Bruk av biogass fra våtorganisk avfall som drivstoff for kollektivtransport

Transkript

1 Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet TBT Eksperter i Team Landsby 35 Biodrivstoff: Fakta/Fiksjon Vår 2009 Fagrapport Bruk av biogass fra våtorganisk avfall som drivstoff for kollektivtransport Gruppe 1: Elin Jeannette Staurem Kristine Mygland Bakken Kjetil Knudsen Andrey Sergeevich Volynkin Ida Henriette Caspersen Hilde Kristine Iglebæk

2 1

3 SAMMENDRAG I denne rapporten ser vi på hvorvidt det er hensiktmessig å bruke biogass fra våtorganisk avfall som drivstoff i kollektivtransport. Det er viktig å kartlegge både fordeler og ulemper når man skal undersøke mulighetene for å bygge ut biogassanlegg og tilhørende infrastruktur. Biogass fra våtorganisk avfall kan gi samfunnet nytte i form av blant annet reduserte klimautslipp, økonomisk lønnsomhet og håndtering av problematisk avfall. Bruk av biogass fra våtorganisk avfall til kollektivtransport vil ikke alene løse klimakrisen, men det vil være et av mange viktige fremtidsrettede alternativer til fossilt drivstoff. Norge bør som rik oljenasjon ha et større ansvar enn mange andre land til å være med på å utvikle fornybare og klimanøytrale energikilder for fremtiden. Gjennom kronikken skrevet med bakgrunn i denne rapporten håper vi at vårt arbeid kan ha en samfunnsnytte ved å bidra til å sette annengenerasjons biodrivstoff på dagsordenen. Ved å opplyse om aktuelle prosjekter som er i gang i Norge ønsker vi å øke bevisstheten rundt fordelene ved å bruke biogass fra våtorganisk avfall i kollektivtransport. En eventuell videreføring av arbeidet vårt kan gjøres både av oss og av andre ved at man fortsetter å sette fokus på klimavennlige tiltak som foregår innenlands og at man støtter politikere som tør å tenke langsiktig. 2

4 3

5 INNHOLDSFORTEGNELSE 1. INNLEDNING TEAMMEDLEMMENES FAGLIGE KOMPETANSE OG REALISERING AV BRUKT TVERRFAGLIGHET BIODRIVSTOFF: ET MILJØVENNLIG ALTERNATIV TYPER BIODRIVSTOFF VÅTORGANISK AVFALL: EN KILDE TIL BIODRIVSTOFF FORDELER MED BIOGASS FRA VÅTORGANISK AVFALL LIVSSYKLUSANALYSE AV BIODRIVSTOFF SAMFUNNSMESSIG LØNNSOMHET OG NYTTE AV BIOGASS SOM DRIVSTOFF Å LUKKE SLØYFEN: HVORDAN GJØRE AVFALL TIL RESSURSER FORBUD MOT DEPONERING AV VÅTORGANISK AVFALL STØRRELSESORDEN PÅ PRODUKSJON AV BIOGASS OG BIODRIVSTOFF I EU BRUK AV KJENT TEKNOLOGI PRODUKSJON AV BIOGASS FREMSTILLING AV BIOGASS PARAMETRE SOM PÅVIRKER PROSESSEN Fett Proteiner VFA ph OPPGRADERING AV BIOGASS SAMMENSETNING AV BIOGASS BRUK AV BIOGASS I MOTORER UTFORDRINGER OG BARRIERER TEKNOLOGISKE OG LOGISTISKE UTFORDRINGER KOSTNADER OG POTENSIELLE ØKONOMISKE BARRIERER POLITISKE UTFORDRINGER

6 7. LØNNSOM BRUK AV BIOGASS ER MULIG BRUK AV BIOGASS SOM DRIVSTOFF I KOLLEKTIVTRANSPORT SAMMENHENGEN MELLOM POLITISKE OG ØKONOMISKE TILTAK SPESIFIKKE ØKONOMISKE VIRKEMIDLER Bevilgninger til Forskning og Utvikling Skatter og avgifter Påbud CASE-EKSEMPEL: PRODUKSJON OG BRUK AV BIOGASS I LINKÖPING BIOGASS FRA VÅTORGANISK AVFALL: INNFØRING I NORGE? BIODRIVSTOFF I NORGE CASE-EKSEMPEL: BIOGASS-BUSSER I OSLO KONKLUSJON LITTERATURLISTE

7 1. INNLEDNING Transportsektoren er med god grunn pekt på som den største synderen i klimasammenheng. De siste 15 år har industri og husholdninger i Europa har holdt sine CO 2 - utslipp relativt stabile, mens transportsektoren har vist en betydelig økning i sine klimagassutslipp. Trenden forventes å fortsette i flere år fremover. En stor utfordring for å redusere dette problemet er å finne klimanøytrale drivstoff som kan være realistiske alternativer til bensin og diesel. I sammenheng med landsbyens tema, Biodrivstoff: fakta/fiksjon?, var det dermed et selvsagt valg for vår gruppe å ta for oss bruken av biodrivstoff til transport. Siden produktet av dette prosjektet skulle være en aviskronikk var det også viktig å ta for seg et dagsaktuelt tema. Debatten om food vs fuel knyttet til førstegenerasjons biodrivstoff er fremdeles svært aktuell, men mye har allerede blitt skrevet om dette i mediene. Annengenerasjons biodrivstoff er nå i fremmarsj og har bl.a. som fordel at det ikke konkurrerer med matproduksjon i samme grad som førstegenerasjons. Foreløpig har annengenerasjons biodrivstoff fått relativt lite mediedekning, så en kronikk om dette tema kan faktisk utgjøre et lite, men reelt bidrag til klimadebatten. Det finnes flere kilder for produksjon av annengenerasjons biodrivstoff; bl.a. trevirke, alger eller våtorganisk avfall. Valget falt på sistnevnte kilde fordi avfall er noe som få anser som en ressurs. Biogass fra våtorganisk avfall blir allerede brukt som drivstoff i noen få europeiske byer, spesielt til tyngre kjøretøy som bybusser. Ved å vise at selv noe tilsynelatende ubrukelig som kloakkslam og råtten mat kan være en energikilde, håper vi å vekke folks nysgjerrighet på hvordan vår energifremtid kan se ut uten olje. Imidlertid finnes det mange typer biodrivstoff, og det finnes annen bruk enn til drivstoff i kjøretøy. Vi ønsket å finne ut om det er hensiktsmessig å bruke biogass fra våtorganisk avfall som drivstoff i kollektivtransport. Dette må ses i lys av både miljøgevinster men også gjennomførbarhet og lønnsomhet av produksjon og bruk av biogass fra våtorganisk avfall. Med en slik problemstilling fantes det muligheter for en virkelig tverrfaglig fagrapport og kronikk, hvor vi hadde behov for de ulike kompetansene beskrevet i neste kapittel. 6

8 2. TEAMMEDLEMMENES FAGLIGE KOMPETANSE OG REALISERING AV BRUKT TVERRFAGLIGHET Hilde har bakgrunn i Master i industriell økologi og Bachelor i Europakunnskap. Hun har brukt sin faglige kompetanse til å skrive om de politiske aspektene av biogassproduksjon og bruk, blant annet om EU direktivet om deponering av våtorganisk avfall. Kristine har brukt sin bakgrunn i samfunnsøkonomi til å skrive om nytte og kostnader ved bruk og produksjon av biogass generelt og i Norge. Hun har også sett på hvilke virkemidler som kan og må tas i bruk for at bruk av biogass i kjøretøy skal kunne gjennomføres. Elin går masterprogrammet i Industriell Økologi og har bachelor i Europakunnskap. Hun har brukt sin kompetanse bl.a. til å skrive om bruk av biogass fra et industriell økologi perspektiv (særlig LCA og lukkede produksjonsprosesser) og om politiske utfordringer, både generelt og i Norge. Andrey holder på med sin masteroppgave innen uorganisk kjemi og har brukt sine kunnskaper til å bidra med den tekniske delen av rapporten, spesielt behandling og bruk av biogass. Kjetil går masterprogrammet innen bioteknologi og har bidratt med teknisk informasjon om produksjon av biogassen. Ida har en bachelor i biomatematikk, og har kompetanse innen biologi og statistikk. Hun har brukt sin bakgrunn til å blant annet finne relevant statistikk om bruk av biogass. 3. BIODRIVSTOFF: ET MILJØVENNLIG ALTERNATIV Fossile brennstoff slipper ut mer CO 2 enn det naturen klarer å binde opp fordi de forbrenner karbonholdig materiale som har vært tatt ut av karbonkretsløpet i millioner av år. Biodrivstoff er drivstoff produsert med utgangspunkt i fornybart materiale. Dermed inngår slike drivstoff i naturens naturlige karbonkretsløp og bidrar derfor ikke til drivhuseffekten på samme måte som fossile brennstoff (Hojem 2006). Et aspekt som er viktig å ta med i betraktningen når det snakkes om biodrivstoffers gevinst er at det i fremstillingen av biodrivstoff som regel brukes fossile forbrenningskilder, noe som kan bidra til varierende klimapåvirkning avhengig av hvordan produksjon og transport har foregått. 7

9 Livssyklusanalyse vil være et verktøy som kan tas i bruk for å få oversikt over reel klimapåvirkning. Det vil bli gitt en utredning på livssyklusanalyser senere i rapporten TYPER BIODRIVSTOFF Det finnes flere forskjellige typer biodrivstoff. De mest aktuelle er biodiesel, bioetanol og biogass. Biodiesel kan fremstilles enten av planteoljer eller dyrefett. Norsk produksjon er først og fremst basert på fiskeoljer og brukt frityrfett, mens det i europeisk sammenheng brukes mest rasp. Bioetanol fremstilles av planter som inneholder sukker eller stivelse. Biogass oppstår når biologisk materiale forråtner uten tilførsel avoksygen. Teoretisk sett kan alt som har biologisk opphav brukes til å produsere biogass (Hojem 2006). Dersom man kun har fokus på bruksfasen av biodrivstoff og bioenergi, så eksisterer det på lang sikt et teoretisk potensial for å redusere utslipp av klimagasser med 100 prosent. Den europeiske union (EU) har satt et mål om å erstatte 20 % av det fossile drivstofforbruket med biodrivstoff innen I følge lavslippsutvalget er dette et relativt optimistisk mål (NOU 2006: 18) VÅTORGANISK AVFALL: EN KILDE TIL BIODRIVSTOFF I det moderne samfunn dannes det store mengder biologisk avfall fra næringsmiddelindustri, husdyrhold og husholdninger. Under de rette betingelser kan miljøbelastingen fra husdyrmøkk og avfall gjøres om til råvarer. I et biogassanlegg kan møkk og avfall behandles slik at det dannes biogass og næringsrik gjødsel som produkt. Ku- og grisemøkk er det mest brukte organiske avfallet til biogassanlegg, og danner en grunnsubstans i biogassanleggene. Biologisk industriavfall, husholdningsavfall, kloakkslam og slakteriavfall blandes ofte inn i møkken for å gi økt produksjon av biogass. Avfallet fra industri har et stort gasspotensial, og det vises økt etterspørsel for denne typen avfall av biogassanleggene. Behandling av kloakkslam har en hygieniserende effekt i tillegg til at lukt fjernes. Etter ineffektiv behandling og bruk av slaktavfall i for til kyr, som førte til utbredt kugalskap i Europa, introduserte EU reguleringer for hvordan slaktavfall skulle behandles etter inndeling av avfallet i kategori 1, 2 og 3. Avfall i kategori 1 med høyest risiko kan ikke brukes i biogassanlegg og må forbrennes (BiogasÖresund 2009a). 8

10 Kategori 1: Avfall som har økt risiko for helse overfor mennesker og dyr. F.eks hjerne og ryggmarg fra slaktede dyr (kugalskap), selvdøde drøvtyggere og kjæledyr. Skal forbrennes. Kategori 2: Møkk, tarm/mageinnhold, slakteribiprodukter som ikke er ment som menneskeføde. Kategori 3: Blod, skinn, kjøttinnholdende produkter fra næringsmiddelindustri, slakteriavfall som egner seg som menneskeføde. 4. FORDELER MED BIOGASS FRA VÅTORGANISK AVFALL En viktig motivasjon for satsing på biodrivstoff er økt klimanytte i form av redusert utslipp av CO 2. I tillegg reduseres den lokale luftforurensningen pga. lavere utslipp av partikler og NO x (Johansen 2009). Biogass er per i dag blant de mest energieffektive og miljøvennlige formene av biodrivstoff i Europa, noe som på tross av store utfordringer gir insentiver til videreutvikling. Biogass vil kunne gi et lite men viktig supplement i forhold til å erstatte dagens forbruk av fossilt drivstoff. I dette kapittelet vil vi utdype noen av fordelene og motivasjonen ved å produsere og bruke biogass fra våtorganisk avfall. Vi vil sammenligne biogass fra våtorganisk avfall med andre biodrivstoff, og vise til de samfunnsøkonomiske og miljømessige fordelene ved å bruke avfall som ressurs. Deretter vil vi forklare hvordan et EU-direktiv mot deponering av våtorganisk avfall nå gjør denne type avfall ekstra attraktiv for biogassproduksjon. Til sist vil vi presentere statistikk som viser at biogassproduksjon allerede har begynt å bli utbredt i Europa. 4.1 LIVSSYKLUSANALYSE AV BIODRIVSTOFF I lys av de miljøutfordringer verden står ovenfor i dag er det særdeles viktig å kartlegge hvilke teknologiske alternativer som bidrar til en bærekraftig framtid. Når man investerer i infrastruktur og produksjonsanlegg vil disse vanligvis vare i ca 30 år. Det vil si at avgjørelser i dag vil ha konsekvenser for de neste 30 årene, og mest sannsynlig lenger frem i tid pga. usikkerhetene knyttet den potensielt irreversible effekten av klimaendringer (Strømman 2008). 9

11 For å veie miljøbelastningen ved ulike teknologiske alternativer mot hverandre kan et verktøy som livssyklusanalyse (life cycle assessment LCA) være svært nyttig. En LCA-studie er en holistisk miljømessig evaluering av et teknologisk system (ibid.). Det vil si at man kartlegger hele livsløpet til et produkt eller en produksjonsprosess, finner de tilknyttede utslipps- og avfallsstrømmer, og legger disse sammen for å finne de totale utslippene for hele livssyklusen til produktet. Resultatene kan knyttes til forskjellige effektkategorier, for eksempel økt drivhuseffekt, sur nedbør, eutrofiering osv. Som regel vil flere forskjellige stoffer ha innvirkning på samme effekt, for eksempel vil både karbondioksid (CO 2 ) og metan (CH 4 ) bidra til økt drivhuseffekt. Dermed bruker man et stoff som referanse, og oppgir mengden av andre stoffer i ekvivalenter til referansestoffet. For eksempel vil ett kg CH 4 tilsvare over 20 kg CO 2 -ekvivalenter (når man regner over en periode på 100 år) (IPCC 2007). Når samme metode brukes for flere produkter som har samme funksjon kan man bruke resultatene som et sammenligningsgrunnlag med tanke på innvirkning på miljøet. For eksempel vil både bensin fra fossile kilder og biodrivstoff gi funksjonen drivstoff til transport. Det viktige da er at man velger en sammenlignbar enhet, for eksempel CO 2 - utslipp per personkilometer for et transportdrivstoff. Enheten innebærer at man først legger sammen de totale utslippene fra en bils produksjon, produksjon av veier, produksjon og distribusjon av drivstoff og bruk av drivstoff. Deretter deler man på en bils gjennomsnittlige totale bruk i km. Dette vil avhenge av bilen og bør være basert på empiri, men så lenge man antar samme antall kilometer for alle utregninger vil sammenligningen være korrekt. Dermed finner man totale utslipp fordelt per kjørte kilometer. Figur viser hvordan denne enheten er brukt for å sammenligne utslippene fra forskjellige drivstoffkilder (Zah et al. 2007). Vi skal nå se nærmere på resultatene av en LCA-studie utført av Rainer Zah m.fl. i 2007 om utslipp av drivhusgasser fra transportsektoren i Sveits. Økt drivhuseffekt er antagelig den kategorien som får mest oppmerksomhet både av forskere og media i dag, men det er viktig å understreke at en LCA-studie gir flere indikasjoner enn dette. I denne rapporten vil det være naturlig å fokusere på en studie om utslipp av drivhusgasser og økt drivhuseffekt. Dette skyldes at hovedargumentet for bruk av biodrivstoff i stedet for drivstoff fra fossile kilder er at biodrivstoff er klimanøytralt. Men som vi vil se nedenfor er ikke alle typer 10

12 biodrivstoff like klimanøytrale. Dette oppdages kun dersom man ser på flere faser enn bruken av drivstoffet (mørkegrå strek). Kjernen i LCA-metoden er at man tar også hensyn til prosesser både upstream og downstream fra bruksfasen. Spørsmålet er videre hvor langt upstream man skal gå, hvor mange aktivitetslag man skal inkludere. Dette finnes ikke noe fasitsvar på, men ideelt sett inkluderer man så mange lag som mulig, så lenge dette er hensiktsmessig. Årsaken til dette kommer klart frem ved hjelp av følgende eksempel tatt fra figur Biodiesel fra forskjellige plantevekster, for eksempel soya og raps, og alkohol produsert fra planter som potet og sukkerrør, krever en dyrkingsfase (grønn strek). Her er det sjeldent at landbruksmaskineriet går på CO 2 -nøytralt drivstoff, dermed vil det være signifikante CO 2 - utslipp fra produksjonen av råmaterialet til biodrivstoffet. Dersom man ikke hadde gått helt tilbake til dyrkingsfasen ville man ikke ha fått med seg denne utslippskilden. Biogass (metan) fra våtorganisk avfall har logisk nok ikke denne fasen, og har dermed et fortrinn her over biodrivstoff fra plantevekster. I studien inngår også utslipp fra produksjon av infrastruktur, dvs. både bil og veier. Det er viktig å ikke glemme at jo bedre drivstoffet er, jo større andel vil infrastrukturen utgjøre. Man må altså ikke kun fokusere på å forbedre drivstoffet; produksjonen av bilen vil ha stadig mer og si. Når man ser på produksjonsfasen av drivstoffet oppdager man at det er her biogass fra våtorganisk avfall har sin største mengde utslipp (når man ser bort fra infrastrukturen som er lik for alle). Dette skyldes i stor grad utslipp av metan til omgivelsene under foredlingsprosessen. Selv om dette er et stort problem for produksjonen i dag er ikke dette noe som er uunngåelig eller uløselig. I motsetning til forbrenning av fossilt brennstoff hvor utslippene fra forbrenningen er det største problemet, kan man for biogass lettere redusere et spesifikt problem som lekkasje (Zah et al., 2007). Dette vil først og fremst avhenge av økonomiske ressurser til å forbedre teknologien. For samtlige av biodrivstoffene er det altså i bruksfasen de skiller seg mest fra drivstoff fra fossile kilder. Selv om det for biodrivstoff egentlig også er et utslipp av drivhusgasser i denne fasen vil de bli nullet ut ved at det biologiske råmaterialet for produksjonen av 11

13 drivstoff har tatt opp CO 2 under vekstfasen. Dermed forstyrrer man ikke karbonkretsløpet og man sier bruken er karbonnøytral (Zah et al., 2007). Avfallshåndtering er ikke tatt med i omfanget til denne studien. Dersom bioavfall blir deponert på søppelfyllinger vil CH 4 og CO 2 sive ut etter hvert. Dersom det i stedet kan brukes til produksjon av drivstoff vil man få en dobbel gevinst; både reduserte utslipp fra avfallsstrømmer, og reduserte utslipp fra drivstoffbruk. Dette vil vi komme nærmere inn på i neste kapittel. Infrastruktur = infrastuktur, produksjon av bil og veier Anbau = dyrking, landbruksvirksomhet knyttet til dyrking av råmaterialet Produktion = produksjon av drivstoff Transport = transport, distribuering av drivstoff Betrieb = bruk, forbrenning av drivstoff i bilmotor Figur Sammenligning av utslipp av CO2-ekvivalenter per kjørte kilometer for ulike drivstoffkilder (Zah et al. 2006). 12

14 For å oppsummere ser vi at for biodrivstoff basert på energivekster er det største CO 2 - utslippet knyttet til dyrkingsfasen, mens for biogass er det foredlingen som fører til mest utslipp. I bruksfasen har biodrivstoff fordel over fossilt baserte drivstoff ved at de er nøytrale når det gjelder CO 2 -utslipp. Likevel er det interessant å merke seg at det finnes store differanser mellom de forskjellige biodrivstoffene når det kommer til miljøgevinst. Vi ser for eksempel at biodiesel fra soya eller alkohol fra poteter har utslipp på linje med henholdsvis vanlig bensin og diesel. En LCA-studie kan altså hjelpe oss mot forenklede argumenter som Bruk av biodrivstoff er klimanøytralt, siden det er flere faser en selve bruken man må ta hensyn til. 4.2 SAMFUNNSMESSIG LØNNSOMHET OG NYTTE AV BIOGASS SOM DRIVSTOFF Å bruke våtorganisk avfall som kilde til produksjon av biogass gir økonomiske fordeler ved at pris på avfall er null eller negativ. Når prisen er negativ betyr dette mulighet for økonomisk gevinst ved at man kan få betalt for å håndtere avfall. Det at ressursen er gratis er lett å inkludere i en økonomisk analyse, mens andre gevinster kan være vanskelig å verdsette i kroner og øre. Produksjon og bruk av biogass fra våtorganisk avfall medfører en betydelig miljøgevinst i form av reduserte CO 2 -utslipp og mindre luftforurensing (Johansen 2009). Dette er også en viktig del av lønnsomhetsvurderingen, både for produsenter og for samfunnet som helhet. For å vurdere samfunnsøkonomisk lønnsomhet brukes det en nyttekostnad analyse som verktøy. En slik analyse blir utført for å beregne den samfunnsøkonomiske lønnsomheten av prosjekter der markedsbestemt lønnsomhet ikke samsvarer med samfunnsøkonomisk. Et prosjekt som ikke er fullstendig verdsatt i markedet karakteriseres ved at det omhandler fellesgoder. Et fellesgode kalles også ofte et offentlig gode og er betegnelse på goder der den enkeltes tilgang og bruk ikke kan individualiseres (Hagen 2005). Miljøet, frisk luft eller tiltak mot global oppvarming er typiske eksempler på fellesgoder. Ved innføring av biogass vil det være nyttig å foreta en nytte-kostnad analyse siden miljøgevinstene nevnt ovenfor er å regne som fellesgoder. En lønnsomhetsanalyse av denne typen vil være viktig for at man skal kunne gjøre en vurdering angående offentlig inngripen eller reguleringer av markedstilpasningen (ibid.). Ved innføring av biogass vil det være miljømessige og tidsmessige aspekter som kan være vanskelige å tallfeste under en nytte-kostnad analyse. På nyttesiden vil det bl.a. være 13

15 gevinster ved mindre forurensing og støy og bedre helseforhold. Kostnadssiden vil inkludere lengre distanse mellom fyllestasjoner og dermed nyttetap i form av tidsbruk. Dette er noe som er vanskelig å måle på grunn av at individer har ulik verdsettelse av tid. Resultat fra nytte-kostnad analyser vil være nyttig for å systematisere informasjon om prosjekter og vil være nyttige som en del av beslutningsgrunnlaget. Analysen kan dessuten gi informasjon om hvordan prosjektet best mulig kan gjennomføres (NOU 1998:16). Oslo kommune Vann- og avløpsetat foretok en nytte-kostnad analyse for å vurdere hvilken anvendelse av biogass fra kloakkslam var mest gunstig. Når tilgangen av en ressurs/råvare er knapp, vil det finnes en alternativkostnad ved bruk av ressursen. Alternativkostnaden er tapet av verdien av ressursen dersom den hadde blitt brukt til andre formål (Hagen 2005). Anvendelsesalternativene var bruk av biogass til tørking av slam, til drift av gassmotor for å produsere strøm, som energikilde til fjernvarme, eller som drivstoff i kjøretøy etter en oppgradering av gassen. I tillegg til økonomiske faktorer undersøkte man utslipp av CO 2 og energiproduksjon ved bruk av gassen. Analysen konkluderte med at oppgradering av biogassen til bruk som drivstoff i kjøretøy var den beste anvendelsen. Selv om investeringskostnadene var betydelig høyere enn for de andre alternativene, kom drivstoff likevel best ut totalt når man også tok hensyn til positive effekter på miljøet og netto energi gevinst. Dette er et klart eksempel på hvordan en samfunnsøkonomisk vinkling kan vise at et prosjekt er gjennomførbart og lønnsomt selv om en bedriftsøkonomisk vinkling viser at det ikke eksisterer markedsbestemt lønnsomhet. 4.3 Å LUKKE SLØYFEN: HVORDAN GJØRE AVFALL TIL RESSURSER Å utnytte avfall som ressurs er ikke bare økonomisk gunstig, det har også klare miljømessige gevinster og kan bidra til å bremse uttømming av energiressurser. Avfall blir ofte beskrevet som en ressurs på avveie; en i stor grad uutnyttet kilde for både energi og materialer. Det ideelle konseptet for å sikre at avfall blir utnyttet som en ressurs er en såkalt lukket sløyfe. Det vil si at materiale og energi blir behandlet på en sånn måte at det ikke foregår lekkasjer til omgivelsene, slik at det er tilgjenglig for bruk til nye formål et annet sted i sløyfen (Røine et al. 2007). Målet blir dermed å utvikle hvert produksjonssystem slik at minst mulig energi og materie går tapt, og mest mulig kan gå inn på nytt i det samme eller i et annet produksjonssystem. Dette har vært tema i flere år for ingeniører som jobber med teknikker 14

16 for å optimere produksjonssystemer. Konseptet har en viktig økonomisk og miljømessig fordel; å lukke sløyfen gjør tapet av ressurser mindre, og dermed vil mer av tilførselen av materiale og energi komme ut som produkter og ikke som avfall. Pga. fysiske og kjemiske lover er det imidlertid umulig å oppnå et helt lukket produksjonssystem; noe energi vil alltid gå tapt som varme, og noe materiale vil som regel som regel forlate systemet gjennom utslipp til luft og vann. Noe avfall er dessuten umulig å unngå, slik som matavfall, kloakk eller møkk. En foreslått løsning er en variant lukkede sløyfer betegnet som industriell symbiose. Kjernepunktet er at energi og materie som uunngåelig blir del av avfallsstrømmer i en produksjonsfasilitet, kan utnyttes som ressurs av en annen produksjon, både nært geografisk eller på større avstand. Produksjonsfasilitetene vil da inngå i en såkalt eco-park eller klynge. Klynger innenfor en og samme verdikjede er vanlig i andre sammenhenger, men det som er mer uvanlig for eco-park klynger er at de utveksler ressurser (i form av avfall fra den enkeltes produksjon) selv om de ikke er i samme verdikjede (Røine et al 2007). Dette særpreget kjenner man igjen i økologiske systemer (næringskjeder og næringsnett) hvor ingen ressurser går til spille, heller ikke avfall. For en bærekraftig utvikling er det viktig å imitere hvordan naturens systemer fungerer og forsøke å implementere hovedelementer av dette inn i industrien. Det ligger et verdifullt energimateriale i våtorganisk avfall, noe som kan utnyttes dersom man velger en annen behandling enn deponering, for eksempel som kilde til fremstilling av biogass. Restproduktet etter man har brukt våtorganisk avfall for å fremstille gass kan også inngå i en ny produksjonskjede. Det næringsrike slammet kan brukes som lite luktende gjødsel i jordbruket og bidra til å spare uttømmingen av ressurser som fosfor, som brukes i betydelige mengder i kunstgjødsel. Regulerende bestemmelser knyttet til utslippsmengder vil også bidra til at lukkede produksjonssystemer vil være mer gunstig (ibid.). EUs direktiv mot deponering av våtorganisk avfall er et eksempel som vi skal se nærmere på i neste avsnitt. Nå som andre løsninger må finnes for hvordan våtorganisk avfall skal behandles, så er det naturlig at man ser på hvordan disse avfallstrømmene kan utnyttes som ressurser. 4.4 FORBUD MOT DEPONERING AV VÅTORGANISK AVFALL Fra og med 1. juli 2009 trer et forbud mot deponering av nedbrytbart avfall i kraft. Forbudet er utarbeidet av Statens forurensningstilsyn (SFT) på oppdrag fra Miljøverndepartementet 15

17 (SFT 2008). Nedbrytbart avfall innebærer i tillegg til våtorganisk avfall også papiravfall, treavfall, tekstilavfall og organisk slam. Grunnen til dette er at nedbrytbart avfall blant annet gir betydelige utslipp av klimagassen metan kombinert med miljøskadelige sigevannsutslipp fra deponiene. I Norge utgjorde metangassutslipp ca. 2,5 prosent av totale norske klimautslipp i Et deponeringsforbud er dermed et viktig tiltak for å redusere klimagassutslippene. EU var tidlig vært på banen; i 1999 ble det presentert et direktiv der målet var å redusere mengden nedbrytbart avfall deponert til fyllinger. Det har vært en tendens i Europa til at søppeldynger har vært den foretrukne måten å kvitte seg med avfall på, til tross for de negative virkninger dette fører med seg. Dersom man skal etterstrebe prinsippet der forurenseren betaler ( polluter pays principle ) er det nødvendig å ta høyde for ødeleggelsen forårsaket av disse søppeldyngene. Med EU-direktivet fra 1999 ble konkrete mål ble satt; innen 2006 skulle man ha redusert dette avfallet til 75 prosent, innen 2009 til 50 prosent og innen 2016 til 35 prosent (Council Directive 1999). I juni 2002 fikk SFT et oppdrag fra Miljøverndepartementet om utarbeide en strategi for tilsvarende avfall i Norge, som altså skal tre i kraft 1. juli Norske myndigheter har vært trege sammenlignet med Sverige. Der har man nå et tilnærmet deponifritt samfunn, etter en trinnvis utvikling som startet i 2001 (Strøm-Gundersen 2008). I tillegg til å slippe ut klimagasser, er sigevann en annen negativ konsekvens av søppeldynger. Sigevann bidrar til spredning av miljøgifter og annen forurensing. Dette forekommer når organisk materiale forråtner, gjennom overgjødsling, og gjennom spredning av giftstoffer. Sigevannsproblemene vil reduseres dersom mindre nedbrytbart avfall blir deponert. Ved å hindre deponering av nedbrytbart avfall og samtidig utnytte energien som finnes i avfallet til bruk som drivstoff vil man altså kunne oppnå en dobbel miljøfortjeneste, både færre klimagassutslipp og reduksjon i bruken av fossile brennstoff. 4.5 STØRRELSESORDEN PÅ PRODUKSJON AV BIOGASS OG BIODRIVSTOFF I EU Allerede i dag er produksjon av biogass fra våtorganisk avfall relativt utbredt i Europa. Dette viser at det er stor tilgjenglighet på denne type avfall og fordelaktig å utnytte denne til energiproduksjon. Primær energiproduksjon av biogass i EU viser at gass fra søppelfyllinger fortsatt var den største kilden i Den totale produksjonen av primær energi fra biogass 16

18 er estimert til 6 millioner tonn oljeekvivalenter (Mtoe), en økning på 1 Mtoe i forhold til Dette tilsvarer en økning på over 20 % (EurObserv ER 2008a). Total bruk av biodrivstoff til veitransport i EU ble estimert til 8,1 Mtoe i 2007, 2,5 Mtoe mer enn i 2006(EurObserv ER 2008b). Bare ett land er registrert i EurObserv ERs barometer med bruk av biogass til veitransport Sverige, som brukte 24 ktoe biogass til veitransport i Dette utgjør 7,9 % av Sveriges totale bruk og 0,3 % av EUs totale bruk av biodrivstoff til veitransport i 2007 (EurObserv ER 2008a). Tyskland har i løpet av få år blitt det ledende landet i EU med hensyn på størrelse på biogassproduksjon. Forholdet mellom landene er vist i figur I 2007 produserte Tyskland totalt 2,4 Mtoe biogass, nesten 760 ktoe mer enn neste land på lista, Storbritannia. Tysklands produksjon av biogass tilsvarer 40 % av den totale produksjonen i EU, og skyldes en storstilt utbygging av små metaniseringsenheter på gårdene. Ved slutten av 2007 hadde Tyskland 3750 enheter for produksjon av biogass, en økning på 250 fra 2006 og 1050 flere enn i Nedgangen i nye installasjoner skyldes trolig økte priser på jordbruksråvarer. Tyskland er også det landet i EU som produserer mest biogass per innbygger (ibid.). Kloakkslam er også en viktig enkeltstående kilde for produksjon av biogass i EU. Som vist i figur er Tyskland og Storbritannia de ledende produsentene av biogass fra denne kilden. Mengden biogass produsert fra kloakkslam sank imidlertid med 6 % fra 2006 til 2007 på europeisk basis. Biogass fra jordbruksavfall er for øyeblikket den viktigste bidragsyteren til økt biogassproduksjon i EU (ibid.). Fordelingen av kilder for produksjon i EU (27)-landene er vist i figur

19 Figur Primær energiproduksjon av biogass i Europa i Fordeling av kilder for produksjon (EurObserv'ER 2008c). 18

20 4.6 BRUK AV KJENT TEKNOLOGI Kjemisk sett er oppgradert biogass lik naturgass fra fossile kilder; den består hovedsakelig metan. Generelt vil mye av den samme teknologien som anvendes i dag for rensing, distribusjon og bruk av naturgass dermed kunne brukes også for biogass (Johansen 2009). Fordelen med biogass er at den kan produseres i løpet av noen uker, ikke i løpet av millioner av år slik naturgass gjør. Biogassproduksjon bygger dessuten på velkjente prosesser. Fremstillingsprosessen er forholdsvis enkel og bygger på en naturlig reaksjon; nedbrytningen og dannelsen av gass vil uansett skje under anaerobe forhold. Biogass fra anaerobisk nedbrytning har blitt utnyttet i mange hundre år, for eksempel til matlaging og oppvarming (The Bioenergy Site 2008). I neste kapittel skal vi se nærmere på fremstillingen av biogass til bruk som drivstoff. 5. PRODUKSJON AV BIOGASS Vi vil i dette kapittelet ta for oss produksjonsprosessen av biogass fra våtorganisk avfall til bruk som drivstoff. Først skal vi se på de ulike trinnene i fremstillingsprosssen, og hvilke parametre som kan påvirke denne prosessen. Deretter vil vi gå inn på oppgraderingsprosessen som er nødvendig for at biogass skal kunne brukes som drivstoff. Til sist vil vi se på hva som kreves av en motor for at den skal kunne gå på biogass. 5.1 FREMSTILLING AV BIOGASS Før det biologiske avfallet blir matet inn i reaktoren må det forbehandles. Innkommende materiale føres først inn i en mottakstank hvor ulike typer organisk avfall blir blandet og finfordelt. Organisk avfall som slakteriavfall må dessuten hygieniseres for å drepe medfølgende bakterier ved oppvarming til 70 0 C i en time (gjelder for avfall kategori 3) eller ved trykksterilisering via oppvarming til C ved 3 bar i 20 min (gjelder for avfall kategori 2). Deretter kan det organiske materialet pumpes inn i en reaktortank hvor anaerob nedbrytning skjer. Den mikrobielle prosessen for anaerob nedbrytning og metanproduksjon er en kompleks reaksjon som involverer flere typer bakterier og archae som arbeider sammen (symbiose) om å bryte ned det biologiske materialet (SvenskBiogas 2009, BiogasÖresund 2009b). Nedbrytningen skjer uten oksygen og er delt inn i ulike faser og mellomprodukter, som vist i figur

21 Figur Skisse over anaerobisk nedbrytning av våtorganisk avfall (BiogasÖresund 2009b). Første fase av prosessen involverer hydrolyse av karbohydrater, proteiner og lipider via bakterier som produserer hydrolytiske enzymer. Karbohydrater blir omdannet til monosakkarider via ulike enzymer, proteiner blir omdannet til aminosyrer via proteaser og fett blir omdannet til fettsyrer via lipaser. Dannelse av fettsyrer gjør at ph synker, men blir motvirket ved dannelse av ammonium fra proteiner og at syrene forbrukes videre i prosessen. I neste trinn vil acidogene (syredannende) bakterier omdanne en del av de ovennevnte monomerer til substrater som hydrogen (H 2 ), karbondioksid (CO 2 ) og acetat (CH 3 COO - ), mens en annen del bli omdannet til VFA (volatile organic acids) som eddiksyre, propionsyre og smørsyre. En gruppe acetogene (eddiksyredannende) bakterier vil deretter omdanne mellomproduktet, VFA, til acetat, karbondioksid og hydrogen. Ved dannelse av acetat tas det opp oksygen som enten er oppløst i vannfasen eller som er kjemisk bundet. Dermed dannes det oksygenfrie forhold for de metanogene (metandannende) bakteriene. Denne reaksjonen er ikke spontan og har positiv Gibbs fri energi. Men i praksis oppnås det negative verdier ved at hydrogenkonsentrasjonen holdes ekstremt lav. Metanogene bakterier produserer metan ved å benytte hydrogen som elektrondonor og karbondioksid som elektron akseptor. De acetogene bakteriene blir dermed helt avhengig av de metanogene bakteriene som bidrar til å forskyve likevekten mot høyre. I det siste trinnet omsettes CO 2 og H 2 til metan og vann, eller eddiksyre til CO 2 og metan av metanogene 20

22 bakterier. Vanligvis kjøres en slik prosess under termofile (55-75 C) eller mesofile forhold (30-45 C). Under termofile forhold vil prosessen kunne gå raskere siden organisk materiale løses bedre opp og bakterienes aktivitet øker slik at man får en kortere oppholdstid i reaktoren. Vanlig oppholdstid i et biogassanlegg kan variere fra dager. I dette trinnet blir også sulfater og nitrogen redusert til henholdsvis sulfider og ammonium (Østgaard 1995) PARAMETRE SOM PÅVIRKER PROSESSEN FETT Sammensetningen til det våtorganiske avfallet har mye å si for hvordan prosessen i reaktortanken foregår. Siden hydrolysetrinnet av fett går raskt kan slakteriavfall som inneholder store mengder fett og proteiner føre til at fettsyrer hoper seg opp i reaktoren og inhiberer acetogene og metanogene bakterier. Dette skyldes at bakterier som omdanner fettsyrer er det hastighetsbegrensende trinn når avfallet har høyt fettinnhold og at veksthastigheten til disse bakteriene er lav. I tillegg må H 2 -pertialtrykket være lavt for at for at acetogene bakterier skal kunne omdanne VFA (BiogasÖresund 2009b) PROTEINER Ved nedbrytning av proteiner frigjøres det ammoniakk. For høy konsentrasjon av ammoniakk vil kunne virke inhiberende på bakteriene. Ammoniakk trenger inn i bakteriene og senker ph-verdien i cytoplasma. Bakteriene kompenserer for dette ved å pumpe ut K + - ioner. Dette koster energi og nedsetter produksjonen av metan. Dette er et kjent problem ved bruk av avfall med mye proteiner som slakteriavfall. Termofile reaktorer er mer følsomme for høy konsentrasjon av proteiner enn mesofile. Dette skyldes at ph i termofile reaktorer er høyere enn i mesofile, fordi CO 2 løseligheten er lavere ved høyere temperatur (BiogasÖresund 2009b) VFA Opphopning av VFA er en indikator på at prosessen er ute av balanse. De metanogene bakteriene vokser saktere enn acetogene bakterier. Dermed kan det skje at det dannes mer 21

23 hydrogen fra de acetogene bakteriene enn det de metanogene kan ta unna. Dermed vil acetogenesen stoppe og VFA konsentrasjonen vil øke (BiogasÖresund 2009b) PH Meget høy eller meget lav ph er og en indikator på ubalanse i reaktoren. ph skal ligge i området 6,7-7,4 for mesofil prosess og rundt 8 for termofil prosess. Hvis ph er meget lav, er det et tegn på opphopning av VFA og CO 2. Er den meget høy, er det en indikator på at det har skjedd en opphopning av ammoniakk (BiogasÖresund 2009b). 5.3 OPPGRADERING AV BIOGASS Oppgradering av biogass er en prosess hvor man øker metankonsentrasjonen og fjerner forurensinger slik at gassen tilfredsstiller kravene som gjelder for naturgass. Rensing og oppgradering av biogassen er nødvendig for å forhindre mekanisk slitasje og korrosjon (for eksempel i forbrenningsmotorer), øke energiinnholdet i gassen, få jevn drivstoffkvalitet og gjøre bruk av biogassen enda mer miljøvennlig. Biogass som ikke er kan ha metaninnhold på %, mens CO 2 innholdet kan være % (Biogaspower ingen dato). Fjerning av CO 2 øker energiinnholdet i gassen betydelig. Det er også viktig å redusere hydrogensulfidinnholdet (H 2 S) i biogassen før den kan brukes. Ved 300 ppm er det akutt fare for liv og helse (Favre et al. 2008). Ved forbrenning av biogassen med H 2 S vil det danne svoveldioksid (SO 2 ), som er uheldig for miljøet (i form av sur nedbør) og for helse (Folkehelseinstituttet 2007). I tillegg vil noe av SO 2 som blir dannet ved forbrenning omdannes til svovelsyre i motoren, noe som vil påføre motoren korrosjonskader. Biogassen vil ofte også inneholde siloksaner. Siloksaner er syntetiske silisiumforbindelser som brukes i blant annet kosmetikk, rengjøringsmiddel og helseprodukter (Miljøstyrelsen 2005). Disse forbindelsene kan havne i våtorganisk avfall (eks. kloakkanlegg) og videre til biogass. Ved forbrenning vil disse forbindelsene danne SiO 2 partikler som vil skade motoren p.g.a. avsetninger eller kjemiske reaksjoner med vann og motorolje. Andre forurensninger i biogassen kan være vanndamp (H 2 O), svoveldioksid (SO 2 ), nitrogenoksider (NO x ), flyktige organiske forbindelser, flyktige klorforbindelser (eks. HCl, 22

24 Cl 2 ), flyktige fluorforbindelser (eks. HF, SiF 4 ), nitrogenforbindelser (eks. NH 3 ), karbonylsulfid (CS 2 ), organiske svovelforbindelser og hydrogen cyanid (HCN). Det finner mange teknikker for biogassrensning. De viktigste av disse er presentert i tabell Noen av teknikkene er selektive, for eksempel fjerning av H 2 S med jernoksider. Andre prosesser er ikke-selektive, slik at en og samme metode kan brukes til å fjerne flere typer forurensning, for eksempel kan fysisk vasking med H 2 O fjerne både H 2 S og CO 2. Andre metoder for fjerning av H 2 S er under utvikling, som for eksempel fjerning av H 2 S ved bruk av bakterier. Tabell Et utvalg av de viktigste metodene for rensning av biogass. Metode Eksempel på aktivt materiale Virkemåte Absorpsjon i en væskefase Løsninger med basiske salter eller løsninger med aminer Forurensningen reager i løsningene Adsorpsjon på overflaten av et fast stoff Jernoksider, sinkoksider, alkaliske faste stoffer, zeoliter, aktivert karbon Reaksjon med materiale eller direkte adsorpsjon Bruk av en membran Eks. cellulose acetat membraner Utnytter at forskjellige forbindelser har forskjellig gjennomtrengningsrate gjennom membranen Fysisk vasking Vasking av gassen med vann, estere av polyetylen glykol, metanol, propylen glykol og andre Gasser har forskjellig løselighet i væskefasen og derfor kan noen av gassene vaskes ut fra gassen 23

25 5.4 SAMMENSETNING AV BIOGASS Bruksområdene til biogassen er i stor grad avhengig av gassens renhet. Hvis biogassen renses tilstrekkelig, kan den ha samme bruksområdene som naturgass. Det er også mulig å blande biogass med naturgass. Noen av bruksområdene og tilhørende renhetskrav er oppgitt i tabell Flere av bruksområdene (spesielt oppvarming) kan bruke biogassen som ikke er renset for CO 2. Ulempen med det er at gassen får lavere energiinnhold, derfor velger man ofte å separere gassen fra CO 2 (Favre et al. 2008). Denne separasjonen kan vare knyttet direkte til fjerning av CO 2 eller indirekte ved at CO 2 fjernes ved prosesser beregnet på å fjerne andre forurensninger. Tabell Anvendelse og renhetskrav for biogass (Zicari 2003) Anvendelse av biogass Anbefalte krav til renhet Oppvarming (vannkokere) H 2 S < 1000 ppm, (kjøkken ovner: H 2 S < 10 ppm) Indre forbrennings motorer H 2 S < 100 ppm, Fjerning av kondensater og siloksaner Mikroturbiner Brenselceller H 2 S tolerant til 70,000 ppm, fjerning av kondensater og siloksaner PEM: CO < 10 ppm, fjerning av H 2 S PAFC: H 2 S < 20 ppm, CO < 10 ppm, halogener < 4 ppm MCFC: H 2 S < 10 ppm i drivstoff, halogener < 1 ppm SOFC: H2S < 1 ppm, halogener < 1 ppm Stirling motorer Rensing til NG kvalitet H 2 S < 1000ppm (som for oppvarming) Partikler < 1 μm, H 2 O < 32 mg/nm 3, S > 23 mg/nm 3, O < 1 % (v Krav i Sverge for drivstoff eller injeksjon av biogassen Metaninnhold 97 % i gassrør for naturgass. 24

26 5.5 BRUK AV BIOGASS I MOTORER Det er ingen prinsipiell forskjell på motorene som bruker biogass og naturgass (NG). De vanligste NG motorene som brukes i dag er indreforbrenningsmotorer (firetaktsmotorer). Et eksempel på en masseprodusent gassbil som bruker en firetaktsmotor er Honda Civic GX (Fueleconomy 2009). Firetaktsmotoren til biogass kan være for eksempel en ombygd diesel eller bensin motor. For at en bensinmotor tilpasses til biodrivstoff bør følgende forandringer gjøres: 1. Tilpasning av inntakket at en bestemt ratio og gass og luft suges inn i motoren. 2. Tenningsinnstilling tilpasses slik at den tar hensyn til at metan brenner saktere enn for eksempel bensin. Det er lettere å tilpasse en dieselmotor til å bruke biogass enn bensinmotor, siden den eneste tilpasningen som må gjøres er tilpasning av inntaket. Men en dieselmotor vil aldri kunne kjøre på biodrivstoff alene. Den viktigste forskjellen på en bensin motor og en dieselmotor er at i en bensinmotor antennes drivstoffet av en gnist, mens drivstoffet antennes av trykk i en dieselmotor. Hvis en dieselmotor kjører på en blanding av diesel og biogass vil det være diesel som under kompresjon antenner biogassen (Biogaspower ingen dato). 6. UTFORDRINGER OG BARRIERER I de foregående kapitlene har vi sett på hvilke fordeler det medfører å lage og bruke biogass fra våtorganisk avfall, og hvordan man produserer biogassen. Selv om biogass har sine helt klare fordeler, finnes det likevel flere utfordringer knyttet til både produksjon og bruk. Disse kan være av både teknologisk, økonomisk og politisk art, noe vi skal se nærmere på i dette kapittel TEKNOLOGISKE OG LOGISTISKE UTFORDRINGER Flere av de teknologiske utfordringene ved bruk og produksjon av biogass kan takles ved hjelp av eksisterende teknologi. Likevel finnes det flere utfordringer ved produksjon av 25

27 biogass og bruken som drivstoff hvor teknologien må videreutvikles for at biogass skal være et attraktivt alternativ. En av de største utfordringene til en biogass produksjon i stor skala kan være transport av våtorganisk avfall til biogassanlegget, særlig hvis man benytter dyremøkk fra gårder som ligger spredt. Å bruke mye energi til å produsere en energibærer som biogass, vil redusere energieffektiviteten betraktelig. Dersom transportkjøretøyene ikke går på biogass eller et annet klimanøytralt drivstoff vil også klimanytten av å produsere og bruke biogass forringes ved stort transportbehov. Et problem som kan bli aktuelt hvis bruk av biogass blir utbredt er lekkasjer av metan fra produksjon og distribusjon. Dette vil redusere miljøvennligheten av bruk av biogass, siden metan er en kraftig drivhusgass. For både distribusjon og bruk av gass i kjøretøy vil man møte utfordringer knyttet til volum. Biogass har lavere energiinnhold per vektenhet enn fossilt drivstoff, dermed kreves større volum av drivstoffet. For distribusjon medfører dette at det vil være fordelaktig å ha et velutviklet rørsystem for å distribuere gassen fremfor å transportere denne i tankbiler/tankskip, med mindre gassen omgjøres til flytende form. Selv om sistnevnte har fordelen at drivstoffet vil ha mindre volum, vil det mest sannsynlig medføre et behov for ekstra utstyr og utbygginger, noe som gjør det mindre attraktivt spesielt når det ikke er veldig stor skala av gassproduksjon. Forutsatt at drivstoffet leveres i komprimert gassform vil oppbevaring ved fyllestasjoner være mer plasskrevende enn for flytende drivstoff. Volumet av drivstoffet gjør at det i kjøretøyet må oppbevares i en trykkbeholder som tar 4-5 ganger så stor plass som en bensintank med samme energimengde. I personbiler vil det være en utfordring å få plass til store trykktanker, ettersom plassen allerede er maksimalt utnyttet til rom for passasjerer og bagasje (Hagman 2002). På grunn av sammenhengen mellom vekt og energiinnhold vil biogasskjøretøyene dessuten ofte ha kortere rekkevidde enn tilsvarende bensin og dieselkjøretøyer (Fueleconomy 2009). Som nevnt over vil et rørsystem være en god måte å distribuere gassen på. For at infrastrukturen skal kunne bygges opp i form av et slikt system vil det være fordelaktig med kort vei for innsamling og til bruker. At innsamling, produksjon og distribusjon ligger i umiddelbar nærhet til øvrig bebyggelse medfører en stor utfordring i forhold til lukt. 26

28 Produksjonsanlegget utnytter forråtnet organisk materiale, og dette har en sterk lukt som vil virke sjenerende for anleggets naboer. Lukt er en teknisk utfordring som vil være et økende problem jo tettere et anlegg er knyttet til bebyggelse KOSTNADER OG POTENSIELLE ØKONOMISKE BARRIERER Alle prosjekter møter større eller mindre grad av usikkerhet, noe som fører til prosjektrisiko. Jo mer usikre konsekvenser, spesielt økonomiske, desto større vil risikoen være (Hagen 2005). Det er mange økonomiske barrierer og usikre konsekvenser knyttet opp mot innføring av andregenerasjons biodrivstoff. Både utstyr og teknologi er kostbart, samt at en omstilling vil kreve spesielle kjøretøy og egen infrastruktur som er kostnader som kommer i tilegg til produksjonskostnadene. I forhold til produksjonskostnader vil man stå ovenfor investeringskostnader for bygging av anlegg, kostnader for råvarer og drifts- og vedlikeholdskostnader (Econ Pöyry 2008). For å møte disse kostnadene er man avhengig av en viss tilgang på våtorganisk avfall og avsetning av biogass i nærheten. Pga. problemer som luktsjenanse kan det være vanskelig å plassere anlegget der det vil være økonomisk optimalt; et relativt urbant område med mye avfall og mange brukere. Usikkerhet om kostnader og inntekter gjør det ekstra utfordrende å beregne hvordan biogassprosjekter kan gjøres lønnsomme. Få anlegg har blitt bygd ut i full skala, dermed er fremdeles vanskelig å beregne kostnadsanslagene ved bygging av produksjonsanlegg. Videre vil det være vanskelig å beregne inntekter fra salg av biogass ettersom det ikke finnes noen reel markedspris fordi dette enda ikke er gjort i full kommersiell skala (Econ Pöyry 2008). Kostnadseffektivitet vil være avgjørende for prissettingen av biogass. Kostnadseffektivitet betyr at et gitt volum blir produsert til lavest mulig samfunnsøkonomisk kostnad (Hagen 2005). Denne påvirkes ikke bare av drift- og produksjonskostnader, men avhenger også av andre forhold; råoljepris, dollarkurs, kostnader knyttet til oljesektoren, kostnader i biodrivstoffsektoren, hvor store reduksjoner i klimagassutslipp man kan oppnå, og eventuelle endringer i drivstoffbruk (SFT 2006). En konkurransedyktig pris er avgjørende for om biogass vil være et realistisk alternativ i drivstoffmarkedet. Infrastruktur for distribusjon vil medføre størst kostnader dersom biogassen skal leveres i rør, selv om man delvis kan utnytte eksisterende naturgassrørledninger over lengre 27

29 distanser. Over kortere distanser som fra produksjonsanlegget og direkte til en nærliggende by, vil man sannsynligvis måtte bygge nye rør. Dersom gassen blir omgjort til flytende form før distribusjon vil dette kreve mindre kostnader til utbygging av infrastruktur fordi man kan bruke vanlige tankbiler/tankskip. Problemet er at selve prosessen med å gjøre gassen flytende vil bli dyr, først og fremst fordi kondenseringen er veldig energikrevende. Det vil kreves store volum før kondensering er lønnsomt. Fyllemuligheter og utvikling av gassdrevne kjøretøy vil være avgjørende for kommersiell bruk av biogass. I et marked vil man ikke utvikle et produkt der forutsetningene for bruk ikke allerede er eksisterende. Det vil si at bilindustrien ikke vil satse på storskalaproduksjon av gassbiler før de er sikre på at det vil finnes tilstrekkelig mange fyllemuligheter. For forbrukerne er det viktig at biogassen er tilgjengelig og at det ikke er nødvendig med ekstra kjørelengde og høyere kostnader for å få tak i biogass. Samtidig vil det ikke være interesse for utbygging av infrastruktur og kostbare fyllestasjoner hvis dette ikke etterspørres, noe det ikke vil gjøres før det er vekst i antall gassdrevne kjøretøy (Hagman 2002). Det vil kreves et minimum volum for distribusjon for at fyllestasjonen skal kunne forsvare kostnad direkte knyttet til biogasspumpene. I dag er det fem ganger så dyrt å bygge en gass-fyllestasjon sammenlignet med en ordinær bensin/diesel-stasjon (Johansen 2009). Dette er en viktig økonomisk årsak til at det i første omgang vil være vanskelig med mange små forhandlere som tilbyr biogass. For å øke antall gassdrevne kjøretøy kan man enten produsere nye biler med gassmotor (for eksempel Honda Civic GX), eller man kan bygge om vanlige bensin/dieselkjøretøy. Når det gjelder ombygging av personbiler er dette mulig å klare til en overkommelig pris. Investering i gassdrevne tyngre kjøretøy vil ha kostnader % høyere enn investering i konvesjonelle kjøretøy (Johansen 2009) POLITISKE UTFORDRINGER Det eksisterer også politiske utfordringer for produksjon og bruk av biogass fra våtorganisk avfall. For å kunne gjennomføre tiltakene som kreves, må det eksistere politisk vilje. Dessverre opplever vi stadig en tendens til at politikere ofte snakker om gode initiativ, men ikke følger opp med handling. Det kan spekuleres i om dette har rot i politikeres fokus på å vinne velgere. Steven Callander (2006), som har forsket på politiske motivasjoner, hevder at 28