Biogassprosjekter Østfoldforskning AS Implement Halden, 08.03.2012 Kari-Anne Lyng

Østfoldforskning AS Forskningsinstitutt lokalisert i Fredrikstad Ca 20 forskerårsverk Forebyggende Miljøvern: livsløpsanalyser og verdikjedetankegang Bygg og tjenesteyting Emballasje og næringsmidler Energi og avfall Vi skal være ledende på bærekraftig innovasjon!

Utvalgte biogassprosjekter Østfoldforskning Potensialstudie for biogass E6 som biogassvei fra Göteborg til Oslo Modell for klimaregnskap for avfallshåndtering Modell for beregning av klimanytte og verdikjedeøkonomi for biogassproduksjon fra matavfall og gjødsel

Potensialstudie for biogass i Norge (2008) Prosjektdeltakere: Østfoldforskning og Universitetet for Miljø og Bioenergi (UMB) på oppdrag for Enova Mål: dokumentere teoretiske energipotensialer fra biogassressurser i Norge, samt belyse muligheter for økt produksjon, distribusjon og bruk av biogass. http://ostfoldforskning.no/publikasjon/potensialstudie-for-biogass-i-norge-32.aspx

Teoretisk biogasspotensial i Norge Teoretiske potensialet for produksjon av biogass: ca 5,5 TWh per år. Produsert < 500 GWh = ca 9% av totalt teoretisk potensial.

Modell for klimaregnskap for avfall (2009) Mål: utvikle en modell for beregning av netto klimagassutslipp fra ulik avfallshåndtering av avfallstypene på oppdrag fra Avfall Norge http://ostfoldforskning.no/publikasjon/klimaregnskap-for-avfallshandtering-fase-i-og-ii-576.aspx

Modell med 3 dimensjonar Avfallstype Glass-emballasje Metall-emballasje Plast-emballasje Papir Papp Våtorganisk avfall Trevirke Restavfall Systemtype Livsløpsfase 3D Erstatta materiale Transport med restavfall energi Material-gjenvinning Sortering og behandling Deponi Energi- utnytting Forbrenning Biologisk behandling Transport som kjeldesortert avfall Transport (belastning) Behandling (belastning) Erstatta energi/materiale (miljønytte)

Resultater netto klimagassutslipp Den gunstigste behandlingsløsningen for våtorganisk avfall er biogassproduksjon

E6 som biogassvei fra Göteborg til Oslo (2009) • Miljømessige forhold ved bruk av biogass som drivstoff • Potensial og status for produksjon av biogass i Norge • Produksjon av biogass i Fredrikstad og innspill til optimalisering av FREVAR KFs prosess • Drivkrefter, barrierer og virkemidler for økt produksjon av biogass. Prosjekteier: Fredrikstad Biogass AS Prosjektdeltakere: FREVAR KF og BorgBuss AS, Østfoldforskning og Universitetet for Miljø og Biovitenskap (UMB). http://ostfoldforskning.no/publikasjon/e6-som-biogassvei-fra-g%C3%B6teborg-til-oslo-sluttrapport-616.aspx

Miljømessige forhold ved bruk av biogass til drivstoff Bensin : Konvensjonell bensin E5 Salix : Blanding bensin (95%) og etanol basert på salix (5%) E5 hvete: Blanding bensin (95%) og etanol basert på hvete (5%) E85 Salix: Blanding bensin (15%) og etanol basert på salix (85%) E85 Hvete: Blanding bensin (15%) og etanol basert på hvete (85%) Diesel: Konvensjonell diesel B5 (RME): Blanding diesel (95%) og biodiesel basert på raps (5%) RME: Biodiesel basert på raps (100%) Syntetisk biodiesel2. generasjonsbiodiesel basert på biomasse Naturgass Komprimert naturgass Propan Propangass Biogass* Biogass fra avfall, oppgradert ved bruk av vannskrubbing/PSA (2% CH4-tap) Biogass** Biogass fra avfall, oppgradert ved bruk av LP COOAB (Low Pressure Chemical Absorption Process (0,5% CH4-tap) I prosjektet E6 som biogassvei fra Göteborg er det gjennomført en analyse av klimagassutslipp for en rekke ulike drivstofftyper for lette kjøretøy. Det er vanlig bensin, ulike blandinger av bensin. Diesel, ulike blandinger av diesel, naturgass, propan og to ulike typer biogass fra avfall med to ulike oppgraderingsteknologier.

Miljømessige forhold ved bruk av biogass til drivstoff Klimagassutslipp Bensin Diesel Gass Her ser vi klimagassutslipp for de ulike drivstofftypene per kilometer i gram CO2-ekvivalenter. Vi ser at biogass kommer veldig bra ut i analysen. For de fleste drivstofftypene er det naturlig nok forbrenning i motoren som fører til mer utslipp enn produksjon av drivstoffet.

Miljømessige forhold ved bruk av biogass til drivstoff Lokale utslippsparametre Klima en bare en miljøindikator, og ofte kan det gi et feil bilde hvis man bare ser på klimagassutslipp og ikke andre miljøpåvirkninger. I dette prosjektet har vi også sett på forsuring som har virkning på dyr, vegetasjon og helse, overgjødsling, eller eutrofiering som kan føre til økt algevekst og grengroing. NOx-utslipp og fotokjemisk oksidandannelse som har negativ effekt på fotosyntesen. Disse analyseresultatene viser utslipp per personkilometer.

Forsuring Diesel Bensin Gass Her ser vi forsuringspotensialet av ulike drivstoff, vist i kg SO2-ekvivalenter. Vi ser at biogass kommer best ut av alle de analyserte drivstofftypene.

Overgjødsling Diesel Bensin Gass For overgjødsling gjelder det samme, biogass har lavest utslipp sammenlignet med alle de andre drivstofftypene.

Utslipp av NOx Diesel Gass Bensin Når det gjelder Nox-utslipp har også biogass lave utslipp sammenlignet med de andre

Fotokjemisk oksidantdannelse Bensin Diesel Gass Og til slutt fotokjemisk oksidantdannelse. Her også viser søylene at biogass som drivstoff kommer bra ut.

Konklusjon Biogass - det mest miljøvennlige drivstoffet som finnes på markedet Klimaperspektiv Lokale miljøpåvirkninger. En får størst utbytte av denne fordelen hvis det benyttes på kjøretøy i tettbebygde strøk For å konkludere de grafene vi har sett: Biogass er det mest miljøvennlige drivstoffet som finnes på markedet i dag. Og dette gjelder ikke bare for klimagassutslipp, men også for lokale miljøpåvirkninger. En annen viktig faktor er at siden biogassdrivstoffet som er analysert er basert på avfallsressurser, slipper man de moralske og etiske problemstillingene i forhold til bruk av landbruksarealer og biologisk mangfold. Rapporten fra dette prosjektet er snart ferdig og vil bli publisert på vår hjemmeside.

Klimanytte og verdikjedeøkonomi for biogass fra matavfall og husdyrgjødsel (2011) Prosjektdeltakere Fylkesmannens Landbruksavdeling i Østfold og Vestfold Bondelagene i Østfold og Vestfold Avfall Norge Bioforsk UMB Østfoldforskning Finansiert gjennom statens Landbruksforvaltnings klimaprogram http://ostfoldforskning.no/publikasjon/modeller-for-beregning-av-klimanytte-og-verdikjedeokonomi-for-biogassproduksjon-matavfall-og-husdyrgjodsel-676.aspx

Mål Utvikle modell for dokumentasjon av netto klimapåvirkning (summen av klimagassutslipp og sparte utslipp) og økonomi (utgifter og inntekter) gjennom verdikjeden til biogassproduksjon i en region, for ett eller flere spesifikke anlegg eller for behandling av en mengde avfall/gjødsel Simulere effekten av å velge ulike behandlingsløsninger, som: Dimensjonering av anlegg (mengde og type substrat) Lokalisering av anlegg (transportavstander) Utnyttelse av biogass (virkningsgrad, leveringsgrad, erstatning av ulike energibærere eller oppgradering til biogass og erstatning av annet drivstoff)

Biogassmodell oppbygging kartlegging av utslipp og aktiviteter i hver fase for hvert substrat oppretting av parametere og fastsettning av basisverdier

Miljøpåvirkningskategorier Inventory Karakterisering x 1 x 25 x 296 Forsuring Klassifisering SO2 NOx HCl ... NH3 NOx P ... Overgjødsling Classification means that we make groups of emissions which have the same effect in nature. For example; both SO2 and NOx lead to acidification. Ammonia and NOx have eutrophicating effects, CO2, methane and N2O lead to global warming. We also have a wide range of other impact categories. But how much is the potential contribution? This lead us to the characterisation step, where the amount of each emission is multiplied with its specific burden for each impact category. Here you see that CO2 has a factor of 1 related to global warming, methane has a factor of 25 and N2O is 296 times more damaging than CO2. At last, all these effects can be merged together using weighting models, to get a one-dimensional index. Weighting was not performed in the Borregaard LCA project, as we wanted to focus more detailed on each impact category. CO2 CH4 N2O CFCs ... Ser bare på en miljøindikator i dette prosjektet Global oppvarming Ozon-nedbryting Bakkenær ozondanning (smog) Økotoksiske effektar Biologisk diversitet Ressursbruk (fornybar og ikkje-fornybar energi, materialbruk, vatn, areal)

virkningsgrader, utslippstall etc.) Basisverdier (transportavstander, virkningsgrader, utslippstall etc.) Testing av modell Vestfold Østfold Spesifikke data for ressursgrunnlag (avfall og gjødsel), transportavstander , spredeteknikk.

Generelle analyser med basisverdier Analyserte scenarier: Scenario 0: dagens håndtering Scenario A: Biogass til varmeproduksjon erstatter fjernvarmemiks, flytende biorest erstatter mineralgjødsel Scenario B: Biogass til varmeproduksjon erstatter varme basert på 75% oljefyring og 25% elektrisitet Scenario C: Biogass til elektrisitetsproduksjon erstatter elektrisitet (nordisk elektrisitetsmiks) Scenario D: Biogass oppgraderes til drivstoffkvalitet Scenario E: Biogass oppgraderes til drivstoffkvalitet, avvanning av biorest, kompostering av tørr fraksjon og N-rensing av våt fase

Gjødsel fra svin per tonn tørrstoff fordelt på livsløpsfaser (generelle data) Utslipp fra lagring av biorest Gevinst ved erstatning av mineralgjødsel og lagring av C i jorda Gevinst ved erstatning av diesel

Gjødsel fra svin – per tonn tørrstoff

Generelle erfaringer fra biogassmodellen Bruk av biogassen har stor betydning – oppgradering til drivstoff mest gunstig Modellen synliggjør hva som påvirker mye eller lite, og hvordan ulike livsløpsfaser påvirker hverandre Det er store usikkerheter knyttet til en del data, spesielt utslipp i forbindelse med lagring og spredning av gjødsel og biorest. Data tilpasset norske forhold og moderne teknologi ikke alltid tilgjengelig. Modellen synliggjør hvor det er behov for forskning og hvor det kan være mest effektivt med teknologiutvikling eller å sette i gang tiltak

GIS-analyse av ressurssituasjonen for biogassproduksjon og bruk av biorest Analysen er gjort i samarbeid med GeoData AS, som har gjennomført analysen som et egenfinansiert demonstrasjonsprosjekt for prosjektet Datagrunnlaget er: Oversikt over gårder i Vestfold med lokalisering og antall dyr (omregnet til årlig produsert mengde biogass og til MJ teoretisk potensiale) Oversikt over omlastningssted for matavfall fra husholdninger og årlig mengde matavfall i tonn (omregnet til MJ teoretisk potensiale). Beliggenhet av planlagt anlegg

Tilgang på biogassressurser i Vestfold fra gjødsel Mørkegrønne plott: Fordeling av gjødsel-ressurser i Vestfold Lysegrønne plott: Planlagt anlegg og omlastingsstasjon for matavfall

Biogass-ressurser innenfor ulike geografiske avstander fra planlagt anlegg Tilgang på biogass-ressurser fra gjødsel basert på gjødselfordeling Mengder innenfor Gult 10 km avstand Orange 20 km avstand Rødt 30 km avstand

Oppsummering Det er potensiale for økt biogassproduksjon i Norge Biogassproduksjon er en gunstig måte å behandle matavfall og gjødsel med tanke på klimagassutslipp Biogass er det mest miljøvennlige drivstoffet på markedet Vi trenger mer kunnskap: Bedre datagrunnlag (bl.a for lystgassutslipp (N2O) og metangass fra lagring) Andre miljøindikatorer enn klimagassutslipp Bruk av klimamodell og økonomimodell i sammenheng (se på effekt av virkemidler)