Stiftelsen lantbruksforskning

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

Småskalig uppgradering av biogas och utvinning av koncentrerat kvävegödselmedel

Status: Avslutat
Projektnummer: O-15-22-361
Kategori: Focus area | Energy & biomass
Branschområden: Energi & biomassa Kött Mjölk
Ansökningsår: 2015
Datum för slutrapport: 19 mars 2019
Huvudsökande: Gustav Rogstrand
Organisation:
E-postadress: Gustav.rogstrand@jti.se
Telefon: +46 10 516 69 48
Medsökande: Per-Ove Persson
Medsökande: Åke Nordberg
Beviljade medel: 2 933 403 SEK

This project is intended to demonstrate a cost effective concept for small-scale production and utilization of biomethane as vehicle fuel and extraction of concentrated ammonium nitrogen fertilizer. The system is composed of standard components that are commonly used in farm scale biogas production. On-farm production of biomethane and nitrogen fertilizer enables growth within the agricultural sector without competing with primary food production.

The concept has been jointly developed by JTI and SLU within earlier projects financed by SLF, Swedish Board of Agriculture, Swedish Energy Authority and the ERA-NET program. By involving a manufacturer (Ranaverken), an agricultural high school (Naturbruksgymnasiet Sötåsen) and an extension service organization (HS) we lay the groundwork for broader implementation of the demonstrated concept. JTI, SLU and Sötåsen have a well-developed cooperation, which is an important foundation for successful execution of a complex project such as this one

Detta projekt skall demonstrera ett kostnadseffektivt koncept för småskalig produktion och användning av fordonsgas samt avskiljning av ett koncentrerat kvävegödsel från biogasprocessen. Tekniken består av konventionella komponenter som den enskilde lantbrukaren redan har vana av att hantera på sin biogasanläggning. Gårdsproduktion av fordonsgas och kvävegödselmedel ger det svenska lantbruket möjlighet till tillväxt utan att konkurrera med primärproduktionen.

JTI och SLU har gemensamt utvecklat denna teknik i tidigare projekt (tillämpad forskning och konceptutveckling) finansierade av SLF, Jordbruksverket, Energimyndigheten och ett pågående ERA-NET projekt. Genom att involvera tillverkande företag (Ranaverken), rådgivning/utbildning (HS och Sötåsen Naturbruksgymnasium) säkerställs att tekniken kan tas vidare i kunskapskedjan. JTI, SLU och Sötåsen har ett sedan länge utvecklat sammarbete vilket är en viktig tillgång i teknikutvecklingsprojekt som detta.

Ändamålet med projektet har varit att demonstrera småskalig fordonsgasproduktion lämplig för svenska gårdsbiogasanläggningar. Försöken var förlagda till biogasanläggningen vid Sötåsen Naturbruksgymnasium som rötar gödseln från skolans 60 mjölkkor. Gasen tankades i demonstrationssyfte till gårdens Valtra gastraktor och en gasbil. Tekniken som har använts för uppgradering av biogasen till fordonsgas är processintern metananrikning (metanhalt höjs i rötkammaren genom luftning av ett cirkulerande slamdelflöde) och askfilter (upptag av koldioxid genom karbonatisering). Processintern metananrikningsprocessen gjorde att rötkammaren producerade en biogas med en metanhalt på 70-80 % och svavelvätehalter ned mot 0-400 ppm. Med hjälp av askfilter nåddes därefter svensk fordonsgaskvallitet. Den ekonomiska utvärderingen av teknikerna indikerar att det på gårdsnivå går att producera fordonsgas till ett pris i samma storleksordning som dagens HVO-pris.

Producera din egen fordonsgas på gården
Alltfler lantbruk investerar i egna biogasanläggningar, men de flesta låter gasen bli el och värme. Att uppgradera biogasen till fordonsgas har inte lönat sig i liten skala, bland annat på grund av för dyr teknik. Men nu har RISE tillsammans med SLU, Västragötalandsregionen och Hushållningssällskapet Skaraborg demonstrerat teknik som kan göra det ekonomiskt intressant med fordonsgasproduktion på gården. Redan vid ett bränslebehov på 100-150 MWh/år kan det vara ekonomiskt intressant.

”Detta motsvarar 10 000-15 000 liter diesel per år om förbrukningen är jämt fördelad över året. Det är en hel del bränsle för de minsta gårdarna, men kanske man har annan verksamhet så som snöröjning eller liknande. Säger Henrik Olsson projektledare vid RISE”

Tekniken som har använts för uppgradering av biogasen till fordonsgas kallas processintern metananrikning (metanhalt höjs i rötkammaren genom luftning av ett cirkulerande slamflöde) och askfilter (upptag av koldioxid i träbränsleaska). Båda teknikerna har testats och demonstrerats i full skala för en liten gårdsbiogasanläggning. Försöken var förlagda till biogasanläggningen vid Sötåsen Naturbruksgymnasium som rötar gödsel från skolans 60 mjölkkor. Efter uppgradering tankades gasen i demonstrationssyfte till gårdens Valtra gastraktor och en gasbil.

Askfiltertekniken kan användas för sig själv för att uppgradera mindre mängder biogas. Efter uppgradering behöver gasen torkas och odöriseras (göras illaluktande) innan den komprimeras till fordonet. Komprimeringen kan ske med små kompressorer som redan finns på marknaden avsedda för hemmatankning av naturgas till bilar. Tekniskt har askfiltertekniken visat sig väldigt robust och tillförlitlig. Utmaningen är att det krävs ganska stora mängder aska. Nationellt finns det visserligen stora mängder aska, men askbehovet för årlig uppgradering av 6 500-15 000 liter dieselekvivalenter är ungefär 80-400 ton per år, vilket kan vara utmanande om gården inte ligger nära ett större fjärrvärmeverk. Det lokala fjärrvärmeverket bredvid Sötåsen i Töreboda producerar exempelvis ungefär 40-50 ton/år och därför fick den lokala askan kompletteras med aska från ett större kraftvärmeverk i Mariestad.

Skall lite mer gas uppgraderas och askbehovet är begränsande kan askfiltret kombineras med processintern metananrikning. Det är en teknik som höjer metanhalten i biogasen direkt i rötkammaren. Processintern metananrikning är något mer komplicerat än askfilter och kräver lite mer styrning och processkunskap. Tekniken kan inte sägas vara riktigt mogen för marknadsintroduktion ännu, men under det gångna projektet har vi ändå lyckats höja metanhalten i biogasen från Sötåsens biogasanläggning från 58 % till 70-80 %. Med en så pass mycket högre andel metan i gasen kan askåtgången halveras, men samtidigt höjs produktionskostnaden för fordonsgasen något.

”Den ekonomiska utvärderingen av systemen är lovande. Om lantbrukaren kan hitta avsättning för tillräckligt med fordonsgas i sin egen verksamhet eller tillsammans med en närliggande affärspartner och det finns aska på rimliga avstånd så kan fordonsgasen matcha dagens HVO-pris. Säger Henrik Olsson”

Nästa steg är att fortsätta teknikutvecklingen till en färdig aksfilter-produkt och prova systemet i långtidsdrift som en del av den normala dagliga verksamheten på ett lantbruk. Det är även viktigt att fortsätta jobba med askhanteringsfrågor och affärsmodeller för användning av fordonsgasen.
”Det som är extra lovande är att utvecklingen av gasdrivna traktorer och fordon åter tycks ha tagit fart till följd av låga naturgaspriser. Säger Henrik Olsson, och fortsätter: För den som vill prova på något nytt finns nu alltså möjlighet att öka självförsörjningsgraden markant, även för mindre lantbruk, genom egenproduktion av fossilfritt drivmedel.”

 

Antal träffar i projektbanken: 1676

Går det att höja vallskördarna med enstaka bevattningsgivor - vad händer med kvaliteten?
Ingrid Wesström

Projektnummer: O-19-20-316 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production
Milk

Climate change has brought about changing conditions for agriculture. In recent years precipitation deficit during the growing season has led to a shortage of forage in Sweden. During dry years, irrigation is necessary to achieve optimal yields. In addition, irrigation can bring about positive …

Läs mer

Beslutsstöd och integrerade bekämpningsstrategier för rapsskadegörarna skidgallmygga och blygrå rapsvivel
Peter Anderson

Projektnummer: O-19-20-320 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production

The Brassica pod midge Dasineura brassicae and its facilitator, the cabbage seed pod weevil Ceutorrhynchus obstrictus, have caused serious damage in oilseed rape crops during the last few years. No locally adapted IPM strategies exist, including pesticide management thresholds with evidentiary …

Läs mer

Innovativ salixförädling för fossilfritt drivmedel
Ann Christin Rönnberg-Wästljung

Projektnummer: O-19-22-292 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Energy and biomass

The conversion into a bio-based economy in Sweden requires a broad range of initiatives. One of the challenges is that additional sources of biomass will be needed. High yield potential, low conversion and production costs are critical success factors for new raw material. Salix is an energy crop …

Läs mer

SamZoner 2.0 - Optimering av multifunktionella skyddszoner för ökad biologisk bekämpning och pollinering
Maria Viketoft

Projektnummer: O-19-23-298 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production
Horticulture

Adding flowers to the cropping system that support beneficial insects is a promising option to achieve crop protection
in Swedish agriculture and horticulture. However, the wide-spread adoption of this approach has been hampered by
limited economic benefit and the risk of propagating pests and …

Läs mer

Brukningsmetoder för ökad markkvalité och högre skördestabilitet under extremväder
Thomas Keller

Projektnummer: O-19-23-309 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production

Climate projections for Sweden indicate higher temperatures during summer and larger variability in precipitation between years. This poses enormous challenges for Swedish agriculture. The main aim of this project is to investigate relationships between soil management, soil quality and crop yield. …

Läs mer

Syntes av unga lantbrukares förutsättningar och möjligheter för ett hållbart och produktivt lantbruksföretag som omfattar betesmarker och vattenvård
Eva Edin, HS Konsult AB

Projektnummer: JTI-19-82-289 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Kim, aged 24, is to take over Grandpa's dairy farm with a large acreage of land and natural pastures. The synthesis will address the development opportunities of the farm based on knowledge regarding cultivation systems, technical solutions and animal husbandry, but above all highlight unresolved …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev