Slam karbonbalanse og klimagasser

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Slam karbonbalanse og klimagasser"

Malin Holt
6 år siden
Visninger:

1 Slam karbonbalanse og klimagasser Fagtreff NORVARs slamgruppe 19. April 27 Arne Grønlund Bioforsk Jord og miljø

2 Noen betraktninger om slam sett i forhold til karbonbalanse og klimagassproblematikken

3 Slam = biomasse og = bioenergi Biomasse: Trevirke og avfall Halm Andre vekster Matavfall Slam 1 X forbruk av fossil energi Naturlig nedbryting Forråtning Forbrenning Energi Restprodukter CO 2 Humus Aske Vil bli frigjort uavhengig om vi utnytter bioenergien eller ikke

4 Den globale karbonbalansen (milliarder tonn C) Atmosfæren Fossilt brensel og produksjon av sement ~6 yr -1 Biomasse Hav Jord Jordkvalitet Regulator for atmosfæren

5 Hovedkilder til CO 2 -tap 1 % 8 % 67 % Bygge opp C- lager 6 % Redusere utslipp 4 % 2 % % 33 % Redusere tap Forbrenning av fossilt materiale og produksjon av sement Tap fra jord og vegetasjon Hvordan kan vi begrense CO 2 -økningen i atmosfæren?

6 Hvordan kan slam bidra til karbonlagring og reduserte klimagassutslipp? Bioenergi erstatte fossilt Redusere utslipp 1 % 8 % 6 % 4 % 67 % Bygge opp C- lager 33 % Jordforbedring N-gjødsel redusert CO 2 - utslipp ved produksjon av kunstgjødsel 2 % % Forbrenning av fossilt materiale og produksjon av sement Tap fra jord og vegetasjon Redusere tap

7 Eksempler på alternative behandlingsmetoder for slam 1.Ubehandlet slam som gjødsel/jordforbedringsmiddel 2.Produksjon av biogass, biorest som gjødsel 3.Brenning med energigjenvinning Felles forutsetninger: 1 tonn slamtørrstoff 7 % organisk stoff 28 % (28) kg C 2,5 % (25 kg) total N,3 % (3 kg) mineralsk N

8 1. Ubehandlet slam som gjødsel/jordforbedringsmiddel Effekter: Kabonlagringi jord Redusert CO 2 -utslipp ved produksjon av N-gjødsel

9 Karbonlagring i jord Restmengde C Nedbrytning av karbon i 1 tonn slam Antall år 1 % av opprinnelig mengde Avhengig av: Jordtype Klima Driftssystem Jordarbeiding 28 kg C ~ 1 kg CO 2

10 Redusert CO 2 -utslipp ved produksjon av N-gjødsel Formel: 1. år: Mineral N (3 kg) *,8 + Organisk N (22 kg)*,1 Senere år: Rest organisk N *,1 Frigjort fra 1 tonn slam etter 4 år: 1 kg N Energiforbruk ved gjødselproduksjon: 45 MJ/kg N ~ 1 kg olje ~,8 kg C ~ 3 kg CO 2 1 kg N ~ 1 kg olje ~ 3 kg CO 2

11 Oppsummering: Ubehandlet slam som gjødsel/jordforbedringsmiddel kg CO 2 Kabonlagring i jord 1 Redusert CO 2 -utslipp ved produksjon av N-gjødsel 3 Sum 13

12 2. Produksjon av biogass, biorest som gjødsel Forutsetning: 25-3 m 3 gass per tonn slam TS Biogass: 6 % CH 4 og 4 % CO 2 Tetthet CH 4 :,67 kg/m 3 Energiinnhold CH 4 : 5 MJ/kg Energiinnhold olje: 43 MJ/kg

13 1 tonn slam TS 28 kg C Biogass: 11 kg CH 4 ~83 kg C 2 kg CO 2 ~55 kg C Sum 138 kg C <=> 13 kg olje 375 kg CO 2 25 kg N Biorest: 142 kg C 25 kg N

14 Karbonlagring av biorest i jord Restmengde C Vanlig slam Biorest Nedbrytning av karbon i 1 tonn slam TS Tilnærmet lik mengde Antall år 25 kg C ~ 9 kg CO 2

15 Biorest som gjødsel Redusert CO 2 -utslipp ved produksjon av N-gjødsel Plantetilgjengelig N 1. år: 8 % av 25 kg ~ 2 kg N 2 kg N ~ 2 kg olje ~ 6 kg CO 2

16 Metantap fra biogassproduksjon Årsaker: Lekkasje fra tank Metanutvikling ved etterlagring av biorest Tap ved opparbeiding til biodrivstoff (CO 2 -fjerning ved scrubbing) Konsekvenser: Tap av energi Drivhuseffekt av metan (21 ganger større enn CO 2 )

17 Energi i gass 4 CO2-ekvivalenter % metantap

18 Drivhuseffekt av metan 4 CO2-ekvivalenter % metantap

19 4 CO2-ekvivalenter Energi i gass Drivhuseffekt av metan % metantap

20 Oppsummering: Produksjon av biogass, biorest som gjødsel Metantap 1 % 2 % 5 % kg CO 2 -ekvivalenter Energi -erstatning fossil olje 373 Kabonlagring i jord 9 Redusert utslipp N-gjødsel 6 Drivhuseffekt av CH 4 -tap -23 Sum

21 3. Forbrenning med energigjenvinning Bare energi (ingen karbonlagring i jord eller N- gjødsel) Brennverdi slam: 2 MJ/kg organisk stoff 14 MJ/kg slam med 7 % organisk stoff Reduksjon for vanninnhold (oppvarming og fordampning): 2,45 MJ/kg vann

22 Brennverdi i et tonn slamtørrstoff 15 Brennverdi MJ % tørrstoff

23 Redusert CO 2 -utslipp olje CO2 i olje med samme energiinnhold % tørrstoff i slam

24 Oppsummering forbrenning Tørrstoff % kg CO 2 -ekvivalenter Erstattet fossil olje Kabonlagring i jord Redusert CO 2 -utslipp N-gjødsel Sum

25 Sammenligning av de tre alternativene Klimagassbalanse kg CO 2 -ekvivalenter Gjødsel/ jordforbedringsmiddel 13 Produksjon av biogass, biorest som gjødsel 1 % CH 4 -tap 5 2 % CH 4 -tap 475 Forbrenning 5 % CH 4 -tap 15 % TS 2 % TS 3 % TS

26 Betydning i forhold totalt utslipp av klimagasser i Norge Totalt utslipp: 5 mill. tonn CO 2 -ekv. Total mengde slam: 1 tonn TS Redusert klimagassutslipp ved optimal bruk av slam:,5 tonn CO 2 -ekv./tonn slam TS 5 tonn CO 2 -ekv. totalt i slam,1 % av totalt utslipp

27 Forhold som ikke er vurdert Biogass: Produksjonskostnader Forbrenning Kostnader til tørking/avvanning Kostnader til rensing av avgass Sparte kostnader til transport Infrastruktur for utnytting av energi Lavverdig energi sammenlignet med biogass

28 Nye problemer/utfordringer Anriking av tungmetaller i aske og biorest Ny gjødselvareforskrift basert på mindre mengder og høyere metallkonsentrasjoner Utvinning av fosfor fra aske

29 Oppsummering Beregninger av klimagassbalanse, CO 2 -ekv./tonn slam TS: Gjødsel/ jordforbedringsmiddel 13 kg Biogass, 1 % CH 4 -tap: 5 kg Forbrenning, <15 % TS: < kg Forbrenning, 3 % TS: 565 kg Reduksjon av totalutslipp av klimagasser ved optimal slambehandling:,1 %

Like dokumenter

Jord, behandling av organisk avfall og karbonbalanse

Jord, behandling av organisk avfall og karbonbalanse GRØNN VEKST SEMINAR 19. juni 2007 Arne Grønlund og Tormod Briseid Bioforsk Jord og miljø Den globale karbonbalansen (milliarder tonn C) Atmosfæren Fossilt