Stiftelsen lantbruksforskning

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

Effektivitet och stabilitet hos gårdsbiogasanläggningar - betydelsen av mikroorganismssamhällets struktur

Status: Avslutat
Projektnummer: V1340046
Kategori: Research program | Bioenergy
Ansökningsår: 2013
Datum för slutrapport: 30 november 2015
Huvudsökande: Anna Schnürer
Organisation: Sveriges lantbruksuniversitet, SLU
E-postadress: anna.schnurer@slu.se
Telefon: +4618673288
Medsökande: Lotta Leven
Beviljade medel: 665 000 SEK

Biogas at fram site is highly interesting as this allows the farmers to simultaneously treat organic waste fractions, produce energy and a valuable fertilizer. With a biogas plant the farmer can be self sufficient on energy and also contribute to the development of a sustainable agriculture. To support the development in this field Hushållningsällskapet in colloboration with JTI, since 2009, runs a en evaluation project (EP). Here, different biogas plants are sampled and analyzed concerning composition of substrate, process, gas and digestate. Results so far show that many plants run at low efficiency, making it difficult to get back investments. The reason is, inexperience, technical problems as well as non optimized process biology. The applied project will map the microbial population structure and correlate this data with the already existing chemical data. The obtained information will aid in the development of optimized operational management of farm based biogas plants

Biogas på gården är intressant då den medger för lantbrukaren att simultant behandla avfall, producera energi och ett högvärdigt gödselmedel. Genom en biogasanläggning kan lantbrukaren bli självförsörjande på el och också bidra till utvecklingen av ett uthålligt lantbruk. För att stötta utvecklingen av gårdsbiogas drivs sedan 2009 ett utvärderingsprojekt (UP) av Hushållningsällskapet, i samverkan med JTI. Inom detta projekt samlas data och prover från substrat, process, gas och rötrest, analyseras med målet att stödja driften och att ta fram beslutsunderlag för lantbrukare som vill bygga en anläggning. Resultat så långt visar att många anläggningar drivs med låg effektivitet, delvis pga av oerfarenhet och teknik men också pga av dåligt optimerad processbiologi. Det sökta projektet avser kartlägga mikrobiologin i olika gårdsanläggningar och korrelera denna mot kemiska data framtagen inom UR. Erhållen information kan användas för att korrigera drift mot optimal gasproduktion.

Den mikrobiella samhällsstrukturen analyserades i 13 gårdsbiogasanläggningar och korrelerades med processprestanda och gasproduktion. Resultaten visade att substrat, processtemperatur och ammoniakhalt hade en stor inverkan på det mikrobiella samhället. En lägre mångfald observerades i anläggningar med svingödsel som huvudsubstrat jämfört med kogödsel, möjligen beroende på en högre koncentration av ammoniak och i vissa fall högre temperatur. En korrelation konstaterades också mellan hög gasproduktion och närvaron av Methanobacteriales, vanlig i anläggningar med svingödsel och vid termofil temperatur, och Synergistetes. Dessutom var Synergistetes negativt korrelerad till andelen av gödsel, dvs halten var högre i anläggningar som använde hög grad av samrötning. Sammantaget ger detta resultat information som kan bistå i arbetet att nå en biogasproduktion med förbättrade ekonomiska förutsättningar inom lantbruket.

Biogas bildas då organisk material bryts ner av olika mikroorganismer i en syrefri miljö. Denna process sker i olika naturliga miljöer med utnyttjas också i konstruerande biogasreaktorer för produktion av biogas från olika typer av organiska avfallsströmmar. Biogas innehåller den energirika föreningen metan och är en förnyelsebar energikälla som kan användas för att producera el, värme eller fordonsbränsle. Kvar efter nedbrytningen blir en näringsrik s.k. rötrest, som kan användas som gödningsmedel. Idag finns i Sverige ca 240 biogasanläggningar som producerar motsvarande 1.5 Twh biogas, men potentialen har i flera undersökningar beräknats till det tiodubbla. Huvuddelen av denna framtida potential finns inom lantbruket i form av gödsel och halm. Idag finns ca 40 stycken gårdsbiogasanläggningar och antalet ökar stadigt. Dessa använder i huvudsak gödsel, men även växtfraktioner och andra organiska avfallsfraktioner tas in i mindre mängd i anläggningarna i s.k. samrötning. Gödsel i en biogasprocess ger förutom energi också en rötrest med en högre halt växttillgängliga näringsämnen jämfört med själva gödseln och dessutom möjliggörs en minskning av metanemissioner till atmosfären, som annars sker i samband med gödsellagring. Metan är en stark växthusgas och det är därför viktigt att ta hand om denna istället för att släppa ut den i luften. Tyvärr ger gödsel en relativt låg gasproduktion, något som gör att det är svårt att få biogasproduktion på gård ekonomisk bärkraftig. För att öka på gasproduktionen och få ekonomi på sin investering använder därför många anläggningar ofta även andra material, t ex organiska restprodukter från närliggande livsmedelsindustri eller grödor från egen gård. Blandning av gödsel med andra material av olika karaktär, ger en möjlighet att öka gasutbytet men kräver också en mer genomtänkt planering av driften och en intensivare övervakning för att säkerställa att processen är stabil. Många lantbrukare som idag satsar på biogas är entusiaster med stort intresse för att få produktionen att fungera. Trots detta varierar funktionen och utbytet mellan olika anläggningar ganska mycket.

Det finns många skäl till en dålig biogasproduktion, bland annat olika tekniska problem. Men problemen kan också vara av mer biologisk karaktär. Nedbrytning av organiskt material sker genom ett komplex samspel av många olika typer av mikroorganismer. För att få en effektiv och stabil nedbrytningsprocess och gasbildning krävs att de olika mikroorganismerna samspelar med varandra. Om någon grupp av organismer har låg aktivitet kan det leda till att hela samspelet rubbas och som en följd kan processen drabbas av instabilitet/ineffektivitet.
För att titta närmare på denna fråga analyserades i detta projekt sammansättningen av olika mikroorganismer i 13 olika gårdsbiogasanläggningar. Resultatet relaterades sedan mot drift, sammansättningen på materialet som användes för biogasproduktionen och rötresten. Målet med studien var att ta fram information som kan bistå i arbetet att förbättrad biogasproduktionen i mindre effektiva anläggningar. Studien visade att det var stor skillnad på vilka mikroorganismer som var närvarande beroende på om det var svin eller nötgödsel som användes för biogasproduktionen. Kvävehalt och temperatur var två andra faktorer som hade stark påverkan på både sammansättningen och mängden av mikroorganismerna. Ett extra intressant resultat var att det fanns ett samband mellan en viss metanbildande mikroorganism, Methanobcateriales, och hög metanbildning. Denna organism var mer vanlig i processer som använde svingödsel och drevs vid termofil temperatur (>50oC). En annan grupp som visa samband med hög gasproduktion var Synergistetes. Organismer tillhörande denna grupp var vanliga i anläggningarna som hade hög grad av samrötning. Det fanns alltså ett tydligt samband mellan visa typer av organismer och hög gasproduktion, information kan i framtiden bistå i arbetet att optimera biogasproduktionen på gård.

 

Antal träffar i projektbanken: 1712

Filtermaterialets påverkan på underhållsbehov, vattenkvalitet och skörd vid täckdikning
Eva Edin, Hushållningssällskapet HS Konsult AB

Projektnummer: JTI-21-83-606 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

The overall purpose of the project is to generate a base for recommendations for construction of new subsurface drainage and re-drainage of clay soils in the area Water - resource efficient management. Efficient drainage of arable land is important to increase crop production, to achieve …

Läs mer

Växtnäringseffekt hos nya gödselprodukter - Metodutveckling för kvalitetssäkring
Åsa Myrbeck, RISE, Jordbruk och Livsmedel

Projektnummer: JTI-20-83-494 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

For sustainable future development, it is essential to recirculate plant nutrients from different parts of society,
especially sewage plants, back to arable land. The aim of the proposed project is to ensure that high-quality fertiliser
products attractive for agricultural use are produced from …

Läs mer

Skötselåtgärder för ökad effektivitet genom ökad livslängd i mjölkkobesättningar
Mikaela Lindberg, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-18-26-131 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

In the proposed project, we will explore the benefits of increasing the longevity of dairy cows under Swedish conditions by changes in herd management. We will focus on effects on methane emissions by modelling, using existing data from the Swedish Official Milk Recording Scheme and results from an …

Läs mer

Fullständiga växthusgasbudgetar för odlade mulljordar skapar underlag för klimatsmarta åtgärder
Achim Grelle

Projektnummer: O-18-23-169 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Växtodling
Energi & biomassa
Kött
Mjölk

Conventional technology is virtually unable to measure complete GHG budgets of drained organic soils, which may provide misleading results. So, global estimates of GHG emissions are based on coarse assumptions that don’t take into account the complexity of agroecosystems. Better data are needed for …

Läs mer

Utsädesbehandling med ThermoSeed i kombination med mikroorganismer - en framtid utan kemisk betning
Mariann Wikström, Agro Plantarum AB

Projektnummer: R-19-25-287 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

The purpose of this project is to develop new non-chemical methods for control of different seedborne-and soilborne pathogens. Aerated steam treatment (ThermoSeed) is a modern and environmentally friendly method for seedborne pathogen sanitation, mainly used on cereals. We intend to develop the …

Läs mer

Integrerad användning av genetisk resistens i Svensk matpotatisproduktion
Erik Andreasson, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-19-25-282 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Potato cultivars that are resistant to late blight and at the same time having acceptable other traits, have started to emerge. However, little of this material is used in Sweden and no organized and comparative table potato trials are done. Biological products against skin-finish diseases are …

Läs mer

Från hav till mule - alger minskar metanemissioner från mjölkkor
Rebecca Danielsson

Projektnummer: O-20-23-461 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Meat
Milk

The purpose of this project is to investigate to what extent substances in algae inhibit microbial methane formation in cows. Several substances, so-called bioactive substances, in red, green and brown algae, have a significant methane reducing effect. These are promising results but in order to …

Läs mer

Diagnos av parasitsjukdomar hos hästar med hjälp av mikrofluidik och mobiltelefonbaserad mikroskopi
Jonas Tegenfeldt, Lunds Universitet

Projektnummer: H-19-47-493 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

All horses grazing freely are at risk of parasitic diseases. Due to a growing problem with drug resistance in parasites, there is a need to improve the diagnostic methods. One important problem with today's situation is that one diagnostic procedure costs significantly more than one treatment, both …

Läs mer

Förbättrad utvärdering av officiella fältförsök genom bildanalys av drönarfoton med maskininlärning
Aakash Chawade

Projektnummer: O-20-23-462 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Crop production
Energy and biomass

The goal of the project is to digitize the data from the Swedish official field trials through automated estimates of important traits such as germination, growth, resistance, maturity and the effect of plant protection products. The purpose is to streamline and improve scoring of both diseases but …

Läs mer

Att mäta och bedöma matens miljöpåverkan
Christel Cederberg, Chalmers Tekniska Högskola AB

Projektnummer: R-18-26-134 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Food production needs to increase in a sustainable way. This great challenge requires evaluation methods that gives information for better understanding of the impacts from agriculture and food and how to manage those impacts. The project addresses methodologies that include a broad range of …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev