Forskning på gang Mat – Miljø - Muligheter Biogass09 Brekstad, 12. mai 2009 Roald Sørheim, Bioforsk

Biogass i Norge •I følge studien som Østfoldforskning og UMB har gjort for Enova samles deponigass tilsvarende ca 300 GWh og det produseres 180 GWh fra 70% av biogassanleggene. •Potensiale fra avfall og biprodukter anslås til 6 TWh •Hvilke utfordringer står vi overfor? Raadahl et al., 2008, Potensialstudie for biogass i Norge. OR21.08

Inst for kjemi, bioteknologi og mat Inst for plante- og miljøvitenskap Inst matematiske realfag og teknologi Inst for naturforvaltning Bioforsk Jord og miljø Bioforsk Økologisk Bioforsk Midt-Norge Bioforsk Øst Bioforsk Vest Bioforsk Nord Omkring 20 forskere på Ås

Identifiserte forskningsoppgaver •Kvalitet på råvarer –Forbehandling, blandinger som gir optimalt energiutbytte og ressursutnyttelse, unngå kontaminanter •Øke råvarevolumet –Nye råvarekilder, forbehandling •Prosesskunnskap –Kompetansebygging, kontrollere prosesshemming og hindre prosesskollaps, hente ut det teoretiske utbytte •Biorest som gjødselvare –N,P,K - kvalitet, tilgjengelighet av næringsstoffene når de trengs, Jord som ikke-fornybar ressurs, oppkonsentrering

FME CenBio Struktur WP1.1 Feedstock supply SP 0: CenBio management and co-ordination – Lead: Lars Sørum (SINTEF) WP1.2 Logistics WP1.3 Biomass and residue character- istics and quality WP2.1 Combustion SP1 Biomass supply and residue utilization SP2 Conversion processes WP2.3 Pyrolysis WP2.2 Gasification WP2.4 Anaerobic digestion WP3.1 Small-scale SP3 Conversion technologies and emissions WP3.2 District heat WP3.3 Heat and power SP5 Knowledge Transfer and innovation WP5.1 Bioenergy Graduate School WP5.2 Knowledge transfer and dissemination WP5.3 Innovation management SP4 Sustainability assessments WP4.1 LCA WP4.2 Cost assessment and market analysis WP4.3 Ecosystem management WP3.4 Emissions WP1.4 Residues upgrading and use (includes industrial, forestry and agricultural use)

Biogass i landbrukets verdikjede •BIP med Bondelaget, Oslo EGE, Follo Ren, Tine, Biowaz, Institutet för jordbruks- och miljöteknik (JTI Uppsala), Norsk Landbruksrådgivning, UMB, Bioforsk •Å innarbeide biogassproduksjon fra husdyrgjødsel og organisk avfall i landbrukets verdikjede. –Dokumentere og optimalisere gårdsbaserte biogassanlegg. –Bestemme gjødseleffekt av biorest, og sette opp stoffregnskap ved bruk av biorest som gjødsel. –Vurdere nødvendige rammebetingelser for gårdsbaserte biogassanlegg. –Beskrive logistikkløsninger, økonomi- og avtaleforhold som gjør at landbruket kan ta hånd om matavfallsbasert biorest fra produsenter utenfor landbruket.

Biorest i landbrukets verdikjede •Flytende biorest egner seg godt som korngjødsel. Ved dosering ut fra mineralsk N, vil en dekke behovet for fosfor og kalium. •Organiske gjødseltyper ser ut til å være bedre beskyttet mot N-utvasking i vekstsesongen enn mineralsk N-gjødsel •Ved å ta utgangspunkt i mengden mineralsk N i biorest og husdyrgjødsel og korrigere for risiko for ammoniakktap, kan en oppnå like store avlinger ved bruk av slik gjødsel som med Fullgjødsel® •Tilgjengelig mengde biorest av matavfall: tonn årlig kan gi tillatt mengde gjødsel til dekar økologisk areal eller likverdig korngjødsling som Fullgjødsel til drøyt dekar kornareal •Erfaring gir bedre biorest

Fra biomasse til biogass •KMB med samarbeid mellom CAMBI, SLU, Bioforsk, UMB •Integrert tilnærming til bærekraftig høsting av energi og næringsstoffer fra et bredt spekter av råvarer •Prosjektet tar ibruk de mest moderne metoder innen enzymteknologi for å øke tilgangen på lett nedbrytbare stoffer i råvarene •Prof. Vincent Eijsinks gruppe innen Protein Engineering and Proteomics (PEP) leder prosjektet og er sentral med internasjonalt spisskompetanse på området •Oppstart

Naturens eget system for øket substrattilgjengelighet Forskningsgruppen arbeider med å finne, forstå, tilpasse og anvende enzymer for biomasse nedbryting: chitinaser, cellulaser, hemicellulaser, proteaser Se for eksempel S.J. Horn et al., 2006, PNAS 103: Picture: NREL

Viktige oppgaver i prosjektet •Undersøke samspillet mellom forbehandling med varme, og effektivitet av etterfølgende enzymbehandling og biogassproduksjon. Særlig fokus på frigjøring av løste sukkerarter og biogassproduksjon •Etablere ny biogasslab for testing av biogassproduksjonspotensial I ulike råvarer; Laboratoriet skal gi mulighet for multidisiplinær tilnærming til eksperimenter. Avgjørende for at vi skal lykkes med å bygge et sterkt faglig miljø innen biogassforskning.

Biogas residue – a safety risk in organic farming? Zn Cd Pb Cr Ni Hg Cu Bakterier? Organiske miljøgifter? Tungmetaller? Pesticider? Samarbeid: Univ Stuttgart, Univ Helsinki, UMB, Bioforsk

Byggro •Øke avlingsutbytte av bygg gjennom forbedringer av grønngjødsling innen økologisk drift. ProLocal • Optimalisere lokal ressurs untnyttelse ved å utvikle nye strø typer for dyreproduksjon. Særlig fokus på dyrevelferd, energi- og næringssirkulering, samt økonomiske og økologisk

H 2 produksjon fra mikroalger H2H2 Bioforsk Indian Institute of Technology, Kharagpur, India Uppsala Universitet UMB

Økning i biogassproduksjonen krever samarbeid Forskningsmiljøene har behov for informasjon om hva som foregår utenfor laboratoriene og hvilke behov aktørene har Biogassproduksjon er ikke energi alene –Behandle avfall –Produsere energi –Produsere gjødsel –Redusere utslipp av klimagasser –Redusere utarming av ikke-fornybare ressurser –Arbeid