsel fra storfe Storfegjødsel inneholder anaerobe mikroorganismer som kommer fra fordøyelsen i dyra. Den har derfor med seg en startbagasje, og prosessen kommer fort i gang. Siden det har foregått en anaerob nedbrytning i dyrevomma, er mye av energipotensialet tatt ut av gjødselen. Gassutbyttet vil derfor være en god del lavere for storfegjødsel enn det vil være for grisegjødsel. På den andre siden vil de andre substrater nyte godt av tilføringen av mikroorganismer. Storfegjødsel har også god bufferkapasitet, slik at den vil virke som en stabilisator ved sambehandling. Biogassproduksjon foregår innen et ph-område fra 6,5 8,5, og matavfall og slakteavfall kan ha svært lave ph-verdier. Da vil gjødselens bufferevne være viktig. Dersom ph-verdien blir for lav, vil mikroorganismene slutte å produsere gass. Nedenfor vises parametrene for storfegjødsel som substrat som inngår i modellen. 1 Personlig informasjon fra Trond Knapp Haraldsen, Bioforsk. Østfoldforskning 15

24 Tabell 3.3 Parameterverdier for substrategenskaper for storfegjødsel Parameternavn Verdi Beskrivelse Sf_substrat_TS 0,08 Sf_Nm3_per_tonn_TS 260 Sf_metaninnh_biogass 0,65 Sf_substrat_mengde_C 400 Sf_substrat_mengde_N 48 Sf_substrat_mengde_P 8 [Andel] TS-innhold i storfegjødsel som substrat. Referase: Daugstad (2011). Basisverdi: 0,08. [Nm3/tonn TS] Biogasspotensialet (65% metan) per tonn TS storfegjødsel. Kilde: Vurderinger foretatt av Tormod Briseid, Bioforsk ved vurdering av ulike kilder. Basisverdi: 260 Nm3/tonnS. [Andel] Andel metan i produsert biogass i anlegget fra storfegjødsel. Referanse: Carlsson og Uldal (2009). Basisverdi: 0,65 [kg C/tonn TS gjødsel] Mengde C-innhold av TS i storfegjødsel. Basisverdi: 400 kg [kg N/tonn TS gjødsel] Menge N-innhold i storfegjødsel. Referanse: Daugstad (2011). Basisverdi: 48 kg. [kg P/tonn TS gjødsel]. Mengde P-innhold i storfegjødsel. Referanse: Daugstad (2011). Basisverdi: 8 kg/tonn TS gjødsel. Den svenske substrathåndboken (Carlsson og Uldal, 2009) oppgir 213 Nm 3 metan per tonn VS basert på 6 forskjellige referanser. Med en oppgitt metankonsentrasjon på 65 % tilsvarer dette 328 Nm 3 biogass per tonn VS. Videre er VS oppgitt til 80% av TS, noe som gir 262 Nm 3 biogass per tonn TS eller 23 Nm 3 biogass per tonn våtvekt (9% TS). NB! I praktisk drift antas biogassutbyttet (65% metan) å være om lag 230 Nm 3 biogass per tonn TS (Linné, M. et al., 2008), noe som tilsvarer et reelt utbytte på 88% av teoretisk potensial. Vi velger her et potensiale på 260 Nm 3 biogass per tonn TS. Et metaninnhold på 65% er trolig noe høyt, erfaringstall tyder på at andelen er noe lavere (ned mot 60%). Tørrstoffinnholdet i bløtgjødsel fra storfe er på 8% (Daugstad, 2011). Nitrogeninnholdet for bløtgjødsel fra storfe er på 48 kg total N per tonn tørrstoff, fordelt på 28 kg uorganisk og 20 kg organisk N. Fosfor innholdet for bløtgjødsel fra storfe er på 8 kg total P per tonn tørrstoff (Daugstad, 2011) Gjødsel fra gris Gris er enmagede dyr, og det foregår lite anaerob omsetning i fordøyelsen. Det er derfor større biogasspotensiale fra grisegjødsel enn det er fra storfegjødsel. Grisegjødsel har også god bufferevne. I likhet med storfegjødsel vil innholdet av hydrogensulfid være høyt. Dersom konsentrasjonen av ammonium blir for høy i biogassreaktoren, vil dette hemme biogassproduksjonen. Grisegjødsel har høyere nitrogenkonsentrasjoner enn det storfegjødsel har, og ammonium-inhibitering kan være en begrensning ved bruk av grisegjødsel. Grisegjødsel bunnfeller raskt etter omrøring og det er derfor nødvendig med konstant omrøring i motsetning til storfegjødsel som holder seg homogen i lengre tid. Diesel og elektrisitetsforbruk er for grisegjødsel derfor avhengig av spredekapasitet. Østfoldforskning 16

25 Tabell 3.4 Parameterverdier for substrategenskaper for gjødsel fra gris Parameternavn Verdi Beskrivelse Sv_substrat_TS 0,08 Sv_Nm3_per_tonn_TS 330 Sv_metaninnh_biogass 0,65 Sv_substrat_mengde_C 400 Sv_substrat_mengde_N 75 Sv_substrat_mengde_P 18 [Andel] TS-innhold i grisegjødsel som substrat. Referanse: Daugstad, Basisverdi: 8% [Nm3/tonn TS] Biogasspotensialet (65% metan) per tonn TS griseegjødsel. Kilde: Carlsson og Uldal (2009). Basisverdi: 330 Nm3/tonn TS [Andel] Andel metan i produsert biogass i anlegget fra grisegjødsel. Referanse: Calsson og Uldal (2009). Basisverdi: 0,65 [kg C/tonn TS gjødsel] Mengde C-innhold av TS i grisegjødsel. Basisverdi: 400 kg [kg N/tonn TS gjødsel] Menge N-innhold i grisegjødsel. Referanse: Daugstad (2009). Basisverdi: 75 kg. [kg P/tonn TS gjødsel]. Mengde P-innhold i svinegjødsel. Referanse: Daugstad (2011). Basisverdi: 18 kg. Den svenske substrathåndboken (Carlsson og Uldal, 2009) oppgir 268 Nm 3 metan per tonn VS basert på 6 forskjellige referanser. Med en oppgitt metankonsentrasjon på 65 % tilsvarer dette 412 Nm 3 biogass per tonn VS. Videre er VS oppgitt til 80% av TS, noe som gir 330 Nm 3 biogass per tonn TS (som velges her) eller 26 Nm 3 biogass per tonn våtvekt (8% TS). NB! I praktisk drift antas biogassutbytte (65% metan) å være om lag 310 Nm 3 biogass per tonn TS (Linné, M. et al., 2008), noe som tilsvarer et reelt utbytte på 94% av teoretisk potensial. Tørrstoffinnholdet i bløtgjødsel fra gris er på 8% (Daugstad, 2011). Nitrogeninnholdet for bløtgjødsel fra gris er på 75 kg total N per tonn tørrstoff, fordelt på 53 kg uorganisk og 22 kg organisk N. Fosfor innholdet for bløtgjødsel fra gris er på 18 kg total P per tonn tørrstoff (Daugstad, 2011). 3.3 Gjødsel fra fjørfe I følge Karlengen et al. (2012) er det slik at «Moderne fjørfeproduksjon kjennetegnes av høy presisjon og stor grad av standardisering, både mellom produsenter i Norge og mellom ulike land. Dette gjør at det forventes å være relativt små forskjeller i utslippstall mellom produsenter og mellom tall for Norge og tall for andre land.» Modelleringen av fjørfemodulen i BioValueChain har derfor tatt utgangspunkt i informasjon fra Lusakert Biogas Plant i Armenia, som har oversendt månedlig datamateriale fra flere års drift, i tillegg til data for substrategenskaper fra litteratur (den svenske substrathåndboken, Carlsson og Uldal, 2009). På to vesentlige måter skiller fjørfegjødsel seg fra annen husdyrgjødsel: fjørfegjødsel er svært tørr og nitrogen skilles hovedsakelig ut som urinsyre (ikke som urea). I følge et litteraturstudie av Karlengen et al. (2012) vil mellom 60 og 80 % av nitrogenet bli skilt ut som urinsyre fra nyrene, mens resten skilles ut som ammoniakk. Fjørfegjødsla er tørr fordi urinen er konsentrert og fordi vannet i gjødsla er effektivt resorbert. Karlengen et al. (2012) viser til litteraturstudier og egne forsøk der fjørfegjødsel inneholder 23,4% TS umiddelbart etter defekasjon, rundt 30 % TS etter ett døgns innsamling og opp til 60% TS som gjennomsnittlig TS-innhold etter en lengre (normal) oppsamlingsperiode. Substrathåndboken (Carlsson og Uldal, 2009) oppgir et TS-innhold for hønsegjødsel på 42%, og det er dette som er valgt som verdi i modellen. Østfoldforskning 17

26 Det er ikke tatt hensyn til at fjør vil kunne følge med gjødsla fra fjørfeproduksjon. Fjør består hovedsaklig av protein, men er svært tungt tilgjengelig, og på vektbasis er det ikke trolig at fjørene vil utgjøre en særlig stor del av gjødsla (Karlengen et al., 2012). Den svenske substrathåndboken (Carlsson og Uldal, 2009) oppgir et biogasspotensial på 190 Nm 3 metan per tonn TS i gjødsla. Med antatt metankonsentrasjon på 65% (som for storfe og gris), blir dette 292 Nm 3 biogass per tonn TS (velges til bruk i modellen). Nitrogeninnholdet for fjørfegjødsel er på 51 kg total N per tonn tørrstoff (Karlengen et al., 2012), noe som ligger like over modellverdien for storfe og en del lavere enn modellverdien for gris. Fosforinnholdet for fjørfegjødsel er på 12 kg total P per tonn tørrstoff (Karlengen et al., 2012), altså nesten midt mellom modellverdiene for storfe og gris. Det er antatt at karboninnholdet er det samme som for de andre tre substratene (400 kg tonn TS). Tabell 3.5 Parameterverdier for substrategenskaper for gjødsel fra fjørfe Parameternavn Verdi Beskrivelse Ff_substrat_TS 0,42 Ff_Nm3_per_tonn_TS 292 Ff_metaninnh_biogass 0,65 Ff_substrat_mengde_C 400 Ff_substrat_mengde_N 51 Ff_substrat_mengde_P 12 [Andel] TS-innhold i fjørfegjødsel som substrat. Referanse: Substrathåndboka (Carlsson og Uldal, 2009). Basisverdi: 42%. [Nm3/tonn TS] Produsert mengde biogass (med en andel metan) per tonn TS fjørfegjødsel. Kilde: Substrathåndboka (Carlsson og Uldal, 2009). Basisverdi: 292 Nm3/tonn TS basert på 190 Nm3 metan/tonn TS og 65% metankonsentrasjon. [Andel] Andel metan i produsert biogass. Bruker samme verdi som for storfe og gris. Basisverdi: 0,65. [kg C/tonn TS gjødsel] C-innhold av TS i fjørfegjødsel. Data fra John Morken (21/11-14), basert på Karlengen et al. (2012). Basisverdi: 400 kg/tonn DM substrat. [kg N/tonn TS gjødsel] N-innhold i fjørfegjødsel. Data fra John Morken, basert på Karlengen et al (2012. Basisverdi: 51 kg N/tonn DM substrat. [kg P/tonn TS gjødsel] P-innhold i fjørfegjødsel. Data fra John Morken (21/11-14), basert på Karlengen et al (2012). Basisverdi: 12 kg P/tonn DM substrat. 3.4 Substitusjonseffekter/sambehandling Ved blanding av ulike substrater kan en påvirke egenskapene til substratet og få en mer optimal næringssammensetning. I følge Schnürer og Jarvis (2009) får man vanligvis et bedre resultat, en mer stabil og robust biogassprosess og et høyere gassutbytte ved sambehandling. Eksempelvis vil biogassutbyttet kunne bli større dersom husdyrgjødsel utråtnes sammen med matavfall eller gras. Bløtgjødsel fra storfe kan virke stabiliserende på prosesser som har blitt ustabile, muligens på grunn av tilførselen av nye mikroorganismer. Gjødsel fra gris innholder mer protein, noe som kan gi noe høye ammoniakk-konsentrasjoner dersom det ikke sambehandles med mer karbonrikt materiale (Schnürer Østfoldforskning 18

27 og Jarvis, 2009). Substrathåndboken (Carlsson og Uldal, 2009) oppgir for hønsegjødsel følgende: «Ej lämpligt att röta ensamt pga högt kväveinnehåll.» I modellen er det lagt inn mulighet for å simulere effekten av sambehandling ved å variere parameterverdien nedenfor. Verdiene vil imidlertid være svært avhengig av behovet for sambehandling. Ved blanding av substrater med et svært lavt (potet) og et høyt nitrogeninnhold (betblast, som er bladene til sukkerroe, altså den delen av planta som vokser over bakken, men selve roen vokser i jorda) kan man eksempelvis oppnå økninger i biogassutbytte på 60% (Schnürer og Jarvis, 2009). En blanding av presset matavfall med avløpsslam ga en sambehandlingsgevinst på 5% (Linné,M, et al., 2008). I modellen er det lagt inn mulighet for å simulere effekten av samråtning ved å variere parameterverdien nedenfor. Tabell 3.6 Parameterverdi for samråtning av ulike substrater Parameternavn Verdi Beskrivelse Biogassalegg_samratning 1 Andel økt gevinst for biogassutbytte som følge av samråtning. Oppgi verdi over 1 for å simulere økt utbytte. Som basis antas ingen gevinst ved samråtning. Basisverdi: 1 Østfoldforskning 19

28 4 Referansesystemene beskrivelse og parameterverdier 4.1 Referansesystem for matavfall Referansesystemet for matavfall er dagens håndtering av matavfall eller eventuelt sannsynlig håndtering av matavfall dersom det ikke ble sendt til biogassproduksjon. I mange tilfeller vil alternativet være å ikke kildesortere matavfallet, og at det sendes til energiutnyttelse sammen med restavfallet. Det andre alternativet er kompostering, eller at en andel sendes til kompostering og en til energiutnyttelse. Her er det valgt å anta forbrenning som referansescenario. Systemet starter med at matavfallet blir transportert (sammen med restavfall) til et energiutnyttingsanlegg (forbrenningsanlegg). Her blir avfallet brent, og små mengder klimagasser slippes ut. Karbondioksid fra forbrenningen er antatt å være biologisk, og bidrar derfor ikke til klimagasspotensialet. Forbrenningsprosessen kan enten produsere varme (i form av fjernvarme eller prosessdamp) eller elektrisitet, eller en kombinasjon av disse. Som utgangspunkt er det valgt at det ikke blir produsert elektrisitet (SSB, 2008). Produsert varme og elektrisitet vil erstatte andre energibærere, og i modellen er det mulig å velge at både varme og elektrisitet kan erstatte norsk fjernvarmemiks, olje, naturgass, kull eller elektrisitet (nordisk elmiks). Som basis er det valgt produksjon av varme som erstatter norsk fjernvarmemiks. Mengden som blir erstattet er avhengig av virkningsgraden ved forbrenning og hvor mye av det produserte energiproduktet som faktisk blir utnyttet (levert kunde). Nedenfor vises livsløpet for matavfall til energiutnyttelse. Figur 4.1 Flytskjema for referansesystem for matavfall Parametre for transport, forbrennning, levering og erstattet energi beskrives nedenfor. Østfoldforskning 20

29 Tabell 4.1 Parameterverdier for referansesystem for matavfall: forbrenning Parameternavn Verdi Beskrivelse M_trp1_forbrenning 19 [km] Avstand fra husholdning til mottaksstasjon (innsamling). Basisverdi: 19 km. Kilde: Raadal et al. (2009). M_trp2_forbrenning 52 [km] Avstand fra mottaksstasjon til sentralsortering. Basisverdi: 28 km. Kilde: Raadal et al. (2009). M_trp3_forbrenning 14 [km] Avstand fra sentralsortering til sluttbehandling. Basisverdi: 14 km. Kilde: Raadal et al. (2009). M_forbeh_sikterest 0,07 [tonn/tonn TS] Tonn TS sikterest per TS tonn inn i forbehandlingsanlegget. Som en basis antas 7% som representerer ny teknologi. Dersom anlegget ikke er nytt, bør sikterestprosenten økes. (Beregnet sikterest fra to eksisterende anlegg 15% - 16% sikterest). Det er antatt at sikterest har samme innhold som restavfall. Basisverdi sikterestmengde: 0,07. Forbrenningsanlegg_virkningsgrad 0,85 [andel] Virkningsgraden til forbrenningsanlegget ved produksjon av varme. Basisverdi: 0,85. Kilde: Raadal et al. (2009). Ved produksjon av elektrisitet er virkningsgraden lavere (ca 0,35). Forbrenningsanlegg_leveringsgrad 0,75 [andel] Levert mengde energiprodukt i forhold til produsert mengde energiprodukt. Basisverdi: 0,75 (ved levering av varme). Kilde: Raadal et al. (2009). Ved produksjon av elektrisitet er leveringsgraden høyere (1,0). Andel_v_forbr_erst_elektrisitet 0 [andel] Andel produsert energiprodukt fra direkte Andel_v_forbr_erst_fjernvarmemiks 1 Andel_v_forbr_erst_olje 0 Andel_v_forbr_erst_naturgass 0 Andel_v_forbr_erst_kull 0 forbrenning av substrat som erstatter elektrisitet (nordisk produksjonsmiks for elektrisitet), fjernvarmemiks, olje, naturgass eller kull. Verdi mellom 0 og 1. Basisverdi: 1 for fjernvarmemiks (0 for alle andre). Summen av disse skal alltid være Referansesystem for storfegjødsel Dagens løsning for storfegjødsel er at den brukes direkte som gjødsel, og ikke sendes til biogassproduksjon. Dette innebærer at gjødselen først lagres på gården og deretter spres på jordet og erstatter mineralgjødsel. Videre antas det at gjødselen erstatter mineralgjødsel på basis av nitrogeninnhold. De tre livsløpsfasene for nullscenariet er lagring, spredning og erstatting av mineralgjødsel som vist i figuren under, og tilsvarer livsløpsfase 1, 8 og 10 som beskrevet i kapittel 5. Utslippstall for metan, lystgass og ammoniakk er hentet fra Hoem (2008) og modell fra IPCC (Tier 2). Østfoldforskning 21

30 Utslipp under lagring Utslipp fra transport og spredning Utslipp fra gjødsel Gjødsel fra storfe 1 tonn TS Figur 4.2 Lagring Flytskjema for referansesystem for gjødsel fra storfe Energibruk omrøring Transport fra lager til jorde Spredning Drivstofforbruk traktor Erstatter kunstgjødsel Utslipp under lagring av fersk storfegjødsel beskrives nedenfor. Tabell 4.2 Parameterverdier for referansesystem for storfegjødsel: lagring av fersk gjødsel på gården Parameternavn Verdi Beskrivelse Sf_lagring_nullsc_CH4 10,2 Sf_lagring_nullsc_CO2 0 Sf_lagring_nullsc_N2O 0,123 Sf_lagring_nullsc_NH3 1,37 [kg metan/tonn TS fersk gjødsel] Utslipp av metan fra lagring av 1 tonn fersk gjødsel på lager hos bonden før den skal brukes direkte (ikke sendes til biogassanlegg). Kilde: SSB. Basisverdi: 10,2. [kg CO2/tonn TS fersk gjødsel] Utslipp av CO2 fra lagring av 1 tonn fersk gjødsel på lager hos bonden før den skal brukes direkte (ikke sendes til biogassanlegg). Trolig litt over 0 siden noe emittert metan blir oksidert til CO2 og vann, men dette anses som neglisjerbart. [kg N2O/tonn TS fersk gjødsel] Utslipp av lystgass fra lagring av 1 tonn fersk gjødsel på lager hos bonden før den skal brukes direkte (ikke sendes til biogassanlegg). Kilde: SSB. Basisverdi: 0,123 (Endret i forhold til fase I pga. teknisk feil). [kg NH3/tonn TS fersk gjødsel] Utslipp av ammoniakk fra lagring av 1 tonn fersk gjødsel på lager hos bonden før den skal brukes direkte (ikke sendes til biogassanlegg). Kilde: SSB. Basisverdi: 1,37. Fersk gjødsel blir spredd etter lagring. I forbindelse med spredningen kan det være behov for å homogenisere gjødsla (omrøring). Videre må gjødsla pumpes og spres. Modellen åpner for muligheter for å simulere ulike spredemetoder. Det tas også hensyn til at spredning medfører utslipp til luft i form av lystgass og ammoniakk. Østfoldforskning 22

31 Tabell 4.3 Parameterverdier for referansesystem for storfegjødsel: spredning Parameternavn Verdi Beskrivelse Spredn_sf_nullsc_diesel_omroering 0,045 Spredn_sf_nullsc_el_omroering 0 Spredn_sf_nullsc_diesel_pumpe 0,1 Spredn_sf_nullsc_el_pumpe 0 Spredn_sf_nullsc_diesel 0,28 Sf_nullsc_spredn_CH4 0 Sf_nullsc_spredn_N2O 0,547 Sf_nullsc_spredn_NH3 5,39 [l/m3] Parameter for dieselbruk knyttet til omrøring i fersk storfegjødsel på lager før den spres. Kan settes lik 0 hvis det er elektrisitet som benyttes. Referanse: Notat fra Ivar Sørby: Drivstofforbruk ved håndtering av flytende husdyrgjødsel. Forutsetter dieselforbruk 15 liter/time og 2-3 timer per lagertank. Basisverdi: 0,045 liter/m3. [kwh/m3 gjødsel] Elforbruk knyttet til omrøring i fersk gjødsel på lager før den spres. Kan settes lik 0 hvis det er diesel som benyttes. Basisverdi = 0 (antar bruk av traktordreven pumpe). [liter diesel/m3 fersk gjødsel] Dieselbruk i traktor knyttet til pumping av fersk gjødsel fra lager til tankvogn eller slepeslange ved spredning. Kan settes til 0 dersom det er elektrisitet som benyttes. Referanse: Notat fra Ivar Sørby: Drivstofforbruk ved håndtering av flytende husdyrgjødsel. Pumping av gjødsel til slepeslange, stor traktordreven pumpe: 0,25 liter/m3. Pumping av gjødsel til tankvogn, traktordreven pumpe: 0,1 liter/m3. Basisverdi: 0,1 liter/m3. [kwh/m3 fersk] Elforbruk knyttet til pumping av fersk gjødsel fra lager til tankvogn eller slepeslange ved spredning. Kan settes til 0 dersom det er diesel som benyttes. Basisverdi = 0 (antar bruk av traktordreven propellomrører). [liter diesel/m3fersk storfegjødsel] Dieselforbruk i traktor ved spredning av fersk gjødsel som ikke har gått til biogassanlegg. Referanse: Notat fra Ivar Sørby: Drivstofforbruk ved håndtering av flytende husdyrgjødsel. Slepeslange med slangebom: 0,05 l/m3. Tankvogn > 15m3: 0,28 l/m3. Tankvogn > 15 m3 6,6m nedfeller: 0,37 l/m3. Tankvogn: 12m3: 0,25 l/m3. Basisverdi: 0,28 liter/m3. [kg CH4/tonn TS inn i anlegget] Utslipp av metan ved spredning av fersk husdyrgjødsel. Kilde: SSB/IPCC. Basisverdi: 0. [kg/tonn TS spredd gjødsel] Utslipp av lystgass til luft ved spredning og etter spredning av gjødsel. Referanse: Flytskjema for hvert scenario, lysark 2. Per tonn TS spredd gjødsel (siden dette er referansesystem er dette lik per tonn TS oppstått gjødsel) Kilde: SSB. Basisverdi 0,547. (Endret i forhold til fase I pga. teknisk feil) [kg/tonn TS spredd gjødsel] Utslipp av NH3 til luft ved spredning av gjødsel. Referanse: SSB. Per tonn TS spredd gjødsel (siden dette er referansesystem er dette lik per tonn TS oppstått gjødsel) Referanse: SSB. Basisverdi: 5,39 Østfoldforskning 23

32 Det forutsettes at storfegjødsel erstatter mineralgjødsel basert på nitrogeninnhold og andel utnyttbar nitrogen. Dette medfører sparte utslipp tilsvarende utslipp fra produksjon og spredning av mineralgjødsel for den mengden som erstattes. Modellen tar hensyn til at en andel av det karbonet som er i gjødselen vil lagres i jorden. Utslippstall for ammoniakk er gjennomsnitt hentet fra SSB utslippsregnskap, og er beregnet ut fra når på året gjødselen spres, til hvilke vekster, og dersom den blir brukt til korn hvor lang tid det tar fra spredning til nedmoldning. Opptak og utnyttelse av fosfor I prinsippet vil all fosfor i husdyrgjødsel være tilgjengelig for opptak i planter. Dette krever en helt tilpasset gjødsling. Jordsmonnet har en stor og varierende evne til å binde fosfor og gjøre det utilgengelig for opptak og for avrenning. Sannsynligvis vil bare 80% kunne tas opp av plantene. Av de resterende 20% vil mesteparten bindes i jorda og anslagsvis vil bare 10% av denne differansen, totalt 2%, lekke ut i vann. Disse tallene vil variere mye med type jordsmonn, vegetasjon, nedbør og helningsvinkel. Ved stor nedbør vil større mengder frigjøres ved erosjon. For enkelhets skyld er det likevel valgt å sette basisverdien til 1 i modellen. Denne verdien er per i dag ikke i bruk, siden det mangler for mange andre data til at vi kan analysere på indikatorer som involverer fosfor (overgjødsling). Det er derimot gjennomført en kvantitativ analyse av fosfor som ressurs i kapittel 10. Opptak og utnyttelse av nitrogen Opptak og utnyttelse av uorganisk nitrogen vil være avhengig av om gjødselen spres ved overflatespredning og om forholdene for tap av mineralsk nitrogen etter spredning er gunstige eller ugunstige, dvs. temperatur, nedbør, sol og vind. Andelen uorganisk nitrogen som da utnyttes vil kunne variere fra bare 16% opp til 50%. Dersom man sprer med nedmolding vil utnyttelsen variere fra 54% til 90%. I tillegg vil organisk N bidra med en utnyttelsesgrad på helt ned fra 6% (spredning om sommeren med sen omsetning) til 30% (spredning om våren med rask omsetning). Et visst tillegg vil komme neste års avling til gode. Faktorene er de samme for både bløtgjødsel fra storfe og fra gris. Sannsynligvis kan det samme tallmaterialet også benyttes for våt biorest. Alle disse tallene er hentet fra Bioforsk sitt TEMA februar 2011: Miljøriktig bruk av husdyrgjødsel (Skøien, S., Øgaard, A. F. og Nesheim, L., 2011). Siden disse tallene varierer svært mye velger vi en utnyttelse på 50 % av total N for enkelhets skyld. 2 Ved Best Available Technology kan denne faktoren økes til 70 % for bløtgjødsel fra storfe og 80% for bløtgjødsel fra gris, som har en høyere andel ammonium-n. Tabell 4.4 Parameterverdier for referansesystem for storfegjødsel: erstatting av mineralgjødsel Parameternavn Verdi Beskrivelse Sf_nullsc_utnyttb_and_N 0,6 Sf_nullsc_utnyttb_and_P 1,0 Sf_Biorest_lagringsstabil_C 0,2 Andel N som er utnyttbar for plantene. Kilde: personlig meddelelse fra Trond Knapp Haraldsen, Bioforsk Basisverdi 0,6 [Andel] Andel P i storfegjødsla som er utnyttbar for plantene. Egentlig lik parameter, og difor lik verdi, som "Sf_substrat_utnyttb_and_P". Basisverdi: 1,0. Andel C som lagres i jorden av karboninnholdet i substratet. Estimert av Tormod Briseid. Basisverdi: 0,2 2 Samtale med Anne Falk Øgaard, 26. august Østfoldforskning 24

33 4.3 Referansesystem for gjødsel fra gris Dagens løsning for gjødsel fra gris er at den brukes direkte som gjødsel og ikke sendes til biogassproduksjon. Dette innebærer at gjødselen først lagres på gården og deretter spres på jordet og erstatter mineralgjødsel. Videre antas det at gjødselen erstatter mineralgjødsel på basis av nitrogeninnhold. Utslippstall for metan, lystgass og ammoniakk er hentet fra Hoem (2008) og modell fra IPCC (Tier 2). De tre livsløpsfasene for nullscenariet er lagring, spredning og erstatting av mineralgjødsel som vist i figuren under, og dette tilsvarer livsløpsfase 1, 8 og 10 som beskrevet i kapittel 5. Utslipp under lagring Utslipp fra transport og spredning Utslipp fra gjødsel Gjødsel fra svin 1 tonn TS Figur 4.3 Lagring Flytskjema for referansesystem for gjødsel fra gris Energibruk omrøring Transport fra lager til jorde Spredning Drivstofforbruk traktor Erstatter kunstgjødsel Utslipp under lagring av fersk gjødsel fra gris omfatter utslipp av klimagasser til luft. Det forutsettes at lagertanken er tett, og at det derfor ikke er utslipp til vann fra lageret. De inkluderte parameterne for lagring beskrives nedenfor. Tabell 4.5 Parameterverdier for referansesystem for grisegjødsel: lagring av fersk gjødsel på gården Parameternavn Verdi Beskrivelse Sv_lagring_nullsc_CH4 4,83 Sv_lagring_nullsc_CO2 0 Sv_lagring_nullsc_N2O 0,08 [kg/tonn TS fersk gjødsel fra gris] Utslipp av metan fra lagring av 1 tonn grisegjødsel på lager hos bonden som skal brukes direkte som gjødsel og ikke sendes til biogassanlegg. Kilde: SSB/ egne anslag John Morken. Basisverdi: 4,83 [kg/tonn TS fersk gjødsel] Utslipp av CO2 fra lagring av 1 tonn fersk gjødsel på lager hos bonden før den skal brukes direkte (ikke sendes til biogassanlegg). Trolig litt over 0 siden noe emittert metan blir oksidert til CO2 og vann, men dette anses som neglisjerbart. [kg/tonn TS fersk gjødsel fra gris] Utslipp av lystgass fra lagring av 1 tonn grisegjødsel på lager hos bonden som skal brukes direkte som gjødsel og ikke sendes til biogassanlegg. Kilde: SSB. Basisverdi: 0,0789 Østfoldforskning 25

34 Sv_lagring_nullsc_NH3 5,51 [kg/tonn TS fersk gjødsel fra gris] Utslipp av ammoniakk fra lagring av 1 tonn grisegjødsel på lager hos bonden som skal brukes direkte som gjødsel og ikke sendes til biogassanlegg. Kilde: SSB. Basisverdi: 5,51 Gris gir høyere ammoniakkutslipp per kg TS sammenlignet med storfegjødsel. En annen forskjell er at andelen organisk bundet nitrogen er lavere, slik at mineraliseringen vil utgjøre en lavere andel tilført nitrogen. Fersk gjødsel blir spredd etter lagring. I forbindelse med spredningen kan det være behov for å homogensere gjødsla (omrøring). Det er antatt at det ikke trengs homogenisering (omrøring) av gjødsla før spredning, slik det er for storfe og gris, selv om utslippsverdiene er basert på at fjørfegjødsla blir lagret flytende (dvs at det blir blandet inn vann). Videre må gjødsla pumpes og spres. Modellen åpner for muligheter for å simulere ulike spredemetoder. Det tas også hensyn til at spredning medfører utslipp til luft i form av lystgass og ammoniakk. Tabell 4.6 Parameterverdier for referansesystem for grisegjødsel: spredning Parameternavn Verdi Beskrivelse Spredn_sv_nullsc_diesel_omroering 0,32 Spredn_sv_nullsc_el_omroering 0 Spredn_sv_nullsc_diesel_pumpe 0,1 Spredn_sv_nullsc_el_pumpe 0 Spredn_sv_nullsc_diesel 0,28 Parameter for dieselbruk knyttet til omrøring i fersk gjødsel på lager før den spres. Kan settes lik 0 hvis det er elektrisitet som benyttes. Referanse: Notat fra Ivar Sørby: Drivstofforbruk ved håndtering av flytende husdyrgjødsel. Forutsetter dieselforbruk 15 liter/time og 1 time til oppstart, deretter til kjøring er ferdig (10, 17 eller 21 timer gir 0,15, 0,26 eller 0,32 liter diesel/m3) Basisverdi: 0,32 liter/m3. [kwh/m3 gjødsel] Elforbruk knyttet til omrøring i fersk gjødsel på lager før den spres. Kan settes lik 0 hvis det er diesel som benyttes. Basisverdi = 0 (antar bruk av traktordreven pumpe). [liter diesel/m3 fersk gjødsel] Dieselbruk i traktor knyttet til pumping av fersk gjødsel fra lager til tankvogn eller slepeslange ved spredning. Kan settes til 0 dersom det er elektrisitet som benyttes. Referanse: Notat fra Ivar Sørby: Drivstofforbruk ved håndtering av flytende husdyrgjødsel. Pumping av gjødsel til slepeslange, stor traktordreven pumpe: 0,25 liter/m3. Pumping av gjødsel til tankvogn, traktordreven pumpe: 0,1 liter/m3. Basisverdi: 0,1 liter/m3. [kwh/m3 fersk] Elforbruk knyttet til pumping av fersk gjødsel fra lager til tankvogn eller slepeslange ved spredning. Kan settes til 0 dersom det er diesel som benyttes. Basisverdi = 0 (antar bruk av traktordreven propellomrører). [liter diesel/m3 fersk gjødsel fra gris] Dieselforbruk i traktor ved spredning av fersk gjødsel som ikke har gått til biogassanlegg. Referanse: Notat fra Ivar Sørby: Drivstofforbruk ved håndtering av flytende Østfoldforskning 26

35 Sv_nullsc_spredn_CH4 0 Sv_nullsc_spredn_N2O 0,385 Sv_nullsc_spredn_NH3 7,84 husdyrgjødsel. Slepeslange med slangebom: 0,05 l/m3. Tankvogn > 15m3: 0,28 l/m3. Tankvogn > 15 m3 6,6m nedfeller: 0,37 l/m3. Tankvogn: 12m3: 0,25 l/m3. Basisverdi: 0,28 liter/m3. [kg CH4/tonn TS fersk gjødsel fra gris] Utslipp av metan ved spredning av fersk husdyrgjødsel. Kilde: SSB. Basisverdi: 0 kg. [kg/tonn TS fersk gjødsel fra gris] Utslipp av lystgass til luft ved spredning av fersk gjødsel. Referanse: SSB. Per tonn TS spredd gjødsel (siden dette er referansesystem er dette lik per tonn TS oppstått gjødsel) Basisverdi: 0,385 kg [kg/tonn TS fersk gjødsel fra gris] Utslipp av lystgass til luft ved spredning av fersk gjødsel. Referanse: SSB. Per tonn TS spredd gjødsel (siden dette er referansesystem er dette lik per tonn TS oppstått gjødsel) Basisverdi: 7,84 kg Det forutsettes at gjødsel fra gris erstatter mineralgjødsel basert på nitrogeninnhold og andel utnyttbar nitrogen. Dette medfører sparte utslipp tilsvarende utslipp fra produksjon og spredning av mineralgjødsel for den mengden som erstattes. Modellen tar hensyn til at en andel av det karbonet som er i gjødsla vil lagres i jorden. Tabell 4.77 Parameterverdier for referansesystem for grisegjødsel: erstatting av mineralgjødsel Parameternavn Verdi Beskrivelse Sv_nullsc_utnyttb_and_N 0,6 Andel N som er utnyttbar for plantene. Kilde: personlig meddelelse fra Trond Knapp Haraldsen, Bioforsk Basisverdi 0,6 Sv_nullsc_utnyttb_and_P 1,0 [Andel] Andel P i grisegjødsla som er utnyttbar for plantene. Egentlig lik parameter, og difor lik verdi, som "Sv_substrat_utnyttb_and_P". Basisverdi: 1,0. Sv_Biorest_lagringsstabil_C 0,2 Andel C som lagres i jorden av karboninnholdet i substratet. Estimert av Tormod Briseid. Basisverdi: 0,2 4.4 Referansesystem for gjødsel fra fjørfe Dagens løsning for gjødsel fra fjørfe er antatt å være at den brukes direkte som gjødsel og ikke sendes til biogassproduksjon. Dette innebærer at gjødsla først lagres på gården og deretter spres på jordet og erstatter mineralgjødsel. Videre antas det at gjødsla erstatter mineralgjødsel på basis av nitrogeninnhold. Utslippstall for metan, lystgass og ammoniakk er hentet fra Hoem (2008) og modell fra IPCC (Tier 2). De tre livsløpsfasene for nullscenariet er lagring, spredning og erstatting av mineralgjødsel som vist i figuren under, og dette tilsvarer livsløpsfase 1, 8 og 10 som beskrevet i kapittel 5. Østfoldforskning 27

36 Utslipp under lagring Utslipp fra transport og spredning Utslipp fra gjødsel Gjødsel fra fjørfe, 1 tonn TS Figur 4.4 Lagring Flytskjema for referansesystem for gjødsel fra fjørfe Energibruk omrøring Transport fra lager til jorde Spredning Drivstofforbruk traktor Erstatter kunstgjødsel Utslipp under lagring av fersk gjødsel fra fjørfe er basert på data for høns og omfatter utslipp av klimagasser til luft. Det forutsettes at lagertanken er tett, og at det derfor ikke er utslipp til vann fra lageret. Det er også forutsatt at fjørfegjødsla blir lagret flytende, altså at det blir tilsatt vann før biogassreaktoren og at den flytende blandingen blir stående tilstrekkelig lenge til at det blir utslipp til luft. De inkluderte parameterne for lagring beskrives nedenfor. Tabell 4.5 Parameterverdier for referansesystem for fjørfegjødsel: lagring av fersk gjødsel på gården Parameternavn Verdi Beskrivelse Ff_lagring_nullsc_CH4 19,296 Ff_lagring_nullsc_CO2 0 Ff_lagring_nullsc_N2O 0,0801 [kg/tonn TS substrat] Utslipp av CH4 fra lagring av 1 tonn fjørfegjødsel på lager hos bonden før direkte bruk (ikke sendes til biogassanlegg). Informasjon fra John Morken (3/12-14): "Utslippene er funksjon av tilgjengelig VS, og beregnes etter modell fra IPCC (Tier 2), som gir et metanutslipp på 19,296 kg CH4/tonn TS når det ikke er biogassbehandling (0-scenario)." Basisverdi: 19,296. [kg/tonn TS substrat] Utslipp av CO2 fra lagring av 1 tonn fersk fjørfegjødsel på lager hos bonden før direkte bruk (ikke sendes til biogassanlegg). Kilde: bruker samme verdi som for storfe og gris ("Trolig litt over 0 siden noe emitert metan blir oksidert til CO2 og vann, men dette anses som neglisjerbart."). Basisverdi: 0. [kg/tonn TS substrat] Utslipp av N2O fra lagring av 1 tonn fjørfegjødsel på lager hos bonden før direkte bruk (ikke sendes til biogassanlegg). Informasjon fra John Morken (3/12-14): "Data fra IPCC 2006, anslår at utslippet er 0,001 (kg N2O-N/kg N produsert) dersom gjødsel lagres flytende. Når det er 51 kg N/tonn TS blir utslippet 0,051 kg N2O-N/tonn TS." Omregnet til N2O blir dette 0,051 x 44/28 = 0,0801 kg N2O/tonn TS. Basisverdi: 0,0801. [kg/tonn TS fersk gjødsel fra gris] Utslipp av ammoniakk fra lagring av 1 tonn grisegjødsel på lager hos bonden som skal brukes direkte som gjødsel og ikke sendes til biogassanlegg. Kilde: SSB. Basisverdi: 5,51 Ff_lagring_nullsc_NH3 15,08 [kg/tonn TS substrat] Utslipp av NH3 fra lagring av 1 tonn fjørfegjødsel på lager hos bonden før direkte bruk (ikke sendes til biogassanlegg). Informasjon fra John Morken (3/12-14): "Utslippet fra lager og spredning er hentet fra SSB. I disse beregningene tar man et Østfoldforskning 28

37 gjennomsnitt av lagertyper, spredeteknikk, spredetidspunkt og kulturer. Antar at biogassbehandling ikke medfører endringer i dette. Antar at forholdet mellom total-n og ammoniakk er 0,6875 (SSB). Utslipp av NH3 fra lager er 43 %, slik at utslippet blir for ubehandlet gjødsel: 51x0,6875x0,43= 15,08 kg NH3/tonn TS." Basisverdi: 15,08. Basert på referansene og de valgte parameterverdien, ser man at ved lagring vil fjørfegjødsel gi høyest utslipp av alle gjødselsubstratene. Lagring av fjørfegjødsel vil gi nesten dobbelt så høyt metanutslipp per kg TS som gjødsel fra storfe, som igjen har over dobbel verdi av grisegjødsel. For ammoniakkutslipp vil lagring av fjørfegjødsel gi nesten tre ganger høyere utslipp per kg TS sammenlignet med gris, som igjen vil ha fire ganger høyere utslipp enn storfe. Fersk gjødsel blir spredd etter lagring. Det er ikke antatt at det trengs homogenisering (omrøring) av gjødsla før spredning, slik det er for storfe og gris, selv om utslippsverdiene er basert på at fjørfegjødsla blir lagret flytende (dvs at det blir blandet inn vann). Videre må gjødsla pumpes/lastes og spres. Her er det brukt samme verdier for energibruk som for pumping og spredning av storfe- og grisegjødsel. Modellen åpner for muligheter for å simulere ulike spredemetoder. Det tas også hensyn til at spredning medfører utslipp til luft i form av lystgass og ammoniakk. Disse utslippene ligger en del høyere enn tilsvarende utslipp ved spredning av storfe- og grisegjødsel. Tabell 4.6 Parameterverdier for referansesystem for fjørfegjødsel: spredning Parameternavn Verdi Beskrivelse Spredn_ff_nullsc_diesel_omroering 0,0 Spredn_ff_nullsc_el_omroering 0 Spredn_ff_nullsc_diesel_pumpe 0,1 Spredn_ff_nullsc_el_pumpe 0 [l diesel/m3 fersk fjørfegjødsel] Dieselbruk til omrøring i fersk fjørfegjødsel på lager før spredning. Kan settes lik 0 hvis det er elektrisitet som blir brukt. Antar at røring er unødvendig pga tørr fjørfemøkk (må evalueres siden utslipp er basert på flytende lagring). Basisverdi: 0 liter/m3. [kwh/m3 fersk gjødsel] Elforbruk for omrøring i fersk fjørfegjødsel på lager før spredning. Kan settes lik 0 dersom det er diesel som blir brukt. Basisverdi = 0 (antar bruk av traktordrevet pumpe, som for storfe og gris, dersom i det hele tatt nødvendig). [liter diesel/m3 fersk fjørfegjødsel] Dieselbruk i traktor for pumping av fersk fjørfegjødsel fra lager til tankvogn eller slepeslange ved spredning. Kan settes til 0 dersom det er elektrisitet som benyttes. Antar at pumping er unødvendig pga at fjørfemøkk er tørr, men at man trenger energi til lasting over i tilhenger el.l. (antar samme verdi som pumping). Må evalueres siden utslipp er basert på flytende lagring. Basisverdi: 0,1 liter/m3. [kwh/m3 fersk gjødsel] Elforbruk for pumping av fersk fjørfegjødsel fra lager til tankvogn eller slepeslange ved spredning. Kan settes til 0 dersom det er diesel som blir brukt. Basisverdi = 0 (antar bruk av traktordrevet Østfoldforskning 29

38 Spredn_ff_nullsc_diesel 0,28 Ff_nullsc_spredn_CH4 0 Ff_nullsc_spredn_N2O 1,601 Ff_nullsc_spredn_NH3 11,22 propellomrører, som for storfe og gris, dersom det i det hele tatt er nødvendig). [liter diesel/m3 fersk fjørfegjødsel] Dieselforbruk i traktor ved spredning av fersk fjørfegjødsel som ikke har gått til biogassanlegg. Ref.: bruker samme verdi som for storfe og gris, enda disse substratene er flytende og fjørfemøkk er tørr (dvs blir riktig dersom gjødsla lagres flytende, slik det er antatt ved utregning av utslipp). Må evalueres. Basisverdi: 0,28 liter/m3. [kg CH4/tonn TS fersk fjørfegjødsel] Utslipp av metan ved spredning av fersk fjørfegjødsel. Bruker samme verdi som for storfe og gris (der er kilden: SSB). Basisverdi: 0 kg. [kg/tonn TS fersk fjørfegjødsel] Utslipp av lystgass til luft ved spredning av fersk fjørfegjødsel. Informasjon fra John Morken (3/12-14): "IPCC angir utslippet 0,02 kg N2O- N/kg produsert. Med korreksjon for utslippet fra lagring blir utslippet 1,019 kg N2O-N/tonn TS. Omrekna til N2O blir dette 1,019 x 44/28 = 1,601 kg N2O/tonn TS." Basisverdi: 1,601. [kg/tonn TS fersk fjørfegjødsel] Utslipp av lystgass til luft ved spredning av fersk fjørfegjødsel. Informasjon fra John Morken (3/12-14): "Tall fra SSB (32 % utslipp) gir 11,22 kg NH3/tonn TS (51*0,6875*0,32). 32 % utslipp er kommet fram ved å ta forholdstallet til utslipp fra spredning dividert med totalt ammoniakk produsert (784/2484*100)." Basisverdi: 11,22. Det forutsettes at gjødsel fra fjørfe erstatter mineralgjødsel basert på nitrogeninnhold og andel utnyttbar nitrogen. Dette medfører sparte utslipp tilsvarende utslipp fra produksjon og spredning av mineralgjødsel for den mengden som erstattes. Modellen tar hensyn til at en andel av det karbonet som er i gjødsla vil lagres i jorden. Tabell 4.7 Parameterverdier for referansesystem for fjørfegjødsel: erstatting av mineralgjødsel Parameternavn Verdi Beskrivelse Fv_nullsc_utnyttb_and_N 0,6 Fv_nullsc_utnyttb_and_P 1,0 Fv_substrat_lagringsstabil_C 0,2 [Andel] Andel N i fjørfegjødsel som er utnyttbar for plantene. Bruker samme verdi som for storfe og gris (der er referansen Trond Knapp Haraldsen, Bioforsk ). Basisverdi: 0,6. Må evalueres. [Andel] Andel P i fjørfegjødsel som er utnyttbar for plantene. Samme parameter (og verdi) som "Ff_substrat_utnyttb_and_P". Bruker samme verdien som for storfe og gris. Basisverdi: 1,0. Må evalueres. [Andel] Lagringsstabil mengde C til jord for flytende biorest fra fjørfegjødsel (antar samme verdi for gjødsel som ikke blir biogassbehandla). Bruker samme verdi som for storfe og gris. Basisverdi: 20%. Må evalueres. Østfoldforskning 30

39 5 Biogasscenariene: beskrivelse og parameterverdier 5.1 Lagring av fersk gjødsel Denne livsløpsfasen inneholder utslipp fra lagring av fersk gjødsel på gården før det transporteres til biogassanlegget. Lagringen medfører utslipp til luft i form av metan, lystgass og ammoniakk. Denne livsløpsfasen er ikke aktuell for matavfall, men er inkludert for gjødsel fra storfe, gris og fjørfe. Bygging av nytt lager og nedskriving over tid er ikke inkludert, men bør inkluderes i en videreføring av prosjektet. Det forutsettes at lageret er tett i bunnen og på sidene og at det dermed ikke er utslipp til jord eller vann. Beregningene av utslipp fra forlagring er gjort ved at man antar at utslipp av metan og lystgass er proporsjonal med mengden gjødsel. Man antar videre at lagringingen er uendret i forhold til om man ikke sender gjødsel til biogassanlegg. Når gjødselen lagres over tid akkumuleres mengden, og dermed også utslippene. Komplett beregningsmetode er gitt i vedlegg. Ammoniakkutslipp er avhengig av overflate og ikke volum. Det totale utslippet er avhengig av om det blir samlet opp gjødsel i perioden eller ikke. Dette er vanskelig å beregne, og en anslår at utslippet er for 12 måneder. Forlagringen settes derfor til 1/12 av utslippet ved referansesystemet, siden forlagringsperioden velges til en måned. Nedenfor vises parameterbeskrivelse og verdier for utslipp til luft ved lagring av 1 tonn TS storfegjødsel. Tabell 5.1 Parametre for lagring av substrat fra storfegjødsel på gården. Parameternavn Verdi Beskrivelse Sf_lagring_substrat_CH4 0 Sf_lagring_substrat_CO2 0 Sf_lagring_substrat_N2O 0 Sf_lagring_substrat_NH3 0,114 [kg metan/tonn TS substrat] Utslipp av metan fra lagring av 1 tonn storfegjødsel på lager hos bonden. Kilde: SSB/egne anslag John Morken. Basisverdi: 8,63 * [kg CO2/tonn TS substrat] Utslipp av CO2 fra lagring av 1 tonn grisegjødsel på lager hos bonden. Kilde: John Morken, flytskjema for hvert scenario lysark 4. Basisverdi: 0. Trolig litt over 0 siden noe emittert metan blir oksidert til CO2 og vann. [kg N2O/tonn TS substrat] Utslipp av lystgass fra lagring av 1 tonn storfegjødsel på lager hos bonden. Kilde: SSB/egne anslag John Morken. Basisverdi: 1,18E [kg NH3/tonn TS substrat] Utslipp av NH3 fra lagring av 1 tonn storfegjødsel på lager hos bonden. Kilde: SSB/egne anslag av John Morken. Basisverdi: 0,114 I Tabell 5.2 vises parameterbeskrivelse og verdier for utslipp til luft ved lagring av 1 tonn TS gjødsel fra gris. Østfoldforskning 31

40 Tabell 5.2 Parametre for lagring av substrat fra grisegjødsel på gården. Parameternavn Verdi Beskrivelse Sv_lagring_substrat_CH4 0 Sv_lagring_substrat_CO2 0 Sv_lagring_substrat_N20 0 Sv_lagring_substrat_NH3 0,459 [kg metan/tonn TS substrat] Utslipp av metan fra lagring av 1 tonn grisegjødsel på lager hos bonden. Kilde: SSB/ egne anslag John Morken. Basisverdi: 1,57 * [kg CO2/tonn TS substrat] Utslipp av CO2 fra lagring av 1 tonn grisegjødsel på lager hos bonden. Kilde: John Morken. Basisverdi: 0. Trolig litt over 0 siden noe emittert metan blir oksidert til CO2 og vann. [kg N2O/tonn TS substrat] Utslipp av lystgass fra lagring av 1 tonn grisegjødsel på lager hos bonden. Kilde: SSB/egne anslag John Morken. Basisverdi: 2,56E [kg NH3/tonn TS substrat] Utslipp av NH3 fra lagring av 1 tonn grisegjødsel på lager hos bonden. Kilde: SSB/egne anslag John Morken. Basisverdi: 0,459 Tabell 5.3 viser parameterbeskrivelse og verdier for utslipp til luft ved lagring av 1 tonn TS gjødsel fra fjørfe. Tabell 5.3 Parametre for lagring av substrat fra fjørfegjødsel på gården. Parameternavn Verdi Beskrivelse Ff_lagring_substrat_CH4 0 Ff_lagring_substrat_CO2 0 Ff_lagring_substrat_N20 0 Ff_lagring_substrat_NH3 0,459 [kg/tonn TS substrat] Utslipp av metan fra lagring av 1 tonn fjørfegjødsel på lager hos bonden.bruker samme verdi som for storfe og gris (der er kilda: SSB/egne anslag John Morken). Basisverdi: 0. [kg/tonn TS substrat] Utslipp av CO2 fra lagring av 1 tonn fjørfegjødsel på lager hos bonden. Bruker samme verdi som for storfe og gris (der er kilda: John Morken, flytskjema for hvert scenario lysark 4. JM: Trolig litt over 0 siden noe emitert metan blir oksidert til CO2 og vann). Basisverdi: 0. [kg/tonn TS substrat] Utslipp av lystgass fra lagring av 1 tonn fjørfegjødsel på lager hos bonden. Bruker samme verdi som for storfe og gris (der er kilda: SSB/egne anslag John Morken). Basisverdi: 0. [kg/tonn TS substrat] Utslipp av NH3 fra lagring av 1 tonn fjørfegjødsel på lager hos bonden. Informasjon fra John Morken: Utslipp av ammoniakk fra forlager (for etterfølgende biogassbehandling) er en funksjon av overflatearealet, og ikke volum. Settes til 15,08/12=1,26 kg NH3/tonn TS. Dette tilsvarer 1 mnd lagring. Basisverdi: 1,26. Østfoldforskning 32

41 5.2 Transport til behandling Transport til behandling omfatter alle klimagassutslipp knyttet til transport av substrat til biogassanlegget. For gjødsel medfører dette transport fra gård til biogassanlegg, inkludert pumping og tømming. Det er innhentet spesifikke data for dieselforbruk fra biogassanlegg i Danmark, men da disse dataene medførte lavere utslipp enn utslipp fra gjennomsnittlig trailertransport per tonnkilometer, ble det valgt å bruke databasedata for 32 tonns trailer, utslippsklasse EURO5 Swiss Centre for Life Cycle Inventories (2011). Dette er for å ha en konservativ tilnærming til utslipp fra transport, og for å ta høyde for at kjøring i Norge kan gi høyere utslipp som følge av økt drivstofforbruk på grunn av topografien. Det er ikke innhentet spesifikke data for fylling og tømming, og det forutsettes at utslipp knyttet til dette er relativt lave i forhold til kjøring av strekningen. Dataene for transport inkluderer også miljøpåvirkninger fra infrastruktur, det vil si nedskriving av bygging og vedlikehold av vei og kjøretøy. Utslippsdataene som er brukt er beregnet på bakgrunn av en gjennomsnittlig fyllingsgrad på bilen (det vil si at det også er tatt høyde for at returtransporten er tom). En mulig videreutvikling av modellen kan være å inkludere parametre der en kan oppgi spesifikk fyllingsgrad. Tabell 5.4 Parameterverdier for transport til behandling for matavfall som biogassubstrat Parameternavn Verdi Beskrivelse M_T1 19 M_T2 28 [km] Husholdning til mottaksstasjon (innsamling) Basisverdi: 19 Kilde: Raadal et al., 2009 (Avfall Norge-modell). Antas renovasjonsbil 21 tonn. [km] Mottaksstasjon til sentralsortering. Basisverdi: 28 Kilde: Raadal et al., 2009 (Avfall Norge-modellen). Trailertype: 7,5-16 tonn. For matavfall inkluderer transport til behandling både innsamling av kildesortert matavfall hos husholdningene, transport til et eventuelt omlastingssted og transport frem til forbehandling. Tabell 5.5 Parameterverdier for transport til behandling for storfe-, grise- og fjørfegjødsel som biogassubstrat Parameternavn Verdi Beskrivelse Sf_trp_behandling 50 Sv_trp_behandling 50 Ff_trp_behandling 50 [km] Transport av storfegjødsel fra lager på gård til biogassanlegg. Basisverdi: 50 km, må evalueres i hvert analysetilfelle. Trailertype: større enn 32 tonn. [km] Transport av grisegjødsel fra lager på gård til biogassanlegg. Basisverdi: 50 km, må evalueres i hvert analysetilfelle. Trailertype: større enn 32 tonn. [km] Transport av fjørfegjødsel fra lager på gård til biogassanlegg. Bruker samme verdi som for de andre gjødselsubstrata. Basisverdi: 50 km. Trailertype: større enn 32 tonn. Bil og transportavstand må evalueres i hvert analysetilfelle. Østfoldforskning 33

42 Under transport tas det høyde for at det per tonn TS av hvert substrat også transporteres en mengde vann. Denne mengden beregnes fra parameterverdiene for TS-innhold i hvert enkelt substrat. Det er antatt at egenvekten til substratet er 1 tonn/m3 for alle substrattypene. 5.3 Forbehandling (kun for matavfall) Matavfall må forbehandles for å oppnå en homogen masse og at utråtningsprosessen skal fungere optimalt og for å fjerne fremmedlegemer. Denne livsløpsfasen omfatter energibruk knyttet til forbehandling, behandling av eventuell sikterest og transportbelastninger fra forbehandling til biogassanlegg dersom forbehandlingsanlegget er lokalisert et annet sted enn biogassproduksjonen. Tabell 5.6 Parameterverdier for forbehandling av matavfall Parameternavn Verdi Beskrivelse M_forbeh_el 48 M_forbeh_and_egenprod_el 0 M_forbeh_sikterest 0,07 M_forbeh_COD 2,47 M_forbeh_totN 0,48 M_forbeh_totP 0,019 M_forbeh_vann 1,6 Trp_forbeh_beh 102 [kwh/tonn TS matavfall] Forbruk av el under forbehandling av matavfall. Data fra et norsk anlegg. Årlig forbruk av el er og årlig mengde inn er tonn matavfall inn med antatt TS-innhold på 33% ( kwh/(9400tonn x 33%)=48 kwh/tonn TS). Basisverdi: 48 kwh/tonn TS. Andel av el brukt i forbehandling som er egenprodusert. Verdien settes lik 1 hvis all el som benyttes er egenprodusert el. Basisverdi: 0 Tonn TS sikterest per TS tonn inn i forbehandlingsanlegget. Som en basis antas 7% som representerer ny teknologi. Dersom anlegget ikke er nytt, bør sikterestprosenten økes. (Beregnet sikterest fra to eksisterende anlegg 15% - 16% sikterest. Basisverdi: 0,07. [mg/tonn TS inn i forbehandlingsanlegget] Utslipp av KOF. Data fra et norsk anlegg (april 2011). Utregning: 7650/(( )*0,33)=2,47. [mg/tonn TS inn i forbehandlingsanlegget]. Utslippsdata fra et norsk anlegg. Datainnsamlingsskjema sendt til Tormod Briseid i Bioforsk april Utregning: 1485/(( )*0,33) [mg/tonn TS inn i forbehandlingsanlegget]. Utslippsdata fra et norsk anlegg. Datainnsamlingsskjema sendt til Tormod Briseid i Bioforsk april /(( )*0,33) = 0,019. Basisverdi 0,019 mg/tonn TS. [tonn vann/tonn TS matavfall inn i forbehandlingsanlegget] Forbruk av vann under forbehandling. Data fra et norsk anlegg. Årlig forbruk av vann er 5000 tonn / (( )*0,33). Basisverdi: 1,6 [km] Transportavstand fra forbehandling til behandlingssted. Settes lik 0 dersom forbehandlingssted er lokalisert på samme sted som biogassanlegget. Det kan være aktuelt å legge inn båttransport. Basisverdi: 102. Kilde: Raadal et al., 2009 (Avfall Norge-modellen. Data for avstand fra sentralsortering til sluttbehandling). Trailertype: 7,5-16 tonn. Mengden sikterest i forbehandlingen avhenger av kvaliteten på det kildesorterte matavfallet (mengde fremmedlegemer) og teknologien på forbehandlingen. Østfoldforskning 34

43 For sikterest forutsettes det i modellen at avfallet sendes til forbrenning og at sikteresten har samme egenskaper som gjennomsnittlig restavfall. Innholdet i sikteresten har stor betydning for belastning fra forbrenning av sikterest. Det er i resten av verdikjeden tatt hensyn til at sikteresten ikke følger med inn i biogassproduksjonen (påvirker transport og biogassutbytte). 5.4 Biogassproduksjon Livsløpsfasen biogassproduksjon omfatter utråtning av substrat til biogass. Denne fasen innebærer hovedsakelig miljøpåvirkning fra energibruk knyttet til prosessen. Mengde biogass produsert i anlegget beregnes på grunnlag av biogasspotensialet til substratene og virkningsgraden til anlegget. For samråtningseffekt mellom flere substrater, se kapittel 3.4. I modellen er det antatt ingen utslipp fra selve utråtningstanken. Dette er en forenkling, siden det kan oppstå diffuse utslipp fra rør og koblinger. Michel et al. (2010) viser til Ecoinvent som kalkulerer med et metanutslipp på 1,8 % av gassproduksjonen. I andre publikasjoner (referert til i Bernstad et al.(2011), varier utslippet fra 0,5 til 8 %, 1 % er trolig mest relevant i forhold til framtidig teknologi. I samme publikasjon er det gitt et forholdstall mellom metan og lystgassutslipp, mens det brukes 0-utslipp av ammoniakk. Lystgassutslipp konkluderes av Bernstad et al. (2011) at man ikke har nok kunnskaper til å sette noe tall. Tabell 5.7 Parameterverdier for biogassproduksjonen (alle substratene) Parameternavn Verdi Beskrivelse Biogassanlegg_elforbruk 75 Biogassanlegg_varmeforbruk 250 Biogassanlegg_reelt_utbytte 0,7 Biogassanlegg_and_egenprod_el 0 Biogassanlegg_and_egenprod_v arme Biogassanlegg_and_fjernvarme 0 Biogassanlegg_and_flis 1 0 [kwh/tonn TS] Elektrisitetsforbruk i biogassanlegget per tonn TS inn i anlegget. Valgt verdi ut ifra vurdering av tall som er oppgitt i litteratur. Basert på Bernstad et. al., Basisverdi: 75 kwh/tonn TS [kwh/tonn TS] Varmeforbruk i biogassanlegget per tonn TS inn i anlegget. Valgt verdi ut ifra vurdering av tall som er oppgitt i litteratur. Basert på Bernstad et. al., Basisverdi: 250 kwh/tonn TS Andel av den teoretiske energimengden som anlegget klarer å utnytte. Avhenger av faktorer som forbehandling og oppholdstid i anlegget. Varierer vanligvis mellom 0,6 og 0,8. Basisverdi: 0,7 Andel elektrisitet konsumert i råtneprosess som er produsert av egenprodusert biogass. Verdien settes lik 1 hvis all el som benyttes er egenprodusert el. Basisverdi: 0 Andel varme konsumert i råtneprosess som kommer fra egenprodusert biogass. Verdien settes lik 1 hvis all varme som benyttes er egenprodusert varme. Basisverdi: 0 Andel varme konsumert til råtneprosess som kommer fra fjernvarme. Basisverdi: 0 Andel varme konsumert til råtneprosess som kommer fra flisfyring. Basisverdi: 1 Østfoldforskning 35

44 Biogassanlegg_and_olje 0 Biogassanlegg_and_naturgass 0 Biogassanlegg_e_virkngrad 0,35 Biogassanlegg_v_virkngrad 0,75 Biogassanlegg_e_leveringsgrad 1 Biogasanlegg_v_leveringsgrad 0,72 M_nedbrytn_biogassanl 0,7 Sf_nedbrytn_biogassanl 0,4 Sv_nedbrytn_biogassanl 0,55 Ff_nedbrytn_biogassanl 0,43 M_flyt_biorest_TS 0,055 Sf_flyt_biorest_TS Sv_flyt_biorest_TS Modell (0,0496) Modell (0,0377) Andel varme konsumert til råtneprosess som kommer fra oljefyring. Basisverdi: 0 Andel varme konsumert til råtneprosess som kommer fra fyring med naturgass. Basisverdi: 0 Virkningsgrad elektrisitetsgenerering. Fra Avfall-Norgeprosjektet: Biologisk behandling (biogassanlegg): Energiutnyttingsandel ved bruk av biogass til elektrisitetsproduksjon. Etter at alle tap er inkludert i forbrennings- og elproduksjonsprosessen. Antatt verknadsgrad for elektrisitetsproduksjon på 35%, reknet av brennverdien i brenslet (referanse: Østfoldforskning). Basisverdi=0,35. Virkningsgrad for varmeproduksjon (standard virkningsgrad for varmeproduksjon fra Avfall Norge-prosjektet) Raadal et al., Basisverdi: 0,75 Mengde solgt energi dividert på mengde produsert energi. For elektrisitet antas det at 100% av generert el leveres. Basisverdi: 1. Mengde solgt energi dividert på mengde produsert energi. Data er hentet fra EcoPro, datainnsamlingsskjema 2010 ifbm MNA-prosjekt. Basisverdi: 0,72. Andel nedbrytning av matavfall i biogassanlegget. Anslått av John Morken. Basisverdi: 0,7. Andel nedbrytning av storfegjødsel i biogassanlegget. Anslått av John Morken Basisverdi: 0,4. Andel nedbrytning av gjødsel fra gris i biogassanlegget. Anslått av John Morken. Basisverdi: 0,55. [Andel] Nedbrytning av fjørfegjødsel i biogassanlegget. Anslag fra John Morken, som ikke har funnet spesielt gode referanser på dette (variasjonen mellom 37% og 50%, foreslår å bruke 40 % eller 43 %). Har valgt å bruke gjennomsnittverdien her. Basisverdi: 0,43 (43% nedbryting). Andel TS i flytende biorest. Basert på informasjon om innblanding av prosessvann i matavfall fra HRA. Basisverdi 0,055 (5,5%). Andel TS i flytende biorest. Kalkulert parameter basert på nedbrytingsgrad i anlegget. Forklaring står i e-post mellom KAL og ISM (oktober-november 2014) og figur lagt på O:\FM\1623 Bio Value Chains\03 Datagrunnlag\Massebalanse. Formel: Sf_substrat_TS*(1- Sf_nedbrytn_biogassanl)*((1/Sf_substrat_TS)/(1/Sf_substrat _TS-Sf_nedbrytn_biogassanl)) Andel TS i flytende biorest. Kalkulert parameter basert på nedbrytingsgrad i anlegget. Forklaring står i e-post mellom KAL og ISM (oktober-november 2014) og figur lagt på O:\FM\1623 Bio Value Chains\03 Datagrunnlag\Massebalanse. Formel: Sv_substrat_TS*(1- Sv_nedbrytn_biogassanl)*((1/Sv_substrat_TS)/(1/Sv_substra t_ts-sv_nedbrytn_biogassanl)) Østfoldforskning 36

45 Ff_flyt_biorest_TS 0,055 M_biogassanlegg_CH4 0 Sf_biogassanlegg_CH4 0 Sv_biogassanlegg_CH4 0 Ff_biogassanlegg_CH4 0 M_biogassanlegg_N2O 0 Sf_biogassanlegg_N2O 0 Sv_biogassanlegg_N2O 0 Ff_biogassanlegg_N2O 0 Andel TS i flytende biorest. Basert på informasjon om innblanding av prosessvann for matavfall fra HRA. Antar lik verdi som for biorest fra matavfall. Basisverdi 0,055 (5,5%). [kg CH4/tonne TS]. Metanutslipp i biogassanlegget. Anslått av Jon Morken (sept. 2012). Basisverdi 0. [kg CH4/tonne TS]. Metanutslipp i biogassanlegget. Anslått av Jon Morken (sept. 2012). Basisverdi 0. [kg CH4/tonne TS]. Metanutslipp i biogassanlegget. Anslått av Jon Morken (sept. 2012). Basisverdi 0. [kg CH4/tonne TS] Utslipp av metan frå biogassreaktoren ved prosessering av fjørfegjødsel. Bruker samme verdi som for matavfall, storfe og gris. Basisverdi: 0. I følge John Morken (Ecoinvent) skal utslippet være ca 1,8% av produsert biogass (dvs ca 1% metan). Må evalueres. Viktig punkt for alle substratene. [kg N2O/tonne TS] Lystgassutslipp i biogassanlegget. Anslått av Jon Morken (sept. 2012). Basisverdi 0. [kg N2O/tonne TS] Lystgassutslipp i biogassanlegget. Anslått av Jon Morken (sept. 2012). Basisverdi 0. [kg N2O/tonne TS] Lystgassutslipp i biogassanlegget. Anslått av Jon Morken (sept. 2012). Basisverdi 0. [kg N2O/tonne TS] Utslipp av lystgass fra biogassreaktoren ved prosessering av fjørfegjødsel. Bruker samme verdi som for matavfall, storfe og gris. Basisverdi: 0. Skal også vere lystgassutslepp fra reaktor, iflg John Morken (3/12-14). Må evalueres. Viktig punkt for alle substratene. 5.5 Oppgradering Denne fasen omfatter klimagassutslipp fra oppgraderingsprosessen, både energibruk og utslipp i form av metantap. Det er også mulig å inkludere komprimering og biltransport av oppgradert, komprimert biogass. Det er i tillegg laget prosjektspesifikke prosesser for rørtransport av rå biogass, men dette er ikke automatisk inkludert i biogassmodellen. Det er imidlertid enkelt å inkludere disse prosessene manuelt dersom det skulle være aktuelt i senere analyser. Mengden biogass produsert fra 1 tonn TS avhenger av substrattype. Tabell 5.8 Parameterverdier for oppgradering av biogass til drivstoffkvalitet, inkludert komprimering og biltransport Parameternavn Verdi Beskrivelse Oppgradering_elforbruk 0,25 Oppgradering_metantap 0,015 [kwh/nm3] Kilde: PSA-teknologi fra IEA-tabell i notat om oppgradering fra TelTek. BasisverdI: 0,25 kwh/nm3 inn til oppgradering. Andel metan tapt underveis i oppgraderingsprosessen. Metantap er avhengig av oppgraderingsteknologi og ligger som regel mellom 1 og 2%. Basisverdi: 0,015 (1,5% - PSA-teknologi) Østfoldforskning 37

46 Oppgradering_komprimering 0 Komprimering_elbruk 0,17 Kommprimering_trp 10 Komprimert_gass Modell (0,005) Av/På-parameter. Settes lik 1 hvis oppgradert biogass blir komprimert og videretransportert. Basisverdi: 0. [kwh/nm3 biogass inn i oppgraderingen] Energibruk fra komprimering (hvis relevant): TelTeks HYSYS-beregninger gir 0,17 kwh/nm3 (0,6 MJ/Nm3) som tilsvarer en energibruk på 1,5% av energiinnholdet til gassen som komprimeres. Basisverdi: 0,17 kwh/nm3. [km] Transportavstand fra biogassanlegg til sentralt oppgraderingsanlegg. Mengde komprimert gass per m3 rågass, hvis relevant. Antatt tap ved komprimering er 0,1% av mengda ikke-komprimert gass. 0,005 m3 komprimert gass/nm3 produsert biogass ((1-0,001) *0,005=0,005). Kilde: HiT/Teltek i DisBiogassprosjekt. Enkelte oppgraderingsteknologier kan ha påvirkning på andre miljøindikatorer som toksisitet på grunn av utslipp av aminer. Dette vil ikke gi utslag på klimaregnskap og er derfor ikke inkludert her, men må inkluderes ved bruk av analysene som beslutningsunderlag når det er aktuelt. For elforbruk under oppgradering forutsettes det nordisk produksjonsmiks (Østfoldforskning, 2011). Parameterne for komprimering og biltransport av oppgradert, komprimert biogass blir brukt (dersom de blir aktivert) sammen med en prosess for biltransport som er modifisert ut fra en standard lastebilprosess fra databasen Ecoinvent. Det er antatt at at bilen kan frakte 12,5 Nm3 komprimert gass per lass. Komprimeringen er 0,005 m3/nm3, så 12,5 Nm3 komprimert gass veier 1/0,005=200 ganger så mye som ikke-komprimert gass (0,717 kg/nm3 for metan), altså 200*0,717=143,4 kg/m3. For rørtransport av rå biogass (prosjektspesifikke prosesser må inkluderes manuelt) er det inkludert infrastruktur for rør og energy for pumping. I prosjektet der rørtransport ble modellert, ble det antatt at hvert enkelt gårdsanlegg får en belastning på 1,5 tonn PE på grunn av rørledningen, og levetiden ble satt til 40 år. Pumpeenergien ble antatt å være 0,05 kwh/nm3 for en avstand på 10 km (Arnøy et al., 2013). 5.6 Avvanning (inkludert videre behandling) Denne livsløpsfasen er kun relevant hvis bioresten avvannes. Videre behandling av den avvannede bioresten kan være kompostering for bruk av bioresten som jordforbedringsmiddel. For fjørfegjødsel er ikke avvanningsscenariene modellert ennå, derfor er det ikke innlagt avvanningsparametre for fjørfegjødsel. Tabell 5.9 Parameterverdier for avvanning av biorest, bruk av våtfase og kompostering av tørr fase Parameternavn Verdi Beskrivelse Avvanning_vatfase_som_gjodsel 0 Avvanning_elbruk_per_tonn_subs 6,03 Av/på-parameter. 1 = våt vase benyttes som gjødslingsprodukt og erstatter kunstgjødsel, 0 = våt fase benyttes ikke som gjødslingsprodukt. Basisverdi: 0 (ikke avvanning). [kwh per tonn TS substrat inn i biogassanlegget] Elforbruk for avvanningsprosess. Hentet fra et Østfoldforskning 38

47 norsk biogassanlegg. Basisverdi: kwh (9400 tonn *0,3 TS%) = 6,03 kwh. Avvanning_and_egenprod_el 0 Andel el konsumert i avvanningsprosess som kommer fra egenprodusert biogass. Basisverdi: 0. Avvanning_liter_per_tonn 489 [liter/tonn substrat-ts inn i biogassanlegget] Utslipp av prosessvann, basert på designdata fra HRA (konservativt). Basisverdi: 489. Avvanning_toerr_biorest_per_tonnTS 0,16 [tonn] biorest/tonn substrat-ts inn i biogassanlegget (obs! ikke per våt biorest UT av anlegget). Data fra et norsk biogassanlegg. Anslått 500 tonn tørr biorest årlig, 9400 tonn matavfall inn med 33% TS. Basisverdi: 500/(9400*0,33)=0,16. Avvanning_kompostering 1 1=ja, 0=nei. Ved avvanning etter kompostering settes denne verdien lik 1. Dersom bioresten ikke komposteres eller behandles på annen måte, settes verdien lik 0. Avvaning_vatfase_Nandel 0,75 Andel N i bioresten som følger den våte fasen. Kilde: Jørgensen (2008). Basiscerdi: 0,75. Avvanning_vannrensing_N2O 0,01 Lystgassutslipp fra rensing av våt fase: utslipp av lystgass-n per kg N renset. Aasestad (2007) SSB: 2% av nitrogenet som fjernes i renseanlegg blir til lystgass. Antar at 50% N blir renset, 1% av N blir til lystgass. Basisverdi: 0,01. Avvanning_kompostering_M_CO2bio 0 [kg bio-co2/tonn våtvekt kompost] Utslipp av bio- Avvanning_kompostering_sf_CO2bio 0 CO2 til luft fra kompostering av bioresten fra Avvanning_kompostering_sv_CO2bio 0 matavfall (respirasjon). Innlagt etter massebalanse og møte med John Morken (8.april 2014). Verdien er for respirasjon i løpet av komposteringstida, ikke for respirasjon ved bruk av komposten. Basisverdi: 0 kg bio-co2/tonn våtvekt kompost inntil videre. Avvanning_kompostering_ff_CO2bio - Avvanning er ikke modellert ennå for fjørfegjødsel. Avvanning_kompostering_CH4 2,4 Avvanning_kompostering_m_N2O 0,2 Avvanning_kompostering_sf_N2O 0,07 Avvanning_kompostering_sv_N2O 0,2 Avvanning_kompostering_ff_N2O - Avvanning_kompostering_m_NH3 6,1 Avvanning_kompostering_sf_NH3 2,6 Avvanning_kompostering_sv_NH3 7,1 Avvanning_kompostering_ff_NH3 - Avvanning_kompostering_NMVOC 1 Avvanning_vatfase_som_gjodsel 0 Avvanning_vatfase_som_gjodsel_M_N2O 2,9*10-5 Beregninger er foretatt ut fra utslippsmodellen som brukes i Jansen la Cour et al. (2007), samt justert i hht Andersen (2010). Vedlegg 9. Spesifikke verdier for hvert substrat (bortsett fra for CH4 og NMVOC). For fjørfegjødsel er ikke avvanning modellert ennå, derfor er det ikke lagt inn utslippsverdier for dette. Av/på-parameter. 1 = våt vase benyttes som gjødslingsprodukt og erstatter kunstgjødsel, 0 = våt fase benyttes ikke som gjødslingsprodukt. Antar at all nitrogen følger våtfasen. 75 % av spredning av uavvannet biorest. Egne anslag ut fra andel N som føler våt fase. Basisverdi 2,89*10-5. Østfoldforskning 39

48 Avvanning_vatfase_som_gjodsel_Sf_N2O 0,25 75 % av spredning av uavvannet biorest. Egne anslag ut fra andel N som føler våt fase. Avvanning_vatfase_som_gjodsel_Sv_N2O 0,25 75 % av spredning av uavvannet biorest. Egne anslag ut fra andel N som føler våt fase. Avvanning_vatfase_som_gjodsel_Ff_N2O - For fjørfegjødsel er ikke avvanning modellert ennå, derfor er det ikke lagt inn utslippsverdi for dette. 90 % av spredning av uavvannet biorest. Egne Avvanning_vatfase_som_gjodsel_M_ NH3 2,66 anslag ut fra innhold av ammoniakk. Avvanning_vatfase_som_gjodsel_Sf_NH3 5,55 90 % av spredning av uavvannet biorest. Egne anslag ut fra innhold av ammoniakk. Avvanning_vatfase_som_gjodsel_Sv_ NH3 8,08 90 % av spredning av uavvannet biorest. Egne anslag ut fra innhold av ammoniakk. Avvanning_vatfase_som_gjodsel_Ff_ NH3. For fjørfegjødsel er ikke avvanning modellert ennå, derfor er det ikke lagt inn utslippsverdi for dette. Det er som basis lagt inn at vannfasen sendes til renseanlegg og at rensingen medfører lystgassutslipp. Enkelte steder er det ikke krav til rensing, noe som kan føre til at vannet gir nitrogenutslipp til vann. Dette vil ikke påvirke miljøindikatoren global oppvarming, men vil gi bidrag til miljøindikatorer som eutrofiering. Det antas som basis at den avvannede bioresten komposteres, noe som medfører lystgass og metanutslipp fra komposten, i tillegg til energibruk i forbindelse med komposteringen. Vannfasen går til kommunalt renseanlegg, der det er lagt inn utslipp av KOF, P og N, i tillegg til N 2O fra renseanlegget. Alternativ brukes vannfasen som gjødselvann til spredning på jordbruksarealer og erstatter bruk av mineralgjødsel. Dette er en metode som kan benyttes for å fjerne fosfor, som vil følge den tørre fasen. Nitrogen følger vannfasen og denne vil derfor være egnet som gjødselprodukt. Dette scenario er lagt inn i modellen i fase II. 5.7 Transport til lagring og lagring av flytende biorest Denne fasen inkluderer klimagassutslipp fra transport av flytende biorest fra behandlingssted til lagring på gård og utslipp knyttet til lagring. Det kan være både klimagassutslipp og ammoniakkutslipp fra lagertanker. Utslippene er avhengig av mange faktorer som temperatur, dekke, flytedekke av organisk materiale osv. Da dette prosjektet beskriver fremtidige anlegg er det valgt å bruke data knyttet til beste tilgjengelige teknologi. Det forutsettes da en tett lagertank for flytende biorest og da vil utslippene være null. Hvis det ses på en lagertank uten dekke vil utslipp være som vist i beskrivelsene i Tabell Disse tallene er basert på Amon et al. (2006) og Hartmann (2006) som operer med forholdstall til lagring av ubehandlet gjødsel. Under transport tas det høyde for at per tonn TS av biorest transporteres det også en mengde vann. Denne mengden beregnes fra parameterverdiene som er lagt inn for bioresten. Det er antatt at egenvekten til substratet er 1 kg/m3 for alle substrattypene. Østfoldforskning 40

49 Tabell 5.10 Parameterverdier for transport til lagring og lagring av flytende biorest uten dekke Parameternavn Verdi Beskrivelse Trp_biogassanl_lager 50 M_lagring_biorest_CH4 0 M_lagring_biorest_N2O 0 M_lagring_biorest_NH3 0 Sf_lagring_biorest_CH4 0 Sf_lagring_biorest_N2O 0 Sf_lagring_biorest_NH3 0 Sv_lagring_biorest_CH4 0 Sv_lagring_biorest_N2O 0 [km] Avstand fra biogassanlegg til lager på gård. Trailertype: større enn 32 tonn. [kg CH4/tonn TS substrat av matavfall inn i anlegget]. Utslipp av metan fra biorest av matavfall på lager hos bonden før det skal spres. Ved tett tank er dette utslippet null (John Morken ). Estimerte utslipp for åpen tank, av John Morken: 24,6 Nm3/tonn til kg. Tetthet metan 0,717 kg/nm3. 24,6 Nm3/tonn x 0,717 kg/nm3 = 17,638 kg/tonn. Dette gjelder uten dekke på tanken. Basisverdi (tett tank): 0. [kg N2O/tonn TS substrat av matavfall inn i anlegget] Utslipp av lystgass fra biorest av matavfall på lager hos bonden før det skal spres. Kilde: estimert av John Morken. Verdi for åpen tank: 0,374 (uten dekke). Utslippsverdien settes til 0 som i klimakur (intet flytedekke for dannelse av lystgass). Dette ble endret fra fase I til fase 2 pga. endret referansegrunnlag. Basisverdi (tett tank): 0. [kg NH3/tonn TS substrat av matavfall inn i anlegget]. Utslipp av ammoniakk fra biorest av matavfall på lager hos bonden før det skal spres. Kilde: estimert av John Morken. Verdi for åpen tank: 0,159 (uten dekke). Ved tett tank er dette utslippet null (John Morken). Derfor er denne parameterverdien endret fra fase 1 til fase 2. Basisverdi (tett tank): 0. [kg/tonn TS storfegjødsel som substrat inn i anlegget] Utslipp av metan fra lagring av 1 tonn substrat på lager hos bonden før spredning. Kilde for utslipp fra åpen tank: Amon, Verdi: 67% mindre enn utslippet fra ubehandlet biorest, altså 3,37 (åpen tank). Ved tett tank er dette utslippet antatt null (John Morken). Tett tank er brukt som basis, altså er basisverdien 0. [kg/tonn TS storfegjødsel som substrat inn i anlegget] Utslipp av lystgass fra lagring av 1 tonn substrat på lager hos bonden før spredning. Kilde for lagring uten dekke: Amon, Verdi: 0,78 (åpen tank). Bruker tett tank som basis. Utslippsverdien settes til 0 som i klimakur (intet flytedekke for dannelse av lystgass). Dette ble endret fra fase I til fase 2 pga. endret referansegrunnlag. Basisverdi er derfor 0 (tett tank). [kg/tonn TS storfegjødsel som substrat inn i anlegget] Utslipp av ammoniakk fra lagring av 1 tonn substrat på lager hos bonden før spredning. Kilde for utslipp fra åpen tank: Amon, Verdi: 1,92. (Endret i forhold til fase I pga. endret referansegrunnlag). Ved tett tank er dette utslippet null (John Morken). Tett tank er brukt som basis, altså er basisverdien 0. [kg/tonn TS substrat fra gjødsel fra gris inn anlegget] Utslipp av metan fra lagring av 1 tonn biorest fra gjødsel fra gris på lager hos bonden før spredning. Kilde for utslipp fra åpen tank: Amon, Verdi: 67% mindre enn utslippet fra ubehandlet biorest, altså 1,59 (åpen tank). Ved tett tank er dette utslippet antatt null (John Morken ). Tett tank er brukt som basis, altså er basisverdien 0. [kg/tonn TS substrat fra gjødsel fra gris inn anlegget] Utslipp av lystgass fra lagring av 1 tonn biorest fra gjødsel fra svin på lager hos Østfoldforskning 41

50 Sv_lagring_biorest_NH3 0 Ff_lagring_biorest_CH4 0 Ff_lagring_biorest_N2O 0 Ff_lagring_biorest_NH3 0 bonden før spredning. Kilde for åpen tank: Anon, Verdi: 0,0114 (åpen tank). Bruker tett tank som basis. Utslippsverdien settes til 0 som i klimakur (intet flytedekke for dannelse av lystgass). Dette ble endret fra fase I til fase 2 pga. endret referansegrunnlag. Basisverdi er derfor 0 (tett tank). [kg/tonn TS substrat fra gjødsel fra gris inn anlegget] Utslipp av ammoniakk fra lagring av 1 tonn biorest fra gjødsel fra gris på lager hos bonden før spredning. Kilde for utslipp fra åpen tank: Amon, Verdi: 7,71. (Endret i forhold til fase I pga. endret referansegrunnlag). Ved tett tank er dette utslippet null (John Morken). Tett tank er brukt som basis, altså er basisverdien 0. [kg/tonn TS substrat frå fjørfegjødsel inn anlegget] Utslipp av metan fra lagring av 1 tonn biorest fra fjørfegjødsel på lager hos bonden før spredning. Antar ingen utslipp ved tett dekke på tanken. Kilde: bruker samme verdi som for matavfall, storfe og gris. Basisverdi: 0 (tett dekke). Mangler verdi for åpen lagring. [kg/tonn TS substrat fra fjørfegjødsel inn anlegget] Utslipp av lystgass fra lagring av 1 tonn biorest fra fjørfegjødsel på lager hos bonden før spredning. Antar ingen utslipp ved tett dekke på tanken. Kilde: bruker samme verdi som for matavfall, storfe og gris. Basisverdi: 0 (tett dekke). Mangler verdi for åpen lagring. [kg/tonn TS substrat fra fjørfegjødsel inn anlegget] Utslipp av ammoniakk fra lagring av 1 tonn biorest fra fjørfegjødsel på lager hos bonden før spredning. Antar ingen utslipp ved tett dekke på tanken. Kilde: bruker samme verdi som for matavfall, storfe og gris. Basisverdi: 0 (tett dekke). Mangler verdi for åpen lagring. 5.8 Transport til brukssted og bruk (inkludert spredning og utslipp i vekstsesong) Transport til brukssted og bruk omfatter klimagassutslipp knyttet omrøring/homogenisering av gjødsel, frakt til jordet, til spredning av flytende biorest på jordet, og utslipp fra bioresten i vekstsesongen. Dette innebærer omrøring, pumping og spredning, i tillegg til utslipp til luft fra bioresten ved spredning og i vekstsesongen. Det er antatt like verdier for energibruk for håndtering av biorest fra alle substratene per tonn våtvekt. For avvannet biorest omfatter livsløpsfasen transport til brukssted og eventuelle utslipp knyttet til bruk av komposten. I likhet med spredning av ubehandlet gjødsel vil ikke spredning av flytende biorest medføre utslipp av metan (Amon et al., 2006). For vannfasen er det utslipp knyttet til spredning av dette som gjødselvann. Utslipp av lystgass og ammoniakk avhenger av spredeteknologi, nedfellingen (dybde), tid fra spredning til nedmolding,og om jorda er vannmettet under eller etter nedfellingen. Det er gjort en antagelse om at spredning av biorest ikke vil medføre endring av spredepraksis, spredeteknologi eller tidspunkt for spredning. Dermed kan det brukes forholdstall for utslipp i forhold til ubehandlet gjødsel. Dette finnes i Amon et al. (2006). Det er videre antatt at dette forholdstallet er likt både for storfe-, grise- og fjørfegjødsel. Østfoldforskning 42

51 Tabell 5.11 Parameterverdier for bruk av flytende biorest (under og etter spredning) Parameternavn Verdi Beskrivelse Spredn_biorest_diesel_omroering 0,045 [liter diesel/m3 biorest] Dieselbruk i traktor knyttet til omrøring i bioresten på lager før den spres. Kan settes lik 0 hvis det er elektrisitet som benyttes. Referanse: Notat fra Ivar Sørby: Drivstofforbruk ved håndtering av flytende husdyrgjødsel. Forutsetter dieselforbruk 15 liter/time og 2-3 timer per lagertank (samme verdi som for ubehandla storfegjødsel). Basisverdi: 0,045 liter/m3. Spredn_biorest_el_omroering 0 [kwh/m3 biorest] Elforbruk knyttet til omrøring i biorest på lager før den spres. Kan settes lik 0 hvis det er diesel som benyttes. Basisverdi = 0 (antar bruk av traktordreven pumpe). Spredn_biorest_diesel_pumpe 0,1 [liter diesel/m3 biorest] Dieselbruk i traktor knyttet til pumping av biorest fra lager til tankvogn eller slepeslange ved spredning. Kan settes til 0 dersom det er elektrisitet som benyttes. Referanse: Notat fra Ivar Sørby: Drivstofforbruk ved håndtering av flytende husdyrgjødsel. Pumping av gjødsel til slepeslange, stor traktordreven pumpe: 0,25 liter/m3. Pumping av gjødsel til tankvogn, traktordreven pumpe: 0,1 liter/m3. Basisverdi: 0,1 liter/m3. Spredn_biorest_el_pumpe 0 [kwh/m3 biorest] Elforbruk knyttet til pumping av biorest fra lager til tankvogn eller slepeslange ved spredning. Kan settes til 0 dersom det er diesel som benyttes. Basisverdi = 0 (antar bruk av traktordreven propellomrører). Spredn_biorest_diesel 0,28 [liter diesel/m3 biorest] Dieselforbruk i traktor ved spredning av biorest som ikke har gått til biogassanlegg. Referanse: Notat fra Ivar Sørby: Drivstofforbruk ved håndtering av flytende husdyrgjødsel. Slepeslange med slangebom: 0,05 l/m3. Tankvogn > 15m3: 0,28 l/m3. Tankvogn > 15 m3 6,6m nedfeller: 0,37 l/m3. Tankvogn: 12m3: 0,25 l/m3. Basisverdi: 0,28 liter/m3 (samme verdi som for ubehandla storfe- og grisegjødsel). Standard teknologi (verdier for BAT - best available teknologi i parentes bak) Spredn_m_Biorest_CH4 0 Spredn_m_Biorest_N2O 0,159 Spredn_m_Biorest_NH3 Spredn_sf_Biorest_CH4 0 Spredn_sf_Biorest_N2O 2,96 (1,78) 0,468 (0,331) [kg/tonn TS substrat fra matavfall inn i anlegget] Utslipp fra metan i forbindelse med spredning og etter spredning. Kilde: Amon, Basisverdi: 0. [kg/tonn TS substrat fra matavfall inn i anlegget] Utslipp fra lystgass i forbindelse med spredning og etter spredning. Kilde: Amon (2006). Basisverdi: 0,159. [kg/tonn TS substrat fra matavfall inn i anlegget] Utslipp fra ammoniakk i forbindelse med spredning og etter spredning. Kilde: mon (2006). Basisverdi: 2,96. BAT-verdi: 1,78. [kg/tonn TS substrat fra storfegjødsel inn i anlegget] Utslipp fra metan i forbindelse med spredning og etter spredning. Kilde: Amon, Basisverdi: 0. [kg N2O/tonn TS substrat fra storfegjødsel inn i anlegget] Utslipp fra lystgass i forbindelse med spredning og etter spredning. Kilde: Amon, Basisverdi: 0,468. BAT-verdi: 0,331. Østfoldforskning 43

52 Spredn_sf_Biorest_NH3 Spredn_sv_Biorest_CH4 0 6,17 (3,70) Spredn_sv_Biorest_N2O 0,329 Spredn_sv_Biorest_NH3 Spredn_ff_Biorest_CH4 0 8,98 (5,39) Spredn_ff_Biorest_N2O 1,601 Spredn_ff_Biorest_NH3 13,26 [kg NH3/tonn TS substrat fra storfegjødsel inn i anlegget] Kilde: Amon, Basisverdi: 6,17. BAT-verdi: 3,70. [kg CH4/tonn TS substrat fra gjødsel fra gris inn i anlegget] Utslipp av metan ved spredning av biorest fra husdyrgjødsel. Kilde:Amon, Basisverdi: 0 kg. [kg N2O/tonn TS substrat fra gjødsel fra gris inn i anlegget] Utslipp av lystgass ved spredning av biorest fra husdyrgjødsel. Kilde:Amon, 2006 Basisverdi: 0,329. [kg NH3/tonn TS substrat fra gjødsel fra gris inn i anlegget] Utslipp av ammoniakk ved spredning av biorest fra husdyrgjødsel. Kilde: Amon, Basisverdi: 8,98 kg. BAT-verdi: 5,93. [kg CH4/tonn TS substrat fra fjørfegjødsel inn i anlegget] Utslipp av metan ved spredning av biorest fra fjørfegjødsel. Kilde: bruker samme verdi som for matavfall, storfe og gris. Informasjon fra John Morken (Amon et al., 2006: utslippet er neglisjerbart). Basisverdi: 0 kg. [kg N2O/tonn TS substrat fra fjørfegjødsel inn i anlegget] Utslipp av lystgass ved spredbing av biorest fra fjørfegjødsel. Informasjon fra John Morken (basert på IPCC): 1,019 kg N2O-N/tonn TS. Omregna til N2O blir dette 1,019 x 44/28 = 1,601 kg N2O/tonn TS. Basisverdi: 1,601. BAT-verdi er ikke vurdert. [kg NH3/tonn TS substrat fra fjørfegjødsel inn i anlegget] Utslipp av ammoniakk ved spredning av biorest fra fjørfegjødsel. Informasjon fra John Morken (antar 40 % nedbrytning av protein). Basisverdi: 13,26. BAT-verdi er ikke vurdert. Basisverdiene for diesel og elektrisitetsbruk ved spredning av biorest er her satt lik som for fersk gjødsel per m 3 masse. I realiteten kan energibruk knyttet til spredning av biorest være noe lavere (for storfegjødsel er energiforbruket ca 85 % av energiforbruket for fersk gjødsel og for grisegjødsel 40 % av forbruket på fersk grisegjødsel). Spredeteknikk bør vurderes i hvert tilfelle ved bruk av modellen. Analyser fortatt i prosjektet viser at lystgass- og metanutslipp under og etter spredning kan ha stor betydning for klimapåvirkning. Energibruk ved spredning har mindre betydning. Avvannet biorest Kompostert biorest kan brukes som jordforbedringsmiddel i hager og parker. Bruken av dette vil medføre en transportetappe fra biogassanlegget til brukssted. Tabell 5.12 Parameterverdier for bruk av avvannet biorest Parameternavn Verdi Beskrivelse Sf_trp_avvannet_biorest 50 [km] Avstand fra biogassanlegg til brukssted (hvor det benyttes som jordforbedringsmiddel). Basisverdi 50 km Østfoldforskning 44

53 5.9 Erstattet (biogass) + biogassforbrenning Livsløpsfasen erstattet energibærer (biogass) omfatter gevinsten ved at biogassen som produseres benyttes til varme, elektrisitet eller drivstoff og erstatter dermed en annen energibærer. Hvor mye som erstattes av annen energibærer avhenger av mengde produsert biogass per tonn TS inn i anlegget og av hvordan biogassen blir brukt. Eventuell egenprodusert elektrisitet eller varme som brukes inn i egen produksjon (forbehandling, biogassreaktor, avvanning) reduserer belastningen for energibruk i produksjonsprosessen samtidig som det vil føre til en lavere gevinst for erstattet energibærere, siden en mindre mengde energi leveres ut av anlegget. Tabell 5.13 Parameterverdier for biogass som erstatter andre energibærere Parameternavn Verdi Beskrivelse Andel_e_erst_elektrisitet 1 Andel av generert elektrisitet som erstatter innkjøpt elektrisitet. Basisverdi: 1 Andel_e_erst_fjernvarmemiks 0 Andel av generert elektrisitet som erstatter fjernvarmemiks. Basisverdi: 0 Andel_e_erst_kull 0 Andel av generert elektrisitet som erstatter kullfyring. (Sannsynligvis ikke så relevant.) Basisverdi: 0 Andel_e_erst_olje 0 Andel av generert elektrisitet som erstatter oljefyring. Basisverdi: 0 Andel_erst_diesel 1 Andel av oppgradert biogass som erstatter diesel i kjøretøy. Basisverdi: 1 Andel_erst_naturgass 0 Andel av oppgradert biogass som erstatter naturgass. Basisverdi: 0 Andel_v_erst_elektrisitet 0 Andel av produsert varme eller elektrisitet som erstatter elektrisitet (nordisk produksjonsmiks for elektrisitet). Basisverdi: 0 Andel_v_erst_fjernvarmemiks 1 Andel av produsert varme som erstatter fjernvarmemiks. Basisverdi: 1 Andel_v_erst_kull 0 Andel av produsert varme som erstatter kullfyring. (Sannsynligvis ikke så relevant.) Basisverdi: 0 Andel_v_erst_naturgass 0 Andel av produsert varme som erstatter fyring med naturgass. Basisverdi: 0 Andel_v_erst_olje 0 Andel av produsert varme som erstatter oljefyring. Basisverdi: 0 Ved oppgradering erstatter biogassen automatisk diesel. Mengde diesel som blir erstattet er et resultat av teoretisk potensiale i substratet, virkningsgrad i biogassreaktor, metantap under oppgradering og differanse i virkningsgrad for gass- og dieselmotor. Utslipp fra forbrenning av biogass som blir brukt til å erstatte andre energibærere ligger også inne i denne livsløpsfasen Erstattet (biorest) Ved utnyttelse av flytende biorest som gjødsel antas det at bioresten erstatter mineralgjødsel. I tillegg er det en andel av karbonet i bioresten som lagres i jorda. Det antas at det er det lett nedbrytbare karbonet som omdannes til metan i biogassanlegget og at mengden karbon som lagres i jorda dermed blir relativt lik som for nullscenarioet der gjødselen spres direkte på jordet. Utregningene er derfor basert på mengde karbon i ikke-utråtna substrat, fordi dette går uendra gjennom prosessen. Østfoldforskning 45

54 Også ved avvanning av bioresten kan vannfasen brukes som gjødselprodukt og erstatte mineralgjødsel. Et annet alternativ er at den flytende bioresten avvannes, men at vannfasen ikke blir brukt og går til renseanlegg (lystgassutslipp fra renseanlegget ved N-rensing er lagt inn i modellen). Ved avvanning blir den tørre fasen kompostert og blir til et jordforbedringsprodukt som erstatter torv. Det er antatt at bare det lagringsstabile karbonet er igjen i komposten etter komposteringsprosessen (mai 2014). For fjørfegjødsel inneholder ikke modellen mulighet for avvanning av bioresten ennå. Dette vil bli lagt inn senere. Tabell 5.14 Parameterverdier for utnyttelse av flytende biorest og avvannet biorest (våtfase og tørrfase) Parameternavn Verdi Beskrivelse Avvanning_vatfase_som_gjodsel 0/1 M_substrat_mengde_N 23 M_substrat_utnyttb_and_N 0,6 M_substrat_mengde_P 3,8 M_substrat_utnyttb_and_P 0 M_substrat_mengde_C 400 M_substrat_lagringsstabil_C 0,2 Sf_substrat_mengde_N 48 Sf_substrat_utnyttb_and_N 0,6 Sf_substrat_mengde_P 8 Sf_substrat_utnyttb_and_P 1,0 Av/på-parameter ved avvanning. 1 = våt vase benyttes som gjødslingsprodukt og erstatter kunstgjødsel, 0 = våt fase benyttes ikke som gjødslingsprodukt. Antar at all nitrogen følger våtfase. [kg N/tonn TS matavfall] Nitrogeninnhold per tonn TS substrat fra matavfall. Kilde: Eklind et al., Basisverdi: 23 [andel] Andel N i matavfallet som er utnyttbar for plantene. Referanse: Trond Knapp Haraldsen, Bioforsk Basisverdi: 0,6. [kg P/tonn TS matavfall] Fosforinnhold per tonn TS substrat fra matavfall. Basisverdi: 3,8. Referanse: Eklind et al., [andel] Andel P (av P i substratet) som er utnyttbar for plantene. Samme verdi som for storfe og gris. Basisverdi: 1. [kg C/tonn TS matavfall] Karbondinnhold per tonn TS substrat fra matavfall. Kilde: Eklind et al., Basisverdi: 400. Lagringsstabil mengde C til jord for flytende biorest fra matavfall. Anslått av Tormod Briseid. Basisverdi: 0,2. For direkte bruk av flytende biorest og for tørr-fasen ved avvanning av biorest. [kg N/tonn TS gjødsel] Mengde N-innhold i storfegjødsel. Referanse: Daugstad, Antar ingen eller neglisjerbart tap av nitrogen gjennom verdikjeden ved bruk av flytende (uavvannet) biorest som gjødsel. Basisverdi: 48 kg. [andel] Andel N i gjødsla som er utnyttbar for plantene. Kilde: Personlig meddelelse fra Trond Knapp Haraldsen, Bioforsk Basisverdi: 0,6. [kg P/tonn TS gjødsel] Mengde P-innhold i storfegjødsel. Referanse: Daugstad, 2011 Basisverdi: 8 kg. [andel] Andel P i storfegjødsla som er utnyttbar for plantene. Basisverdi: 100% Denne er egentlig kanskje Østfoldforskning 46

55 Sf_substrat_mengde_C 400 Sf_substrat_lagringsstabil_C 0,2 Sv_substrat_mengde_N 75 Sv_substrat_utnyttb_and_N 0,6 Sv_substrat_mengde_P 18 Sv_substrat_utnyttb_and_P 1,0 Sv_substrat_mengde_C 400 Sv_substrat_lagringsstabil_C 0,2 Ff_substrat_mengde_N 51 Ff_substrat_utnyttb_and_N 0,6 Ff_substrat_mengde_P 12 Ff_substrat_utnyttb_and_P 1,0 Ff_substrat_mengde_C 400 Ff_substrat_lagringsstabil_C 0,2 Toerr_biorest_TS 0,4 Avvanning_toerr_biorest_per_tonnTS 0,16 99,5%, men runda opp. Se også "Sf_nullsc_utnyttb_and_P". Må evalueres. [kg C/tonn TS gjødsel] Mengde C-innhold av TS i storfegjødsel. Basisverdi: 400 kg. Lagringsstabil mengde C til jord for flytende biorest fra matavfall. Estimert av Tormod Briseid. Basisverdi: 0,2. For direkte bruk av flytende biorest og for tørr-fasen ved avvanning av biorest. [kg N/tonn TS gjødsel] Menge N-innhold i svinegjødsel. Referanse: Daugstad, Basisverdi: 75 kg. [andel] Andel N i gjødsla som er utnyttbar for plantene. Kilde: Personlig meddelelse fra Trond Knapp Haraldsen, Bioforsk Basisverdi: 0,6. [kg P/tonn TS gjødsel]. Mengde P-innhold i svinegjødsel. Referanse: Daugstad, Basisverdi: 18 kg. [andel] Andel P i svinegjødsla som er utnyttbar for plantene. Basisverdi: 100%.Se også "Sv_nullsc_utnyttb_and_P". Må evalueres. [kg C/tonn TS gjødsel] Mengde C-innhold av TS i svinegjødsel. Basisverdi: 400 kg Lagringsstabil mengde C til jord for flytende biorest fra grisegjødsel. Estimert av Tormod Briseid. Basisverdi: 0,2. For direkte bruk av flytende biorest og for tørrfasen ved avvanning av biorest. [kg N/tonn TS gjødsel] N-innhold i fjørfegjødsel. Data fra John Morken, basert på Karlengen et al (2012). Basisverdi: 51 kg N/tonn DM substrat. [Andel] Andel N som er utnyttbar for plantene. Bruker samme verdi som for de andre substratene. Basisverdi: 0,6. Må evalueres. [kg P/tonn TS gjødsel] P-innhold i fjørfegjødsel. Data fra John Morken, basert på Karlengen et al (2012). Basisverdi: 12 kg P/tonn DM substrat. [Andel] Andel P som er utnyttbar for plantene. Bruker samme verdi som for de andre substratene. Basisverdi: 1,0. Må evalueres. [kg C/tonn TS gjødsel] C-innhold av TS i fjørfegjødsel. Data fra John Morken, basert på Karlengen et al (2012). Basisverdi: 400 kg/tonn DM substrat [Andel] Lagringsstabil mengde C (av substrat-ts) til jord for flytende biorest fra fjørfegjødsel. Bruker samme verdi som for storfe og gris. Basisverdi: 20%. Må evalueres. Tørrstoffandel i avvannet biorest. Antar 40% (Vurdering gitt av Tormod Briseid, Bioforsk). [tonn biorest/tonn substrat-ts] Mengde biorest per tonn substrat-ts inn i biogassanlegget (obs! ikke per våt biorest UT av anlegget). Data fra HRA, Jan Reistad Østfoldforskning 47

56 Sf_toerr_biorest_C Sv_toerr_biorest_C M_toerr_biorest_C Kalkulert (80) Kalkulert (80) Kalkulert (80) Avvanning_vannrensing_N2O 0,01 anslår 500 tonn tørr (antar avvatna, ikke TS) biorest årlig, 9400 tonn matavfall inn med 33% TS. Basisverdi: 500/(9400*0,33)=0,16. [kg C/tonn DM substrat] Mengde C i avvannet/kompostert biorest per tonn DM i substratet. Kalkulert verdi (80). I følge John Morken er det bare lagringsstabilt C igjen etter kompostering. [andel] Lystgassutslipp fra N-rensing av våt fase: utslipp av lystgass-n per kg N i vatnet, når vatnet går til renseanlegg med N-rensing. Referanse: Aasestad (2007) SSB: 2% av nitrogenet som fjernes i renseanlegg blir til lystgass. Antar at 50% N blir renset, altså blir 1% av N i vatnet til lystgass. Basisverdi: 0,01. Mengden erstattet mineralgjødsel beregnes ut ifra mengde nitrogen i bioresten og hvor stor andel av dette planten kan utnytte. Det antas at andel av mineralsk nitrogen øker ved biogassbehandling, og at biorest da vil kunne gi en større erstattingsverdi av mineralgjødsel enn ubehandlet gjødsel. Da denne forutsetningen ikke er entydig velges det likevel å anta at gjødselverdien er den samme for både ubehandlet og behandlet mengde gjødsel pr TS gjødsel. Data for sparte utslipp fra produksjon og bruk av mineralgjødsel er hentet fra LCA-analyser av produksjon (Yara HESQ/ TK Jenssen, 2010) og spredning av mineralgjødsel (N, K, P-gjødsel) (Yara, 2011). Det brukes data basert på norsk produksjon (3,1 kg CO 2 ekv./tonn N), mens det i fase I ble brukt europeisk Best Available Technology (3,6 kg CO 2 ekv./tonn N). Østfoldforskning 48

57 6 Miljøresultater for matavfall I dette kapittelet vises generelle resultater per tonn TS for matavfall, der basisverdier er brukt. De generelle resultatene viser hvilke livsløpsfaser som gir størst bidrag til miljøpåvirkning, og hvilket scenario er mest gunstig ut fra en miljømessig betraktning. Tabellen nedenfor viser de ulike generelle scenarioene som er analysert for matavfall. Legg merke til at Scenario B er litt endret siden fase II; varmeproduksjon erstatter nå forbrenning av olje og ikke en blanding av dette og elproduksjon. Dette er gjort for å få «rene» scenarier. Det er også laget et ekstra referansescenario, slik at man kan sammenligne Scenario B med et referansescenario (Referanse B) som har like forutsetninger for erstattet energi. Tabell 6.1 Generelle scenarioer analysert for matavfall Referanse A Referanse B Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Forbrenning sammen med restavfall (erstatter fjernvarmemiks). Forbrenning sammen med restavfall (erstatter forbrenning av olje). Biogassproduksjon av matavfall: varmeproduksjon erstatter fjernvarmemiks og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av matavfall: varmeproduksjon erstatter forbrenning av olje og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av matavfall: el-produksjon erstatter el og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av matavfall: drivstoffproduksjon og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av matavfall: drivstoffproduksjon og avvanning av biorest, hvor avvannet biorest komposteres og vannfasen går til renseanlegg for nitrogenrensing. Biogassproduksjon av matavfall: drivstoffproduksjon og avvanning av biorest, hvor avvannet biorest komposteres og vannfasen brukes som gjødsel. Flere steder i Norge har ikke krav til nitrogenrensning (scenario E) og nitrogenet kan dermed slippes direkte ut til vann. Dette vil ikke påvirke et klimaregnskap, men påvirker andre miljøindikatorer (forsuring, overgjødsling). Et annet scenario er at avvanning brukes som metode for å fjerne fosfor (som vil følge den tørre fasen). Den våte fasen er rik på nitrogen og kan dermed benyttes som gjødselsprodukt. 6.1 Klimapåvirkning Figuren nedenfor viser klimaresultater fra de generelle analysene for matavfall per tonn TS, fordelt på hver livsløpsfase. Østfoldforskning 49

58 kg CO 2 -ekvivalenter/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Klimapåvirkning for 1 tonn TS matavfall Lagring av substrat Transport til anlegg 200 (Forbehandling) Biogass-produksjon (forbrenning/kompostering) Oppgradering Referanse A Referanse B Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Avvanning (inkl. komposterinng og N-rensing) Transport til lagring og lagring av biorest Transport til spredning og spredning/bruk Biogass erstatter drivstoff eller energibærer Biorest erstatter kunstgjødsel eller jordforbedrings-middel Figur 6.1 Generelle resultater for klimapåvirkning fra håndtering av 1 tonn TS matavfall fordelt på livsløpsfasene Resultatene for 1 tonn tørrstoff matavfall (figur 6.1) viser at for referansescenariene er det forbrenning av matavfall og transport til forbrenningsanlegg som gir de største utslippene og erstatting av energibærer som er den største gevinsten. Erstatting av oljeforbrenning (Referanse B) gir tydelig større gevinst enn å erstatte fjernvarmemiks (Referanse A). For scenario A-F er det de største utslippene knyttet til transport til anlegg og der dette er inkludert; oppgradering og avvanning. De største gevinstene er at biorest erstatter mineralgjødsel (i form av flytende biorest, A-D) eller torv (i form av avvannet biorest, E og F) når vannfasen erstatter mineralgjødsel (F). Som for referansescenariene er det også en stor gevinst knyttet til erstatting av energibærer. Denne gevinsten er størst hvor biogassen oppgraderes til drivstoffkvalitet. Figur 6.2 viser alle livsløpsfasene summert til netto klimagassutslipp per tonn TS. Resultatene viser at scenario D, hvor biogass oppgraderes til drivstoffkvalitet og erstatter diesel, gir størst gevinst. Klimabelastningen knyttet til oppgradering er mindre enn gevinsten ved å erstatte diesel fremfor energibærere som elektrisitet (nordisk elektrisitetsmiks), fjernvarmemiks eller olje. Dette kan dog avhenge av metantapet til den aktuelle oppgraderingsteknologien. Varmeproduksjon med erstatting av olje (scenario B) er bare marginalt dårligere enn oppgradering og erstatting av diesel (scenario D), så spesielt her kan oppgraderingsteknologien være utslagsgivende for hvilket alternativ som vil være best. I disse analysene er det antatt et metantap på 1,5%. Bruk av biogassen og hvilke energibærere som erstattes har stor innvirkning på resultatene. Avvanning påvirker også resultatene mye, fordi det fører til større belastninger og reduserte gevinster ved erstatting av materialer. Østfoldforskning 50

59 kg CO 2 -ekvivalenter/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og 600 Netto klimapåvirkning for 1 tonn TS matavfall Varmeproduksjon Elprod. Drivstoffproduksjon Referanse A Referanse B Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 6.2 Generelle resultater for netto klimapåvirkning fra håndtering av 1 tonn TS matavfall I fase II av prosjektet ble det brukt en annen sammensetting av sikteresten i referansescenarioet enn i biogasscenarioene for våtorganisk avfall. Dette er endret i fase III slik at sikteresten er lik uansett behandlingsmåte. Dette har ført til at referanseresultatene har blitt en del dårligere enn de var i fase II. Denne måten å gjøre det på er riktigere, siden sikteresten da er lik uansett om man forbrenner eller biogassbehandler våtorganisk avfall. I avvanningssenariene (E og F) er gevinsten redusert fra fase II til fase III av prosjektet pga at det nå er antatt at bare det lagringsstabile karbonet er igjen i komposten etter kompostering. Dette påvirker resultatene ved at erstattingen fra torv blir redusert. Østfoldforskning 51

60 kg SO 2 -ekvivalenter/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Alle biogasscenarioene kommer bedre ut klimamessig enn referansescenarioene. Differansen mellom scenariene er større enn i fase II, dvs det forbedrede datagrunnlaget gir en større klimagevinst ved produksjon av biogass. 6.2 Forsuring Figuren nedenfor viser forsuringsresultater fra de generelle analysene for matavfall per tonn TS, fordelt på hver livsløpsfase. Forsuring for 1 tonn TS matavfall 14 Lagring av substrat 12 Transport til anlegg 10 (Forbehandling) 8 6 Biogass-produksjon (forbrenning/kompostering) Oppgradering 4 Avvanning (inkl. komposterinng og N-rensing) Referanse A Referanse B Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Transport til lagring og lagring av biorest Transport til spredning og spredning/bruk Biogass erstatter drivstoff eller energibærer Biorest erstatter kunstgjødsel eller jordforbedrings-middel Figur 6.3 Generelle resultater for forsuring fra håndtering av 1 tonn TS matavfall fordelt på livsløpsfasene Figur 6.3 viser forsuring for scenarioene for matavfall. Det er utslipp av ammoniakk fra spredning av biorest som gir de største bidragene i alle scenario unntatt scenario E, hvor bioresten komposteres og vannfasen renses i renseanlegg. For scenario E og F er det også ammoniakkutslipp fra kompostering av avvannet biorest. Transport utgjør en liten andel i alle scenarioene. Østfoldforskning 52

61 kg SO 2 -ekvivalenter/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Figur 6.4 viser netto bidrag til forsuring. Det ses at referansescenariene og scenario D gir lavest bidrag til forsuring. Alle biogasscenarioene har et dårligere forsuringsresultat enn referansescenarioene. 10 Netto forsuring for 1 tonn TS matavfall Varmeproduksjon Elprod. Drivstoffproduksjon 8 8, ,0 4,5 5,1 4, ,2 0,9 1, Referanse A Referanse B Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 6.4 Generelle resultater for netto forsuring fra håndtering av 1 tonn TS matavfall 6.3 Primærenergi Figuren nedenfor viser resultater for ikke-fornybar primærenergibruk fra de generelle analysene for matavfall per tonn TS. Figuren er ikke fordelt på hver livsløpsfaser slik som for GWP og forsuring, men derimot på typer primærenergi. Dette er gjort for å få en annen vinkling og ny informasjon sammenlignet med de andre indikatorene. Det er viktig å legge merke til at fornybar primærenergi ikke er inkludert i denne figuren (pga en midlertidig, teknisk begrensing i de bakenforliggende databasene). At fornybar primærenergi ikke er inkludert var også et argument for å vise figuren på denne måten, fordi det da blir Østfoldforskning 53

62 MJ/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og lettere å se hva som har endret seg ved neste oppdatering, og fordi figuren ikke gir inntrykk av å inkludere mer enn den faktisk gjør Ikke-fornybar primærenergibruk (CED ikke-fornybar ) for 1 tonn TS matavfall Uspesifiserte energikilder Energikilder til kjernekraft Fossile energikilder Referanse A Referanse B Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 6.5 Generelle resultater for ikke-fornybar primærenergibruk ved håndtering av 1 tonn TS matavfall fordelt på livsløpsfasene Figur 6.5 viser at Referanse A har høyest nettobruk av fossile primærenergikilder for alle de analyserte systemene. I Referanse B derimot, erstattes det mer fossile primærenergikilder enn det brukes. Dette er bildet også i de fleste biogasscenariene; erstattingen av fossile primærenergikilder er større enn bruken. Unntaket er Scenario C (elproduksjon) der det brukes mer fossile primærenergikilder enn det erstattes, og der det for energikilder til kjernekraft erstattes mer enn det brukes. Figur 6.6 viser alle de analyserte primærenergikildene summert til netto ikke-fornybar primærenergibruk per tonn TS. Resultatene viser at scenario D, hvor biogass oppgraderes til drivstoffkvalitet og erstatter diesel, gir størst gevinst, noe som også var resultatet for GWP. Sammenlignet med resultatene for GWP har scenario E og F blitt bedre. Dette skyldes at kompostering (av tørrfase etter avvanning) og rensing av nitrogen i våtfasen ga opphav til direkte klimagassutslipp uten å være koblet til energibruk, noe som påvirker GWP men ikke CED. Bortsett fra for Scenario A kommer alle biogasscenarioene likt eller bedre ut enn referansescenarioene når det gjelder bruk av primærenergi. Bruk av biogassen og hvilke energibærere som erstattes har stor innvirkning også på CED-resultatene. Østfoldforskning 54

63 MJ/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Netto ikke-fornybar primærenergibruk (CED ikke-fornybar ) for 1 tonn TS matavfall Varmeproduksjon Elprod. Drivstoffproduksjon Referanse A Referanse B Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 6.6 Generelle resultater for netto bruk av ikke-fornybar primærenergi ved håndtering av 1 tonn TS matavfall Østfoldforskning 55

64 7 Miljøresultater for storfegjødsel I dette kapittelet vises generelle resultater per tonn TS for storfegjødsel, der basisverdier er brukt. De generelle resultatene viser hvilke livsløpsfaser som gir størst bidrag til miljøpåvirkning, og hvilket scenario som er mest gunstig ut fra en miljømessig betraktning. Tabellen nedenfor viser de ulike generelle scenarioene som er analysert for storfegjødsel. Legg merke til at Scenario B er litt endret siden fase II; varmeproduksjon erstatter nå forbrenning av olje og ikke en blanding av dette og elproduksjon. Dette er gjort for å få «rene» scenarier. Tabell 7.1 Generelle scenarier analysert for storfegjødsel Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Bruk av gjødsel direkte og erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av storfegjødsel: varmeproduksjon erstatter fjernvarmemiks og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av storfegjødsel: varmeproduksjon erstatter forbrenning av olje og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av storfegjødsel: el-produksjon erstatter el og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av storfegjødsel: drivstoffproduksjon og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av storfegjødsel: drivstoffproduksjon og avvanning av biorest, hvor avvannet biorest komposteres og vannfasen går til renseanlegg for nitrogenrensing. Biogassproduksjon av storfegjødsel: drivstoffproduksjon og avvanning av biorest, hvor avvannet biorest komposteres og vannfasen brukes som gjødsel. 7.1 Klimapåvirkning Figuren nedenfor viser resultater fra de generelle analysene for gjødsel fra storfe per tonn TS, fordelt på hver livsløpsfase. Østfoldforskning 56

65 kg CO 2 -ekvivalenter/ tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og 600 Klimapåvirkning for 1 tonn TS storfegjødsel Lagring av substrat 400 Transport til anlegg 200 (Forbehandling) Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Biogass-produksjon (forbrenning/kompostering) Oppgradering Avvanning (inkl. komposterinng og N-rensing) Transport til lagring og lagring av biorest Transport til spredning og spredning/bruk Biogass erstatter drivstoff eller energibærer Biorest erstatter kunstgjødsel eller jordforbedrings-middel Figur 7.1 Generelle resultater for klimapåvirkning fra håndtering av 1 tonn TS storfegjødsel fordelt på livsløpsfasene Sammenlignet med matavfall som substrat har storfegjødsel lavere biogassutbytte og høyere nitrogeninnhold. Dette medfører at gevinsten ved at bioresten kan erstatte mineralgjødsel er relativt større enn at biogass kan erstatte andre energibærere. For referansescenarioet er en stor del av utslippene knyttet til utslipp av metan fra lagring og lystgass fra spredning av gjødsel. For alle biogasscenarioene (untatt E) gir transport til spredning og spredning av biorest et relativt stort bidrag til klimagassutslipp. Av disse utslippene skyldes 90 % lystgassutslipp og resterende utslipp fra energibruk ved tømming og traktorkjøring ved spredning. Det er knyttet en del usikkerhet til disse utslippene. For scenarioene med avvanning av biorest er det antatt at den tørre fraksjonen komposteres, mens den våte fasen sendes til et renseanlegg (E) eller brukes som gjødselprodukt på jordet (F). Utslippsdata for kompostering av biorest er basert på kompostering av våtorganisk avfall fordi prosjektet ikke har hatt tilgang til data for kompostering av biorest. Det er derfor knyttet usikkerhet til klimabelastningen fra kompostering av bioresten. I forhold til fase II, er gevinsten ved erstatting av jordforbedringsmiddel (torv) redusert, fordi det nå i fase III er antatt at bare det lagringsstabile karbonet er igjen i komposten etter kompostering. Østfoldforskning 57

66 kg CO 2 -ekvivalenter/ tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og For klimabelastninger fra avvanning (inkl kompostering og N-rensing) for storfegjødsel er 60% knyttet til lystgassutslipp fra nitrogenrensing av den våte fasen, mens 39 % er utslipp fra komposteringen. De øvrige utslippene er knyttet til energibruk i forbindelse med kompostering og rensing. Klimabelastningene i avvanningsfasen er høyere per tonn TS storfegjødsel enn per tonn TS matavfall. Dette kommer av at lystgassutslippene fra nitrogenrensing er knyttet til nitrogeninnholdet i substratet og fordi utslipp fra komposteringen er knyttet til den totale vekten til komposten, som er avhengig av nedbrytningsgrad. Storfegjødsel har høyere nitrogeninnhold per tonn TS og en lavere andel av massen blir brutt ned i biogassreaktoren enn matavfall. Sammenlignet med fase II av prosjektet, har transportbelastningene for biorest minket litt i fase III. Dette har skjedd på grunn av en korreksjon i utregningen for mengde biorest som skal transporteres. Figuren nedenfor viser alle livsløpsfasene summert til netto klimagassutslipp per tonn TS. 600 Netto klimapåvirkning for 1 tonn storfegjødsel Varmeproduksjon Elprod. Drivstoffproduksjon Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 7.2 Generelle resultater for netto klimapåvirkning fra håndtering av 1 tonn TS gjødsel fra storfe For storfegjødsel gir biogassproduksjon der biogassen oppgraderes til drivstoffkvalitet og erstatter diesel og der flytende biorest erstatter mineralgjødsel (D) det beste resultatet når alle livsløpsfaser Østfoldforskning 58

67 kg SO 2 -ekvivalenter/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og summeres opp. Det er derimot relativt liten forskjell på det beste alternativet (D) og det nest beste (B), som er varmeproduksjon med erstatting av olje, og oppgraderingsteknologien kan være utslagsgivende for hvilket alternativ som vil være best. I disse analysene er det antatt et metantap på 1,5% ved oppgradering av biogass til drivstoffkvalitet. De estimerte utslippene av lystgass fra nitrogenrensing og kompostering medfører at de analyserte alternativene der bioresten avvannes (E, F) kommer dårligst ut av de analyserte scenarioene per tonn TS storfegjødsel behandlet. Alle de andre biogasscenarioene kommer bedre ut enn referansescenarioet når det gjelder klimapåvirkning. Generelt har bruk av biogassen og hvilke energibærere som erstattes stor innvirkning på resultatene. Differansen mellom scenarioene er større enn i fase II, dvs det forbedrede datagrunnlaget gir en større klimagevinst ved produksjon av biogass. 7.2 Forsuring Figuren nedenfor viser forsuringsresultater fra de generelle analysene for stofegjødsel per tonn TS, fordelt på hver livsløpsfase. 18 Forsuring for 1 tonn storfegjødsel Lagring av substrat 16 Transport til anlegg (Forbehandling) Biogass-produksjon (forbrenning/komposteri ng) Oppgradering Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Avvanning (inkl. komposterinng og N- rensing) Transport til lagring og lagring av biorest Transport til spredning og spredning/bruk Biogass erstatter drivstoff eller energibærer Biorest erstatter kunstgjødsel eller jordforbedrings-middel Figur 7.3 Generelle resultater for forsuring fra håndtering av 1 tonn TS storfegjødsel fordelt på livsløpsfasene Østfoldforskning 59

68 kg SO 2 -ekvivalenter/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Figur 7.3 viser forsuring for scenarioene for storfegjødsel. Det er utslipp av ammoniakk fra spredning av gjødsel eller biorest som gir de største bidragene i alle scenarioer unntatt scenario E, hvor bioresten komposteres og vannfasen renses i renseanlegg. For scenario E og F er det også ammoniakkutslipp fra kompostering av avvannet biorest. Transport utgjør en liten andel i alle scenarioene. Figur 7.4 viser netto bidrag til forsuring. Det ses at scenario E gir lavest bidrag til forsuring, fordi nitrogeninnholdet fjernes i renseanlegg. Bortsett fra Scenario F ligger alle biogasscenarioene likt eller lavere enn referansescenarioet når det gjelder forsuring Netto forsuring for 1 tonn TS storfegjødsel Elprod. Varmeproduksjon Drivstoffproduksjon 14 14, ,2 10,3 10,1 10,4 8 8, , Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 7.4 Generelle resultater for netto forsuring fra håndtering av 1 tonn TS storfegjødsel 7.3 Primærenergi Figuren nedenfor viser resultater for ikke-fornybar primærenergibruk fra de generelle analysene for storfegjødsel per tonn TS. Figuren er ikke fordelt på hver livsløpsfase slik som for GWP og forsuring, men derimot på typer primærenergi. Dette er gjort for å få en annen vinkling og ny informasjon Østfoldforskning 60

69 MJ/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og sammenlignet med de andre indikatorene. Det er viktig å legge merke til at fornybar primærenergi ikke er inkludert i figuren (pga en midlertidig, teknisk begrensing i de bakenforliggende databasene). At fornybar primærenergi ikke er inkludert var også et argument for å vise figuren på denne måten, fordi det da blir lettere å se hva som har endret seg ved neste oppdatering, og fordi figuren ikke gir inntrykk av å inkludere mer enn den faktisk gjør Ikke-fornybar primærenergibruk (CED ikke-fornybar ) for 1 tonn TS storfegjødsel Uspesifiserte energikilder Energikilder til kjernekraft Fossile energikilder Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 7.5 Generelle resultater for ikke-fornybar primærenergibruk fra håndtering av 1 tonn TS storfegjødsel fordelt på primærenergikilder Figur 7.5 viser at Scenario A og Scenario C har nettobruk av fossile primærenergikilder. I referansealternativet og de andre biogassalternativene (B, D, E og F) erstattes det mer fossile primærenergikilder enn det brukes. Figur 7.6 viser de analyserte primærenergikildene summert til netto ikke-fornybar primærenergibruk per tonn TS. Resultatene viser at Scenario D, hvor biogass oppgraderes og erstatter diesel, gir størst gevinst, noe som også var resultatet for indikatoren GWP. Sammenlignet med GWP-resultatene har Scenario E og F blitt bedre. Dette skyldes at kompostering (av tørrfase etter avvanning) og rensing av nitrogen i våtfasen ga opphav til direkte klimagassutslipp (uten å være koplet til energibruk), noe som påvirker GWP men ikke CED. Bortsett fra for Scenario C bruker alle biogasscenarioene mindre primærenergi enn referansescenarioene. Østfoldforskning 61

70 MJ/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Netto ikke-fornybar primærenergibruk (CED ikke-fornybar ) for 1 tonn TS storfegjødsel Varmeproduksjon Elprod. Drivstoffproduksjon Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 7.6 Generelle resultater for ikke-fornybar primærenergibruk fra håndtering av 1 tonn TS storfegjødsel Østfoldforskning 62

71 8 Miljøresultater for grisegjødsel I dette kapittelet vises generelle resultater per tonn TS for grisegjødsel, der basisverdier er brukt. De generelle resultatene viser hvilke livsløpsfaser som gir størst bidrag til miljøpåvirkning, og hvilket scenario som er mest gunstig ut fra en miljømessig betraktning. Tabellen nedenfor viser de ulike generelle scenariene som er analysert for grisegjødsel. Legg merke til at Scenario B er litt endret siden fase II; varmeproduksjon erstatter nå forbrenning av olje og ikke en blanding av dette og elproduksjon. Dette er gjort for å få «renere» scenarier. Tabell 8.1 Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Generelle scenarier analysert for grisegjødsel Bruk av gjødsel direkte og erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av grisegjødsel: varmeproduksjon erstatter fjernvarmemiks og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av grisegjødsel: varmeproduksjon erstatter forbrenning av olje og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av grisegjødsel: el-produksjon erstatter el og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av grisegjødsel: drivstoffproduksjon og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av grisegjødsel: drivstoffproduksjon og avvanning av biorest, hvor avvannet biorest komposteres og vannfasen går til renseanlegg for nitrogenrensing. Biogassproduksjon av grisegjødsel: drivstoffproduksjon og avvanning av biorest, hvor avvannet biorest komposteres og vannfasen brukes som gjødsel. 8.1 Klimapåvirkning Figuren nedenfor viser resultater fra de generelle analysene for gjødsel fra gris per tonn TS, fordelt på hver livsløpsfase. Østfoldforskning 63

72 kg CO 2 -ekvivalenter/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Klimapåvirkning for 1 tonn TS grisegjødsel Lagring av substrat Transport til anlegg 200 (Forbehandling) Biogass-produksjon (forbrenning/kompostering) Oppgradering Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Avvanning (inkl. komposterinng og N-rensing) Transport til lagring og lagring av biorest Transport til spredning og spredning/bruk Biogass erstatter drivstoff eller energibærer Biorest erstatter kunstgjødsel eller jordforbedrings-middel Figur 8.1 Generelle resultater for klimapåvirkning fra håndtering av 1 tonn TS gjødsel fra gris fordelt på livsløpsfasene I likhet med matavfall og storfegjødsel viser resultatene for grisegjødsel at det er en stor gevinst i at flytende biorest kan erstatte mineralgjødsel. For referansescenarioet er en stor del av utslippene knyttet til utslipp av metan fra lagring og lystgass fra spredning av gjødsel. Begge disse utslippene er lavere for grisegjødsel enn for storfegjødsel. For alle biogasscenarioene (untatt E) gir transport til spredning og spredning av biorest et merkbasrt bidrag til klimagassutslipp. Av disse utslippene skyldes 86 % lystgassutslipp og resterende utslipp er fra energibruk ved tømming og traktorkjøring ved spredning. Det er knyttet en del usikkerhet til disse utslippene. For scenarioene med avvanning av biorest er det antatt at den tørre fraksjonen komposteres, mens den våte fasen sendes til et renseanlegg (E) eller brukes som gjødselprodukt på jordet (F). Utslippsdata for kompostering av biorest er basert på kompostering av våtorganisk avfall fordi prosjektet ikke har hatt tilgang til data for kompostering av biorest. Det er derfor knyttet usikkerhet til klimabelastningen fra kompostering av bioresten. I forhold til fase II, er gevinsten ved erstatting av jordforbedringsmiddel (torv) redusert, fordi det nå i fase III er antatt at bare det lagringsstabile karbonet er etter kompostering. For klimabelastninger fra avvanning (inkl kompostering og N-rensing) for grisegjødsel er 67% knyttet til lystgassutslipp fra nitrogenrensing av den våte fasen, mens 32 % er utslipp fra komposteringen. De Østfoldforskning 64

73 kg CO 2 -ekvivalenter/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og øvrige utslippene er knyttet til energibruk i forbindelse med kompostering og rensing. Klimabelastningene i avvanningsfasen er høyere per tonn TS grisegjødsel enn per tonn TS matavfall. Dette kommer av lystgassutslippene fra nitrogenrensing er knyttet til nitrogeninnholdet i substratet og fordi utslipp fra komposteringen er knyttet til den totale vekten til komposten, som er avhengig av nedbrytningsgrad. Grisegjødsel har høyere nitrogeninnhold per tonn TS og en lavere andel av massen blir brutt ned i biogassreaktoren enn matavfall. Korreksjonen i utregningen av mengde biorest har ikke ført til synlige endringer i belastningen fra transport av biorest. Figuren nedenfor viser alle livsløpsfasene summert til netto klimagassutslipp per tonn TS. 600 Netto klimapåvirkning for 1 tonn grisegjødsel Varmeproduksjon Elprod. Drivstoffproduksjon Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 8.2 Generelle resultater for netto klimapåvirkning fra håndtering av 1 tonn TS gjødsel fra gris For grisegjødsel gir biogassproduksjon der biogassen oppgraderes til drivstoffkvalitet og erstatter diesel og der flytende biorest erstatter mineralgjødsel (D) det beste resultatet når alle livsløpsfaser summeres opp. Det er derimot relativt liten forskjell på det beste alternativet (D) og det nest beste (B), som er varmeproduksjon med erstatting av olje, og oppgraderingsteknologien kan være utslagsgivende for Østfoldforskning 65

74 hvilket alternativ som vil være best. I disse analysene er det antatt et metantap på 1,5% ved oppgradering av biogass til drivstoffkvalitet. De analyserte alternativene der bioresten avvannes og den tørre fraksjonen komposteres mens den våte fraksjonen blir sendt til renseanlegg (E) eller brukes som gjødsel (F) er de minst gunstige av de analyserte scenarioene. De andre biogasscenarioene er alle bedre enn referansescenarioet når det gjelder klimapåvirkning. I likhet med de andre analyserte substratene har bruk av biogassen og hvilke energibærere som erstattes stor innvirkning på resultatene for biogassproduksjon fra gjødsel fra gris. Figur 8.3 viser klimagassutslipp for scenario D 3, hvor utslippene er fordelt på CO 2, metan og lystgass. Klimagassutslipp for grisegjødsel, Scenario D Fordelt på de ulike klimagassene CO2 CH4 N2O Andre Biorest erstatter kunstgjødsel eller jordforbedrings-middel Biogass erstatter drivstoff eller energibærer Transport til spredning og spredning/bruk Transport til lagring og lagring av biorest Avvanning (inkl. komposterinng og N-rensing) Oppgradering Biogass-produksjon (forbrenning/kompostering) (Forbehandling) Transport til anlegg Lagring av substrat kg CO 2 -ekvivalenter/tonn TS Figur 8.3 Klimagassutslipp for scenario D for grisegjødsel, med belastninger fordelt på CO 2, metan og lystgass. Det ses av figuren at de største CO2-utslippene er fra transport til anlegg og lager (inkl. lagring av biorest), det største metanutslippet er fra oppgradering og det viktigste lystgassutslippet skjer ved spredning og bruk. De største gevinstene er sparte CO2-utslipp fra erstattet diesel og erstattet mineralgjødsel. 8.2 Forsuring Figuren under viser forsuringsresultater fra de generelle analysene for grisegjødsel per tonn TS, fordelt på hver livsløpsfase. 3 De absolutte tallene i denne figuren er ikke direkte sammenlignbare med resten av rapporten, siden den er analysert med en annen versjon av den bakenforliggende databasen (EcoInvent). De relative resultatene er likevel riktige. Østfoldforskning 66

75 kg SO 2 -ekvivalenter/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og 30 Forsuring for 1 tonn grisegjødsel Lagring av substrat 25 Transport til anlegg (Forbehandling) Biogass-produksjon (forbrenning/kompostering) Oppgradering Avvanning (inkl. komposterinng og N-rensing) Transport til lagring og lagring av biorest Transport til spredning og spredning/bruk Biogass erstatter drivstoff eller energibærer Biorest erstatter kunstgjødsel eller jordforbedrings-middel - 5 Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 8.4 Generelle resultater for forsuring fra håndtering av 1 tonn TS grisegjødsel fordelt på livsløpsfasene Figur 8.4 viser forsuring for scenarioene for grisegjødsel. Det er utslipp av ammoniakk fra spredning av gjødsel eller biorest som gir de største bidragene i alle scenarioer unntatt scenario E, hvor bioresten komposteres og vannfasen renses i renseanlegg. For scenario E og F er det også ammoniakkutslipp fra kompostering av avvannet biorest. Transport utgjør en liten andel i alle scenarioene. Figur 8.5 viser netto bidrag til forsuring. Det ses at scenario E gir lavest bidrag til forsuring, fordi nitrogeninnholdet i vannfasen fjernes i renseanlegget. Bortsett fra for Scenario F gir alle biogasscenarioene bedre resultat enn referansescenarioet når det gjelder forsuring. Østfoldforskning 67

76 kg SO 2 -ekvivalenter/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Netto forsuring for 1 tonn TS grisegjødsel Varmeproduksjon Elprod. Drivstoffproduksjon 24, , ,0 14,7 15,0 13,1 12, Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 8.5 Generelle resultater for netto forsuring fra håndtering av 1 tonn TS grisegjødsel 8.3 Primærenergi Figuren nedenfor viser resultater for ikke-fornybar primærenergibruk fra de generelle analysene for grisegjødsel per tonn TS. Figuren er ikke fordelt på hver livsløpsfase slik som for GWP og forsuring, men derimot på typer primærenergi. Dette er gjort for å få en annen vinkling og ny informasjon sammenlignet med de andre indikatorene. Det er viktig å legge merke til at fornybar primærenergi ikke er inkludert i figuren (pga en midlertidig, teknisk begrensing i de bakenforliggende databasene). At fornybar primærenergi ikke er inkludert var også et argument for å vise figuren på denne måten, fordi det da blir lettere å se hva som har endret seg ved neste oppdatering, og fordi figuren ikke gir inntrykk av å inkludere mer enn den faktisk gjør. Østfoldforskning 68

77 MJ/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Ikke-fornybar primærenergibruk (CED ikke-fornybar ) for 1 tonn TS grisegjødsel Uspesifiserte energikilder Energikilder til kjernekraft Fossile energikilder Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 8.6 Generelle resultater for ikke-fornybar primærenergibruk fra håndtering av 1 tonn TS grisegjødsel fordelt på primærenergikilder Figur 8.6 viser at Scenario A og Scenario C har nettobruk av fossile primærenergikilder, akkurat som for storfegjødsel. I referansealternativet og de andre biogasscenariene (B, D, E og F) erstattes det mer fossile energikilder enn det brukes. Figur 8.7 viser de analyserte primærenergiresultatene summert til netto ikke-fornybar primærenergibruk per tonn TS. Resultatene viser at Scenario D, hvor biogass oppgraderes og erstatter diesel, gir størst gevinst, noe som også var resultatet for indikatoren GWP. Sammenlignet med GWP-resultatene har Scenario E og F blitt bedre. Dette skyldes at kompostering (av tørrfase etter avvanning) og rensing av nitrogen i våtfasen ga opphav til direkte klimagassutslipp (uten å være koplet til energibruk), noe som påvirker GWP men ikke CED. Bortsett fra for Scenario A og C er alle biogasscenarioene bedre enn referansescenarioet når det gjelder primærenergibruk. Østfoldforskning 69

78 MJ/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Netto ikke-fornybar primærenergibruk (CED ikke-fornybar ) for 1 tonn TS grisegjødsel Varmeproduksjon Elprod. Drivstoffproduksjon Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 8.7 Generelle resultater for ikke-fornybar primærenergibruk fra håndtering av 1 tonn TS grisegjødsel Østfoldforskning 70

79 9 Miljøresultater for fjørfegjødsel I dette kapittelet vises generelle resultater per tonn TS for fjørfegjødsel, der basisverdier er brukt. De generelle resultatene viser hvilke livsløpsfaser som gir størst bidrag til miljøpåvirkning, og hvilket scenario som er mest gunstig ut fra en miljømessig betraktning. Tabellen nedenfor viser de ulike generelle scenariene som er analysert for fjørfegjødsel. På grunn av datamangel er ikke Scenario E og F modellert ennå, derfor er det ikke vist resultater fra disse alternativene. Tabell 9.1 Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E (ikke ferdig modellert) Scenario F (ikke ferdig modellert) Generelle scenarier analysert for fjørfegjødsel Bruk av gjødsel direkte og erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av fjørfegjødsel: varmeproduksjon erstatter fjernvarmemiks og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av fjørfegjødsel: varmeproduksjon erstatter forbrenning av olje og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av fjørfegjødsel: el-produksjon erstatter el og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av fjørfegjødsel: drivstoffproduksjon og flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Biogassproduksjon av fjørfegjødsel: drivstoffproduksjon og avvanning av biorest, hvor avvannet biorest komposteres og vannfasen går til renseanlegg for nitrogenrensing. Biogassproduksjon av fjørfeegjødsel: drivstoffproduksjon og avvanning av biorest, hvor avvannet biorest komposteres og vannfasen brukes som gjødsel. 9.1 Klimapåvirkning Figuren nedenfor viser resultater fra de generelle analysene for gjødsel fra fjørfe per tonn TS, fordelt på hver livsløpsfase. Østfoldforskning 71

80 kg CO 2 -ekvivalenter/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Klimapåvirkning for 1 tonn TS fjørfegjødsel Lagring av substrat Transport til anlegg (Forbehandling) Biogass-produksjon (forbrenning/kompostering) Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Oppgradering Avvanning (inkl. komposterinng og N-rensing) Transport til lagring og lagring av biorest Transport til spredning og spredning/bruk Biogass erstatter drivstoff eller energibærer Biorest erstatter kunstgjødsel eller jordforbedrings-middel Figur 9.1 Generelle resultater for klimapåvirkning fra håndtering av 1 tonn TS gjødsel fra fjørfe fordelt på livsløpsfasene Som for både matavfall, storfegjødsel og grisegjødsel gir det en stor gevinst at flytende biorest erstatter mineralgjødsel. Det samme gjelder for bruk av fjørfegjødsel direkte som gjødsel. Det sees tydelig også at det gir større gevinst å erstatte diesel og oljefyring framfor elektrisitet og fjernvarme. For referansescenarioet kommer en stor del av klimagassutslippene fra lagring (metan) og spredning (lystgass) av gjødsel. Både utslipp av metan fra lagring og lystgass fra spredning er høyere for fjørfegjødsel enn for storfe- og grisegjødsel. For alle scenarioene (inkludert referansescenarioet) gir spredning av gjødsel/biorest et stort bidrag til klimagassutslipp. Av disse utslippene skyldes hele 97 % lystgassutslipp mens resten er fra energibruk ved tømming og traktorkjøring ved spredning. Det er knyttet en del usikkerheter til disse utslippene. Figuren nedenfor viser alle livsløpsfasene summert til netto klimagassutslipp per tonn TS. Østfoldforskning 72

81 kg CO 2 -ekvivalenter/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Netto klimapåvirkning for 1 tonn fjørfegjødsel Varmeproduksjon Elprod. Drivstoffproduksjon Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 9.2 Generelle resultater for netto klimapåvirkning fra håndtering av 1 tonn TS gjødsel fra fjørfe For fjørfegjødsel er biogassproduksjon der biogassen blir oppgradert til drivstoffkvalitet og erstatter diesel, og der flytende biorest erstatter mineralgjødsel (D), det beste alternativet når alle livsløpsfaser summeres. Det er likevel relativt liten forskjell på det beste alternativet (D) og det nest beste (B), som er varmeproduksjon med erstatting av olje, og oppgraderingsteknologien kan være utslagsgivende for hvilket alternativ som vil være best. I disse analysene er det antatt et metantap på 1,5% ved oppgradering av biogass til drivstoffkvalitet. Alle biogasscenarioene er bedre enn referansescenarioet når det gjelder klimapåvirkning. Som for de andre analyserte substratene har bruk av biogassen og hvilke energibærere som erstattes stor innvirkning på resultatene for biogassproduksjon fra fjørfegjødsel. Østfoldforskning 73

82 kg SO 2 -ekvivalenter/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og 9.2 Forsuring Figuren under viser forsuringsresultater fra de generelle analysene for fjørfegjødsel per tonn TS, fordelt på hver livsløpsfase. 45 Forsuring for 1 tonn fjørfegjødsel Lagring av substrat 40 Transport til anlegg 35 (Forbehandling) Biogass-produksjon (forbrenning/kompostering) Oppgradering Avvanning (inkl. komposterinng og N-rensing) Transport til lagring og lagring av biorest Transport til spredning og spredning/bruk 10 5 Biogass erstatter drivstoff eller energibærer Biorest erstatter kunstgjødsel eller jordforbedrings-middel Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 9.3 Generelle resultater for forsuring fra håndtering av 1 tonn TS fjørfegjødsel fordelt på livsløpsfasene Figur 9.1 viser forsuring for scenarioene for fjørfegjødsel. Det er utslipp av ammoniakk fra spredning av gjødsel eller biorest som gir de største bidragene i alle biogasscenarioene. Her utgjør transport under 1% av utslippet. I referansescenarioet er det lagring av substrat som slår mest ut. Gevinstene fra erstatting av energi og materiale er små sammenlignet med belastningene. Figur 9.4 viser netto bidrag til forsuring. Scenario D gir lavest bidrag. Biogasscenarioene er relativt like, og ligger på rundt halvparten av forsuringsutslippet for referansescenarioet. Østfoldforskning 74

83 kg SO 2 -ekvivalenter/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og ,4 Netto forsuring for 1 tonn TS fjørfegjødsel Varmeproduksjon Elprod. Drivstoffproduksjon ,1 22,8 23,1 21, ,0 0,0 Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 9.4 Generelle resultater for netto forsuring fra håndtering av 1 tonn TS fjørfegjødsel 9.3 Primærenergi Figuren nedenfor viser resultater for ikke-fornybar primærenergibruk fra de generelle analysene for fjørfegjødsel per tonn TS. Figuren er ikke fordelt på hver livsløpsfase slik som for GWP og forsuring, men derimot på typer primærenergi. Dette er gjort for å få en annen vinkling og ny informasjon sammenlignet med de andre indikatorene. Det er viktig å legge merke til at fornybar primærenergi ikke er inkludert i figuren (pga en midlertidig, teknisk begrensing i de bakenforliggende databasene). At fornybar primærenergi ikke er inkludert var også et argument for å vise figuren på denne måten, fordi det da blir lettere å se hva som har endret seg ved neste oppdatering, og fordi figuren ikke gir inntrykk av å inkludere mer enn den faktisk gjør. Østfoldforskning 75

84 MJ/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Ikke-fornybar primærenergibruk (CED ikke-fornybar ) for 1 tonn TS fjørfegjødsel Uspesifiserte energikilder Energikilder til kjernekraft Fossile energikilder Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 9.5 Generelle resultater for ikke-fornybar primærenergibruk fra håndtering av 1 tonn TS fjørfegjødsel fordelt på primærenergikilder Figur 9.5 viser at alle scenarioene har nettoerstatting av fossile primærenergikilder, dvs at det erstattes mer fossile energikilder enn det brukes. Figur 9.6 viser de analyserte primærenergiresultatene summert til netto ikke-fornybar primærenergibruk per tonn TS. Resultatene viser at Scenario D, hvor biogass oppgraderes og erstatter diesel, gir størst gevinst, noe som også var resultatet for indikatoren GWP. To av biogasscenarioene (A og C) gir dårligere primærenergi-resultat enn referansen, mens de andre to (B og D) er bedre enn referansescenarioet. Østfoldforskning 76

85 MJ/tonn TS Biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel fra ku, gris og fjørfe. Status 2014 (fase III) for miljønytte og Netto ikke-fornybar primærenergibruk (CED ikke-fornybar ) for 1 tonn TS fjørfegjødsel Varmeproduksjon Elprod. Drivstoffproduksjon Referanse Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Scenario E Scenario F Figur 9.6 Generelle resultater for ikke-fornybar primærenergibruk fra håndtering av 1 tonn TS fjørfegjødsel Østfoldforskning 77

86 10 Kvalitativ analyse av fosfor Fosfor er en begrenset ressurs, men som ved utslipp til miljøet kan forurense vassdrag og gi algevekst og overgjødsling. Ulike fosforforbindelser inngår sammen med nitrogenforbindelser og kjemisk oksygenforbruk i miljøpåvirkningskategorien overgjødsling. Fosfor er også en egen kategori som en begrenset ressurs. Det har ikke til nå vært mulig å finne datamateriale for fosfor, så derfor ble det i fase II gjort en kvalitativ analyse av miljøpåvirkningskategoriene overgjødsling og fosfor som begrenset ressurs. Forskrift for dyrehold angir krav til spredeareal for husdyrgjødsel som gir maks 3,5 kg P/dekar. Dette er ikke relatert til fosforinnholdet i jorden men er en generell regel ved beregning av spredningsareal for husdyrgjødsel. Norsk jordsmonn er vanligvis godt oppgjødslet med hensyn til fosfor. Dette gjelder spesielt i husdyrområdene. Ut fra en generell betraktning vil gårdsbruk med husdyrgjødsel ikke ha behov for ekstra tilførsel av fosfor, mens gårdsbruk som kun har kornproduksjon ofte vil ha behov for tilførsel av fosfor. Biogassproduksjon påvirker sannsynligvis ikke plantetilgjengeligheten av fosfor i husdyrgjødsel i vesentlig grad. Ved tilbakeføring av biorest fra husdyrgjødsel til gårdene som husdyrgjødsla stammer fra vil det derfor ikke bli noe høyere utslipp av fosfor i forhold til referansescenario. Hvis biogassproduksjonen muliggjør omfordeling av husdyrgjødsel fra arealer uten gjødslingsbehov for fosfor til arealer med gjødslingsbehov, vil en på sikt få mindre utslipp av fosfor. Tabell 9.1 viser innhold av fosfor og nitrogen i de forskjellige substratene. Det ses at innhold av fosfor i matavfall er noe lavere enn i husdyrgjødsel. En studie av biogass fra matavfall (Øgard et al., 2011) viser at forholdet mellom nitrogen og fosfor er høyere i biorest fra matavfall enn i husdyrgjødsel og dermed i bedre samsvar med plantenes behov enn det er for husdyrgjødsel. Tallene i tabell 9.1 er basert på gjennomsnittstall. Det kan være varierende sammensetning av kildesortert matavfall fra husholdninger og dermed kan det også være store variasjoner i fosforinnholdet. På grunn av at nitrogen/fosforforholdet i matavfall er i bedre samsvar med plantenes behov, vil spredning av biorest fra matavfall ikke gi høyere utslipp enn i referansescenario med spredning av husdyrgjødsel. Tabell 10.1 Innhold av fosfor i substrater (Eklind et al., 1997 og Karlengen et al., 2012). Innhold av fosfor i substrat [kg/tonn TS] Matavfall 4 Storfegjødsel 8 Grisegjødsel 18 Fjørfegjødsel 12 Fosfor er lett tilgjengelig i bioresten. For å få en best mulig ressursutnyttelse av fosfor i bioresten (flytende biorest eller vannfase av avvannet biorest), bør den i hovedsak brukes til åker med ensidig planteproduksjon og behov for fosfortilførsel. Bioresten vil da kunne erstatte fosforholdig mineralgjødsel og gi en bedre totalutnyttelse av fosfor forutsatt at det gjødsles etter plantenes behov. Om bioresten i praksis vil bli brukt av kornbønder, vil både være et økonomisk og et praktisk spørsmål. For å kunne gi en kvantitativ analyse av fosfor, må dette analyseres for et konkret geografisk område, hvor det finnes opplysninger om spesifikt innhold av fosfor i jordsmonnet. Dette var mulig ikke innenfor Østfoldforskning 78

87 rammen av prosjektet i fase II, og resultatene ville heller ikke være gyldige generelt. Det er jobbet litt videre med dette temaet i fase III ( ), men det er fortsatt så store usikkerheter ved estimering av utslippsverdier for fosfor under og etter spredning av biorest at det ikke har vært forsvarlig å vise konkrete analyseresultater. Dette gjelder spesielt scenariet der bioresten komposteres. I forbindelse med doktorgradsarbeidet har Kari-Anne Lyng derimot gjennomført sensitivitetsanalyser av fosforutslipp. Sensitivitetsanalysene er dokumentert i en artikkel publisert i International Journal of LCA (Lyng et al., 2015). Artikkelen omtaler biogassproduksjon av våtorganisk avfall og gjødsel på denne måten: It is therefore not likely that biogas production, where liquid digestate is used as a fertiliser, will lead to considerable increase in eutrophication potential compared with the use of mineral fertiliser or of manure as fertiliser. The scenario that includes dewatering and composting of the digestate may lead to a magnification of the phosphorous concentration, making the emissions more difficult to predict, especially in comparison with the reference scenario of organic waste, which is incineration. Østfoldforskning 79

88 11 Effekt av tiltak og sensitivitetsanalyser I hovedanalysene er det gjort følgende antakelser om lagring og spredeteknologi: Tett lagertank ved lagring av biorest, fordi dette er en ny investering og man vil da mest sannsynlig velge nyeste teknologi. Standard teknologi forspredning av biorest, fordi det er eksisterende utstyr som vil bli brukt til spredning av ubehandlet gjødsel. Det er gjennomført en analyse av hvordan lagring og spredeteknologi påvirker resultatene ved å ta utgangspunkt i Scenario D og forutsetningene som er oppgitt i Tabell Tabell 11.1 Scenario D Forutsetninger for analyse av tiltak på lagertank for biorest og spredeteknologi Lagertank for Spredning biorest Uten tiltak Åpen Standard Hovedanalyse (brukt i denne rapporten) Tett Standard Beste alternativ Tett BAT Resultatene for klima er vist for matavfall, storfegjødsel og grisegjødsel i Figur På grunn av manglende data for utslipp ved BAT spredeteknologi og åpen tank for lagring av biorest fra fjørfe, er det ikke mulig å vise fjørferesultater. Det er heller ikke innsamlet BAT-verdier for spredning av biorest fra matavfall og gris. Relative klimagassutslipp ved drivstoffproduksjon og flytende biorest (Scenario D) 0 % Matavfall Storfe Gris Fjørfe -20 % -40 % -60 % -80 % -100 % -120 % Uten tiltak Hovedanalyse Beste alternativ Figur 11.1 Relative netto klimagassutslipp med og uten tiltak for Scenario D for matavfall og gjødsel fra storfe og gris. Østfoldforskning 80

89 Ved spredning av biorest med standard teknologi vil det bli utslipp av lystgass. Beregninger fra modellen viser at det for storfegjødsel kan oppnås ca 7 % økt klimagassgevinst ved å innføre en Best Available Technology (BAT) ved gjødsling med biorest. I analysene av substratene ellers i denne rapporten er det antatt tett lagertank ved lagring av biorest. Dette er for å unngå utslipp av metan fra bioresten. Det antas at utslipp av lystgass er null uavhengig av dekke på lagertank, fordi det ikke dannes flytedekke på bioresten. Figur 11.1 viser at bruk av lagertank uten dekke ved lagring av biorest vil gi en total økning i klimagassutslippene på 59 % for matavfall, 16 % for storfegjødsel og for grisegjødsel 5%. Resultatene for forsuring er vist for matavfall, storfegjødsel og grisegjødsel i Figur På grunn av manglende data for utslipp ved BAT spredeteknologi og åpen tank for lagring av biorest fra fjørfe, er det ikke mulig å vise fjørferesultater. 250% Relativ forsuring ved drivstoffproduksjon og flytende biorest (Scenario D) 200% 150% 100% 50% 0% Matavfall Storfe Gris Fjørfe Uten tiltak Hovedanalyse Beste alternativ Figur 11.2 Relativ netto forsuring med og uten tiltak for Scenario D for matavfall og gjødsel fra storfe og gris. Beregningene fra modellen viser at det for alle substratene kan oppnås stor reduksjon i forsurende utslipp ved innføring av BAT spredeteknologi. Effekten er størst for matavfall. Bruk av tett dekke ved lagring av biorest viser seg også å være et bra tiltak mot forsuring. Her er effekten størst for gjødselsubstratene. For indikatoren ikke-fornybar primærenergibruk er det ingen endring ved disse tiltakene, fordi de påvirker direkte-utslipp av gasser og ikke er koblet til ressurbruk i form av energi. Østfoldforskning 81

90 Tabell 11.2 summerer opp resultatene ved innføring av tiltak. Tabell 11.2 Endring i miljøindikatorer ved innføring av tiltak for Scenario D, sammenlignet med hovedanalysen (tett lagertank for biorest og standard teknologi ved spredning) Scenario D Klimagassutslipp Forsuring Ikke-fornybar primærenergibruk Substrat Åpen lagertank for biorest BAT spredning av biorest Åpen lagertank for biorest BAT spredning av biorest Åpen lagertank for biorest BAT spredning av biorest Matavfall +59 % Ikke +13% -98% - - analysert Storfegjødsel +16 % -7% +36% -46% - - Grisegjødsel +5 % Ikke +96% -45% - - analysert Fjørfegjødsel Ikke analysert Matavfall er det eneste av de analyserte substratene der referansealternativet har hatt best resultat for en av indikatorene (forsuring). Ved bruk av BAT spredeteknologi vil utråtning være det beste alternativet for alle indikatorene også for matavfall. BAT spredeteknologi gir store gevinster også for gjødselsubstratene, men her vil også referansen bli bedre. Tett lagertank viser seg å være et viktig tiltak både for klima og forsuring for alle de analyserte substratene. Et omfattende arbeid på sensitivitetsanalyser er dokumentert i artikkelen «The BioValueChain model: a Norwegian model for calculating environmental impacts of biogas value chains» i tidsskriftet International Journal of LCA (Lyng et al., 2015). Her er våtorganisk avfall, storfegjødsel og grisegjødsel analysert på indikatorene klimaeffekt (GWP), forsuring (AP), primærenergibruk (CED) og abiotisk ressursbruk (ADP). I resultatdelen står blant annet dette: «The sensitivity analysis shows that the results for GWP appear to be more robust than for the other environmental indicators. The only parameter that can change the conclusion for GWP is increased methane emissions from storage of cattle manure digestate. The results for AP are the most sensitive ones because the difference between the two scenarios is small for the default values in the model, thus only small changes in values are required to change the conclusion. AP results are sensitive for emissions of NH3 for all substrates and for values that affects how much diesel the biogas from organic waste can substitute, such as efficiency of plant and biogas potential. The results for ADP of fossil fuels are sensitive for transport distances of manure substrate and manure digestate.» Østfoldforskning 82

91 12 Økonomimodell 12.1 Bakgrunn og forutsetninger Verdikjedemodellen for økonomi for biogass ble først beskrevet i 2011, i rapporten «Modeller for beregning av klimanytte- og verdikjedeøkonomi for biogassproduksjon» (Lyng et al. 2011). Økonomimodellen bygget videre på den samme strukturen og i hovedsak de samme forutsetningene som for klima- og miljømodellene for biogass. I 2012 ble økonomimodellen videreutviklet. Bakgrunnen for arbeidet var at datagrunnlaget var betydelig forbedret for de ulike elementene i verdikjeden for biogass, ettersom økt biogassproduksjon i Norge hadde gitt flere erfaringstall. Samtidig ble modellen testet ut på tre ulike scenarioer som ble lagt til grunn for analysen av infrastruktur og lokalisering av anlegg for biogassproduksjon i Østfold (Arnøy et al. 2013). Økonomimodellen fra 2012 beregner både totale levetidskostnader for verdikjeden for biogass og årlige driftskostnader. Alle ledd i verdikjeden fra gården til oppgraderingsanlegget inngår i modellen. Inntekter i verdikjeden er også med i analysene for å kunne beregne netto lønnsomhet både for verdikjeden totalt sett og for de enkelte ledd i verdikjeden. Totale inntekter inkluderer salg av energi som drivstoff, elektrisitet eller varme, inntekter fra behandling av matavfall, etablerte ordninger med overføringer for lagring av biorest/gjødsel for biogassproduksjon i landbruket og verdi av erstattet mineralgjødsel i landbruket. I tillegg er det lagt inn forventet investeringsstøtte fra Enova og Innovasjon Norge til henholdsvis investeringer i biogassanlegg og anlegg for lagring av gjødsel/biorest og spredning av biorest i landbruket. Datagrunnlaget i modellen ble basert på et gjennomsnitt av beregnede investerings- og driftskostnader for norske biogassanlegg som hadde søkt støtte fra Enova, kombinert med litteraturdata og innhentede data fra landbrukssektoren og transport. Det ble utviklet modeller for sammenhenger mellom energiproduksjon og investerings- og driftskostnader basert på data fra Enovasøknadene som ble lagt til grunn for å beregne kostnader for biogassproduksjon i modellen. I tillegg ble det laget modeller for transportkostnader basert på KlimaKur-modellen og for lagring og utnyttelse av biorest på gårdsbruk (Møller et al. 2012). Med de forutsetninger og det datagrunnlaget som lå til grunn viste modellen et negativt økonomisk resultat for biogassverdikjeden samlet. Men; ettersom dataene i modellen er å betrakte som gjennomsnittsdata der det kan være rom for betydelige endringer ut fra mer spesifikke utbyggingsplaner, må også resultatene tolkes i lys av dette. Selve modellen med scenarioanalyser er beskrevet nærmere i Møller et al (OR ) og for Østfold-scenarioene av Arnøy et al. (2013) Videreutvikling av økonomimodellen I OR (Møller et al. 2012) ble det nevnt at for å sikre at nytteverdien av økonomimodellen opprettholdes og forbedres er det viktig at den både anvendes og videreutvikles, og at det skjer en jevnlig oppdatering av datagrunnlaget som inngår. Dette er spesielt viktig ettersom den norske biogasssektoren er relativt ny, og i dag skjer det store endringer i sektoren, både av teknologisk og økonomisk art. Østfoldforskning 83

92 I rapporten ble det også poengtert at realisering av flere biogassanlegg i Norge kan bidra til nye, verdifulle data og erfaringer som vil være viktig for å oppdatere økonomimodellen. Et sentralt datasett for økonomimodellen er grunnlaget investerings- og driftskostnadsfunksjonene for biogassanlegget. Dette datasettet er basert på kostnadsestimater for godkjente søknader til Enova om investeringsstøtte til biogassanlegg, og siden 2012 har Enova innvilget investeringsstøtte til flere biogassanlegg samtidig som enkelte av søknadene om støtte har blitt kansellert av ulike grunner. Østfoldforskning har fått tilgang på oppdaterte data for planlagte biogassanlegg i Norge (med strenge krav til konfidensialitet). Dette er benyttet som grunnlag til å oppdatere modellgrunnlaget for biogassanlegg i denne rapporten. Per dags dato er det ikke mottatt nye data knyttet til de øvrige leddene i økonomimodellen (gården, transport og forbehandlingsanlegget) Elementene «gården», «transport» og «forbehandlingsanlegget» Disse elementene er uforandret siden siste versjon av rapporten (Møller et al. 2012). Det er valgt å la teksten fra den gamle rapporten stå, slik at all dokumentasjon for økonomimodellen skal kunne finnes på samme sted. Dataunderlaget for gård, transport og forbehandling vil bli gjennomgått i løpet av 2015 basert på nye erfaringstall, og det vil da også bli presentert nye analyseresultater for de ulike delene av biogasskjeden Gården For å komme fram til nødvendige investeringstiltak på den enkelte gård som skal delta i en verdikjede hvor husdyrgjødsel leveres til biogassproduksjon og biorest kjøres tilbake, må det gjøres noen forutsetninger. For å komme fram til investeringsforutsetningene for gårdsdelen av verdikjeden har Ivar Sørby utarbeidet 3 typiske gårder. To som leverer gjødsel til biogassanleggene, en storfegjødselgård og svinegjødselgård, i tillegg til en mottaksgård for biorest. Det er satt som forutsetning at gårdene som leverer gjødsel til biogassanleggene tar i mot samme mengde biorest fra biogassanleggene i et en-tilen-forhold. Biorestgårdene mottar resterende mengde biorest. Gårdene oppskaleres slik at total mengde gjødsel og biorest dekkes. I forhold til forutsetningene satt av Ivar Sørby inngår da 12 storfegårder, 35 svinegårder og 23 biorestgårder. Gårdsbeskrivelsene følger under. Etter samtale med Tor Jacob Solberg, Østfold Bondelag, er det valgt en størrelse på svineproduksjonsbruket som ligger opp mot full konsesjon. For storfeproduksjon er det tenkt på et melkeproduksjonsbruk med melkekvote opp mot 300 tonn pr år. Svineproduksjonsbruket er bygget ut i 2-3 etapper og det er eksisterende kjeller i tillegg til en utvendig rund betongkum for lagring av gjødsel. For melkeproduksjonsbruket er det tenkt på et løsdriftsfjøs med skrapeareal og tverr-renne for oppsamling før pumping til utvendig rund betongkum for lagring av gjødsla. For begge gårdene er det tenkt at samlet lagerkapasitet for husdyrgjødsel rekker for 8 mnd produksjon. Etter samråd med Solberg er det valgt relativt store husdyrproduksjoner, da man antar at det er de største enhetene som vil finne det mest interessant å delta. Det forutsettes at husdyrgårdene leverer Østfoldforskning 84

93 og mottar like mengder husdyrgjødsel og biorest. For at lagring av biorest skal være et godt klima- og miljøtiltak må lagrene være tette for vær og vindbelastninger (og for å unngå oksygentilgang). Det forutsettes også at biorest bare brukes i vekstsesongen. Investeringstiltakene som trengs på et gårdsbruk som skal levere husdyrgjødsel og ta i mot biorest varierer veldig fra gårdsbruk til gårdsbruk. For at selve transporten skal være mest mulig effektiv er det viktig at det blir lagt godt til rette på den enkelte gård. Dette inkluderer gode nok veger og snuplasser for store kjøretøy og rask og sikker laste-/lossekapasitet. Når husdyrprodusenter velger å bli med på en slik logistikk vil det kunne føre til at det blir satt ytterligere fokus på riktig spredeteknikk. Mange benytter entreprenør til spredning i dag og mye tyder på at denne trenden vil bli forsterket framover. Kostnadene til omrøring, spredning og bruk av biorest kan settes til opp mot kr 30,-/tonn. I tillegg vil kornprodusenter sette en verdi på risiko og eventuell økning i kjøreskader og nedkjørt avling. Dette beløpet kan være opp mot kr 20,-/tonn. Virkningsgraden for NH 4-N i biorest kan ikke settes til 100 %. I kalkyler bør man ikke benytte høyere virkningsgrad enn 0,7. Norsk Landbruksrådgivning/Bioforsk har utarbeidet godt kalkuleringsverktøy for dette området. Gård med svineproduksjon Gård med en årsproduksjon på 1200 tonn svinegjødsel, med lagerkapasitet for 8 mnd produksjon, lik 800 tonn. Gården har innvendig kjeller for 400 tonn og en utvendig rund betongkum som teoretisk rommer 600 tonn, men som på grunn av regnvann og at man ikke får tømt den helt ikke rommer mer enn 400 tonn svinegjødsel for lagring. Tiltak på denne gården er å montere opplastingsrør for lastekran i eksisterende kjeller og bygge/oppruste ca 100 m ny veg slik at semitrailer kan komme til ved eksisterende kjeller. Omrøring av eksisterende kjeller gjøres som i dag. Det utvendige lageret får montert et flytende tak for å hindre tap av næringsstoff. I tillegg må det bygges et nytt utvendig lager for biorest. Her velges en løsning med en ståltank med flytedekke som overdekning. Kostnadene ved å benytte eksisterende lagertank og alternativet med å bygge et helt nytt lagunelager med flytende duktak er nesten like store. Mange vil i praksis velge å bygge ett nytt lager for biorest og dermed oppnå en enklere logistikk ved bruk. Tabell 12.1 Investeringsforutsetninger for svinegården Tiltak Enhetspris Antall Sum Opplastingspunkt for fersk gjødsel, rund sum Kr Ny veg og snuplass ved lager Kr 120 per m m 2 Kr Flytende tak til eks betongkum Ø 16 m Kr Kr Ny lagertank for biorest 500 m 3 Kr Kr Sum Kr Gård med melkeproduksjon Gård med en årsproduksjon på 1800 tonn storfegjødsel, med lagerkapasitet for 8 mnd produksjon, lik 1200 tonn. Gården har utvendig rund betongkum dyp som teoretisk rommer 800 tonn, men som på Østfoldforskning 85

94 grunn av regnvann og at man ikke får tømt den helt ikke rommer mer enn 650 tonn storfegjødsel for lagring. Resten av gjødsla, ca 550 tonn, lagres i den gamle gjødselkjelleren. Gjødselmåkeanlegget på denne gården har en samlerenne i fjøset som rommer ca 100 tonn og det er fra denne renna at storfegjødsla lastes opp. Tiltak på denne gården er opprusting/nybygg av 100 m ny veg slik at semitrailer kan komme til ved opplastingspunktet i samlerenna. Det settes tett tak på den eksisterende betongkummen og det bygges en ny gjødsel lagune som rommer 1050 tonn og som har flytende duktak. Tabell 12.2 Investeringsforutsetninger for storfegård Tiltak Enhetspris Antall Sum Investering ved opplastingspunkt, rund sum Kr Ny veg og snuplass ved lager Kr 120 per m m 2 Kr Duktak på eksisterende lagertank Kr Kr Ny lagerlagune for biorest m 3 Kr Kr Sum Kr Korngård som skal benytte biorest På korngårder som skal legge om til å bruke biorest må det i de aller fleste tilfeller bygges nytt lager. For at kostnadene ved lagerhold ikke skal bli for store er det viktig at hvert lager dekker et større areal. For å oppnå dette vil samarbeid mellom bønder vil være viktig. For at bruke av biorest skal være et godt klima- og miljøtiltak er det viktig å benytte riktig spredeteknikk og bruke biorest til rett tid i forhold til når plantene trenger næring. Spredning bør bli en entreprenøroppgave da bra utstyr er kostbart og det krever trening i å bruke utstyret på riktig måte. Noen kornprodusenter vil se på dette som en markedsmulighet og selv bli en slik entreprenør. Tiltak som må gjennomføres på en korngård er bygging av nytt lager og istandsetting eller bygging av noe ny veg. I dette eksempelet har vi valgt at lageret dekker et areal på 700 da. Det kan brukes opp mot 3-3,5 tonn biorest per da. Lageret vil ikke bli tømt helt og det kan ofte ikke fylles 100 %. Derfor blir lageret bygget med et volum på 2500 m 3. Det er valgt å bygge en laguneløsning med tett flytende dekke. Lageret er kalkulert med bruk av gjeldende markedspriser på maskiner og utstyr og inkluderer veg/gårdsplass ved lager. Tabell 12.3 Investeringsforutsetninger for biorestgård Tiltak Enhetspris Antall Sum Oppjustering/nybygg av tilførselsveg Kr 120,-/m m 2 Kr Nytt lager, komplett Kr Sum Kr Basert på dataene som er presentert for de ulike gårdstypene foran er det gjort beregning av hvor store de årlige kostnadene til avskriving og drift av anlegg for lagring/spredning av gjødsel og biorest som vil være knyttet til et gjennomsnittlig gårdsbruk, og hvor store årlige innsparinger det vil være knyttet til Østfoldforskning 86

95 erstatting av mineralgjødsel med biorest. Det er beregnet at et gjennomsnittlig svinebruk vil håndtere 1200 tonn gjødsel/biorest, et gjennomsnittlig storfebruk 1800 tonn gjødsel/biorest og en gjennomsnittlig korngård 2400 tonn biorest. Det er lagt inn en avskrivningstid på 15 år, og en forventet støtte på 30% av investeringen fra Innovasjon Norge. Resultatene for de tre gårdstypene er vist i figur 11.1, som viser at de årlige kostnadene ligger i størrelsesorden NOK per år, mens sparte kostnader er i størrelsesorden NOK per år. Det betyr at nettokostnaden for gården ligger på ca NOK per år for svine- og storfegårder, og på ca NOK per år for rene korngårder. Fordelt per tonn gjødsel og/eller biorest håndtert betyr det en årlig kostnad på ca. 35 NOK/tonn for svinegårder og korngårder, og noe over 20 NOK/tonn for storfegårder (jfr figur 11.2). I regnestykket som er vist er det ikke inkludert 15 NOK/tonn gjødsel som dekkes via overføring over Jordbruksavtalen. Med disse inkludert vil det fortsatt være behov for støtte på 5-20 NOK/tonn for de ulike gårdstypene, bare for å dekke ekstra kostnader ved å inngå i en verdikjede for biogass. Figur 12.1 Årlige kostnader knyttet til investering og drift av anlegg for lagring og spredning av gjødsel og biorest på ulike typer gårder, samt sparte kostnader knyttet til erstattet mineralgjødsel Østfoldforskning 87

96 Figur 12.2 Beregnet behov for støtte til gårdsbruk for å dekke inn netto kostnader til investering og drift av anlegg for lagring/spredning av gjødsel og biorest på ulike typer gårder Transport og håndtering i forbindelse med lossing/lasting I den økonomiske modellen er det særlig behovet for transport av gjødsel og biorest som det antas vil kunne ha betydning i den økonomiske modellen, hvis det blir aktuelt med transport over lengre avstander. Transportkostnader forbundet med innsamling av gjødsel og utkjøring av biorest er allokert til forbehandlingsanlegget. Det er laget en modell for transportkostnader basert på datagrunnlaget som ligger i KlimaKur-rapporten for biogass verdikjeder, og der det er lagt inn egne estimater for hvor mye tid som går med til lasting/lossing, vasking av bil og til selve kjøringen, basert på erfaringer fra Vestfold. Som det fremgår av figur 11.3 synker kostnadene per tonn-kilometer for transport av gjødsel og biorest raskt når avstanden øker fra 0-10 kilometer, for så å flate ut for transporter over 20 kilometer. Det betyr at det er relativt sett mye dyrere å transportere gjødsel og biorest over korte avstander, fordi laste- og lossekostnader, årlige driftskostnader på kjøretøy og vaskekostnader har stor betydning sammenliknet med selve kjøretiden og drivstoffkostnaden. Østfoldforskning 88