1. Inledning................................................................................................................................. 2
1.1 Bakgrund .......................................................................................................................... 2
1.2 Syfte och mål .................................................................................................................... 2
2. Material och metoder ............................................................................................................. 3
2.1 Samrötningsanläggning Ånäset. ....................................................................................... 3
2.2 Gårdsbiogas ...................................................................................................................... 4
2.3 Avgränsningar .................................................................................................................. 4
3. Kraftvärme från biogas........................................................................................................... 5
3.1 Gårdsbiogas ...................................................................................................................... 5
3.1.1 Aspekter vid kalla klimat .......................................................................................... 6
3.1.2 Energikostnader ......................................................................................................... 6
3.2 Samrötningsanläggning .................................................................................................... 7
4. Resultat ................................................................................................................................... 8
4.1 Biogasanläggning Ånäset ................................................................................................. 8
4.1.2 Ekonomi .................................................................................................................... 9
4.1.3 Flöden av Kväve och fosfor .................................................................................... 10
4.2 Gårdsbiogas modell Mjölkgård 60 mjölkkor ................................................................. 12
4.2.1 Beskrivning biogasanläggning ................................................................................ 12
4.2.2 Ekonomi .................................................................................................................. 13
4.3 Gårdsbiogas Modell Mjölkgård 100 mjölkkor ............................................................... 14
4.3.1 Beskrivning biogasanläggning ................................................................................ 14
4.3.2 Ekonomi .................................................................................................................. 15
5. Diskussion ............................................................................................................................ 16
6. Referenser............................................................................................................................. 18
6.1 Litteratur ......................................................................................................................... 18
6.2 Hemsidor ........................................................................................................................ 19
6.3 Personlig kommunikation .............................................................................................. 19
1
1. Inledning
1.1 Bakgrund
Denna rapport utgör en fortsättning på författarens examensarbete i miljövetenskap, ”Biogas
och energieffektivitet i lantbruket –En systemstudie av mjölkproduktion i Robertsfors
kommun” utförd vid Ekoteknik, Mitthögskolan Östersund 2003. Projektet har bedrivits som
arbetspraktik under tidsperioden april – juli 2004 vid ”Det hållbara Robertsfors” och har
delfinansierats genom stipendiemedel från Agrifack.
Varför biogas?
Biogas är förnyelsebar energi och ger låga emissioner vid förbränning. Rötningsprocessen kan
användas för att skapa system för hushållning av näringsämnen och möjliggör
omhändertagande av organiskt avfall Vidare ger rötningsprocessen en förbättring av gödsel
såsom mer balanserad och växttillgänglig näring och minskad lukt i jämförelse med orötad
gödsel. En biogasanläggning med kraftvärmeproduktion säkerställer el och värme-
energiförsörjningen i livsmedelsproduktionen.
1.2 Syfte och mål
Syfte
Belysa möjligheter att öka produktionen av förnyelsebar energi genom biogasproduktion.
Skapa system för hushållning av växtnäringsämnen genom att möjliggöra återförsel av
organiskt avfall från tätorter till jordbruksmark.
Utveckla norrländskt lantbruk.
Mål
Projektets mål är att beskriva modeller för rötning av flytgödsel, vallgrödor och organiskt
avfall i Robertsfors kommun. Efter önskemål från berörda lantbrukare kommer studien att
behandla två biogasscenarion.
Scenario 1. Gårdsbiogasanläggning för ett antal lantbrukare i Flarken. Rötsubstrat främst
flytgödsel. Kraftvärmeproduktion.
Scenario 2. Större biogasanläggning i Ånäset. Rötsubstrat vallgrödor, flytgödsel, hästgödsel,
slaktavfall, organiskt hushållsavfall. Kraftvärmeproduktion för uppkoppling mot
fjärrvärmenät.
Innehållande delar:
Omhändertagande avfall och gödsel
Dimensionering biogasanläggning, teknikval
Energiflöden
Näringsämnesflöden
Ekonomisk analys
2
2. Material och metoder
Datainsamling har skett via studier av litteratur och forskningsrapporter inom berörda
områden. Ett studiebesök har gjorts vid biogasanläggningen i Laholm samt deltagande vid
seminarium om gårdsbaserad kraftvärmeproduktion. Vidare har intervjuer med lantbrukare
genomförts. Samarbete med projektledare för ”det hållbara Robertsfors” har pågått under
arbetet.
2.1 Samrötningsanläggning Ånäset.
Framtagandet av modell för biogasanläggning i Ånäset bygger på teknik och
investeringskostnader för biogasanläggningen i Laholm. Nedan i figur 1 visas modell för
kartläggning av flöden av kväve och fosfor i anslutning till samrötningsanläggning. Antalet
konsumenter motsvarar antalet anslutna till reningsverken i Robertsfors, Ånäset och Bygdeå.
300 ha vall
Reningsverk slam Avkastning 5000 kg ts /ha
(Pilar anger
flöden av N och P)
avlopp
rötrest vallgröda
Robertsfors
(3000 p.e)
Hästgödsel
slaktavfall
Livsmedels-
avfall
rötrest flytgödsel
Slakteri avsaluprod. Lantbruk
Mejeri 400 mjölkkor
1200 slaktsvin
Umeå
Fig. 1. Modell för kartläggning av flöden av kväve och fosfor i anslutning till samrötningsanläggning i Ånäset.
3
2.2 Gårdsbiogas
I rapporten finns beräkningar för två modeller med kraftvärmeproduktion för gårdsbruk.
Typgårdar som valts är mjölkgårdar med 60 mjölkkor + rekrytering respektive 100 mjölkkor
+ rekrytering Anläggningarnas utformning bygger på vanligast förekommande och i litteratur
rekommenderad teknik. Ekonomiska indata har hämtats från uppgifter från seminarium om
gårdsbiogas.
2.3 Avgränsningar
De ekonomiska analyserna är företagsekonomiska och inriktade på energikostnader. Externa
värden såsom förbättring av gödsel, omhändertagande av organiskt avfall etc. har ej medtagits
i beräkningarna.
Kartläggning av kväve- och fosforflöden gäller enbart för levererande lantbruk i modellen
anknutna till biogasanläggning och inte kommunen som helhet.
Utredning om lämplig placering för samrötningsanläggning har ej genomförts i denna rapport.
4
3. Kraftvärme från biogas
3.1 Gårdsbiogas
Biogas som produceras vid rötning kan användas för att alstra el och värme i en
kraftvärmeanläggning. Anläggningens effekt kan variera från några kilowatt vid en
gårdsanläggning upp till flera hundra kilowatt för en samrötningsanläggning. Nedan visas
(bild 1a och 1b) ett kraftvärmeaggregat från ”Kraftwerk” med en eleffekt på 5-15 kW
passande för en gårdsbiogasanläggning.
bild 1a och 1b. Kraftvärmeaggregat av märket Kraftwerk. Eleffekt 5 – 15 kW värmeeffekt, 19 – 30 kW,
totalverkningsgrad 95 % (källa, Glizie, hemsida)
En skiss av gårdsbiogasanläggning med kraftvärmeproduktion visas i figur 2. En beskrivning
av de olika delarna punktas nedan.
Rötkammare - en lufttät behållare där bakterier bryter ned organiskt material till metangas,
koldioxid och vatten. Storleken på rötkammaren varierar från 100 – 1000 m3
Mottagningssteg - en förtank till rötkammaren där rötsubstrat kan blandas och finfördelas
och eventuellt upphettas för att avdöda oönskade bakterier.
Kraftvärmeanläggning - el och varmvatten alstras genom förbränning av metangas i en
gasmotor kopplad till en generator. Värme från motor och avgaser tas upp av en
värmeväxlare. Av inkommande energi i metangasen blir omkring 1/3 elektrisk energi och
2/3 värmeenergi.
Värmekulvert - rörledningssystem och värmeväxlare för att distribuera varmvatten till
lantbruksföretagets olika byggnader.
Rötrestlager och gaslager- en gödselbrunn som övertäcks och fungerar både som
rötrestlager och gaslager
Gasfackla- vid driftsstopp på gasmotor måste överskott av metangas kunna förbrännas till
koldioxid.
5
Varm-
vatten El
Gödsel Kraftvärme-
anläggning
Pumpbrunn
fackla
Ensilage
Växtrester
Org. avfall
Blandningstank Rötkammare Gas- och
rötrestlager
Figur 2. Biogas - och kraftvärmeanläggning får gårdsbruk
3.1.1 Aspekter vid kalla klimat
En biogasanläggning i kalla klimat kräver god isolering av rötkammare och av rörsystem för
att undvika frysning. Med god isolering minskar effektbehovet av varmvatten till
rötkammaren. Rör för gödsel och gas kan läggas under jord. Hänsyn måste också tas för att
snö kan ansamlas uppe på rötkammare och rötrestlager. (Kalmari, 2004)
3.1.2 Energikostnader
Kostnaden för att producera el och värme från en gårdsbiogasanläggning varierar med
storleken på biogasanläggningen. Kostnaden per kWh sjunker ju högre effekt som kan
installeras. Största posten är kapitalkostnader från investering av biogas- och
kraftvärmeanläggning. Övriga kostnader är underhåll, skatt och ev. mätavgifter om el skall
levereras ut på det allmänna elnätet. I tabell 1 presenteras investeringskostnader och
driftskostnader för gårdsbiogasanläggningar med 7,5 – 100 kW eleffekt.
Tabell 1. Investeringskostnader och driftskostnader för gårdsbiogasanläggningar
Typgård storlek Eleffekt Investering Investering Total kostnad (inkl
(antal mjölkkor) (kW) biogasanläggning kraftvärmeanläggning druft, skatt, kapital)
(kkr) (kkr) (kkr)
40 7,5 1100 130 - 330 110 - 170
150 30 2550 610 - 700 400 - 420
250 50 4000 620 - 840 520 - 630
500 100 6600 1000 - 1200 850 - 890
(källa: Kanenergi, 2004)
6
3.2 Samrötningsanläggning
En samrötningsanläggning kan användas för att utvinna biogas avsedd för
kraftvärmeproduktion eller fordonsbränsle. Tekniken är i stort sett av samma typ som för en
gårdsbiogasanläggning dock i en mycket större skala. Eleffekter på gasmotorer varierar från
100 –1000 kW. Till detta alstras stora värmemängder vilket gör att en kraftvärmeanläggning
kräver god avsättning för värme t.ex ett fjärrvärmenät.
Gödsel från flera gårdar transporteras till biogasanläggningen med tankbil. Andra rötsubstrat i
en samrötningsanläggning kan vara vallgrödor, slaktavfall, och livsmedelsindustriavfall. För
att kunna blanda olika typer av substrat har samrötnigsanläggningar ett hygieniseringssteg där
smittämnen avlägsnas genom kraftfull upphettning. Om biogasanläggningen ligger i närheten
av bebyggelse finns teknik för att minska luktspridning genom bla. ozonrening av frånluft.
Den rötrest som bildas mellanlagras först vid biogasanläggningen där viss metangas
fortfarande avges. Därefter transporteras rötresten tillbaka till respektive lantbruk eller den
odlingsmark som avsatts för vallproduktion.
7
4. Resultat
4.1 Biogasanläggning Ånäset
4.1.1 Beskrivning biogasanläggning
En biogasanläggning med kraftvärmeproduktion i Ånäset driven av gödsel från 400 mjölkkor,
1200 slaktsvin och vallgrödor från 300 ha åker kan producera el och värme till motsvarande
100 – 150 villors årsförbrukning. Vidare möjliggör biogasanläggningen omhändertagande av
slaktavfall, livsmedelsavfall och hästgödsel. Vallproduktion för energiändamål möjliggör
återförsel av fosforrikt avloppsslam som ansamlas vid kommunens reningsverk.
Till anläggningen tillföres 20 000 ton gödsel och 6600 ton ensilage per år samt mindre
mängder organiskt avfall. Rötningen sker i en 1800 m3, totalomblandad, enstegs, mesofil
rötkammare. Uppehållstiden är 22 dygn. Flytgödseln transporteras i sluten tankbil (bild 4)
med slamsugare och pumpas till en förtank på 800 m3. Gödsel och hackad vallgröda blandas i
förtanken med kraftiga omrörare. Från förtanken påfylls automatiskt varje dag drygt 70 m3
rötsubstrat till rötkammaren. För att avlägsna smittämnen värmebehandlas biomassan vid
70ºC i en timma. Behandlingen försiggår i ett slutet kretslopp där uppvärmning,
värmeavgivning och pastörisering sker samtidigt. Värmeväxlare nyttjas för att ta vara på
värme i utrötad gödsel. Driftperioden sker under hela året. Vid uppstartningsförloppet matas
rötkammaren med 70 m3 dagligen tills volymen är 1600 m3. Därefter hålls volymen konstant.
Principskiss visas i figur 2. Totalt produceras omkring 3000 Nm3 biogas / dag motsvarande
energimängd i 2000 liter brännolja. Rötresten återförs till lantbruken eller lagras i täckta
brunnar vid odlingsmark som avsatts för vallproduktion (Beräkningar och källdata redovisas i
bilaga 1)
Bild 2. Mottagning av container Bild 3. Tankbil (Shk-energi, 2002, hemsida)
(Shk-energi, 2002, hemsida)
Biogasen leds till en kraftvärmeanläggning bestående av en gasmotor med 850 kW effekt.
Kraftvärmeanläggningen kan producera 300 kW el och 450 kW värme. Vid en drifttid på 330
dagar beräknas årsproduktionen av el vara 2400 MWh. Årsproduktionen av värme beräknas
vara 3600 MWh.
8
16000 m3 nötgödsel
6600 ton ensilage Rötkammare Kraftvärme
4000 m3 svingödsel CH4
200 m3 hästgödsel V= 1800 m3 850 kW
T= 38C 300 kW el
50 ton livsmedelsavfall
450 kW värme
50 ton slaktavfall = 22 dygn
2400 MWh el
Fig. 3. Principskiss för 300 kWel biogasanläggning i Ånäset
3600 MWh värme
4.1.2 Ekonomi
Investeringskostnaden beräknas till omkring 20 milj. kr fördelat på 15 milj. kr för
biogasanläggning, 3 milj. kr för kraftvärmeanläggning samt 2 milj. kr för tankbil.
Investeringskostnaden kan reduceras med 30 % genom Klimpbidrag. Med en avskrivningstid
på 15 år till 6 % kalkylränta blir kapitalkostnaden 1 milj kr per år inklusive klimpbidrag och
1,4 milj. kr exklusive klimpbidrag. Nedan redovisas de årliga kostnaderna för produktion av
kraftvärme i tabell 2. Energikostnaden räknat som kr / kWh el och värme visas i tabell 3.
(Beräkningar och källdata redovisas i bilaga 1)
Tab. 2. Årliga kostnader för produktion av kraftvärme
Kostnader Inkl. klimp (kkr) Exkl. klimp (kkr)
Kapitalkostnad 1000 1400
Ensilage 900 900
Gödsel och rötresttransport 200 200
Driftskostnad, underhåll 200 200
Personal 600 600
Fastighetsskatt 100 100
Totalt 3000 3400
Tab. 3. Energikostnader per kWh el och värme.
Energikostnad Inkl klimp (kr / kWh) Exkl. klimp (kr / kWh)
El 0,48 0,55
Värme 0,50 0,56
9
4.1.3 Flöden av kväve och fosfor
Reningsverk
Årligen ansamlas 500 ton slam från reningsverken i Robertsfors, Ånäset och Dalkarlså.
Antalet personenheter anslutna till dessa reningsverk är 3000. Slammet innehåller 2,6 ton
kväve och 2,1 ton fosfor. Denna växtnäring kan tillgodogöras i vallodling avsedd för
energigrödor.
Vallodling
Näringsbehovet för 1 ha vallodling med 10% klöver vid en avkastningsnivå på 5000 kg ts / år
är 130 kg kväve och 14 kg fosfor. Därav behövs 39 ton N och 4,2 ton P för gödsling av 300 ha
vall. Detta gödselbehov täcks av rötrest och slam Näringsinnehållet i vallgrödan som lämnar
åkerarealen från 1 ha är 120 kg kväve och 15 kg fosfor. Därav lämnar 36 ton kväve och 4,5
ton fosfor åkerarealen.
300 ha vall
Reningsverk 2,6 Avkastning 5000 kg ts /ha
(ton N / år)
37 36
Robertsfors
(3000 p.e)
1,3 0,4 Hästgödsel
Livsmedels-
avfall
6,9
44 44
Slakteri 20 Lantbruk
Mejeri 400 mjölkkor
1200 slaktsvin
12
Umeå
Fig. 4. Flöden av kväve i anslutning till samrötningsanläggning i Ånäset
10
Lantbruk
Gödseln som används i biogasanläggningen kommer från mjölkgårdar med sammanlagt 400
mjölkkor samt svinfarmar med sammanlagt 1200 slaktsvin. Näringsinnehållet i gödseln
beräknas till 44 ton kväve och 18 ton fosfor. Lantbruken får tillbaka samma mängd kväve i
rötresten, dock med omkring 10 % högre innehåll av ammoniumkväve. Vad gäller fosfor är
det möjligt att återföra 3 ton mer än som lämnades i gödseln tack vare att fosfor från
avloppsvatten återförs till vallodling.
Mejeri och slakteri
Näringsämnen i avsaluprodukterna mjölk och kött uppgår till 20 ton kväve och 3,9 ton fosfor.
Av detta konsumeras 6,7 ton kväve och 1,4 ton fosfor i mjölk ock kött av de 3000 personer
som bor i tätorterna. Om slaktavfall som produceras inom kommunen tillförs
biogasanläggningen kan 1,3 ton kväve och 0,3 ton fosfor återföras till lantbruket. Resterande
del, 12 ton kväve och 2,2 ton fosfor, lämnar kommunen i mjölk. (Beräkningar och källdata
redovisas i bilaga 2)
Hästgödsel och livsmedelsavfall
I modellen har antagits att 200 m3 hästgödsel och 50 ton livsmedelsavfall eller annat organiskt
avfall tillförs biogasanläggnigen. Näringsinnehållet beräknas vara omkring 0,4 ton kväve och
0,4 ton fosfor.
300 ha vall
Reningsverk 2,1 Avkastning 5000 kg ts /ha
(ton P / år)
2,1 4,5
Robertsfors
(3000 p.e)
Hästgödsel
0,3 0,4
Livsmedels-
avfall
1,4
21 18
Slakteri Lantbruk
3,9
Mejeri 400 mjölkkor
1200 slaktsvin
2,2
Fig. 5. Flöden av fosfor i anslutning till samrötningsanläggning i Ånäset.
11
4.2 Gårdsbiogas modell Mjölkgård 60 mjölkkor
4.2.1 Beskrivning biogasanläggning
Exemplet nedan visar småskalig kraftvärmeproduktion för en mjölkgård med 60 mjölkkor
plus lika många ungdjur (figur 6). Dagligen tillförs 6,6 m3 flytgödsel samt 55 kg ts. ensilage
under stallperioden september - maj. Under betesperioden juni – augusti blir
flytgödselmängden ungefär hälften. Rötkammaren består av en 180m3 gastät stålcistren med
eldriven propelleromrörare. Rötningen sker vid 38C och uppehållstiden är 22 dygn.
Producerad biogas leds till en kraftvärmeanläggning med en gasmotor med 35 kW effekt.
Eleffekten beräknas då bli 11 kW och värmeeffekten 22 kW. Av producerad el och värme
åtgår omkring 1,5 kW el och 3 – 8 kW värme till biogasanläggnigen beroende på
utomhustemperatur. Tillgänglig eleffekt blir då 9,5 kW och tillgänglig värmeeffekt 15 kW i
medeltal. Årsproduktionen med en drifttid på 340 dagar på gasmotorn samt 60 % effekt under
betesperioden beräknas till 70 MWh el och 125 MWh värme. (Beräkningar och källdata
redovisas i bilaga 3)
60 mjölkkor +
rekrytering
50 MWh el 10 MWh el 10 MWh el
50 MWh värme 25 MWh v. 25 MWh v.
9,5 kW el
6,6 m3 gödsel 15 kW värme
55 kg ts ensilage
70 MWh el / år
125 MWh värme / år
135 m3
rötrest 180 m 3 biogas
Kraftvärme
3 T= 38C 35 kW
2000 m
= 22 d 11 kW el
1,5 kW el 22 kW värme
3-8 kW värme
Fig. 6. Gårdsbiogasanläggning 11 kW eleffekt.
Energiförbrukningen på modellgården uppgår till 50 MWh värme och 50 MWh el för stall
och personalutrymmen. Energiförbrukningen för bostadshus med sammanlagt 200 m2 yta är
50 MWh värme och 20 MWh el. (Beräkningar och källdata redovisas i bilaga 5)
12
4.2.2 Ekonomi
Nedan visas investeringskostnaden för olika delar av biogasanläggningen i tabell 4
Tab 4. Investeringskostnad för 11 kWel biogasanläggning
Investering (kkr)
Rötkammare 900
Kraftvärme 500
Rötrest / Gaslager 200
Värmeväxlingssystem 100
Pump / rörsystem 200
Värmekulvert 200
Totalt 2100
(källa, Lantz, 2004)
Genom klimatinvesteringsbidrag kan investeringskostnaden reduceras med 30 % vilket
motsvarar 630 kkr. Nedan redovisas driftskostnader för 11 kWel biogasanläggning i tabell 5.
Avskrivningstid för rötkammare är satt till 20 år, 7 % kalkylränta. Avskrivningstid för
kraftvärmeanläggning är satt till 15 år, 7 % kalkylränta.
Tab 5. Driftskostnader för 11 kWel biogasanläggning
Kostnader Exkl. klimp (kkr) Inkl. klimp (kkr)
Kapital 125 95
Drift / underhåll 20 20
Fastighetsskatt 10 10
Totalt 155 125
Energikostnaden uträknat per kWh använd el och värme med eller utan reducering av
investeringskostnad genom klimpbidrag visas i tabell 6 nedan.
Tab 6. Energikostnader för 11 kWel biogasanläggning
Energikostnad Exkl. klimp Inkl. klimp
(kr / kWh) (kr / kWh)
El 0,79 0,63
Värme 1,00 0,81
13
4.3 Gårdsbiogas modell Mjölkgård 100 mjölkkor
4.3.1 Beskrivning biogasanläggning
Exemplet nedan visar småskalig kraftvärmeproduktion för en mjölkgård med 100 mjölkkor
plus lika många ungdjur. Dagligen tillförs 9,6 m3 flytgödsel samt 70 kg ts. ensilage under
stallperioden september - maj. Under betesperioden juni – augusti blir flytgödselmängden
ungefär hälften. Rötkammaren består av en 230m3 gastät stålcistren med eldriven
propelleromrörare. Rötningen sker vid 38C och uppehållstiden är 22 dygn. Producerad
biogas leds till en kraftvärmeanläggning med en gasmotor på 48 kW effekt. Eleffekten
beräknas då bli 15 kW och värmeeffekten 32 kW. Av producerad el och värme åtgår omkring
2 kW el och 5 - 15 kW värme till biogasanläggnigen. Tillgänglig eleffekt blir då 13 kW och
tillgänglig värmeeffekt 24 kW i medeltal. Årsproduktionen med en drifttid på 340 dagar på
gasmotorn samt 60 % effekt under betesperioden beräknas till 100 MWh el och 175 MWh
värme. (Beräkningar och källdata redovisas i bilaga X)
100 mjölkkor +
rekrytering
75 MWh el 15 MWh el 15 MWh el
85 MWh värme 30 MWh v. 30 MWh v.
13 kW el
9,6 m3 gödsel 24 kW värme
70 kg ts ensilage
100 MWh el / år
175 MWh värme / år
190 m3
rötrest 230 m3 biogas
Kraftvärme
3 T= 38C 48 kW
3000 m
= 22 d 15 kW el
2 kW el 32 kW värme
5-15 kW värme
Fig. 7. Gårdsbiogasanläggning 15 kW eleffekt.
Energiförbrukningen på modellgården uppgår till 85 MWh värme och 75 MWh el för stall
och personalutrymmen. Energiförbrukningen för bostadshus med sammanlagt 300 m2 yta är
60 MWh värme och 30 MWh el. (Beräkningar och källdata redovisas i bilaga X)
14
4.3.2 Ekonomi
Nedan visas investeringskostnaden för olika delar av biogasanläggningen i tabell 7.
Tab 7. Investeringskostnad för 15 kWel biogasanläggning
Investering (kkr)
Rötkammare 1200
Kraftvärme 600
Rötrest / Gaslager 200
Värmeväxlingssystem 100
Pump / rörsystem 200
Värmekulvert 200
Totalt 2500
(källa, Lantz, 2004)
Genom Klimatinvesteringsbidrag kan investeringskostnaden reduceras med 30 % vilket
motsvarar 750 kkr. Nedan redovisas driftskostnader för 15 kWel biogasanläggning i tabell 8.
Avskrivningstid för rötkammare är satt till 20 år, 7 % kalkylränta. Avskrivningstid för
kraftvärmeanläggning är satt till 15 år, 7 % kalkylränta.
Tab 8. Driftskostnader för 15 kWel biogasanläggning
Kostnader Exkl. klimp.(kkr) Inkl. klimp (kkr)
Kapital 150 110
Drift / underhåll 25 20
Fastighetsskatt 10 10
Totalt 185 140
Energikostnaden uträknat per kWh använd el och värme med eller utan reducering av
investeringskostnad genom klimpbidrag visas i tabell 9 nedan.
Tab 9. Energikostnader för 51 kWel biogasanläggning
Energikostnad Exkl. klimp Inkl. klimp
(kr / kWh) (kr / kWh)
El 0,65 0,49
Värme 0,83 0,63
15
5. Diskussion
Resultaten från beräkningarna av kraftvärme för gårdsbruk visar att mjölkgårdar med 60 –
100 mjölkkor kan bli i stort sett självförsörjande på el och värme genom rötning av flytgödsel
samt små mängder vallgröda. El behöver köpas in vid service på gasmotorn och värme
behöver tillföras från andra källor under mycket kalla vinterdagar.
Kostnaden för att använda kraftvärme från gårdsbiogas ligger mellan 0,79 kr / kWhel och 1,0
kr / kWhvärme för en 11 kWel kraftvärmeanläggning. Motsvarande energikostnader för 15 kWel
kraftvärmeanläggning är 0,65 kr / kWhel och 0,83 kr / kWhvärme. Kostnaden räknat per kWh
sjunker således med ökande storlek på anläggningen.
Om investeringskostnaden för gårdsbiogasanläggning reduceras med hjälp av
klimatinvesteringsbidrag kan energikostnaden sänkas med 20 – 25 %
I jämförelse mot konventionella uppvärmningssystem kan sägas att lönsamheten i att satsa på
en kraftvärmeanläggning är beroende av vilka befintliga uppvärmningssystem som finns på
gården. Värme från ved eller pellets har en kostnad på mellan 0,20 – 0,50 kr / kWh medan
värme från olja eller direktel har en kostnad av 0,80 – 1,20 kr / kWh. (Löfgren, 2004,
Axelsson, 2003 värmeboken)
Kostnaden för att använda el från gårdsbiogas inom lantbruksföretaget är konkurrenskraftig.
med elpriser runt 0,70 kr / kWh (inkl moms, skatt etc.) Däremot är det i dagsläget ej
ekonomiskt lönsamt att leverera ut el på stamnätet från en gårdsbiogasanläggning eftersom
ersättningen är för låg. Som en jämförelse kan nämnas att i Tyskland där det finns över 2000
gårdsbiogasanläggningar är lantbrukaren garanterad en ersättning av 0,70 kr / kWh levererad
(Ökobit, 2004, hemsida)
En gårdsbiogasanläggning med kraftvärmeproduktion utgör ett sätt att gardera sig mot ökande
kostnader för el och olja. Avgörande för elprisets utveckling blir troligtvis avregleringen av
den europeiska elmarknaden 2007. Övriga värden som bör tas i beaktande är
rötningsprocessens förbättrande egenskaper av gödsel samt att en kraftvärmeanläggning kan
användas som reservkraftverk.
Beräkningarna från modell för samrötningsanläggningen i Ånäset visar att 2 400 MWh el och
3 600 MWh värme kan produceras årligen. Befintlig fjärrvärmeanläggning i Ånäset använder
3 300 MWh i form av hälften biobränsle och hälften olja Om pannverkningsgraden är 85%
produceras runt 2800 MWh värme årligen. Härmed finns det möjlighet till en viss utbyggnad
av fjärrvärmenätet. (Robertsfors kommun, 2002).
Om investeringskostnaden reduceras med hjälp av klimp-bidrag blir kostnaden för
kraftvärmeproduktionen 0,48 kr / kWh el och 0,50 kr / kWh värme. Elpriset för konsumenten
blir då omkring 0,9 kr / kWh inkl. skatt , nätavgift och moms. Värmepriset torde bli 0,70 –
0,80 kr / kWh inkl. moms och leveranskostnader.
Övriga aspekter för totalekonomin för en samrötningsanläggning är värderingen av
möjligheten till omhändertagande av organiska restprodukter samt avsättning för avloppsslam
i vallproduktion.
16
Kartläggningen av kväve och fosforflöden visar att de huvudsakliga flödena sker mellan
lantbruk, biogasanläggning och odlingsmark för energigröda. Dock kan man med hjälp av en
biogasanläggning upprätta ett system för återförsel av näringsämnen från organiska
restprodukter.
Viktigaste faktorn för återförsel av näringsämnen är möjligheten att använda avloppsslam som
gödselmedel i vallproduktion. Det gäller speciellt för lagerresursen fosfor. Den fosfor som
bundits upp i vallodling för energiproduktion kan via rötningsprocessen återföras till det
lantbruk som en gång tappades på fosfor i form avsaluprodukter. Däremot vad gäller
återförsel av kväve är det studerade systemet med avloppsslam inte speciellt effektivt. Endast
13 % av det kväve som lämnade lantbruken i avsaluprodukterna kan återfås. Detta beror på
reningsverkens dåliga förmåga att fånga upp kväveföreningar. Dock är kvävet lättare att
ersätta än fosfor tack vare klöverväxters förmåga att binda in luftkväve. För att minimera
förluster av kväve är det viktigt att rötresten lagras i täckta gödselbrunnar (Balmer et al, 2003,
Berg, 2000)
Kravs regler för ekologisk mjölkproduktion tillåter rötrest från biogasanläggningar som
gödselmedel, dock får denna inte innehålla flytgödsel från svingårdar. Genom att kontraktera
olika gårdar under olika tidsperioder under året kan rötsubstraten och därmed rötresten
kontrolleras. Ett certifieringssystem för rötrest är under uppbyggnad i Sverige.(Krav, 2004,
hemsida, Rvf, 2004, hemsida)
En biogasanläggning innebär en satsning på teknik som minskar utsläppen av växthusgaser.
Biogasen är ett förnyelsebart bränsle och kan ersätta exempelvis olja för uppvärmning eller
fossilt producerad elektricitet. Den kontrollerade hanteringen av flytgödseln ger minskade
metanutsläpp från gödselbrunnar. (Börjesson, 2003)
I beräkningarna har betydelsen av klimatinvesteringsbidrag framkommit. Eftersom en
biogassatsning är kapitalintensiv gör en reducering av investeringskostnaden med upp till
30% att energikostnaderna blir mer konkurrenskraftiga.
Istället för kraftvärmeproduktion är det möjligt att använda producerad biogas från en
samrötningsanläggning för att tillverka fordonsbränsle
17
6. Referenser
6.1 Litteratur
Alskog G. (1999), Norrländsk växtodling 1999, SLU-Röbäcksdalen, ISSN 0282-0447.
Balmer et al. (2002), System för återanvändning av fosfor ur avlopp, SNV-rapport 5221,
Stockholm, ISBN 91-620-5221-7.
Berglund M. och Börjesson P. (2003), Energianalys från biogassystem, Lth Lund, ISBN
9188360-63-6.
Berg J. (2000), Lagring och hantering av rötrester från storskaliga biogasanläggningar, Inst.
för jordbruks- och miljöteknik Uppsala, ISSN 1401-4955.
Börjesson P. (2003), Miljöanalys av biogassystem
Helmersson M. & Helmersson N.(2003), Inventering av biokapacitet i Robertsfors kommun
Jansen Å och Svärd J, (2003), Svenska biogasanläggningar –
erfarenhetssammanställning och rapporteringssystem, VA-forsk rapport 2003-14.
Johansson S. (1993), Lantbrukets möjligheter att omfördela elenergiuttaget, JTI-rapport 167,
Uppsala.
Johansson S. (2000), Energianvändning i mjölkproduktion, uppdragsrapport JTI, Uppsala.
KanEnergi, (2004), El och värmeproduktion med biogas inom lantbruket, KanEnergi Skara.
Larsson M. & Westerberg H, (2003), Inventering av vatten och avlopp i Robertsfors kommun
Lindberg A. & Edström M. (1998), Småskalig biogas i norra Europa – en
nulägesbeskrivning. Rapport 1998:3. Miljöteknikdelegationen, Stockholm.
LRF, (1997), Biodrivmedel. Information om etanol, biogas och RME.
Lantbrukarnas riksförbund, Stockholm.
Nordberg, Å. & Edström, M. (1997) Optimering av biogasprocess för lantbruksrelaterade
biomassor, JTI Uppsala, ISSN 1401-4955.
Optigas. (1999), Studie av infrastruktur för biogas som fordonsbränsle från energigröda,
gödsel och organiskt avfall, med optimal recirkulation av näringsämnen, Altener Projekt
1999-2000 Växjö kommun.
Robertsfors kommun, (2002), Energiplan för Robertsfors kommun
SLU, (1995), Områdeskalkyler, SLU-repro Uppsala, ISBN 91-576-4976-6.
18
Thyselius L. (1982), Biogas från gödsel och avfall. Meddelande 391. Jordbrukstekniska
institutet, Uppsala.
Wellinger, A. (1991), Biogas-Handbuch : Grundlagen - Planung - Betrieb landwirtschaftlicer
Anlangen, Tryck CVB Zürich, ISBN 3-85983-035-X.
6.2 Hemsidor
Glizie, kraftvärmeteknik, (2004), www.glizie.de, 2004-08-02
KRAV, (2004), www.krav.se, 2004-08-05
SCB, (2004), www.scb.se, 2004-08-02.
SHK-energi, (2002), www.shkenergi.se, 2002-10-02.
Rvf, (2003), www.rvf.se, 2004-07-03
Ökobit biogasteknik, (2004) www.oekobit.com, 2004-07-03
6.3 Personlig kommunikation
Eriksson Björn, (2002-11-05), Samordnare ”Det hållbara Robertsfors”, Robertsfors kommun,
tel. 0934-14115.
Bäckström Lars, (2004-06-12), Lantbrukare, Flarken, tel.0934-27050.
Lantz Mikael, (2004-05-26), Lth Lund, Föredragshållare vid seminarium om gårdsbiogas,
Skara.
Kalmari Erkki, (2004-05-05), Lantbrukare och biogasexpert, Leppävesi Finland, tel. 014-
633324
Johansson Ronnie, (2004-05-25), Laholms biogas, tel. 0430-15600.
Löfgren Bengt-Erik (2003-11-19), Äfab, Föredragshållare seminarium bioenergi, tel 0510-
25235
19