Tekniska och ekonomiska förutsättningar för koncentrering av flytgödsel på gårdsnivå

Liquid manure contains valuable nutrients, but high water contents and low nutrient concentrations increases the cost of storage, transport and spreading so that its value becomes negative even when spreading only a few kilometers from the farm center. Technology that reduces slurry volume and increases the concentration of nutrients could lower costs while also achieving environmental improvements. Technologies for separating slurry and concentrating nutrients is available but is not applied on the farm level in Sweden. These technologies can lead to sustainable manure handling but require investment and operational costs. A thorough examination of the economic possibilities for farmers to invest in this technology is therefore essential. This project intends to (i) evaluate concentration technologies that can be applied at the farm level, (ii) determine the economic conditions necessary for profitable application of the technology on farms.

På grund av flytgödselns höga vattenhalt och låga koncentrationer av växtnäring är hanteringskostnaden hög jämfört med mineralgödsel. Teknik för separering och koncentrering av växtnäringsämnen i flytgödsel finns men tillämpas inte i Sverige på gårdsnivå. Att öka koncentrationen av näringsämnen i flytgödsel samtidigt som mängden reduceras kan leda till en minskning av hanteringskostnaden vid lagring och spridning och ge en ökad lönsamhet på gården. Dessutom kan det leda till bättre kväveutnyttjande men kommer att medföra investering i behandlingsteknik. Det är nödvändigt att grundligt undersöka vilka tekniska alternativ som finns att tillgå och att ta reda på om det är ekonomiskt lönsamt för lantbrukare att investera i denna typ av teknik.

På grund av flytgödselns höga vattenhalt och låga koncentrationer av växtnäring är hanteringskostnaden hög jämfört med mineralgödsel. Teknik för separering och koncentrering av växtnäringsämnen i flytgödsel på gårdsnivå finns tillgänglig på marknaden men tillämpas inte i Sverige. Att öka koncentrationen av näringsämnen i flytgödsel samtidigt som mängden reduceras kan ge en minskad hanteringskostnad vid lagring och spridning och ökad lönsamhet för gården. Dessutom kan det leda till ett bättre kväveutnyttjande men medföra en investering i behandlingsteknik. Kostnaderna är högre för system med koncentrering av gödsel jämfört normal hantering medan det miljömässigt finns fördelar med att koncentrera gödsel. Fördelarna är bättre växtnäringsutnyttjande och minskad miljöpåverkan. Nackdelarna är kostnaden, avsättning för gödselfraktioner utanför gården och svårigheten att rena vatten så att det kan släppas till recipient.

Tanken med koncentrering av gödsel är att behålla växtnäringen men minska volymen och eller vikten. En avgörande faktor är om det är möjligt att rena den avskilda vätskan till den grad att det är möjlig att släppa ut den till recipient utan vidare behandling. Det är system med membranfiltrering, omvänd osmos som har identifierats ha kapaciteten att minska koncentrationerna av främst kväve och fosfor. Teknik för att processa gödsel finns tillgänglig på marknaden. I många fall rör det sig om tekniker som separerar gödseln i två eller flera fraktioner som skruvpress, centrifug etc. I andra fall finns tekniker för att exempelvis driva av kväve genom luftning. De lösningar som är intressanta och leder till koncentrering av gödsel är filtrering av gödsel med utnyttjande ultrafiltrering och omvänd osmos. En annan lösning som finns tillgänglig är mekanisk separering följt av aerob behandling för att reducera i första hand lukt. Den aeroba behandlingen kan i sin tur leda till att större andel av kvävet finns som ammoniumkväve och därför mer växttillgängligt och ger ett bättre gödselmedel.
Att inte behandla gödsel är ekonomiskt den lösning som har de lägsta kostnaderna. Hantering av flytgödsel utan behandling är det enklaste systemet med minst antal processteg. De övriga systemen där gödseln processas på något vis ger ökad hantering. Förutom processanläggningen tillkommer extra kostnader för både lagring, transport och spridning i de fall där fler fraktioner ska hanteras. För koncentrering med hjälp av filtrering är det anläggningskostnaderna som är de stora posterna jämfört ej processad gödsel.
Koncentrering av gödsel kan ge både för och nackdelar avseende miljöpåverkan. Utsläpp av övergödande ämnen minskar något vid behandling av svingödsel. Effekten blir större för nötgödsel. Utsläpp av klimatgaser är till stor del beroende av hur mycket lustgas som bildas då lustgas är en potent växthusgas som ger ett mycket stort bidrag till växthuseffekten per kg som avgår till luft. Koncentrering av gödsel ger upphov till en eller flera produkter som ska omhändertas. Beroende på mängd, volym och koncentration av växtnäring kan produkterna användas på olika vis. Som ett första steg i en koncentreringsprocess sker en mekanisk separering som resulterar i en fast och en flytande fas. Den fasta fasen, som innehåller det mesta av fosforn samt det mesta av det organiska kvävet, kan hanteras som fastgödsel och spridas på åkermark.
Lantbruket i både Sverige och utomlands är ekonomiskt pressat med dålig lönsamhet. Det gör att det i nuläget är svårt för gårdar att investera i ny teknik för att separera och koncentrera gödsel. Ett tekniskt problem är att hantera de fraktioner som uppstår. Om marknaden för att avsätta koncentrerade produkter, som exempelvis ammoniumsulfat från luftstripper eller struvit från struvitfällning, är liten och osäker minskar incitamenten för att investera i teknik som fraktionerar och koncentrera gödsel. Om flera fraktioner blir resultatet så ökar även behovet av teknik och utrustning för att lagra och sprida fraktionerna. I de fall då fraktionerna är fasta finns det en tekniks begränsning i dagen spridarutrustning avseende att sprida små givor. Ska små givor dessutom spridas med precision är hindren fler.
Miljömässigt innebär införande av koncentreringsteknik framför allt minskade emissioner av kväve till luft och vatten. Jordbruket går mot allt större enheter som koncentreras till få platser. Till dessa produktionsplatser förs det in stora mängder näringsämnen förs via foder. Huvuddelen av näringsämnena hamnar i gödseln. Då produktionen av foder sker på annan plats än själva djurhållningen kommer det finnas ett ökat behov att återcirkulera växtnäringen från de platser det kommer ifrån. Framför allt fosfor är en ändlig resurs där behovet av hushållning är stort för att långsiktigt kunna bedriva en lönsam växtproduktion. Genom koncentrering och separering av gödsel kan växtnäringskoncentrationen öka samtidigt som den totala volymen minskar. Det gör det ekonomiskt möjligt att transportera gödselprodukter längre sträckor än tidigare.
Några av de viktigaste för och nackdelar med koncentreringsteknik är:
+ Bättre möjlighet att fördela N & P dit det behövs
+ Minskade utsläpp av övergödande ämnen
+ Möjlighet till bättre hushållning med resurser som kväve och fosfor
- Kostnaden
- Avsättning av gödselfraktioner/ -produkter
- Svårt att rena vatten till den grad att det kan släppas ut direkt till recipient
- Teknik för att effektivt omhänderta fraktioner på gårdsnivå
- Skalan - de flesta tekniker är anpassade för större skala en den enskilda gården