Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

Energi- och kostnadseffektiv reningsgrad för biogas vid användning i traktorer

Status: Avslutat
Projektnummer: V1340051
Kategori: Forskningsprogram | Bioenergi
Ansökningsår: 2013
Datum för slutrapport: 2 maj 2016
Huvudsökande: Gunnar Larsson
Organisation: Sveriges lantbruksuniversitet, SLU
E-postadress: gunnar.larsson@slu.se
Telefon: 018-671842
Medsökande: Per-Anders Hansson
Beviljade medel: 780 000 SEK

Especially for farm plants high upgrading costs result in biogas rarely being an option as fuel for farm tractors, despite the advantages this fuel may have on agriculture in general. However, it is likely that the tractors would work at least equally well if the gas was less purified, reducing the methane content from today’s 96-98 % to 80-90 %. This would significantly reduce the cost and energy consumption for upgrading, as the last carbon dioxide is the most difficult to remove.

The project aims to determine the optimal biogas purification degree under different conditions. It will comprise calculations of the potential economic and fuel efficiency gains that can be achieved with reduced purification, but it will also concern what practical issues might arise if upgrading to and driving on a gas with low methane content. The project will involve modeling as well as practical measurements on upgrading (cooperation with Biosling) and use in tractors (cooperation with Valtra).

Framförallt för gårdsanläggningar bidrar höga uppgraderingskostnader till att biogas sällan är ett alternativ som drivmedel för gårdens traktorer, trots de fördelar detta bränsle kan ha för lantbruket. Mycket talar dock för att traktorer fungerar lika bra eller bättre om reningen av gasen reduceras från dagens 96-98 procent metan till mellan 80 och 90 procent. Detta skulle betydligt reducera kostnader och energiåtgång för uppgraderingen, speciellt eftersom det med normala tekniker är den sista koldioxiden som är svårast/dyrast att rena bort.

Projektet syftar till att bestämma den optimala biogasreningsgraden under olika förhållanden, vilka potentiella vinster man kan uppnå ffa ekonomiskt och energimässigt med minskad reningsgrad, men även om det kan uppstå praktiska problem vid rening och körning på gas med lägre metanhalt. Projektet kommer att inkludera både modellberäkningar och praktiska mätningar vid uppgradering (samarbete Biosling) och körning (samarbete Valtra).

Ett stort problem för att uppnå lönsamhet vid produktion av biogas av fordonskvalitet är de stora kostnaderna som är förknippade med att rena gas från koldioxid. Detta projekt syftade därför till att studera effekterna av att i lantbruksfordon användas gas med en högre halt av koldioxid än vad som normalt är fallet.
Testerna visade att traktorn klarade av att leverera samma effekt, varvtal och vridmoment vid de lägre metanhalterna. Detta antyder att körkänslan inte skulle påverkas. Påverkan på verkningsgraden var oklar. Utsläppen minskade minskade med ökad koldioxidhalt.
På systemnivå var det i stort sett alltid miljömässigt fördelaktigt att uppgradera, och då så mycket som möjligt (upp till nuvarande nivå). Det är i allmänhet svårt att uppnå ekonomisk lönsamhet vid uppgradering. Den optimala metanhalten är starkt beroende på de antaganden som görs, t.ex. om hur koldioxidhalten påverkar verkningsgraden. Fall där den optimala metanhalten är låg är ofta ekonomiskt ofördelaktiga.

Biogas är ur många synvinklar ett intressant bränsle då det kan framställas ur olika restprodukter, är rent och har en stor nytta för klimat om det förbränns under kontrollerade former. Inom lantbruket finns det en stor potential. För att denna ska bli verklig krävs att det är ekonomiskt lönsamt att producera gasen. Ett stort problem för att uppnå lönsamhet är det stora kostnaderna som är förknippade med att rena gas från koldioxid. Detta projekt syftade därför till att studera effekterna av att i lantbruksfordon användas gas med en högre halt av koldioxid än vad som normalt är fallet.
Inom det s.k. MEKA-projektet har traktorer som går på biogas prövats under olika förutsättningar. En traktor har ställts till förfogande för motortester som del av detta projekt. Testerna har varit både stationära (konstant belastning under viss tid) och transienta (varierad belastning). Två mäterserie genomfördes.
Testerna visade att traktorn klarade av att leverera samma effekt vid de lägre metanhalterna. Detta antyder att körkänslan inte skulle påverkas. Vad det gäller påverkan på traktorns verkningsgrad och dess utsläpp är resultaten inte entydiga. Den första mätserien antydde att det inte fanns någon betydande påverkan på verkningsgraden, medan den andra mätserien antydde att verkningsgraden minskade med ökad koldioxidhalt. Utsläppen av CO och NOX minskade med ökad koldioxidhalt, utsläppen vid den högsta koldioxidhalten (15 %, d.v.s. med 85 % metan på volymbasis) var 85 % av de vid normalnivå. Utsläppen av partiklar var vid en hög koldioxidhalt 50-60 % av vad de var vid normalnivå. Utsläppen av oförbrända kolväten och metan vad som lägst vid en koldioxidhalt på omkring 10 %. Det ska påpekas att mätningar har skett på en traktor som fortfarande är under utveckling. Fortsatt utveckling kan påverka både storleken på utsläppen och hur dessa påverkas av koldioxidhalt. Ingen specialanpassning gjorde för att anpassa traktorn till en annan gassammansättning än den normala.
På systemnivå var det i stort sett alltid miljömässigt fördelaktigt att uppgradera. Det är fördelaktigast att uppgradera så mycket som möjligt, d.v.s. upp till nuvarande nivå. De enda undantagen var då den uppgraderade gasen kom till begränsad användning (få traktorer använde den) eller då den rå biogasen hade stor miljönytta (genom att ersätta fossila bränslen).
Det är i allmänhet svårt att uppnå ekonomisk lönsamhet vid uppgradering. För lönsamhet krävs i allmänhet teknisk utveckling på flera fronter eller ändrade ekonomiska förhållanden som förbättre biogasens konkurrenskraft (t.ex. högre Dieselpris).
Vid de standarförhållanden som antogs vad den ekonomiskt optimala metanhalten 92 %. Halten är dock mycket känslig för de förutsättningar som gäller. Detta gäller inte minst den påverkan koldioxidhalten har på verkningsgraden. För resultaten ovan har de stationära mätningarna använts. Om antagandet istället görs att det inte finns någon påverkan på verkningsgraden blir den optimala metanhalten istället 84 %. I allmänhet är de fall där mindre uppgradering är fördelaktigt också de fall där anläggningens ekonomi är sämre, den begränsade uppgraderingsgraden är m.a.o. ett sätt att minimera förlusterna. Koldioxidhaltens inverkan på verkningsgraden är ett undantag.
Vid en lägre metanhalt kan alternativa uppgraderingsmetoder, som inte uppnår de nu gällande halterna, bli aktuella. Möjligheten att minska kostnaden för uppgradering vid högre tillåten koldioxidhalt varierar mellan olika uppgraderingstekniker. I de fall uppgraderingskostnaderna har en ökande trend vid låga koldioxidhalter kan det finnas en betydande påverkan. Andra tekniker som t.ex. aminskrubber, producerar vid normaldrift en gas som har låg koldioxid. Det är osannolikt att en ändrad uppgradering kommer att medför att halterna i gasen av andra komponenter än metan och koldioxid påverkas.
Inom det svenska standardarbetet som sker genom kommittén ”SIS/TK415 Motorbränsle” och dess arbetsgrupp ”AG5 Naturgas och Biogas” har föreslagit att publikt såld gas ska ha en minimihalt på 95 % metan, medan gas som inte handlas ska ha en minimihalt på 86 % (samma koncentration som G25, ett referensbränsle för naturgas).

 

Antal träffar i projektbanken: 1580

3D-kamera för bestämning av markens ytstruktur, främst såbäddsegenskaper
Johan Arvidsson, Sveriges Lantbruksuniversitet - SLU

Projektnummer: H1333186 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 8 januari 2018

The soil microrelief has strong implications for plant growth, especially the conditions for germination and establishment. The aggregate size distribution is the most important tillage outcome, and is usually determined by sieving. In 2013 a 3D-camera was tested in an ongoing project with very …

Läs mer

Ökad skörd och odlingssäkerhet med optimerad fördelning av utsädet i raden vid sådd på 25 cm radavstånd
Per Ståhl, Hushållningssällskapet Östergötland

Projektnummer: H1333178 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 20 december 2017

Inter-row hoeing is an interesting alternative for weed control in organic and also in conventional agriculture for decreased use of herbicides. In an on-going project financed by SLF, “Climate robust cropping systems with inter-row hoeing against perennial and annual weeds in cereals” (SLF …

Läs mer

Säkrare etablering av våroljeväxter med grund bearbetning på våren
Johan Arvidsson, Sveriges Lantbruksuniversitet - SLU

Projektnummer: H1333180 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 15 december 2017

Plant establishment is very critical for spring oilseed rape, especially under dry conditions on clay soils. With conventional tillage, the soil drying process in the spring gives little plant available water in the seedbed for small-grained seeds with shallow sowing depth. Alternatively, soil …

Läs mer

Fasta körspår – skördepotential och effekt på markstruktur
Lena Holm, Sveriges Lantbruksuniversitet - SLU

Projektnummer: H1233176 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 11 december 2017

Today's large and heavy equipment causes soil compaction, which can be minimized by concentrating all traffic to specific locations in the field. The concept is called Controlled Traffic Farming (CTF). Today there is also a strong trend to reduce the cultivation intensity. CTF reduces the need for …

Läs mer

Kan klövspaltsinflammation hos mjölkkor framgångsrikt behandlas med lokalt administrerat penicillin?
Ylva Persson, Statens Veterinärmedicinska Anstalt

Projektnummer: V1330024 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 1 december 2017

The aim of this study is to evaluate if local treatment with penicillin of interdigital phlegmon in dairy cows is as efficient as intramuscular treatment with penicillin. Interdigital phlegmona is a common disease in dairy cows. The standard treatment is often intramuscular injection with …

Läs mer

Utveckling av bekämpningsstrategi mot lagringsjukdomar i ekologiskt odlade äpplen och päron, ett samverkansprojekt
Marie Olsson, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: H1356193 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 15 november 2017

Storage diseases, which are caused by different fungi species, decrease the profitability of the Swedish fruit production. New methods are needed to transform the production into organic cultivation. The aim of this project is therefore to develop new strategies of controlling the pathogens in …

Läs mer

Successiv utveckling av hållbara odlingssystem i långliggande grönsaksförsök
Anita Gunnarsson, Hushållningssällskapet, Kristianstad

Projektnummer: H1256181 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 1 november 2017

Research with multiple cropping systems in parallel increases the potential for knowledge transfer from organic to conventional systems, and vice versa. In this project, whose aim is to develop cropping systems towards greater sustainability, we work on long-term trials that have a unique …

Läs mer

Studie över naturliga fienders roll vid bekämpning av bladlöss och sköldlöss i äppelodlingar samt odlingsteknikens inverkan på den naturliga regleringen av skadeinsekter
mario porcel, SLU

Projektnummer: H1256150 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 26 oktober 2017

Through this project we intent to provide information on the state of the ecosystem service provided by natural enemies through the regulation of several relevant pests in Swedish apple orchards: The woolly apple aphid (Eriosoma lanigerum), the mussel scale (Lepidosaphes ulmi) and the rosy apple …

Läs mer

Kombinationer av sort och behandlingar mot torrfläcksjuka i potatis samt studier av strobilurin-resistens i Alternaria solani
Erland Liljeroth, SLU

Projektnummer: H1342054 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 12 oktober 2017

One aim of the project is to investigate if early blight can be controlled with lower amounts of fungicides in potato cultivar with partial resistance to Alternaria solani. A less intensive treatment program on resistant cultivars provides both environmental and economic gains, in line with the EU …

Läs mer

Bättre utnyttjande av skördepotentialen i vårraps
Lena Engström, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: H1333148 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 12 oktober 2017

The number of hybrid cultivars of spring oilseed rape have increased recently but it is not clear whether their yield potential is reached and nitrogen fertilisation is optimal. Nine field trials will be performed 2014-2016 where the optimal N need and yield potential is determined. The aim is also …

Läs mer

Prenumerera på vårt nyhetsbrev

Namn
E-postadress