Gasskonferansen i Bergen april Biogass hva er det, hvorledes produseres det, hva kan det brukes til? Tormod Briseid, Bioforsk

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Gasskonferansen i Bergen 2008 29. 30. april 2008. Biogass hva er det, hvorledes produseres det, hva kan det brukes til? Tormod Briseid, Bioforsk"

Kjetil Håkonsen
9 år siden
Visninger:

1 Gasskonferansen i Bergen april 2008 Biogass hva er det, hvorledes produseres det, hva kan det brukes til? Tormod Briseid, Bioforsk

2 En oversikt: Selve biogassprosessen hjertet i anlegget hva skjer? Biogass fra forskjellige typer substrater Om bruken av biogass Om bruken av bioresten viktig ressursutnyttelse Oppsummering

3 Behandling av avfall er en utfordring Ressurs Forbruk Avfall Produkter Forbruk Kretsløpsressurs Planter Jordprodukter + Energi Naturen produserer ikke avfall!

4 Bakteriene gjør jobben i et biogassanlegg

5 Viktig å vite om bakterier! Bakterier er griske Bakterier er tålmodige Noen stoffer blir likevel ikke nedbrutt Bakterier gjør som de vil vi må legge forholdene til rette!!

6 Hva kjennetegner biogassprosessen? Biogassprosessen er en biologisk lukket prosess hvor organisk materiale omdannes til biogass ved hjelp av mikroorganismer. Biogassprosessen er bakterienes siste valg. (Etter oksidasjon med oksygen, nitrat eller sulfat, og etter syre og etanolgjæring). Frigjør lite varme. Dannelse av biogass er en gjæring som spalter organisk materiale til en oksidert form (karbondioksid) og en redusert form (metan) som er lavest på energistigen. De metanogene er sistemann til matfatet

Biogassprosessen er bakterienes siste valg.

7 Hvor kommer disse mikroorganismene fra? Biogassprosessen er en naturlig biologisk prosess, med mikroorganismer fra naturlige miljøer

8 Komplekse polymerer (Stivelse, proteiner etc. i matavfall) Hydrolyse Monomerer (sukkere og aminosyrer) Fermentering Hydrogen og karbondioksid Acetat Acetogenese Eddiksyre Hydrogen og karbondioksid Propionsyre, Smørsyre, Alkoholer Fermentering Acetat Metan og Karbondioksid Metanogenese

Hydrogen og karbondioksid Acetat Acetogenese Eddiksyre Hydrogen og

9 Hva kjennetegner biogassprosessen substrater? Metan er lite vannløslig og kan lett skilles fra vannet og kan forbrennes uten fordampning av vann. Biogassprosessen er egnet for våte lett nedbrytbare substrater. Typiske fraksjoner egnet for biogassproduksjon: Avløpsslam fra renseanlegg Matavfall fra husholdninger og storhusholdninger Avfall fra næringsmiddelindustrien Husdyrgjødsel og bløte energivekster (f.eks. gras) Vekstrester fra landbruket

Biogassprosessen er egnet for våte lett nedbrytbare substrater.

10 Biogassprosessen utnytter energien i vått avfall - Biogass er en høyverdig form for energi (Tallene er kun retningsgivende det er store variasjoner) Substrat Storfegjødsel 1... Svinegjødsel 1... Hønsegjødsel... Gras 1... Frukt- og grønnsakavfall 1... Matavfall fra husholdninger 2... Matavfall fra næring 2... Slakteriavfall 2... Rent karbohydrat/sukker 3... Proteiner 3... Fett 3... kwh/tonn [1] Bioenergi ny energi för jordbruket (2006), Jordbruksverket. Rapport 2006:1. [2] Basdata om Biogas. Svensk Gasteknisk Center 2006 [3] Biogass Energiproduksjon og avfallsbehandling (2002) Asplan Viak, ORIO rapport 0202

.. Rent karbohydrat/sukker 3... Proteiner 3... Fett 3... kwh/tonn 140 180 450 810 950 1.300 1.250 2.100 3.900 4.900 8.

11 Sammensetning og egenskaper for biogass fra organisk avfall og fra avløpsslam og deponigass (Svensk Gastekniskt Centre, 2006; Ohr et al., 2002). Biogass fra org. avfall Biogass fra kloakkslam Deponigass Metan (CH4) Vol -% Andre hydrocarboner 0 0 Hydrogen (H2) 0 spor 0 3 Karbondioksid (CO2) Nitrogen (N2) 0,2 0, Oksygen (O2) 0 spor 0-5 Hydrogensulfid (H2S) ppm < 10 < 300 Ammoniakk (NH3) Tetthet Kg/Nm 3 1,2 1,2 1,3 Brennverdi kwh/nm ,5-6

avfall Biogass fra kloakkslam Deponigass Metan (CH4) Vol -% 60-70 60-70 35 65 Andre hydrocarboner 0 0 Hydrogen (H2) 0 spor 0 3

12 Substrater og brutto energipotensiale for biogassproduksjon i Norge (ikke medregnet energivekster ++) Substrat / kilde Matavfall fra husholdninger Matavfall fra storhusholdninger Slakteriavfall Selvdød fisk fra fiskeoppdrett Avfall fra meierier Avløpsslam Husdyrgjødsel Tonn våtvekt per år Energi-potensiale i biogass (GWh per år) Kilde: t. Briseid (2008) Innspill om bioenergi, Bioforsk rapport Vol. 3, nr. 65

meierier Avløpsslam Husdyrgjødsel Tonn våtvekt per år 420.000

13 Biogass representerer en høyverdig form for energi kan benyttes til mange forskjellige formål: Direkte forbrent og benyttet som varme Til produksjon av el og varme Oppgraderes (renses) og benyttes som drivstoff Oppgraderes og blandes inn i naturgass Som utgangspunkt for produksjon av hydrogen Annen bruk

av el og varme Oppgraderes (renses) og benyttes som drivstoff Oppgraderes

14 Biogass til el-produksjon I Europa er det vanlig å produsere el fra biogass og det finnes mange forskjellige støtteordninger for å fremme denne produksjonen. Biogassen kan da brukes direkte, men bør ikke inneholde for høye konsentrasjoner av hydrogensulfid kan renses på forskjellige måter. 24 land i Europa har støtteordninger for el-produksjon fra biogass. I Tyskland er støtten fra 8,4 til 21,5 eurocent per kwh avhengig av kapasitet, teknologi, substrat og varmeutnyttelse. Ellers i Europa er støtten vanligvis i område 6 til 10 eurocent. El-utbytte ligger vanligvis i område 30 40%, resten frigjøres som varme. En høy utnyttelse av varmen er viktig for å sikre en god økonomi og bærekraft i produksjonen.

24 land i Europa har støtteordninger for el-produksjon fra biogass.

15 Biogass er høyverdig energi kan benyttes som drivstoff Dersom biogass skal benyttes til drivstoff, må man rense den for CO 2 og andre forurensninger. Med oksygen til stede er metan et av de mest energirike molekylene (50,2 GJ/tonn). Ved å utnytte biogass til f. eks. bussdrift får man benyttet den høyverdige energien (exergien). Foreløpig er investeringskostnadene for oppgradering så store at det bare er aktuelt for store anlegg.

Med oksygen til stede er metan et av de mest energirike molekylene (50,2 GJ/tonn).

16 Dannelse av biorest En biogassprosess produserer en våt biorest / råtnerest / fiberrest Bioresten inneholder næringssalter (NKP), tungt nedbrytbart organisk stoff og biomasse. Optimal utnyttelse av bioresten innebærer flere utfordringer: Kvalitetskrav med hensyn til gjødseleffekt og mattrygghet Uavvannet biorest bevarer næringsstoffene, men har stort volum og stiller krav til transport og lagring. Avvannet biorest krever videreforedling før omsetning. Hva gjøres med gjødselvannet (rikt på N, og K). Viktig å unngå dannelse av lystgass (sterk klimagass) ved denitrifikasjon/nitrifikasjon.

Optimal utnyttelse av bioresten innebærer flere utfordringer: Kvalitetskrav med hensyn til gjødseleffekt og mattrygghet Uavvannet biorest bevarer

17 Viktig å resirkulere fosfor Økende forbruk Tilgjengelige ressurser i år. Fosforet i gjødsel var og er forutsetningen for den grønne revolusjon. Mer enn 80% til landbruk Bruk av biorest sparer på forbruket av fosfor.

18 Samspill med forbrenning? Husholdningsavfall Kildesortering: Papir, plast, metall, kartong, farlig avfall, etc. Forbrenning Restavfall Utsortert Ammoniakk? Varme Matavfall Biogass Vanndamp/varme/el Aske Biogass til drivstoff/el/varme Gjødsel

19 Oppsummering Biogassprosessen gir klimanøytral energi også fra vått avfall. Det er viktig at anleggene har en høy klimaprofil lav metanlekkasje. Biogass er energi på et høyt nivå kan brukes direkte til varmeproduksjon og til el-produksjon eller oppgraderes og benyttes som drivstoff eller kan blandes/innmates inn i naturgassnett eller annen bruk. Bioresten er god gjødsel kan gi mange gjødselprodukter, resirkulerer gjødselnæringsstoffene sparer på fosforressursene. Bioresten inneholder stabilt organisk materiale bygger opp jordsmonnet fanger karbondioksid fra atmosfæren. Viktig å utnytte nitrogenet i bioresten unngå dannelse av lystgass. Energiutnyttelsen og gjødseleffekten er viktige klimatiltak, i tillegg til at man hindrer metanutslipp fra deponiene. Biogassprosessen produserer ikke avfall! Takk for oppmerksomheten

bruk. Bioresten er god gjødsel kan gi mange gjødselprodukter, resirkulerer gjødselnæringsstoffene sparer på fosforressursene.

Like dokumenter

Litt om biogass. Tormod Briseid, Bioforsk

Litt om biogass. Tormod Briseid, Bioforsk Litt om biogass Tormod Briseid, Bioforsk Hva kjennetegner biogassprosessen? Biogassprosessen er en biologisk lukket prosess hvor organisk materiale omdannes til biogass ved hjelp av mikroorganismer. Biogassprosessen