HENRIK MØLLER Danmarks JordbrugsForskning Afdeling for Jordbrugsteknik Energi, miljø og økonomi ved anvendelse af en række energiafgrøder og afgrøderester til biogas HENRIK MØLLER Danmarks JordbrugsForskning Afdeling for Jordbrugsteknik

Baggrund Projekt og indsats områder ved DJF: Potentialer for energiafgrøder til biogas i Norden Erfaringsudveksling om potentialer og kvantificering af miljøeffekter, Nordisk ministerråd. Anvendelse af afgrøderester og afgrøder i biogasanlæg Energipotentialer og forbehandlingsmetoder, EFP Bæredygtige metoder til genopretning og pleje af engarealer via høst af biomasse til biogasanlæg Potentialer i relation til arealtype, høst, gødskning afgræsning, Innovations projekt CBMI Potentialer i nye afgrødetyper og effekt af forbehandling. FØJO: Samproduktion af energi og foder mm. produktion af materialer til markforsøg mm. forventes igangsat 2007

Potentielle afgrøder til biogas 1 årige afgrøder 2-3 årige afgrøder Permanente afgrøder Afgrøderester Efterafgrøder Korn: Hvede Triticale Grovfoder: Fodder roer Majs Solsikke Ensilage: Kløver græs Lucerne Vedvarende græs Mischantus Halm fra korn Roetop Græs Gul sennep mm

Batch udrådninger til bestemmelse af udbytte Teoretisk gas potentiale: Opnåeligt gaspotentiale: Er altid lavere end teoretisk, selv ved lang opholdstid.

Resultater af en række batch udrådninger ved DJF Teoretisk maksimale Halm giver signifikant lavere udbytter end korn/grovfoder men der kan kompenseres lidt ved lang efter-afgasning, Frøgræshalm (rajgræs) kan være på niveau med afgrøder.

Sammenligning af Fordøjelighed til foder og biogas FK er næsten ens mellem foder og biogas ved produkter med høj FK, Der kan dog opnås høj fordøjelighed til biogas ved produkter der til foder er Tungt omsættelige som halm

Arealmæssigt afgrødeudbytte ved udnyttelse til biogas i Danmark Udbytte forudsætninger: Budget kalkuler Biogas udbytter: 10% højere end foderværdi Forudsætninger om energiforbrug: Dalgaard et al. 2001 Forudsætning: halmudbytter sat til 65% af kerneudbytter. Udbytter ved afbrænding med høj virkningsgrad >70% vil give højere Energiudbytter men måske højre lagringsudgifter

Forudsætninger, gennemsnit af jordtyper

Effekt af øget udbytte Det antages at 20% af bruttoenergi bruges til biogas proces Ved høje udbytter kan der netto opnås >100 GJ/ha

Økonomi Værdi beregning 1 m3 CH4 = 10 kw, virkningsgrad elprod. 40%, varme 40%, 4 kwh el *0,6=2,4 kr/m3 4 kw varme *0,25=1 kr/m3

Økonomi eksempel Investering 4,5-6,5 mill kr, 300 kw (Lundsbye anlæg)

Miljø ved afgasning af afgrøder Energiproduktion Netto 100 GJ/ha Fortrængning: 5000 kg CO2/ha ved naturgas substitution Ændret afgrøde sammensætning Skift fra korn – græs eller andre flerårige afgrøder. Mindre udvaskning/pesticid, Drivhusgas??? Skift fra korn til roer ??? Produktion af afgasset rest materiale Organisk næringsstof input (kløvergræs, vedv. græs), 100 kg N = 5 GJ Men evt. øget drivhusgas Høst af vedvarende engarealer Alternativ til afgræsning, Fjernelse af næringsstof, positiv udvikling af botanik

Konklusion På gode jordtyper er foderroer efterfulgt af majs og mischanthus den afgrøde med potentielt størst energiudbytte hhv 144-180 GJ/ha (Bruttro=5000 liter olie, netto 3500 liter olie), hvede inkl. halm er på niveau med majs. På dårlige jorde er græs konkurrence dygtigt med roer, majs. Der kan i biogassammenhæng gås på kompromis med omsættelighed da tungtomsættligt materiale har væsentligt højere nedbrydningspotentiale til biogas end til foder Halm har et betydeligt gaspotentiale + synergieffekt til anvendelse i biogasanlæg (60-70%) men lavere total virkningsgrad end effektiv forbrænding (90%) Økonomien ved anvendelse af afgrøder og afgrøderester er i dag tvivlsom og kun relevant på anlæg med fuld varmeudnyttelse eller afsætning af CH4 til høj pris >3 kr og ved købspriser af energiafgrøder til <0,6 kr/Fe.

Forhold der er behov for at belyse yderligere Udbytte/omsættelighed af en række afgrøder Analyse af alternative afgrøder, elefantgræs, efter afgrøder mm. Forbehandlinger (relevant ved tungomsættelig biomasse: Termisk hydrolyse, kemisk behandling, enzymer Betydning af høst strategi (relevant ved vedvarende afgrøder og græs) antal slæt, arter, høsttidspunkt mm. Afgrødens miljøvirkning og indflydelse ved anvendelse til biogas Økonomi