Etablering, investering og drift af biogasanlæg Seminar ved Vestfold Energiforum, Tønsberg Den 21. september 2009 Lars Albæk Kristensen direktør på Lemvig Biogasanlæg

Hoveddata: Blandetank m 3 2 x Forlager á m 3 4 x Reaktortanke i alt m 3 2 x Efterlagre á m 3 Copyright © Behandlet i 2008: t/år Max kapacitet: t/år Gaslager, m 3  til 4 h drift RT1-3, 53°C, á m kW-el gasmotor med varmelager RT4, 53°C, m 3 Efterlager, 2 x m 3 El-produktion i 2008: 21 mio. kWh Varme produktion i 2008: 24 mio. kWh Biogaspumpeledning til Lemvig m 3 biogas/h

Inden etablering Beslut temp. – meget vigtigt Psykrofile 0-20 °C – Bakterierne arbejder for langsomt – bruges ikke Mesofil °C – Bruges til N-holdige produkter > 3,3 g. NH 4 /l fx svine- og minkgylle. (Husholdningsaffald) Termofil °C – Bruges til N-holdige produkter < 3,3 g. NH 4 /l Fx kvæggylle og energiafgrøder

Mesofil eller termofil Mesofil 37°C Max 7,3 g. NH 4 /l Bruges til biomasser med højt N-indhold, (protein), slagteriaffald og døde dyr. Opholdstid skal være min. 30 dage  88% større rådnetanke end ved 53 °C Nem at varmeveksle på. Kræver typisk 70°C hygi. Termofil 53°C Max 3,3 g. NH 4 /l Bruges til biomasser med lavt N-indhold, fx kvæggyle, fedt og sukker. Opholdstid skal være min. 16 dage Svært at varmeveksle på, pga. påbrændninger. Billigere at bygge end mesofile.

Effekt af pH og temp. på balancen mellem ammonium N og ammoniak (NH 4 + /NH 3 ) Denne kurve udgør grundlaget for valget mellem mesofil eller termofil drift. Methan bakterierne kan max. tåle 1,1 g NH 3 /l biomasse i rådnetanken % frit ammoniak (NH 3 ) Mesofil drift Termofil drift

Idealkarakteristika for et biogasanlæg Kommende anlæg bør tage afsæt i de bedste af de bestående anlæg og de sidste 20 års (dyrt købte) erfaringer Anlæg bør være store  1000 tons pr. dag (aht. stordriftsfordele) Placeret i gylletætte områder (aht. transportomkostninger) Tilstrækkeligt gas/varmeafsætningsgrundlag indenfor ”rækkevidde” Hovedsageligt baseret på gylle ressourcer (aht. knaphed på energirige organiske affaldstyper) Må ikke lugte. (aht. eget anlægs naboer og branchens rygte)

Basiskarakteristika 1/2 Modtagehal med 2 gennemkørende tankvognsbaner Modtage/blandetank, delvis under modtagehal, samt forlagertank(e) med min. ca. 3 dages kapacitet Modtage/doseringsfacilitet for energirigt org. affald Udkørselslager, med min. 3-5 dages kapacitet Ind-/udpumpningslinier med varmeveksling Udrådningsanlæg baseret på store og seriekoblede reaktorer med centralrøreværker

Basiskarakteristika 2/2 Biologisk svovlbrinterensning. (Evt. kemisk) Gaslagre integreret med udkørsleslagre/gasindvinding Lavtryksgastransmission, max. ca.0.7 bar (op til 15 km) Kemiske skrubber eller kompostbaserede lugtfiltre SCADA anlæg som kører biogasanlægget automatisk lørdag og søndag (uden ansatte)

Blandetank m 3 2 x Forlager á m 3 4 x Reaktortanke i alt m 3 2 x Efterlagre á m 3 Copyright © Max kapacitet: t/dag Gaslager, m 3  til 4 h drift RT1-3, 53°C, á m 3 Varmeveksler med varmelager RT4, 53°C, m 3 Efterlager, 2 x m 3 Biogaspumpeledning 500 mbar, ø m 3 biogas/h

”Ekstraudstyr” Skal også besluttes inden valg af temp. Seriedrift? Decentral forseparering/fiberdosering, gyllepumpning mv. Efterseparering, fiber/P afsætning Egen kraftvarmeomsætning på anlæg Energiafgrøder Opgradering til NG kvalitet/autogas

Fordele ved overgang til seriedrift: Højere biogasproduktion %. En tyndere afgasset gylle med et højere ammonium N indhold. En mere lugtfri gylle. (Lugter dog fortsat kraftigt af ammoniak) Kræver ikke nogen yderligere arbejdsindsats/personale. Større processikkerhed, såfremt den primær opholdstid øges ved overgang til seriedrift. Muliggør (dog sammen med meget andet) en hygiejnisering ved 52°C, som er analog med 70°C i en time.

Ulemper ved overgang til seriedrift: Den bedre udrådning medfører, at ammonium N indholdet stiger. I Lemvig ligger vi konstant på 3,3 kg. ammonium N pr. tons afgasset gylle, hvilket er et problem for processen pga. hæmninger. Der kræves en pumpning yderligere med gyllen. Mindre processikkerhed, såfremt den primær opholdstid mindskes ved overgang til seriedrift. (Typisk såfremt der ikke bygges yderligere reaktorer)

Investering i 1000 tons/dag biogasanlæg Lemvig Biogas anlægpris 52 mio. Dkr., i RT på m3 = 12 mio. Dkr., i 2007 I alt 64 mio. Dkr. Omregnet til 2009 priser = 87 mio. Dkr. Gasmotor på 3 MW-el er ikke medregnet. Gasmotoren incl. udenom udstyr koster yderligere 12 mio. Dkr.

2008 regnskab * 1000 Omsætning: Biogas til Lemvig by, til brug i gasmotor, (1 m3CH4 = 3,26 Dkr.) El salg (1 kWh-el = 0,745 Dkr.) Slamsuger kørsel (720 Dkr./time) Behandlingsafgift for modtagelse af affald I alt oms Udgifter: El og syre til varmeveksler Vedligehold Personale omk., 9 mand Afskrivninger/afdrag (25 år) + henlæggelser Renter 560 I alt udgifter Resultat -941

+ resultat: CO2-neutral energi Producere CO2-neutral energi. Ved afbrænding af biogas frigives der nemlig ikke fossilt bundet kulstof, som det sker ved afbrændingen af f.eks. kul, olie og naturgas. Biogas er derfor en vedvarende energiform ligesom f.eks. vindkraft, halm og solceller.

+ resultat: Fjerne kræftfremkaldende stoffer Omdanner miljøfremmede stoffer som PAH´er, LAS og lign. Alle organiske, miljøfremmede stoffer, der pumpes i biogasreaktorerne, bliver af bakteriefloraen omdannet til helt uskadelige produkter såsom CH4, CO2, H2O, NH4/NH3. Det, at bakteriefloraen er i stand til at omdanne disse stærkt kræftfremkaldende stoffer til for mennesker og naturen helt uskadelige og nyttige stoffer, betragtes af mange eksperter og forskere inden for området som den mest værdifulde egenskab ved biogasfremstillingen.

+ resultat: Forbedre vandmiljøet Forbedre gødningssammensætningen i gyllen til fordel for landmanden og vandmiljøet. Dette, at den organisk bundne gødning i gyllen bliver omdannet til at være på ammoniumform, medfører, at planterne optager mere kvælstof (N), og at de små vandløb omkring markerne får en mindre mængde kvælstof (N).

Drift af biogasanlæg Direktør 1 Bogholder 2 drifts- operatør (Smede) 5 chauffør

Gylle afhentes på gården

Gyllen aflæsses i en blandetank

Gyllen opvarmes til 53°C i gylle/gylle varmeveksler

Gyllen holdes tre uger i reaktorerne, hvorved gyllen rådner, og biogas dannes

Der varmeveksles med den varme, udpumpede gylle og den kolde, indpumpede gylle

Tankvognene fyldes med afgasset gylle

Afgasset gylle leveres retur til landmanden

Gyllen er nu blevet omdannet til el og varme

Oversigt over processen

Møg fra én ko giver kWh/år, hvilket svarer til 350 l fyringsolie

Gylle fra blot én ko dækker dit el-forbrug!...såfremt gyllen afgasses i et biogasanlæg

Nedenfor viste forudsætninger viser, at gylle fra kun én ko, som afgasses i et biogasanlæg, dækker en gennemsnitlig danskers private el-forbrug. Ud over el- produktionen er der yderligere en vis varmeproduktion. Gylle fra en ko m3/år20 Methan, som uddrives af én m3 kogylle m317,5 Energiindhold i én m3 methan (CH4) kWh/m310 Energiindhold i methan fra én kos årsproduktion af gylle kWh3.500 Virkningsgrad ved omsætning fra methan til el i gasmotor %43 Energi af en kos årsgylleproduktion, som ender på el- nettet kWh-el1.500 Én danskers gennemsnitlige el-forbrug kWh/år/pers.1.500

BLAABJERG LEMVIG Sinding/Ørre THORSØ Ribe Linko Gas Biogas Fællesanlæg Biogas Gårdanlæg Drivkræfter for nye anlæg Opfyldelse af klima/energimål Samfundsøkonomisk ”overskud” Opfyldelse af miljømål Sikre animalsk produktion Nødvendige rammevilkår Godkendelse og lokalisering af anlæg Afsætning af energien Bæredygtig driftsøkonomi Finansiering Evt. afsætning af fiberfraktion

Myter Sandhed Nogle biogasanlæg har methan bakterier der er bedre end andre. Alle methan bakterier i hele verden er ens. Der er ikke foregået nogen selektiv udvikling inden for Archaea gruppen i mio. af år. Alle i hele verden har lige gode muligheder for at etablere biogasanlæg

Video set inden fra reaktorprimærtrinet

Tak for opmærksomheden Spørgsmål ? Lars A. Kristensen ww.lemvigbiogas.com ww.lemvigbiogas.com