Hvordan påvirker gyllehåndteringssystemer husdyrgødningens klimaeffekt

Transkript

1 Hvordan påvirker gyllehåndteringssystemer husdyrgødningens klimaeffekt (herunder køling, flytning fra stald til lager, separering og forbrænding) Sven G. Sommer Tekniske fakultet, Syddansk Universitet

2 Forskelliges gassers bidrag til temperatur stigningen Kuldioxid Ozon CFC gasser Methan Lattergas

3 Metan og lattergas Bidrag til netto opvarmning: Mehan: 3% Lattergas: 1% (IPCC, 27) Husdyrproduktionens bidrag: 37% af global metan emission 65% af global lattergas emission (FAO 26, Livestock long shadow) Effekt af metan og lattergas: 1 kg metan svarer til effekten af 23 kg CO2 1 kg lattergas svarer til effekten af 296 kg (IPCC 27) IPCC 26

4 Historik 1986 Montreal Ozonhul: Enighed om at reducere udledning af halogenerede kulbrinter - Freon 1992 Rio de Janeiro Klimakonventionen: Blev vedtaget på miljøtopmødet i 1992 og forpligter industrilandene til at stabilisere udslippet af drivhusgasser COP møde Confererence of the Parties (COP): Afholdes hvert år, i år er det år IPCC International Panel on Climate Changes: Udarbejde standarder for beregning af klimaeffekter, drivhusgasudledning etc. efter FN anmodning 1997 Kyoto Kyoto protokol: Industrilandene skal reducere udledningen af drivhusgasser med 6-8%. EU skal reducere med 8% af 199 Danmark skal reducere med 21% inden 28/12

5 Historik 24 Ratifikation Kyoto aftalen: trådte i kraft da den var ratificeret af industrilande med en udledning på 55% af den de rige landes globale udledning af drivhusgasser Årligt Drivhusgas beregning DMU indberetter: hvert år til Klimakonventionen (P.t. sekretariat i Bonn, Tyskland), hvor meget drivhusgas, der udledes fra Danmark. IPCC giver mulighed for beregning ved Trin 1: Standard emissions faktorer Trin 2: Standard emissions faktorer og nationale tal Trin 3: Der benyttes dynamiske modeller På landbrugssiden er der gode grunddata så for de fleste beregninger benyttes trin 3.

6 Effekten af et tiltag påvirker metan udledningen flere steder i håndteringskæden

7 Metan udledning er en funktion af... Temperaturen Biomasse: Husdyrgødning, Organisk affald Hydrolyse Methan emission, g CH 4 kg -1 VS pr. måned % VS D 3% VS D 6% VS D Temperatur, o C H 2 + Opløst organisk materiale Syrer>C2 Methanog enese CH 4 +H 2 O+ Acidogenese Acetognese CH 3 -COOH Reduceres temperaturen falder metan produktions raten Derfor reduceres metan udledningen ved hyppigt at overføre gylle fra varme gyllekanaler til kolde gyllelagre.

8 Metan udledning er en funktion af... Gyllens indhold af VS D Biomasse: Husdyrgødning, Organisk affald Hydrolyse Methan emission, g CH 4 kg -1 VS pr. måned % VS D 3% VS D 6% VS D Temperatur, o C H 2 + Opløst organisk materiale Syrer>C2 Methanog enese CH 4 +H 2 O+ Acidogenese Acetognese CH 3 -COOH Reduceres gyllens indhold af VS så reduceres metanproduktionen. Separation reducerer metanudledning fra lagret gylle.

9 Metan udledning er en funktion af... Opholdstid og VS sammensætning CH 4 production, liter CH 4 kg(vs) Pig Svinegylle slurry Cattle Kvæggylle slurry H 2 + Biomasse: Husdyrgødning, Organisk affald Hydrolyse Opløst organisk materiale Syrer>C2 Acidogenese Acetognese CH 3 -COOH Days Methanog enese CH 4 +H 2 O+ Den kummulerede metan produktion øges med tiden, Reduceres opholdstiden reduceres metan produktionen fra kilden.

10 Effekten af et tiltag påvirker metan udledningen flere steder i håndteringskæden

11 Effekten af et tiltag påvirker metan udledningen flere steder i håndteringskæden Temperatur, o C A) Gyllekanal Gyllelager Lagret organisk tørstof, kg VS B) Gyllen udbringes Gyllekanal Gyllelager CH4 emission, g CH4 d Gyllekanal Dag i løbet af året CH 4 emission, g CH 4 d Gyllelager Dag i løbet af året Dag i løbet af året Dag i løbet af året

12 Flyttes gyllen fra gyllekanal til lager reduceres metan udledning Ved hyppig tømning af gyllekanalen flyttes gyllen fra et varmt til et koldt miljø. Akkumuleret CH 3 udledning, g CH Gyllekanal tømmes en gang om måneden Gyllekanal Gyllelager Gyllekanal og gyllelager Akkumuleret CH 3 udledning, g CH Gyllekanal tømmes dagligt Gyllekanal Gyllelager Gyllekanal og gyllelager Dag i løbet af året Dag i løbet af året

13 Flyttes gyllen fra gyllekanal til lager reduceres metan udledning Gyllen i gyllekanalen flyttes til lageret en gang i måneden men afkøles til 5 o C Gyllekanal tømmes en gang om måneden Gyllekanal afkølet til 5 o C Akkumuleret CH 3 udledning, g CH Gyllekanal Gyllelager Gyllekanal og gyllelager Akkumuleret CH 3 udledning, g CH Gyllekanal Gyllelager Gyllekanal+gyllelager Dag i løbet af året Dag i løbet af året

14 Fire husdyrgødning-håndteringssystemer NH 3 CH 4 NH 3 N 2 O, N 2, CH 4, NH 3 N 2 O, N 2, Gødning: VS, N, P vand Stald: Gyllekanaler Gyllelager Marken Afgrøden Traditionelt system; Baseline. Alternativt system: Separation og hyppig udslusning af gylle og afbrænding. NH 3 N 2 O, N 2, CH 4 NH 3 N 2 O, N 2, NH 3 CH 4 NH 3 N 2 O, N 2, CH 4 Tørstofrig fraktion VS, N org, TAN, P Lager: Tørstofrig fraktion Mark Termisk behandling Afgrøden Handelsgødning Gødning VS, N, P Stald: Gyllekanaler Gylle VS, N org, TAN, P Gyllelager Gylle: VS, N org, TAN, P Væske fraktion VS, N org, TAN, P Separation NH 3 CH 4 Lager: Væske fraktion NH 3 Mark Energi Afgrøden

15 Separation og drivhusgasser Gylle, stald CH 4 Separation Gylle, lagring CH 4 N 2 O Fiber, afbrænding Fiber, lagring CH 4 N 2 O Gylle og fiber, mark N 2 O

16 Samlet drivhusgas-balance Malkekvæg tons -ækv. pr. DE 2 1 Malkekvæg Stald Lager Mark El, separation Afbrænding Kunstgødning Reference 2. Lagring 3. Separation 4. Separation + lagring 5. Separation + lagring + afbrænding

17 Samlet drivhusgas-balance Slagtesvin tons -ækv. pr. DE 2 1 Slagtesvin Stald Lager Mark El, separation Afbrænding Kunstgødning Reference 2. Lagring 3. Separation 4. Separation + lagring 5. Separation + lagring + afbrænding

18 Konklusion Landbruget kan bidrage til reduktion i drivhusgasudledning Reduktionen drivhusgasudledning kan være en sideeffekt af at reducere ammoniak og lugt fra stalde ved: hyppig udslusning afkøling af gyllen Separation kombineret med afbrænding af den tørstofrige fraktion vil reducere drivhusgas emission Massebalancer af kulstof og kvælstof - en god kontrol af beregningerne