Förstudie till produktion av kvävegödsel baserad på förnybar energi

Dagens produktion av kvävegödsel baseras på fossilt material. I detta projekt har vi undersökt möjligheterna att producera kvävegödsel baserad på förnybara resurser. På längre sikt är förgasning av biomassa det mest lovande alternativet, kostnaden uppskattades till mellan 11-14 kr/kg kväve. Studien visar också att det finns tekniska alternativ som kan förverkligas redan idag, som uppskattas bli ungefär 2-3 gånger så dyra som dagens kväve. Ett av de mest lovande alternativen är att göra urea av biogas, vilket uppskattas kosta ungefär 20 kr/kg kväve. Grönt kväve är klimateffektivt, samtidigt som en frigörelse från den fossila energimarknaden innebär en tryggare livsmedelsförsörjning. För att grönt kväve ska bli en realitet måste det dock finnas ett behov av denna produkt, marknadsdriven eller politisk. Det kan innebära att hitta nischer där kunden är beredd att betala mer för ett klimatsmart livsmedel eller biodrivmedel, eller politisk styrning där gröna alternativ gynnas.

Grönt kväve – mot ett fossiloberoende jordbruk
Mineralkvävegödsel är en av de viktigaste grundpelarna till de höga skördenivåer vi har i det moderna jordbruket. I Sverige finns ingen inhemsk produktion av mineralkvävegödsel, utan allt importeras. Produktionen är idag helt baserad på fossila energiråvaror, med naturgas som den dominerande råvaran i västvärlden. De fossila resurserna används både som råvara i tillverkningen och som energi för att driva processen. Vi är alltså beroende av utländska fossila resurser för vår livsmedelsproduktion. Tillverkning av kvävegödsel leder också till stora utsläpp av växthusgaser som koldioxid, vid odling av t.ex. vete står ofta kvävegödsel för mellan 30 och 50% av utsläppen.

Möjligheter finns dock att producera kvävegödsel från förnybara resurser, vilket banar väg för en mer hållbar produktion av livsmedel och bioenergi. Att använda förnybar energi till kvävegödselproduktion utgör en möjlighet att utnyttja förnybara resurser på ett klimateffektivt sätt, samtidigt som livsmedelsproduktionen blir mindre beroende av fossila resurser.

Vad kostar det?
Kostnaden för att producera kvävegödsel varierar beroende på vald teknik och tillverkningsskala. Dagens produktionsprocesser är mycket storskaliga. Vi har studerat vindkraft, biogas och förgasning av biomassa som bas för kvävegödselproduktion, i olika produktionsskalor, vilka samtliga är mindre än de som används idag. Bland de förnybara alternativen som studerades var förgasning av biomassa det billigaste alternativet, kostnaden uppskattades till mellan 11 och 14 kr/kg kväve, vilket kan jämföras med dagens pris på ca 10 kr/kg kväve. Förgasning av biomassa är dock ännu inte en kommersiell teknik, utan en möjlighet inom en närliggande framtid.

Tekniken finns tillgänglig
Studien visar också att det finns produktionsalternativ där all teknik för kvävegödsel baserad på förnybar energi finns tillgänglig. Med dessa alternativ kan kvävegödsel produceras till en kostnad som uppskattas bli ungefär 2-3 gånger dyrare än dagens kvävepriser. Ett av de mest lovande alternativen är att göra urea av biogas, vilket uppskattas kosta ungefär 20 kr/kg kväve.

Det finns för- och nackdelar med alla de studerade alternativen
Biogas visade sig har en lägre investeringskostnad och lägre andel fasta kostnader än de andra studerade alternativen. Biogas ger också en jämn produktion av energi, vilket är en klar fördel jämfört med vindkraft som blir starkt beroende av elnätet som utjämning för variationer i elproduktion. Alla studerade kvävegödsel baserade på förnybar energi visade på en avsevärd klimatnytta jämfört med fossila alternativ.

Att använda förnybar energi till kvävegödselproduktion utgör alltså en möjlighet att utnyttja förnybara resurser på ett klimateffektivt sätt, samtidigt som det gör jordbruket mindre beroende av fossila resurser från oroliga globala marknader. För att grönt kväve ska bli en realitet måste det dock finnas ett behov av denna produkt, marknadsdriven eller politisk. Det kan innebära att hitta nischer där kunden är beredd att betala mer för ett klimatsmart livsmedel eller biodrivmedel, eller politisk styrning där gröna alternativ gynnas.