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: Research program | Bioenergy
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: 1676

Skördepåverkan av frilevande nematoder i sockerbetor och morötter - PCR, skadetrösklar och sorter
Åsa Olsson,

Projektnummer: O-15-20-313 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 30 september 2019

Växtodling
Socker

The aim of this project is to show the importance of liming and growing inter crops on soil fertility and
reduced storage losses in sugar beet and carrots. The aim is also to show the economical benefits for the
farmers. The hypothesis behind the actions are that they increase the biological …

Läs mer

Utsädesbehandling med mineralnäring ökar uppkomst, tillväxt och skörd i höstvete och vårraps
Eva Stoltz,

Projektnummer: O-15-20-299 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 30 augusti 2019

Växtodling

Mineral nutrients applied as seed dressing is an unexplored potential in Swedish crop production. Autumn and spring are often unfavorable for germination with cold and wet climate, especially in central Sweden. Under such climate conditions, seed dressing with mineral nutrients may improve …

Läs mer

Benchmark för framgångsrik företagsledning i lantbruket - förstudie och metodutveckling
Ove Karlsson

Projektnummer: O-15-21-585 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 26 augusti 2019

Matfågel
Växtodling
Energi & biomassa
Kött
Mjölk
Socker
Trädgård

The aftermath goal of this project is to increase competitiveness of Swedish agriculture by developing a higher level of managerial knowledge and skillset. The project's initial targets is: 1) what can we learn from previous research? Make a list of similar surveys both national and international …

Läs mer

Betydelsen av utfodringsrutinen av råmjölk för utveckling av bakteriefloran i magtarmkanalen och andningsvägarna hos nyfödda kalvar.
Bengt-Ove Rustas, SLU

Projektnummer: V1430021 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 13 augusti 2019

The basis for sustainable dairy production is set in the newborn heifer calf. Earlier research has demonstrated that weight gain and health during early life influence the adult calf's production capacity, partly an effect of nutrition. Probably the microbiota in the gastrointestinal tract (GIT) …

Läs mer

Hållbart djurfoder med alger och musslor
Catherine Legrand

Projektnummer: O-15-20-559 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 1 juli 2019

Matfågel

The vision is to reduce imported soybean and develop a sustainable and locally produced animal feed from marine substrate such as microalgae and blue mussels for the poultry industry. Algae have a good potential to be a feed ingredient due to high protein, essential dietary amino acids and oil …

Läs mer

Använd fånggrödor som mellangrödor för ökad produktivitet och minskade förluster av N och P
Linda Tufvesson

Projektnummer: O-15-23-569 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 27 juni 2019

Växtodling
Energi & biomassa

High nutrient use efficiency is important for competitiveness in plant production. This project investigates intermediate crops (IC), harvested as biogas substrate, for increasing productivity and nitrogen efficiency, while decreasing the environmental impact. Substantial nitrogen leakage after …

Läs mer

Odlingssystemens effekter på kolinlagring i jordbruksmark - kunskapsbank och modellering
Thomas Kätterer

Projektnummer: O-15-23-552 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 27 juni 2019

Växtodling
Energi & biomassa

We intend to build a user-friendly decision-tool for farmers with a web-based interface. The project focuses on concept development and integration of data concerning the effect of different cropping- and management systems on soil fertility and carbon sequestration from applied research in Swedish …

Läs mer

Pilot study of growth in different planting densities and the rotation period of poplar plantations.
Theo Verwijst

Projektnummer: O-15-22-561 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 27 juni 2019

Energi & biomassa

A recent published study (Rytter et al., 2011) points to the large poplar biomass production in short time, but knowledge of management practices lacks for Nordic conditions. Individual landowners have little help or guidance in selecting the optimal time for harvesting or planting density in …

Läs mer

God skötsel av skyddszoner för effektivare växtnäringsretention
Ararso Etana, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: H1333159 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 14 juni 2019

We are currently evaluating the effectiveness of grass buffer strips (GBS-eff) for nutrient retention. Today, there are no obligations to cut or remove the grass on GBS which may lead to phosphorus (P) saturation. In the on-going field experiments we are testing if removal (harvesting) the grass …

Läs mer

Digitaliserad grisproduktion: Hur långt har vi kommit och hur går vi vidare?
Lisa Blix Germundsson, Sveriges Lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-18-62-991 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 11 juni 2019

Project aims: - Provide information and improve knowledge about influence of management strategies in pig production systems on farmers’ daily work efficiency.
- Provide information and improve knowledge about data-related infrastructure on farm-level and opportunities for data-exchange between …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev