Foto: EnviDan

Sådan får vi mere biogas ud af gyllen

mandag 24 sep 18
|
af Morten Andersen

Kontakt

Ioannis V Skiadas
Lektor
DTU Kemiteknik
45 25 27 29

Om Ammonox-projektet

Navnet Ammonox henviser til, at omdrejningspunktet for projektet er ammoniak. Metoderne til forbehandling af husdyrgødning er udviklet af forskere på DTU Kemiteknik. De industrielle partnere er Dansk Gasteknisk Center, Nordic Bioenergy og EnviDan. ForskEL-programmet, som administreres af Energinet, har finansieret arbejdet. 

Biogas kan tidobles

Biogas består af en blanding af metan – med den kemiske formel CH4 – og CO2. Gassen dannes i tanke, hvor mikroorganismer omdanner husdyrgødning og organiske restprodukter under iltfrie forhold. Gennem de senere år er der opført en række nye biogasanlæg. I 2017 svarede produktionen af biogas til 10 pct. af forbruget af naturgas i Danmark. Energistyrelsen vurderer, at der er biologisk råmateriale nok til, at man kunne tidoble produktionen af biogas. Det kræver imidlertid en forbedring af mulighederne for at udnytte især lignocellulose-restprodukter. Dette er formålet med Ammonox-projektet
En ny metode gør landbrugets gylle langt mere velegnet som råstof for biogas. Metoden kombinerer moderne kemiteknik med en praksis, som var almindelig i dansk landbrug indtil for 50 år siden.

Gylle og anden husdyrgødning har vi masser af i Danmark, men samtidig går det trægt med at opfylde den energipolitiske målsætning om at bruge gødningen som råstof til at lave biogas. Nu har forskere ved DTU Kemiteknik i samarbejde med en række virksomheder udviklet en metode, der gør husdyrgødningen markant bedre egnet til formålet.

”Populært sagt bruger vi kemi til at ’tygge’ den svært tilgængelige del af gødningen for mikroberne, så de kan udnytte hele det organiske indhold til at producere biogas,” siger civilingeniør Kim Paamand, udviklingschef for biogas hos EnviDan, som er en af landets største rådgivende ingeniørvirksomheder inden for miljø og energi.

I 2009 satte den daværende regering som mål, at halvdelen af landets husdyrgødning skulle bruges som råstof for produktion af biogas i 2020. Men ifølge Foreningen Biogasbranchen er andelen i dag mindre end 10 pct.

”50 pct. var egentlig ikke særlig ambitiøst, og nu viser det sig endda, at vi er meget langt fra at kunne nå det mål. Men den ekstra gasudnyttelse, som er opnået med den nye metode, er virkelig signifikant,” siger Kim Paamand.

Problem vendt til fordel

Der er flere grunde til, at det går langsomt med at udnytte husdyrgødningen til biogas. En af dem er, at gødningen indeholder betydelige mængder af materiale, som mikroorganismerne i biogasanlægget har svært ved at omsætte. Det drejer sig dels om ufordøjet plantemateriale fra dyrenes foder og dels om dybstrøelse, som er den halm, der er strøet ud i dyrestaldene. Halm og lignende plantemateriale indeholder stoffet lignocellulose, som mikroorganismer har svært ved at nedbryde.

”Så længe man kun fodrer mikroberne med let fordøjeligt organisk affald som fedt, alkohol og sukker, vil de stort set spise op. Men for lignocellulose-biomasse er udnyttelsen kun 60-70 pct. Det giver lavere biogasproduktion, og samtidig får man et restprodukt. Begge dele går ud over driftsøkonomien,” forklarer Kim Paamand.

Samtidig er det også et problem, at husdyrgødning indeholder store mængder ammoniak – med den kemiske formel NH3 – som stammer fra dyrenes urin. Ammoniak er uønsket i et biogasanlæg, fordi mikroor­ganismerne tåler ammoniak dårligt. Forskerne på DTU Kemiteknik har imidlertid vendt problemet om til en fordel. De udnytter nemlig ammoniakken til at opbløde lignocellulose i gødningen. Teknikken har de døbt Aqueous Ammonia Soaking (AAS).

Slægtskab med gammelt landmandstrick

"Det handler også om at få sluttet cirklen, så vi får næringsstoffer og energiindhold i restprodukter aktiveret i stedet for at betragte dem som et affaldsproblem."
Kim Paamand, udviklingschef for biogas hos Envidan

Efter forbehandlingen med ammoniak er det lykkedes i laboratoriet at tredoble produktionen af gas fra lignocellulose i gødningen. Med andre ord: 200 pct. ekstra udbytte.

”De eksisterende danske biogasanlæg er bygget på en anden måde end vores laboratorieopstilling,” fortæller lederen af projektet, lektor Ioannis Skiadas, DTU Kemiteknik. Han fortsætter:

”Derfor kan vi ikke gå direkte ud og opnå lige så højt ekstra udbytte ude på anlæggene, men 25-30 pct. ekstra udbytte virker bestemt realistisk. Det vil i så fald betyde en markant forbedring af anlæggenes driftsøkonomi. Det vil igen give et bidrag til, at en højere andel af gødningen kan blive udnyttet til biogas, som det er målet i dansk energipolitik.”

Selvom det har krævet omfattende forsøg at udvikle metoden, forklarer Ioannis Skiadas, at man faktisk havde en beslægtet praksis i dansk landbrug midt i sidste århundrede:

”Indtil for 50 år siden var det almindeligt, at landmanden behandlede stakke af halm med ammoniak. Dengang var formålet ikke at fremstille biogas, men derimod at gøre halmen lettere for kvæg at fordøje. Halm var jo en billig form for foder. Den forbehandling, som vi udfører, er grundlæggende den samme. Vi forbereder bare et måltid til mikroorganismer i stedet for til kvæg.”

Den gamle praksis kom i miskredit, fordi der dampede ammoniak ud til omgivelserne. Det gav problemer for både miljø og sundhed, så metoden blev forbudt.

”Der slipper naturligvis ikke ammoniakdampe ud ved vores metode. Vi indfanger dampene og genbruger ammoniakken til at sætte mere plantemateriale i blød,” understreger Ioannis Skiadas.

Lad os slutte cirklen

EnviDan har både projekteret og været projektleder for opførelsen af en række biogasanlæg. Her ser Kim Paamand et stort behov for den nye metode:

”Det attraktive ved metoden er, at hele infrastrukturen i form af biogasanlæg og transport af gødning og de andre råvarer allerede er etableret. Med andre ord har du allerede betalt for dine råvarer; nu får du bare mulighed for at få et større udbytte fra dem. Der vil naturligvis være nogle udgifter, fordi vi først skal tilføre ammoniak og senere trække ammoniakken ud igen, så den ikke generer mikroberne. Men ud fra resultaterne fra laboratoriet forventer vi, at den samlede driftsøkonomi vil være god. Det skal vi eftervise nu, når vi tager metoden videre i pilotforsøg i branchen.”

Kim Paamand tilføjer, at perspektivet rækker ud over udnyttelse af husdyrgødning:

”Metoden kan også bruges til at sætte halm, græs og andre tungt omsættelige plantematerialer i blød i ammoniak. I øvrigt er det her ikke kun et spørgsmål om produktion af vedvarende energi. Det handler også om at få sluttet cirklen, så vi får næringsstoffer og energiindhold i restprodukter aktiveret i stedet for at betragte dem som et affaldsproblem. Heldigvis bliver der opført flere og flere biogasanlæg i Danmark, men det vil være godt, hvis der kan komme endnu større bevidsthed om den rolle, som produktion af biogas kan spille.” 

Relaterede Videoer  

Vis flere