Teknologioversigt AgroTech version 2.0 i uddrag

Transkript

1 Teknologioversigt AgroTech version 2.0 i uddrag I det følgende er der indført beskrivelser af en række teknologier, som vurderes at have relevans for månegrisprojektet. Listen dækker alene indendørs og restfraktionsteknologier, da det vurderes at fodringsteknologier ikke er direkte relateret til staldkonceptet og derfor ikke har en direkte relevans for månegriskonceptet. De teknologier, som vurderes mest relevante for månegriskonceptet og som indgår i scenarieberegningerne, er beskrevet i detaljer i teknologibeskrivelser, der findes i appendiks bagest i rapporten.

2 Indhold 1.1. Gulvprofil Hyppig udslusning af husdyrgødning V-formede gyllekanaler Kildeseparering Gylleadditiver Gyllekøling Biologisk luftrensning Kemisk luftrensning Delluftrensning Gulvudsugning Punktudsugning Gulvudsugning kombineret med luftrensning Høje ventilationsskorstene Højtrykskøling Filtrering af indsugningsluften med henblik på smittebeskyttelse Ventilationsteknik VE-energiproduktion IKT (velfærdsovervågning, udvejning m.v.) appendiks 1 Delvist fast gulv appendiks 2 støbejernsriste appendiks 3 V-formede gyllekanaler og delvist fast gulv appendiks 4 Kildeseparering af gødning urin inde i stalden appendiks 5 Forsuring af gylle med svovlsyre appendiks 6 Gyllekøling... 34

3 appendiks 7 Biologisk luftrensning appendiks 8 Gulvudsugning med luftrensning og inddampning af forsuret ajlefraktion ved hjælp af staldluft appendiks 9 Højtrykskøling appendiks 10 EC-Ventilatorer appendiks 11 Gårdbiogasanlæg appendiks 12 Biogasfællesanlæg appendiks 13 Gylleseparering appendiks 14 Tørring og Forgasning af fiberfraktion appendiks 15 Solceller integreret i taget... 59

4 1.1. Gulvprofil Gulvtyper Gulvet i svinestalde består typisk af fast og/eller drænet gulv kombineret med spaltegulv. Drænet gulv og spaltegulv tillader i modsætning til fast gulv at urin, fækalier, strøelse og spildvand (sammenblandet kaldet gylle) kan drænes til en underliggende gyllekanal eller -kumme, som benyttes til opsamling og opbevaringen af gyllen, inden den føres ud af stalden til videre lagring eller behandling. Tidligere blev mange stier til slagtesvin etableret med fuldspaltegulv, dvs. hvor der var spaltegulv i hele stiarealet. Sådanne stier er imidlertid ikke længere lovlige at etablere og eksisterende stalde med fuldspaltegulv er forbudt fra Loven tilskriver således, at minimum 1/3 af stiarealet skal være fast eller drænet gulv, mens resten kan bestå af spaltegulv. Drænet gulv er defineret ved at det maksimalt må have 10 % åbningsareal. Ved anvendelse af drænet gulv i kombination med spaltegulv vil der være fuld gyllekumme i hele stiarealet. Stier, hvor det faste gulv udgør 1/3 op til 2/3 af stiarealet, kaldes delvis fast gulv. Det faste gulv består normalt af beton uden underliggende gyllekanal, hvilket begrænser gyllens overfladeareal og dermed indvirker på tabet af ammoniak og lugt. Ved fast gulv kan der opstå problemer med dårlig hygiejne i stierne, hvis grisene begynder at afsætte urin og fækalier på det faste gulv. Dette har en negativ indvirkning på dyrenes velfærd og medfører forøgede emissioner af lugt og ammoniak. For yderligere information se teknologibeskrivelse i appendiks 1 Typer af spaltegulv I slagtesvinestalde benyttes der i dag i langt overvejende grad betonspalter. Dele af spaltegulvet kan dog bestå af andre materialer såsom plast, stål eller støbejern. Disse adskiller sig fra beton have en mere glat overflade end beton. Derudover er plast- og metalriste har smallere bjælker (trædeflade) og spalteåbninger end beton, hvilket har betydning for, i hvor høj grad afsat urin forbliver på spaltens overflade. Dette kan fordampningen af ammoniak og lugt fra gulvoverfladen og dermed påvirke emissionerne fra stalden. Den mere glatte overflade kan dog også have en negativ indvirkning på dyrevelfærden og staldens arbejdsmiljø, hvilket dog til dels kan modvirkes ved at præge mønstre i overfladen af ristene. Støbejernsriste benyttes i scenariet Miljøstalden. For yderligere information se teknologibeskrivelse i appendiks Hyppig udslusning af husdyrgødning I hovedparten af danske svinestalde håndteres husdyrgødningen som gylle, som i første omgang opsamles i gyllekummer eller gyllekanaler under gulvet i stierne. Kummerne tømmes med 2-4 ugers mellemrum, typisk når de er fyldte. Ved hyppig udslusning fjernes husdyrgødningen typisk fra stalden én eller flere gange dagligt. Dette har ikke nødvendigvis nogen reducerende effekt på ammoniakfordampningen, men udslusningen medfører alt andet lige, at gyllen fjernes fra stalden og opbevares ved lavere temperatur end i stalden, hvilket har betydning for dannelsen af metan. Hyppig udslusning af gylle praktiseres typisk i drægtighedsstalde, som er indrettet med linespilsanlæg under spaltegulvsarealet. Tilnærmet hyppig udslusning kan dog også praktiseres i stalde med gylle, fx slagtesvinestalde med traditionelt rørudslusningsanlæg, idet der efter en uge typisk vil være en tilstrækkelig mængde gylle i kummerne til at sikre det nødvendige flow på gyllen til at også den mere tørstofrige del af gyllen bliver

5 trukket ud af kummerne. Et forsøg i Italien viste, at ugentlig tømning af gyllekummerne i en slagtesvinestald reducerede ammoniakemissionen med 35 % sammenlignet med én gang pr. hold 1. En tilsvarende fransk undersøgelse i en slagtesvinestald viste, at sammenlignet med tømning én gang pr. hold medførte tømning af gyllekanalerne hver 15. dag at ammoniakemissionen blev reduceret med 20 %, men at der ingen effekt var på lugtemissionen 2. I Danmark har VSP sammenlignet ugentlig udslusning af gylle med tømning af gyllekummerne to gange pr. hold, hhv. efter 6 uger og ved afslutningen af holdet 3,4. Ved den første afprøvning blev der observeret en reduktion i lugtemissionen fra stalden med ugentlig tømning af gyllekummerne på ca. 50 % målt dagen efter tømning af gyllekummerne 3. Ved den anden afprøvning var lugtemissionen 40 % lavere i stalden med ugentlig tømning af gyllekummerne målt dagen efter tømning af gyllekummerne hhv. 31 % lavere målt 6 dage efter tømning af gyllekummerne 4. Sommer et al. 5 simulerede metanproduktionen som funktion af gødningsmanagement og beregnede i den forbindelse, at daglig udslusning af gylle fra kvægstalde kunne reducere den samlede drivhusgasemission målt i CO 2 -ækvivalenter med 35 % sammenlignet med en opbevaringstid på 30 dage V-formede gyllekanaler Gyllekanaler opbygges almindeligvis med lodrette vægge. Forsøg fra Holland 6 og Danmark har dog vist, at der kan opnås en miljøeffekt ved at benytte skråtstillede kanalvægge. Derved reduceres gyllens overfladeareal i bunden af kanalerne, hvilket begrænser ammoniakfordampningen. Ved stigende mængde af gylle i kanalerne øges gyllens overfladeareal gradvist, og ammoniakfordampningen øges. V-formede gyllekanaler giver mulighed for udslusning dagligt eller flere gange ugentligt, afhængigt af grisenes størrelse og gylleproduktion. Ved etablering af bagskylsfunktion (flushing), dvs. tilførsel af væske i enden af gyllekanalen modsat udslusningsåbningen, kan daglig udslusning praktiseres under alle omstændigheder. Bagskyl reducerer endvidere risikoen for driftsproblemer som følge af brug af strøelse. V-formede gyllekanaler benyttes i scenariet V-stalden i kombination med hyppig udslusning og gyllekøling. For yderligere information se teknologibeskrivelse i appendiks 3 1 Guarino, M., Fabbri, C., Navarotto, P., Valli, L., Mascatelli, G., Rossetti, M., Mazzotta, V., Ammonia, methane and nitrous oxide emissions and particulate matter concentrations in two different buildings for fattening pig. In: CIGR (Ed.), Proceedings of the International Symposium on Gaseous and Odour Emissions from Animal Production Facilities. Danish Institute for Agricultural Sciences, Foulum, Denmark, Guingand, N Influence de la vidange des préfosses sur l émission d ammoniac et d odeurs par les porcheries d engraissement. Journées Rech. Porcine en France, 2000, 32, Jonassen, K Reduceret lugtemission fra slagtesvinestald ved hyppig udslusning af gylle. VSP Meddelelse nr. 899, pp Jonassen, K Hyppig gylleudslusning i slagtesvinebesætning med henblik på reduceret lugtemission. VSP Erfaring nr. 1321, pp Sommer et al., Algorithms for calculating methane and nitrous oxide emissions from manure management. Nutrient Recycling in Agroecosystems 69: Groenestein og Montsma, 1993.

6 1.4. Kildeseparering Ved kildeseparation søges den af dyrene frisk udskilte fæces og urin i størst muligt omfang holdt adskilt, således at urinen ikke kommer i kontakt med urease-enzym i fæces. Urinen drænes kontinuerligt fra gødningssystemet til en lukket beholder, mens fæces, foderrester og strøelse typisk fjernes fra stalden med timers mellemrum. Metoderne der anvendes til at opnå dette omfatter skrabekanaler med hældende bund, hvorved den flydende gødning kontinuerligt dræner væk, mens det faste del af gødningen tilbageholdes og skrabes ud af stalden ved hjælp af en skrabeanordning, fx linespilsanlæg eller andet mekanisk skrabeanlæg. Der er ingen dokumentation for at kildeseparation i optimerede skrabekanaler med mekanisk udmugning giver anledning til lavere emissioner af ammoniak og lugt 7,8. Ved kombination med køling af kanalbunden vil der kunne opnås ammoniakreduktion og evt. lugtreduktion (se separat beskrivelse). Der er ligeledes eksempler på såkaldt separering vha. gødningsbånd, idet der under spaltegulvet i stalden monteres et transportbånd som opfanger såvel fast som flydende gødning. Gødningsbåndet kan være udført i et materiale, der tillader passage af den flydende del til en underliggende kumme (filternet), mens den faste del tilbageholdes, eller gødningsbåndet kan være udført i et impermeabelt materiale, som opfanger såvel fast som flydende materiale. Båndet monteres i så fald med fald til én eller flere sider med henblik på kontinuerlig dræning af urin. Den faste del fjernes ved at aktivere transportbåndet, hvorved den faste del transporteres til enden af båndet og skrabes væk fra båndet til videre foranstaltning såsom lagring eller oparbejdning. Ved såvel kildeseparering i optimerede skrabekanaler som anvendelse af gødningsbælter opdeles den udskilte fæces og urin i to fraktioner, hvis karakteristik afhænger af systemet. Separationseffektiviteten af kildeseparation er typisk bedre end andre separeringstyper, som følge af en meget nænsom separering som er at betragte som en dekantering. På ét punkt er kildeseparering dog markant dårligere end gængse systemer, idet massesepareringen er ringe. Ved separering i optimerede skrabekanaler vil gødningen typisk blive opdelt i 50 % fast og 50 % flydende 9, mens bælteseparering er markant bedre med 35 % fast og 65 % flydende 10. Da der er tale om systemer, der benytter hyppig udslusning, vil metanemissionen være lavere end i stalde, hvor gyllen opbevares i længere tid. Der foreligger dog ikke dokumentation herfor. Kildeseparering benyttes i scenarierne Miljøstalden samt Velfærdsstalden i kombination med hyppig udslusning. For yderligere information se teknologibeskrivelse i appendiks Gylleadditiver Gylleforsuring i stald Tilsætning af syre til gylle bevirker, at gyllens ph-værdi falder, hvorved gyllens indhold af ammoniakalsk kvælstof i stigende omfang omdannes til ammonium (NH 4 + ), der ikke fordamper. Ved tilsætning af 4-6 kg koncentreret svovlsyre pr. ton svinegylle sænkes gyllens ph-værdi til mellem ph 5,5 og 6,0. Der kan 7 Von Bernuth et al., Efficacy of a Liquid/Solid Isolation System for Swine Manure. Paper No presented at ASAE/CSAE Annual International Meeting, Ottawa, Canada 1-4 August Pedersen og Kai, Kildesepareringsstald med gulvudsugning. VSP Meddelelse nr Pedersen og Kai, Kildesepareringsstald med gulvudsugning. VSP Meddelelse nr Pedersen og Kai, Separation af ajle og fast gødning med gødningsbånd. VSP Meddelelse nr. 958.

7 benyttes en række forskellige syrer i praksis benyttes der dog af økonomiske og effektivitetsmæssige årsager alene svovlsyre. Et anlæg til svovlsyrebehandling af gylle består normalt af en ventilbrønd, procestank og syrebeholder. Forsuringsprocessen foregår på den måde, at gyllen, som inde i stalden opsamles i gyllekummer under stierne, sluses ud i procestanken, hvor den omrøres, og ph-værdien aflæses. Derefter tilsættes svovlsyre under fortsat omrøring til gyllens ønskede ph-værdi er nået, hvorefter hovedparten pumpes tilbage til gyllekummerne i stalden, hvor den fungerer som en stødpude-opløsning for den friskproducerede gylle, frem til næste behandling. Overskuddet af gylle efter behandlingen pumpes til en gyllebeholder for lagring frem til gødskningstidspunktet. Gylleforsuring i stald er en forholdsvis nyudviklet teknologi. Konceptet vinder stigende udbredelse i Danmark, mens det endnu kun i meget begrænset omfang er implementeret i udlandet. Nyere danske undersøgelser viser at hyppig justering af ph-værdien i svinegylle i en slagtesvinestald med 1/3 drænet gulv og 2/3 spaltegulv reducerede ammoniakemissionen fra stalden med ca. 70% 11, 12. Se appendiks 5 for yderligere oplysninger. Gylletilsætningsstoffer Der eksisterer en række af kemiske og biologiske tilsætningsstoffer (additiver) som potentielt kan påvirke emissionen af lugt og ammoniak fra gylle. I denne beskrivelse indgår alene additiver, som tilsættes gylle i stald eller lager med henblik på at begrænse emissionen af ammoniak og lugt fra stald eller gyllelager. Rækken af additiver kan opdeles i henhold til deres generelle virkemåde i følgende fem grupper: 1. Fodringsadditiver, som potentielt kan påvirke den biologiske omsætning af husdyrgødningen i tarm og lager. Fodringsadditivernes virkemåde vil ofte være enzymatisk eller mikrobiel. 2. Forsuringsadditiver, som potentielt kan reducere husdyrgødningens surhedsværdi (ph), hvilket medfører, at en højere andel af gyllens N indhold forefindes på ammoniumformen (NH 4 ) frem for på ammoniakformen (NH 3 ), hvilket begrænser potentialet for ammoniaktab. Syretilsætning (forsuring) indgår dog ikke i denne gruppe, da denne teknologi beskrives separat. 3. Adsorptionsadditiver som eksempelvis zeolite, som potentielt kan binde gyllens ammonium/ammoniakindhold, eller som fremmer den mikrobielle omsætning i gyllen ved binding af toksiske substanser i gyllen. 4. Urease hæmmende additiver, som potentielt kan begrænse nedbrydningen af urinens indhold af urease til ammoniak/ammonium. Brugen af ureasehæmmere kan derfor potentielt begrænse størrel-sen af den ammoniakudledende kilde. 11 Pedersen, P Svovlsyrebehandling af gylle i slagtesvinestald med drænet gulv. VSP meddelelse nr Pedersen og Albrechtsen JH forsuringsanlæg i slagtesvinestald med drænet gulv. VSP Meddelelse nr. 932.

8 5. Naturlige additiver som eksempelvis udtræk fra Yucca planten. Den potentielle effekt og virkemåde af de naturlige additiver varierer fra produkt til produkt, men vil ofte være en kombination af to eller flere af ovenstående virkemåder. Der findes således en bred vifte af tilsætningsstoffer som markedsføres til og benyttes af landmænd med henblik på at opnå en given gødnings, håndterings- eller miljøeffekt. Miljøstyrelsen har udarbejdet en general vurdering af gylletilsætningsstoffer og har vurderet, at for en meget stor del af disse gælder det, at dokumentationen for miljøeffekt er manglende eller funderet på spinkle eller ikke uvildige undersøgelser Gyllekøling Gyllekøling kan anvendes i stalde med gyllekanal såvel som med mekanisk udmugning (linespil, skraber). Gyllekølingssystemet etableres ved nedstøbning af PEL-slanger i bunden af gødningskanalerne i stalden. Slangerne monteres typisk med en afstand på cm. I stalde med gyllesystem kan køleslangerne alternativt udlægges direkte oven på kanalbunden. Køleslangerne forbindes til en varmepumpe. I forbindelse med en teknologiudredning i regi af Miljøstyrelsen 14 blev der udviklet algoritmer for forventet ammoniakreduktion som funktion af køleeffekt i stalde med hhv. mekanisk udmugning og i stalde med gyllesystem (rørudslusningsanlæg). I anlæg for gyllekøling kan det kolde vand fremstilles på fire måder: 1) kompressor-drevet varmepumpe, 2) passiv jordkøling ved hjælp PEL-slanger nedgravet i jorden, 3) grundvandskøling med reinjektion af grundvandet, og 4) absorptionskøling. Det er primært kølemetode 1, der benyttes i stalde, da erfaringerne med de øvrige er begrænsede. I slagtesvinestalde kan det dog være vanskeligt at udnytte den indvundne varme, hvilket påvirker økonomien. Derfor vil det være relevant at undersøge mulighederne for alternative kølemuligheder. Gyllekøling benyttes i scenariet V-stalden og beskrives i detaljer i appendiks Biologisk luftrensning Ved biologisk luftrensning, ledes staldluft igennem et filtermateriale, som holdes fugtigt, så ammoniak og lugtstoffer absorberes i en vandfilm i biofiltret og efterfølgende nedbrydes af mikroorganismer. Biologiske luftrensningsanlæg kan opdeles i to hovedgrupper: biofiltre, som hovedsageligt fjerner lugt, og biologiske luftvaskere, som fjerner både lugt og ammoniak. Biologiske luftvaskere producerer lænsevand indeholdende ammonium, nitrit og nitrat. Ingen kendte biologiske luftrensere fjerner drivhusgasser. Derimod er biologisk luftrensning forbundet med omsætning af kvælstof, hvorved der er risiko for dannelse af lattergas. Der kan ikke gives en entydig angivelse af biologiske luftrenseres effektivitet, da den afhænger af en række faktorer, herunder rensertype og fabrikat. To biologiske luftrensere er opført på MST s teknologiliste, hhv. Farm Airclean BIO Flex 2 trin (SKOV A/S) med >70% ammoniakreduktion og 73% lugtreduktion, samt Dorset Biological Combi Aircleaner (Rotor A/S) med >70% ammoniakreduktion, 40% lugtreduktion og 55% støvreduktion. 13 Miljøstyrelsen, Gylletilsætningsstoffer. Teknologiudredning.Miljøministeriet, Miljøstyrelsen. 14 Miljøstyrelsen, Køling af gylle i slagtesvinestalde.

9 Luftrensning giver anledning til øget energiforbrug som følge af større elforbrug til ventilation og vandpumper. Det forøgede energiforbrug afhænger stærkt af anlæggets type og dimensionering samt af vedligeholdelsen. Luftrensning giver anledning til et øget vandforbrug til befugtning af filtret. I biologiske luftvaskere vil typisk halvdelen af vandforbruget gå til fordampning mens resten er kvælstofholdigt lænsevand, som kan ledes til gyllekummer, lagertank og udbringes på marken. Biofiltres filtermatrice nedbrydes med tiden og derfor jævnligt udskiftes. Den brugte filtermatrice har karakter af kompost og kan håndteres som sådan til gødskningsformål og jordforbedring. Filtermatricen i visse fabrikater af biologiske luftrensere er ligeledes fremstillet af et nedbrydeligt materiale, som skal skiftes med mellemrum, mens andre fabrikaters filtermatrice er fremstillet af inerte materialer og således funktionsdygtigt i renserens levetid. Biologiske luftrensere anvendes i Tyskland og Holland til reduktion af ammoniak og lugt. I begge lande anvendes biologiske luftvaskere til reduktion af både ammoniak og lugt, mens biofiltre kun benyttes til lugtreduktion. Biologiske luftrensere kan med fordel benyttes til delluftrensning for ammoniak, hvor kun en del af staldens samlede ventilationskapacitet renses. De kan også reducere lugt. I det tilfælde skal luftrenseren som oftest have kapacitet til at rense al luft fra stalden. Biologisk luftrensning benyttes i scenarierne V-stalden og Velfærdsstalden og beskrives nærmere i appendiks Kemisk luftrensning Kemisk luftrensning er baseret på en renseproces, hvor ventilationsluften ledes igennem en filtermatrice, der konstant overrisles med en syreopløsning, typisk svovlsyre. Derved tilbageholdes og opsamles ammoniak fra luften, idet ammoniak bindes i væsken i form af ammonium. Etablering af luftrensning kræver et teknikrum samt beholdere til koncentreret svovlsyre og returvæske. Teknikrummet indeholder en blandetank, pumper, doseringsudstyr samt enheder til styring af hele luftrensningssystemet. Returvæsken fra renseprocessen opsamles i de førnævnte beholdere. Returvæsken er en flydende svovlholdig ammoniumgødning. Væsken er stabil og kan køres direkte ud på markerne som gødningstilskud eller hældes direkte i gylletanken. Undersøgelser har vist, at kemisk luftrensning kan reducere ammoniakindholdet i luften med mere end 90 pct. Det er uvist i hvilket omfang kemisk luftrensning kan reducere lugt, idet målinger foretaget i Danmark og Tyskland ikke har kunnet påvise en effekt, mens man i Holland har fundet en lugtreduktion af kemiske luftrensere på ca. 30 pct. Lavteknologisk luftrensning baseret på forsuret urin fra kildeseparering som skrubbervæske En særlig afart af kemisk luftrensning: Lavteknologisk luftrensning baseret på anvendelse af forsuret ajle fra kildeseparering som skrubbervæske benyttes i scenarie Miljøstalden og er nærmere beskrevet i appendiks 8

10 1.9. Delluftrensning Stalde indeholdende dyr skal ventileres kontinuerligt året rundt; om sommeren primært for at fjerne dyrenes overskudsvarme, mens ventilationen om vinteren primært tjener til at fjerne fugt og gasser (kuldioxid, ammoniak mv.) fra staldrummet. Typisk opererer ventilationsanlægget i en slagtesvinestald med drænet gulv med en ydelse på under 25 % af den samlede ventilationskapacitet cirka halvdelen af året. Dvs. at hvis ventilationsanlægget så 25 % af luften renses, vil al ventilationsluft blive renset omkring halvdelen af året (Kai et al., 2007). Afhængig af kravet til ammoniakreduktion, kan der derfor med fordel anvendes et luftrensningsanlæg med en lavere kapacitet end staldens samlede ventilationskapacitet. Ved delluftrensning er luftrenserens kapacitet lavere end staldens ventilationsbehov. For at opnå den største effekt af delluftrensning, ledes staldluften igennem luftrenseren i det omfang denne har kapacitet. Først når staldens ventilationsbehov overstiger luftrenserens kapacitet, ledes urenset luft ud i atmosfæren. Figur 1 viser et eksempel på en stald med delluftrensning. Figur 1. S kitse af stald, h vor en de l af stalden s udsu gnin gsluft lede s genne m et luftrens nin gsfilter (tv.). Først når ventilationskapaciteten på lu ftrensningsfiltere t e r n ået startes den an den ve ntilator (th.) (te gnin g: P. Kai, AgroTech ). Figur 2 viser et eksempel på sammenhængen mellem kapacitet af en kemisk luftrenser og den deraf følgende ammoniakreduktion for en slagtesvinestald med drænet gulv. Delluftrensning kan beregnes vha. simuleringsprogrammet StaldVent.

11 Figur 2. S ammenh æn g me lle m luftre nserens kapacitet sammenligne t me d stalden s ve ntilationskapacitet og den samle de redu ktion i ammoniake mission fra en slagte svin estald med drænet gulv/spaltegulv. Det er i simule ringe n antaget, at lu ftrenseren har e n e ffektivitet på 90 % for så vidt angår de n del af lu ften der re nse s (Kai et al., 2007) Gulvudsugning Staldens ventilationsanlæg opbygges således, at der i tillæg til de traditionelle loftudsugninger monteres udsugningspunkter i gyllekanalen under stiens gødeområde. Gulvudsugningen dimensioneres typisk så % af staldens ventilationskapacitet trækkes gennem gulvudsugningen samt således, at loftsudsugningen først startes, når staldens ventilationsbehov overstiger kapaciteten på gulvudsugningsanlægget. Derved opnås en forbedret ventilationseffektivitet for så vidt angår gyllegasserne såsom ammoniak, svovlbrinte og til en vis grad metan. Figur 3. E kse mpel på opbygning af gu lvudsugnin gssyste m i en stald, h vor stierne er in drette t me d de lvist fas t gulv. I gylle kanalerne s e ne kanalvæg e r indbygget side kanaler, som fører til hove dkanalen, der befinder u nder stalden s in spe ktion sgang. V ed passende dimen sionerin g af side kanaler og hove dkan al, kan der opn ås en ensarte t lu ftydelse i side kan alerne i hele stalden s længde. Ved mindre ydelser har gulvudsugning som udgangspunkt ingen effekt på emissionen af ammoniak, lugt og drivhusgasser fra stalden, men danner grundlag for en mere omkostningseffektiv luftrensning. Fuld gulvudsugning, dvs. hvor gulvudsugningen er den eneste kilde til ventilation, kan imidlertid øge ammoniakfordampningen og dermed -emissionen fra stalden som følge af en øget lufthastighed over gylleoverfladen. Gulvudsugning bør derfor begrænses til en mindre andel af det samlede ventilationsbehov.

12 Teknikken kan kombineres med alle kendte luftrensningsteknologier. Hvis hovedfokus er lugt, kan gulvudsugningen kobles sammen med en høj skorsten, som øger udledningspunktet for ventilationsluften og derved sikrer en bedre atmosfærisk fortynding af lugten i atmosfæren. Gulvudsugning forbedrer indeklimaet i stalden i kraft af lavere koncentrationer af gyllegasser, herunder svovlbrinte, i staldrummet, hvilket kan have en gavnlig effekt på grisenes velfærd såvel for arbejdsmiljøet. Dette er dog en kvalitativ vurdering uden dokumentation. Der må forventes et øget energiforbrug til gulvudsugning, som følge af større tryktab i kanalsystemet. Energiforbruget afhænger af gulvudsugningssystemets dimensionering og skal derfor fastlægges for det enkelte anlæg. Gulvudsugning har været anvendt i Danmark siden 1970 erne, hvor det især blev anvendt i farestalde som en metode til at forbedre indeklimaet i staldene. I disse stalde blev der typisk benyttet fuld gulvudsugning, hvilket er energikrævende. Gulvudsugning blev derfor senere i høj grad erstattet af billigere og mere energieffektive ventilationssystemer. Gulvudsugning er en teknologi, som kan give en mere omkostningseffektiv reduktion af lugt og ammoniak fra svinestalde. Teknikken kan kombineres med alle kendte luftrensningsteknologier samt høje skorstene. Gulvudsugning benyttes kombineret med luftrensning i scenarierne Miljøstalden, V-stalden samt Velfærdstalden Punktudsugning I slagtesvinestalde med fulddrænet gulv og diffust luftindtag gennem loftsfladen kan der etableres punktudsugninger i gyllekanalen under grisenes lejeareal. Denne særlige afart af gulvudsugning udnytter staldens mikroklima til at optimere ventilationseffektiviteten og derved opnå en forbedret udsugningseffekt. En kombination af staldens luftindtag diffust luftindtag i loftet og dyrenes varmeproduktion skaber et lokalt mikroklima i stalden, som påvirker luftens strømning i stalden. Som følge heraf er koncentrationerne af ammoniak, svovlbrinte og lugt højest i gyllekanalen under dyrenes lejeareal. Ved at placere udsugningspunkterne under grisenes lejeareal opnås derfor en yderligere forbedret ekstraktion af gyllegasserne. Fordampningen af ammoniak og lugtstoffer sker primært fra gyllen, der opsamles i gyllekummer under stierne. Ved at placere flere mindre udsugningsenheder i gyllekummerne parallelt med loftsudsugningerne, kan hovedparten af gyllegasserne opfanges i en mindre luftmængde, hvilket gør det muligt at reducere størrelsen af luftrensningsanlægget og stadig opnå en god ammoniak- og lugtreduktion.

13 Figur 4. S kitse af slagte svin esti me d drænet gulv i 1/3 af stiarealet og spaltegu lv 2/3 af stiare alet. Oran ge pile angiver lu ftstrømninger i staldrummet h hv. over og un de r spaltegulvet. Den oran ge cirkel i gyllekanalen un der grisene e r e t udsugnin gsrør for punktu dsugn ing. (Te gnin g: VS P, 2013). Punktudsugning har isoleret set ikke effekt på ammoniak, lugt og drivhusgasser, men giver grundlag for en mere omkostningseffektiv efterfølgende luftrensning. Ved et forsøg i en vinterperiode i en forsøgsslagtesvinestald med 1/3 drænet gulv og 2/3 spaltegulv blev det fundet, at montering af punktudsugninger i gyllekanalen under grisenes lejeareal medførte, at udledningen af ammoniak og lugt fra loftudsugningen blev reduceret med hhv. 65 og 70 % ved en nominel udsugningsydelse af punktudsugningen på 10 m 3 /t pr. stiplads og 79 og 76 % ved en nominel udsugningsydelse af punktudsugningen på 20 m 3 /t pr. stiplads 15. Tilsvarende målinger i en sommerperiode afviste, at udledningen af ammoniak og lugt fra loftudsugningen blev reduceret med hhv. 82 og 62 % ved en nominel udsugningsydelse af punktudsugningen på 10 m 3 /t pr. stiplads og 85 og 66 % ved en nominel udsugningsydelse af punktudsugningen på 20 m 3 /t pr. stiplads 16. Såfremt det antages, at punktudsugning ikke påvirker staldenes samlede emissioner, kan det forventes, at den del af emissionerne, der ikke udledes via loftsudsugninger, i stedet udledes via punktudsugninger. Ved anvendelse af punktudsugning kan det forventes, at mere end 70 % af ammoniakemissionen og mere end 60 % af lugtemissionen kan koncentreres i så lille en luftydelse som 10 m 3 /t pr. stiplads, hvilket gør det meget attraktivt at lave delluftrensning, da gaskoncentrationerne i denne lille luftmængde samtidig er højere end normalt for staldluft. Erfaringer fra Videncenter for Svineproduktion (VSP) viser, at punktudsugning kan forbedre stihygiejnen i stalde med diffus ventilation, da punktudsugningen sikrer en forbedret ventilationseffektivitet i den enkelte sti. Som følge af en mere effektiv udsugning af gyllegasser i kraft af punktudsugningerne falder koncentrationen af disse gasser i staldluften i dyrenes og menneskenes opholdszoner. 15 Pedersen et al., Forskellige gulvtyper med og uden gulvudsugning til slagtesvin i en vinterperiode. VSP meddelelse nr Pedersen og Jensen Forskellige gulvtyper med og uden gulvudsugning til slagtesvin i en sommerperiode. VSP meddelelse nr. 883.

14 VSP vurderer, at ventilationsbehovet i staldene kan reduceres med % som følge af forbedret ventilationseffektivitet, hvilket vil medføre en energibesparelse til ventilation 17. Punktudsugning er en ny teknologi, som kan give en mere omkostningseffektiv reduktion af lugt og ammoniak fra svinestalde. Teknologien er stadig under udvikling/dokumentation og har endnu ingen større udbredelse i hverken Danmark eller andre lande. Teknikken kan kombineres med alle kendte luftrensningsteknologier samt høje skorstene. Punktudsugning reducerer energiforbruget og dermed energiomkostningerne som følge af, at teknologien forbedrer ventilationseffektiviteten i svinenes opholdszone. Selvom punktudsugning er mere effektiv end traditionel gulvudsugning benyttes det ikke i scenarierne, da disse er indrettet med delvist fast gulv Gulvudsugning kombineret med luftrensning Delluftrensning kan yderligere optimeres, hvis luftrenseren tilsluttes et gulvudsugningsanlæg, hvor luften hentes så tæt på gyllen som muligt. Formålet er at koncentrere så stor en andel af ammoniak- og lugtemissionen i så lille en luftmængde som muligt og efterfølgende rense luften, mens den resterende mindre forurenede del af ventilationsluften udledes urenset til det eksterne miljø. Der er på nuværende tidspunkt gennemført to projekter, som indikerer at gulvudsugning kan anvendes til at koncentrere ammoniak og lugt i en lille luftmængde (10-20 % af staldens ventilationskapacitet), mens koncentrationen af ammoniak og lugt er lav i den resterende normale loftsudsugning (Pedersen et al., 2010; Pedersen & Jensen, 2010). Det er dog i forbindelse med Miljøstyrelsens teknologiudredningsprojekt vurderet, at teknologien endnu mangler dokumentation, bl.a. som følge af en risiko for, at emissionen af ammoniak og lugt kan stige ved uhensigtsmæssig dimensionering af gulvudsugningsanlægget. Der er et igangværende projekt under GUDP om emissionsforhold ved forskellige former for gulvudsugning med henblik på efterfølgende luftrensning, som skal være med til at afklare dette. Gulvudsugning i stier med delvist fast gulv og biologisk luftrensning benyttes i scenarierne Klimastald og Velfærdsstald. For yderligere oplysninger se appendiks Høje ventilationsskorstene Forhøjede ventilationsafkast enkelt vis eller som samlet skorstensløsning kan være en effektiv metode til at sikre en større atmosfærisk fortynding af de udledte lugtstoffer med henblik på at reducere lugtpåvirkningen hos beboere omkring fx stalde. Lugteffekten kan beregnes ved hjælp af atmosfæriske spredningsmodeller såsom det Operative Meteorologiske Luftkvalitetsprogram OML-Multi. En sidegevinst ved forhøjet udledningshøjde af ventilationsluften er en lavere risiko for smittespredning mellem staldsektioner. Ved traditionel afkastplacering opfanges afkastluften i varierende grad af vindens strømning hen over tagfladen og trækkes med vinden ned i læsiden af stalden, hvor den kan blive suget ind i stalden igen, hvorved de smitstoffer der måtte være i luften føres tilbage i stalden, herunder til andre 17 Riis, 2012 Punktudsugning i svinestalde.

15 staldsektioner. I visse tilfælde kan udbrud af sygdomme i én staldsektion således overføres til de øvrige staldsektioner via denne kortslutning af ventilationssystemet. Ved forhøjet udledning af afgangsluften fra stalden, reduceres eller elimineres denne mulighed for ventilationsmæssig kortslutning. Forhøjelse af ventilationsluftens udledning kan finde sted ved at forhøje de individuelle ventilationsafkast eller ved at lave en egentlig skorstensløsning, hvor ventilationsluften fra de enkelte staldsektioner samles i en hovedkanal og føres til skorstenen. Æstetisk/arkitektonisk er den sidste løsning at foretrække. En skorstensløsning passer fint sammen med fx kemisk luftrensning, som er effektiv i forhold til ammoniak, men ikke luftstoffer. Der kan ikke givet generelle tal for hverken lugteffekten eller omkostningerne ved høje ventilationsskorstene, da dette kræver individuel beregning. Høje ventilationsskorstene har ingen effekt på emissioner, hvorfor metoden ikke er relevant i forhold til drivhusgas og ammoniak. For så vidt angår ammoniak, vil metoden kunne benyttes at reducere den specifikke immission (deposition) af ammoniak-kvælstof i staldens næromgivelser, hvilket kan være relevant, hvis der i staldens nærområde findes kvælstof-følsomme biotoper. Der findes meteorologiske spredningsmodeller, der kan benyttes til at beregne effekten Højtrykskøling Et højtryksanlæg består af et dyse system, som udsender forstøvede vandpartikler til staldluften under et højt tryk (> 70 bar). Størstedelen af de forstøvede vandpartikler fordamper, og da denne faseovergang er energikrævende afkøles luften, hvilket sænker staldtemperaturen. Højtrykskøling bruges bl.a. til at sænke temperaturen i varme perioder for at fremme dyrevelfærd og hindre varmestress. Teknologien benyttes bl.a. i forbindelse med produktion af slagtekyllinger. Undersøgelser gennemført i slagtesvinestalde viser, at højtrykskøling kan reducere staldtemperaturen med 1 2 C (Hauesermann et al., 2007). Dette kan have betydning for ammoniakemissionen, da undersøgelser viser, at ammoniakfordampningen i svinestalde er korreleret med staldtemperaturen (Lyngbye et al., 2006). Den ammoniakreducerende effekt af højtrykskøling er ikke tilstrækkeligt dokumenteret, men i en mindre undersøgelse fandt man at højtrykskøling tilsat Biosa Air reducerede ammoniakfordampningen fra slagtesvin med 47 % (Maahn et al., 2009). Det er dog ikke klart om den fundne effekt skyldtes tilsætningen af Biosa air eller effekten af højtrykskølingen. I praksis benyttes højtrykskøling alene i varme perioder med henblik på at køle staldrum og grise. Den eventuelle ammoniakbegrænsende effekt er derfor begrænset, og vurderes i denne sammenhæng til at udgøre max 5 %. Højtrykskøling benyttes i scenarierne Miljøstalden, Klimastalden og Velfærdsstalden. Yderligere oplysninger kan ses i appendiks Filtrering af indsugningsluften med henblik på smittebeskyttelse Der er udviklet systemer til rensning af luftindtaget i svinestalde. Formålet hermed er at reducere friskluftsindtagets indhold af smittestoffer, som potentielt kan inficere grisene. Teknikkerne omfatter UV-

16 bestråling af luften i luftindtagene samt forskellige former for mekaniske filtre, fx HEPA filtre, som kan filtrere luften for partikler, herunder bakterier, mykoplasmer og vira. Implementering giver i sig selv ikke en produktivitetsforøgelse, men giver øget sikkerhed mod luftbåren smitte i besætningen, hvilket kan være særdeles omkostningsgivende. Filtrering af indsugningsluften benyttes primært i besætninger med høj produktionsværdi, fx avlsbesætninger. Teknikken er bl.a. benyttet i USA 18 og Frankrig Ventilationsteknik EC-ventilationsprincip En EC-ventilator er en ventilationsenhed, hvor motorenheden er en EC-motor (elektronisk kommuteret). Denne type elmotor betegnes også PM-motor, og er en motortyper med permanente magneter i/på rotoren. EC-motor rummer en række fordele i forhold til asynkronmotorer, nemlig lavere vægt, mindre støj, længere holdbarhed og fremfor alt en væsentlig bedre energieffektivitet. Særligt ved lave omdrejninger bruger EC-ventilatorer betydelig mindre energi end ventilatorer med andre typer af motorer, eksempelvis sparemotorer og frekvensregulerede asynkronmotorer. EC-ventilatorer er i reglen designet således, at ECmotoren er integreret i ventilatorhjulet. Anvendelse af EC-ventilatorer har en reducerende effekt på den energiforbundne udledning af CO2 i kraft af, at EC-ventilatorerne bruger mindre energi sammenlignet med andre ventilationstyper. Undersøgelser har således vist at energiforbruget ved ventilation med EC-ventilatorer kan reduceres markant i forhold til ventilering med traditionelle ventilatorsystemer, specielt i perioder, hvor ventilationsbehovet er lavt. EC-ventilatorer benyttes i alle scenarierne undtaget referencen. For yderligere informationer se appendiks VE-energiproduktion Staldanlæggene kan på flere måder bidrage til energiproduktion. Der kan eksempelvis udvindes energi af restproduktet gyllen (ufordøjede tørstofforbindelser fra foderet, som havner i gødningen) ved hjælp af biogasanlæg eller forgasningsanlæg. Staldanlæggets ydre skal kan også anvendes til integration af strømproducerende solceller. Biogasproduktion Ved afsætning af gylle til biogasfællesanlæg afhenter biogasanlæggets tankbiler den friske svinegylle fra staldens fortank. På biogasfællesanlægget pumpes gyllen over i reaktoren, hvor den opvarmes til C i 3-4 uger. Under denne proces omdannes ca. halvdelen af gyllens organiske tørstof til biogas. I forbindelse med processen omdannes også ca. halvdelen af gyllens organiske kvælstofforbindelser til ammonium, og en stor andel af gyllens lugtstoffer (fx organiske fedtsyrer) nedbrydes. Derved øges gyllens gødningsværdi og risikoen for lugtgener efter udbringning på marken reduceres. 18 Kristensen og Pedersen Filtrering af indsugningsluften forhindrer smitte med sygdomme. VSP notat nr

17 Efter afgasning returneres gyllen til landmandens gylletank. Under biogasprocessen øges gyllens ph med 0,5-1 enhed, hvilket øger risikoen for tab af ammoniak under især lagring af gyllen. For yderligere informationer om gårdbiogasanlæg se appendiks 11 og appendiks 12. I stedet for at afhente hele gyllemængden kan gyllen separeres på bedriften og kun den tørstofrige fiberfraktion transporteres til biogasanlægget. Det giver den fordel, at væskefraktionen med høj gødningsværdi bliver på bedriften, og potentielt reduceres ammoniakfordampning og lugtgener efter udbringning. For yderligere informationer se appendiks 13. Tørring og forgasning af fiberfraktion Ved gylleseparering deles gyllen i en fast fraktion (fiberfraktionen) og en flydende fraktion (væskefraktionen). Ved højteknologiske separering kan der dannes flere flydende fraktioner med henblik på at opsamle gyllens forskellige næringsstoffer i flere fraktioner. Fiberfraktionen har typisk et tørstofindhold på %, indeholder % af gyllens volumen og har en relativ høj koncentration af organisk kvælstof og fosfor. Fiberfraktionen indeholder en relativ stor andel af gyllens kvælstof og fosfor. Ved tørring afdampes størstedelen af fiberens vandindhold og samtidig afdampes ca. 75 % af fiberens indhold af ammoniumkvælstof (Petersen, 2005). Den fordampede ammoniak kan opsamles og tilsættes væskefraktionen. Den tørre fiberfraktion indeholder 5-10 % vand og presses til piller i en pillepresse. Pillerne er lagerstabile og lagres i en silo, inden de skal anvendes til forgasning. Væskefraktionen er tørstoffattig og derfor meget tyndtflydende. Væsken er meget velegnet til gødskning af de korn- og rapsafgrøder, som typisk dyrkes på svinebrug. Derved reduceres ammoniakfordampning og lugtgener efter udbringning. Ved forgasning opvarmes fiberen under iltfattige forhold, hvorved brændbare gasser frigives. De brændbare dele af gassen består af CH 4, H 2 og CO. Desuden indeholder gassen CO 2 samt tjærestoffer. Gassen skal efterfølgende renses og anvendes til kraft-varmeproduktion. Hovedudfordringen ved forgasning har traditionelt været at opnå tilstrækkelig høj gaskvalitet. Gasrensning, primært fjernelse af tjærestofferne, er en afgørende udfordring, hvis gassen skal anvendes til el og varmeproduktion. Forgasningsteknologien har en række fordele. Biomassen opbevares tør og kan anvendes, når der er behov for energi. Forsuret biomasse kan anvendes uden problemer for teknikken. Restproduktet, kaldet Biochar, tilskrives en række fordele for jordens langsigtede frugtbarhed og giver en mulighed for kulstoflagring. Forgasning kræver ikke fedt eller andre næringsmidler til processen. Af negative forhold kan nævnes, at det organisk bundne kvælstof i fiberfraktionen mistes, ligesom gassen indeholder tjærestoffer som skal bortrenses før anvendelse i en gasmotor. Forgasningsteknologierne er under udvikling, og de økonomiske forhold er derfor ikke dokumenterede. For yderligere informationer se appendiks 14. Solceller integreret i taget Størrelser og typiske taghældninger på staldbygninger er ideel for placering af solceller, idet retningen mod solen næsten er optimal. Bygningen skal helst være øst-vestvendt, således at taget vender stik syd. I dag er

18 det mest almindeligt at montere paneler af solceller uden på det eksisterende tag. Ved at integrere solcellerne i tagkonstruktionen i forbindelse med byggeriet kan man opnå en mere æstetisk løsning end ved montering af paneler oven på taget. Ulempen er, at den integrerede løsning er dyrere, og at effekten i varmt vejr kan være lavere, fordi ventilation og afkøling nedsættes. Integration af solceller på staldbygninger er i dag almindelig i Tyskland, men teknologien har på grund af et andet tilskudsgrundlag kun i begrænset omfang vundet indpas på danske staldbygninger. For yderligere informationer se appendiks IKT (velfærdsovervågning, udvejning m.v.) IKT indgår dog i de fleste staldsammenhæng som styringsværktøj og kan i et nødvendigt omfang bruges til at overvåge emissioner og restprodukter. Styringssystemer med etablering af RFID (Radio Frequency Identification) tags kan identificere det enkelte dyr. Der findes passive tags og aktive tags. Passive tags behøver ingen intern strømforsyning hvor aktive behøver en elektricitetskilde. RFID teknologien kan overvåge svinene fra fødsel til slagtning hvor alle relevante informationer om hvert enkelt svin lagres. Registreringerne omfatter f.eks. indsættelsesdag, vægt, tilvækst, æde- og drikkemønster, overfladetemperatur, medicinering mm. Systemet kan afgive alarm i tilfælde af afvigelser. Oversigt over staldteknologier og deres funktioner. De nedenstående beskrivelser er fremkommet på basis af teknologier testet i forskellige sammenhæng. Beskrivelserne er publiceret som et sammendrag af mange forskellige undersøgelser. Datatyper der kunne vurderes interessant at monitere: Identificeringssystemer Teknologien der kan anvendes på bedriften er et øremærke med en transmitter (passiv sensor) RFID, hvor en modtagerantenne f.eks. er placeret på foderstationen. Dette bruges til at identificere dyret når det er tæt på antennen. De fleste undersøgelser baseret på sensorisk overvågning af de enkelte dyr, bruger identifikationssystemer til at identificere specifikt data for de enkelte dyr.

19 Vejningssystemer Vejninger kan udføres manuelt ved hjælp af en vægt eller bedømmes visuelt af landmanden. Automatisk vejning de enkelte svin kan udføres ved bl.a. vejning af grisens forben, ved fodertruget, på vejecelle med efterfølgende beregning. Fuldvejning af grisen i vejesystem som f.eks. tilbageholder grise med for lav vægt og lader slagteklare grise passere til anden indhegning. Fotogrammetri til at vurdere den tredimensionelle form af den levende gris. Disse systemer gør det muligt at måle vægt inden for 3 til 5 % for de manuelle målemetoder, og inden for 2 kg eller ± 6 mm ved fotogrammetri. Temperaturmålinger Kropstemperaturen kan måles forskellige steder på grisen. Temperaturmålinger i øret er en ikke automatiseret metode som vaginal eller rektal måling. Temperaturen i stalden kan måles med temperatursensor. Drikkeadfærd Drikkeadfærd kan overvåges via information fra flowmålere og ved at tælle antallet af besøg til hver drikkenippel. Spiseadfærd Spiseadfærd overvåges ved hjælp af et øremærke med transmitter, der identificerer den enkelte gris ved hvert besøg til fodertruget eller ved hjælp af videoovervågning. Her kan fodring kombineres med vejning, et kombineret fodertrug med vejecelle til at registrere den tiden grisen spiser, den konsumerede mængde foder samt det enkelte svins vægt. Hoste Hoste kan konstateres ved brug af mikrofoner hvor lyden i stalden optages. Baseret på dette kan antallet af host tælles og dermed konstateres som værende hosteanfald. Aktivitet Aktivitetsdata kan detekteres automatisk ved hjælp af forskellige teknologier. For søer opstaldet i bokse er infrarøde sensorer/fotoceller blevet brugt. For både løsgående og opstaldede søer har accelerometere været brugt. Brunst adfærd Brunst kan detekteres ved at monitere grisens kropstemperatur, aktivitetsniveau og spiseadfærd. Graviditetsinformation Der kan detekteres en stigning i soens temperatur 6-12 timer før faring. Øget aktivitetsniveau som rede bygning kan ligeledes observeres ca. 24 før. Litteratur Cornou et al. 2013: Use of information from monitoring and decision support systems in pig production: Collection, applications and expected benefits.

20 APPENDIKS 1 DELVIST FAST GULV Kort beskrivelse af teknologien Gulvet i svinestalde kan helt eller delvis bestå af spaltegulv. Spaltegulvet dækker en underliggende gyllekanal, som benyttes til at opbevare og borttransportere fæces, urin og vandspild fra stien. Hvis spaltegulvet dækker hele stiens areal, kaldes det et fuldspaltegulv. Spaltegulvet og den underliggende gyllekanal kan helt eller delvist erstattes af et fast gulv i stiens lejeområde (delvist fast gulv) (Figur 5). Dette begrænser gyllekanalens overfladeareal, hvilket indvirker på tabet af ammoniak og lugt. Spaltegulvet dækker normalt mellem 1/3 og 2/3 af stiens gulvareal. Det faste gulv består normalt af beton uden underliggende kanal. Figur 5. Te gning af slagtesvinesti me d 2/3 fast gul v og 1/3 spaltegulv (te gnin g: Miljøstyrelsen, 2011). Miljøeffekt (Ammoniak, lugt, støv, drivhusgasser) Betydningen af delvist fast gulv i slagtesvinestalde er bl.a. vurderet i et teknologiblad 20. Teknologibladet vurderer på baggrund af en undersøgelse gennemført af Videncenter for Svineproduktion (VSP), at ændring fra drænet gulv til fast gulv i lejearealet reducerer ammoniaktabet fra stald og lager med 17 %, hvis det faste gulv udgør % af stiens areal og 34 %, hvis det faste gulv udgør % af stiens gulvareal 20. Undersøgelsen finder således tilsvarende andre undersøgelser, at jo højere andel af stiarealet, der udgøres af fast gulv, jo lavere ammoniakemission. Dette er dog betinget af, at det faste gulvareal kan holdes tørt og rent. En undersøgelse udført af VSP viser, at risikoen for, at lejearealet ikke kan holdes rent og tørt, stiger jo større andel fast gulv 21. Der er fundet lavere emission af lugt fra stalde med delvist fast gulv (300 OU/s/1000 kg dyr) end fra stalde med fuldspaltegulv eller drænet gulv i lejeareal (450 OU/s/1000 kg dyr) 22. Der er ikke fundet dokumentation for, at delvist fast gulv påvirker emissionen af støv og drivhusgasser. En kortere opholdstid af gyllen i stalden som følge af en mindre kapacitet i gyllekanalerne kan dog forventes at have en positiv effekt på dannelsen og fordampningen af metan fra gyllen og dermed på udledningen af drivhusgas. 20 Miljøstyrelsen, Delvist fast gulv. Teknologiblad, Miljøministeriet, Miljøstyrelsen. Pp Jensen, T., 2003: Flokstørrelser og gulvudformning i slagtesvinestier med delvist fast gulv. Meddelelse nr Landsudvalget for Svin. 22 Riis, A.L., 2006: Standard tal for lugtemission fra danske svinestalde om sommeren. Meddelelse nr. 742, Videncenter for Svineproduktion.

21 Dyrevelfærd I forbindelse med fast gulv er det i modsætning til fuldspaltegulve muligt at benytte strøelse som eksempelvist halm. Dette har en positiv effekt på svins dyrevelfærd. Det er dog en forudsætning, at strøelsen kan holdes tør på lejearealet. Arbejdsmiljø Luftkvaliteten i stalden kan forbedres ved brug af fast gulv, forudsat at lejearealet kan holdes tør. Et forurenet lejeområde på fast gulv vil forringe luftkvalitet og arbejdsmiljøet i stalden, specielt i forbindelse med dyrenes håndtering. Energiforbrug Teknologien har kun marginal indvirkning på staldens energiforbrug. Der kan dog påregnes øget energiforbrug til ventilation, da man normalt ønsker en lidt lavere staldtemperatur i stalde med delvist fast gulv sammenlignet med stalde med fuldspaltegulv eller med drænet gulv. Ressourceforbrug Teknologien har kun marginal påvirkning på staldens ressourceforbrug. Økonomi Delvist fast gulv er vurderet til at føre til en ekstra investeringsomkostning på 6,70 og 13,3 kr. per stiplads, når det faste gulv udgør henholdsvis % og % af stiens gulvareal 23. Desuden er det beregnet, at sikring af et rent og tørt leje på det faste gulvareal øger de samlede driftsomkostninger med mellem 3,50 og 4,80 kr. per produceret slagtesvin. Utilsigtede effekter Fast gulv kan føre til et mere vådt og urent lejeareal 24. Dette kan føre til højere emission af lugt, ammoniak og forringe dyrevelfærden. En undersøgelse i 10 slagtesvinebesætninger med delvist fast gulv i stierne viste, at halvdelen af besætningerne havde så udtalte problemer med svineri, at der i perioder var svineri i lejearealet i mellem 10 og 50 % af stierne 25. Den anden halvdel af besætningerne havde relativt få problemer med svineri. Rapporten anslår, at ekstra rengøring af bare 10 % af stierne i tre sommermåneder medfører en meromkostning på 1,8 kr. pr. slagtesvin 26. Udbredelse Fast og drænet gulv vinder stigende indpas både i dansk og europæisk svineproduktion. Ikke mindst begrundet i et lovkrav om, at mindst 1/3 af gulvarealet i alle nye stalde siden 2000 skal være indrettet som fast eller drænet gulv. Dette krav er i Danmark gældende for alle stalde medium Miljøstyrelsen, Delvist fast gulv. Teknologiblad, Miljøministeriet, Miljøstyrelsen. Pp Jensen, T., 2003: Flokstørrelser og gulvudformning i slagtesvinestier med delvist fast gulv. Meddelelse nr Landsudvalget for Svin. 25 Pedersen, P Fast gulv er ikke sikkert for alle svineproducenter. VSP notat nr. 26 Ved ekstra manuel rengøring 3 måneder om året og fordeling af dette på 4 hold slagtesvin, svarer det til et gennemsnitligt merarbejdsforbrug på 0,68 minut pr. gris pr. dag eller en meromkostning på 1,8 kr. pr. slagtesvin ved en timeløn på 160 kr. pr. time.

22 APPENDIKS 2 STØBEJERNSRISTE Kort beskrivelse af teknologien Gulvet i svinestalde kan helt eller delvis bestå af spaltegulv. I slagtesvinestalde benyttes der i dag i langt overvejende grad betonspaltegulv. I forbindelse med nybygning kan betonspaltegulv dog erstattes af andre materialer som plast eller støbejern (Figur 6). Disse har som udgangspunkt en mere glat overflade end betonspaltegulve, hvilket har betydning for i hvor høj grad afsat urin forbliver på spaltens overflade. Dette kan potentielt påvirke potentialet for emissioner af ammoniak og lugt fra stalden. Den glatte overflade kan dog også have betydning for dyrevelfærden og staldens arbejdsmiljø. Figur 6. Foto af smågrisesti me d støbejernsriste i gødearealet. Miljøeffekt (Ammoniak, lugt, støv, drivhusgasser) Betydningen af brugen af støbejernsriste i so- og smågrisestalde er bl.a. vurderet i en teknologiudredning udarbejdet for miljøstyrelsen (Miljøstyrelsen, 2010). I Danmark er der gennemført et enkelt laboratorieforsøg (Pedersen og Ravn, 2008). Ved denne undersøgelse fandtes, at ammoniakfordampningen fra støbejernsriste kun udgjorde halvdelen af ammoniakfordampningen fra betonspaltegulv. Samme positive resultater er dog ikke fundet i forbindelse med undersøgelser gennemført under staldforhold i praksis. I en Hollandsk undersøgelse gennemført i en slagtesvinestald fandt man, at brugen af støbejernsriste reducerede ammoniakfordampningen med 5 % sammenlignet med brugen af betonspaltegulv (Aarnink et al, 1997). Teknologiens effekt på lugt, støv og drivhusgasser er ikke undersøgt, men vurderes ikke påvirket markant. Dyrevelfærd Metalriste er som udgangspunkt mere glatte end betonspalter. En undersøgelse gennemført af Videncenter for Svineproduktion fandt dog ikke, at dette førte til problemer med skridsikkerhed i forbindelse med slagtesvin (Boykel I., 2001). Arbejdsmiljø Metalriste er som udgangspunkt mere glatte end betonspaltegulv. Dette kan potentielt føre til højere risiko for udskridning og fald, hvilket kan påvirke arbejdsmiljøet negativt. Effekten er dog ikke dokumenteret.

23 Energiforbrug Teknologien påvirker ikke staldens energiforbrug. Ressourceforbrug Teknologien har kun marginal indvirkning på staldens ressourceforbrug. Utilsigtede effekter Ingen. Udbredelse Metalriste er ikke almindelig udbredt i forbindelse med slagtesvinestalde i Danmark. I udlandet er det mest i Holland, som benytter stålriste, hvor bjælkerne er fremstillet med trekantprofil (såkaldte trangelriste/tribarriste). Metalriste finder udbredt anvendelse i farestalde. Økonomi Omkostningen ved etablering med støbejernsspalter er højere end omkostningen ved brugen af betonspaltegulv. Miljøstyrelsen (2010) vurderer, at omkostningen ved indkøb af støbejernsriste på ca. 480 kr./m 2 er ca. dobbelt så høj som betonspaltegulv (ca. 250 kr./m 2 ). Referencer Aarnink, A. J. A.; D. Swierstra; A. J. van den Berg; L. Speelman (1997). Effect of type of slatted floor and degree of fouling of solid floor on ammonia emission rates from fattening piggeries. Journal of Agricultural Engineering Research. 66(2): Boykel, I., Spaltegulve til slagtesvin i stier med delvist spaltegulv. Videncenter for svineproduktion, Erfaring Online Miljøstyrelsen, Spaltegulvudformning stål, plastic og beton. Teknologiudredning, Miljøministeriet BE85E4EDF/0/Spaltegulvsudformningisostalde.pdf. Pedersen S and P. Ravn Characteristics of slatted floors in pig pens; friction, shock absorption, ammo-nia emission and heat conduction Agricultural Engineering International: CIGR Ejournal. Manuscript BC Vol. X. July 2008.

24 APPENDIKS 3 V-FORMEDE GYLLEKANALER OG DELVIST FAST GULV Kort beskrivelse af teknologien Gyllekanaler opbygges almindeligvis med lodrette vægge. Forsøg fra Holland (Mol & Ogink, 2003) og Danmark har dog vist, at der kan opnås en miljøeffekt ved at benytte skråtstillede kanalvægge (V-formede kanaler). Ved V-formede kanaler reduceres gyllens overfladeareal i bunden af kanalerne, hvilket potentielt begrænser ammoniakfordampningen. Ved stigende mængde af gylle i kanalerne øges gyllens overfladeareal gradvist, og ammoniakfordampningen øges. V-formede gyllekanaler giver mulighed for udslusning dagligt eller flere gange ugentligt, afhængigt af grisenes størrelse og gylleproduktion. Ved etablering af bagskylsfunktion (flushing), dvs. tilførsel af væske i enden af gyllekanalen modsat udslusningsåbningen, kan daglig udslusning praktiseres under alle omstændigheder. Bagskyl reducerer endvidere risikoen for driftsproblemer som følge af brug af strøelse. Figur 7. Skitse af V formede gyllekanaler i en slagtesvinestald med delvist spaltegulv. Miljøeffekt (Ammoniak, lugt, støv, drivhusgasser) Den miljømæssige effekt af V-formede kanaler afhænger af, hvor hyppigt gylle udsluses, og om effekten sammenlignes med et stisystem med gyllekumme under hele stien eller et stisystem med delvist fast gulv. Miljøeffekten af teknologien er vurderet i et teknologiblad udarbejdet af Dansk Landbrugsrådgivning (2003). I denne vurderes V-formede gyllekanaler kombineret med daglig udslusning af gylle at kunne reducere ammoniakfordampningen med ca. 25 % sammenlignet et tilsvarende staldsystem med delvist fast gulv og udslusning af gylle hver anden/tredje uge. Den samlede effekt af daglig gylleudslusning, delvist spaltegulv og V-formede gyllekanaler vurderes at reducere ammoniakfordampningen med ca. 55 % i forhold til et staldsystem med gylle under hele stiens areal og uden daglig udslusning af gylle (Dansk Landbrugsrådgivning, 2003). Hollandske undersøgelser har fundet, at teknologien kan begrænse lugtgener med mellem 0 og 50 %. Effekten vurderes dog meget usikker (Mol & Ogink, 2003), hvilket bl.a. kan skyldes, at den hyppige udmugning fører til flere lugttoppe (Dansk Landbrugsrådgivning, 2003).

25 Der er ikke dokumentation for, at teknologien reducerer udledningen af drivhusgasser og støv. Dyrevelfærd Teknologien påvirker ikke dyrevelfærden. Arbejdsmiljø Teknologien kan ved reduktion af ammoniak i staldluften potentielt skabe et bedre staldklima og dermed arbejdsmiljø. Energiforbrug Teknologien vil marginalt øge energiforbruget ved hyppig udskylning af kanaler. Ressourceforbrug Teknologien vil kun marginalt påvirke staldens ressourceforbrug. Utilsigtede effekter Forkert hældning af V-kanalerne kan medføre gødningsophobning på de skrå sider, hvilket kan føre til flueplager. Erfaringen fra danske V-formede gyllekummer viser, at kummer med 60 graders hældning holder sig fri for gødningsophobning, hvorimod der sker gødningsophobning ved kun 45 graders hældning. Udbredelse Delvist fast gulv er almindelig udbredt i danske og udenlandske slagtesvinestalde. V-formede gyllekanaler er mest udbredt i Holland, mens teknologien kun benyttes meget begrænset i Danmark og andre Europæiske lande. Teknologien er kun relevant i forbindelse med nybyggeri. Økonomi Dansk landbrugsrådgivning (2003) har vurderet meromkostningen ved etablering af V-formede gyllekanaler og delvist spaltegulv sammenlignet med et tilsvarende staldsystem med gyllekumme under hele stiarealet. De vurderer, at meromkostningen er ca. 50 kr. lavere per stiplads ved etablering af V-formede gyllekanaler og delvist fast gulv sammenlignet med etablering af kummesystem under hele stien overdækket med delvist drænet gulv (Dansk Landbrugsrådgivning, 2003). Meromkostningen ved benyttelse af V-kanaler i stedet for traditionelle kanaler er ikke opgjort separat, men vurderes højere. Der findes ikke dokumentation for omkostningen ved dobbelt V-kanaler, men omkostningen vurderes på niveau med omkostningen ved delvis spaltegulv med gyllekumme under hele stiens areal. Referencer Landsudvalget for svin Foreløbige resultater. Dansk Landbrugsrådgivning, V-formede gyllekanaler i stalde med 1/3 spaltegulvsareal og 2/3 fast gulv. Mol, G, Ogink N.W.M Odour emission from animal husbandry II. General report Institute for Agricultural and Environmental Engineering, report In Dutch with summary in English.

26 APPENDIKS 4 KILDESEPARERING AF GØDNING URIN INDE I STALDEN Kort beskrivelse af teknologien Ved kildeseparering søges den af dyrene frisk udskilte fæces og urin i størst muligt omfang holdt adskilt. Urinen drænes kontinuerligt fra gødningssystemet til en lukket beholder, mens fæces, foderrester og strøelse typisk fjernes fra stalden med timers mellemrum. Ved denne proces opnås dels en separering, dels reduceres nedbrydningshastigheden af urinstof til ammonium, som er kilde til ammoniakfordampning fra gylle. Metoderne, der anvendes til at opnå kildeseparering, omfatter optimerede skrabekanaler med fast, hældende betongulv, som jævnligt skrabes rent med en mekanisk anordning fx linespilanlæg. Figur 8.Ekse mpe l på slagte svine stald me d 2/3 fast gulv og optimeret skrabe kanal med svag v -form og linespilsanlæg for kilde separering (tegning: stald.dk). Det andet princip er kildeseparering baseret på gødningsbånd (transportbånd), som monteres under spaltegulvet i stierne. Gødningsbåndet kan være udformet på forskellig vis; som filternet 27,28, der tillader dræning af urin og anden væske gennem båndmaterialet samt bånd fremstillet af et for væske impermeabelt materiale, der opfanger såvel fæces som urin. Båndet monteres i så fald med fald til én eller flere sider med henblik på kontinuerlig dræning af urin. Den faste del fjernes ved at aktivere 27 Kroodsma, W Separation of pig feces from urine using synthetic netting under a slatted floor. Livestock Waste: A Renewable Resource. ASAE: Kroodsma, W Separation and removal of Faeces and Urine using Filter Nets under Slatted Floors in Piggeries. Journal of Agricultural Engineering Research, 34:75-84 Kroodsma, 1986.

27 transportbåndet, hvorved den transporteres til enden af båndet og skrabes væk fra båndet til videre foranstaltning såsom lagring eller oparbejdning. Figur 9. E kse mpel på staldse parering ved montering af et skråtstillet gødningsbånd u nder spaltegu lve t i stier til slagte svin. Bånde ts h ældnin g be virke r, at urinen hurtigt drænes bort, men s fæces tilbage holde s på bån det. Når bån det aktiveres, transporte res fæce s til en den af tran sportbån det, h vor det skrabe s af bånde t. Ved såvel kildeseparering i optimerede skrabekanaler som anvendelse af gødningsbælter opdeles den udskilte fæces og urin i to fraktioner, hvis karakteristik afhænger af systemet. Separationseffektiviteten af kildeseparation er typisk bedre end andre separeringstyper som følge af en meget nænsom separering (dekantering). På ét punkt er kildeseparering dog markant dårligere end gængse systemer, idet massesepareringen er ringe. Ved separering i optimerede skrabekanaler vil masseseparering typisk resultere i 50 vægt-% fast og 50 vægt-% flydende Fejl! Bogmærke er ikke defineret., mens bælteseparering er markant bedre med 35 vægt-% fast og 65 vægt-% flydende 38. Miljøeffekt (Ammoniak, lugt, støv, drivhusgasser) Tabel 1 angiver resultater af forsøg med kildeseparering ved hjælp af gødningsbånd i slagtesvinestalde. Tabel 1. E ffe kt af bæltese parering på e missioner. Ammoniak Lugt Metan Støv Filternet % Kempfarm: Konkavt bånd, delvist 0,86 vs. 2,06 fast gulv, 0,81 m 2 /gris 29 kg N/år pr. stiplads (-58 %) * 6,4 vs. 23 OU E /s pr. stiplads (- 72 %) * 0,94 vs. 4,8 kg/år pr. stiplads (- 80 %) * 110 vs. 305 g/år pr. stiplads (- 64 %) *,** Gødningsbånd med énsidigt fald, delvist fast gulv, triangel riste (Koger et al., 2003) 0,85±0,16 kg N/år pr. stiplads. 1,05±0,29 kg/år pr. stiplads Gødningsbånd med énsidigt fald, 0,14 vs. 0,2 g 230 vs. 29 Aarnink et al., Kempfarm vleesvarkensstal: milieu_emissies en investeringskosten. Rapport 67, Animal Sciences Group van Wageningen UR.

28 2/3 fast gulv, 1/3 støbejernsriste (Pedersen og Kai, 2012) N/h pr. gris. (-31 %) 120 OU E /s pr kg (-47 %) *I fastlagt ved case-control-forsøg men sammenlignet med normtal for samme staldtype med traditionel gyllehåndtering i stalden. **Forskellen kan ikke umiddelbart forklares. Ifølge Hahne et al. 30 produceres der 2,8-4,5 kg metan pr. år pr. stiplads i slagtesvinestalde med gyllesystem. Der er ingen dokumentation for, at kildeseparation i optimerede skrabekanaler med mekanisk udmugning giver anledning til lavere emissioner af ammoniak og lugt 31,32. Da der er tale om systemer, der benytter hyppig udslusning, vil metanemissionen være lavere end i stalde, hvor gyllen opbevares i længere tid. Dyrevelfærd Kildeseparering kan medvirke til at reducere staldluftens indhold af gasser såsom ammoniak og svovlbrinte og dermed forbedre indeklimaet i stalden. Teknikken giver i kraft af mekanisk fjernelse af husdyrgødningen mulighed for, at der kan anvendes større mængder halm 33,34 eller andre strøelsestyper, som af adfærdsforskere vurderes kan være til gavn for dyrenes velfærd, uden at gødningssystemets funktionalitet nedsættes. Arbejdsmiljø Kildeseparering kan medvirke til at reducere staldluftens indhold af gasser såsom ammoniak og svovlbrinte og dermed forbedre indeklimaet i stalden. Energiforbrug Teknikken er forbundet med et forøget energiforbrug til drift af systemets mekaniske dele (linespilanlæg eller transportbånd). Ressourceforbrug Teknikken benytter sig af mekanisk udmugning, hvilket erfaringsvist kan give anledning til problemer med driftssikkerheden grundet det hårde miljø, som de mekaniske komponenter opholder sig i. Vedligehold og 30 Hahne et al., Trace gas emissions from pig fattening. Landtechnik 54(3): Von Bernuth et al., Efficacy of a Liquid/Solid Isolation System for Swine Manure. Paper No presented at ASAE/CSAE Annual International Meeting, Ottawa, Canada 1-4 August Pedersen og Kai, Kildesepareringsstald med gulvudsugning. VSP Meddelelse nr Ogink, N.W.M., H.C. Willers, A.J.A. Aarnink, and I.H.G. Satter Development of a new pig production system with integrated solutions for emission control, manure treatment and animal welfare demands. Swine Housing, Proceeding of the 1 st International Conference, October 9-11, 2000, Des Moines, Iowa. ASAE, St.Joseph, MI : p Pedersen og Kai, Kildesepareringsstald med gulvudsugning. VSP Meddelelse nr. 824.

29 opsyn vanskeliggøres af, at de mekaniske dele befinder sig under spaltegulvet i stalden, dvs. relativt utilgængelige og i snævre rammer. Utilsigtede effekter Staldseparering af husdyrgødningen i en fast og en flydende fraktion kan give anledning til utilsigtede effekter i form af forøget tab af kvælstof som ammoniak (NH 3 ), frit kvælstof (N 2 ) og drivhusgassen lattergas (N 2 O) i forbindelse med lagring af den faste fraktion, samt øget ammoniakfordampning fra lagring af den flydende fraktion på grund af denne fraktions høje ph-værdi. Disse problemer kan dog forebygges ved etablering af overdækning af lagre af fast såvel som flydende husdyrgødning. Den traditionelle metode til udslusning af den faste del af husdyrgødningen ved staldseparering i kombination med undertryksventilation medfører risiko for introduktion af falsk luft til den enkelte staldsektion via gødningskanalerne, og det er forbundet med en øget risiko for indførsel af patogener. Anvendelse af mekanisk gødningshåndtering kræver således udvikling af sikker løsning på denne problemstilling. Økonomi Der er ikke bygget kommercielle stalde i Danmark, som har implementeret gødningsbånd. Udbredelse Et kommercielt system baseret på filternet er udviklet af det tyske firma Farmer Automatic GMBH til brug i slagtesvinestalde. Kildeseparering baseret på hvælvede, konvekse væske-impermeable gødningsbånd er udviklet i Holland 35. Disse gødningsbånd er opbygget, så urinen løber af båndet i begge sider og kræver følgelig tagrende i begge sider for opsamling og bortledning af urin. Kempfarm ( har udviklet to konceptstalde til slagtesvineproduktion, hvor gødningen i stalden separeres vha. hvælvede konkave gødningsbånd, som opsamler urinen på midten af båndet. Systemer baseret på skråtstillede gødningsbånd er undersøgt i USA 36, Canada 37 og Danmark 38. Helhedsvurdering Kontaktinfo Kroodsma, W., Ogink, N.W.M., Satter, I.H.G. and H.C. Willers A technique for direct separation of pig excrements followed by on-farm treatment of the components. International conference on agricultural engineering, Oslo August 1998, p Koger et al., Manure belts for harvesting urine and feces separately and improving air quality in swine facilities. Report to the Smithfield Panel, May 21, Lachance et al., Separation of pig manure under slats: to reduce releases in the environment. Paper No presented at ASAE Annual International Meeting, Tampa, Florida 38 Pedersen og Kai, Separation af afle og fast gødning med gødningsbånd. VSP Meddelelse nr. 958.

30

31 APPENDIKS 5 FORSURING AF GYLLE MED SVOVLSYRE Kort beskrivelse af teknologien Tilsætning af syre til gylle bevirker, at gyllens ph-værdi falder, hvorved gyllens indhold af ammoniakalsk kvælstof i stigende omfang omdannes til ammonium (NH 4 + ), der ikke fordamper. Ved tilsætning af 4-6 kg koncentreret svovlsyre pr. ton svinegylle sænkes gyllens ph-værdi til mellem ph 5,5 og 6,0. Et anlæg til svovlsyrebehandling af gylle kan bestå af ventilbrønd, procestank og syrebeholder. Alle processer styres og overvåges automatisk. Forsuringsprocessen foregår på den måde, at gyllen, som inde i stalden opsamles i gyllekummer under stierne, sluses ud i procestanken, hvor den omrøres, og ph-værdien aflæses. Derefter tilsættes svovlsyre under fortsat omrøring, til gyllens ønskede ph-værdi er nået, hvorefter hovedparten pumpes tilbage til gyllekummerne i stalden, hvor den fungerer som en stødpude-opløsning for den friskproducerede gylle frem til næste behandling. Overskuddet af gylle efter behandlingen pumpes til en gyllebeholder for lagring frem til gødskningstidspunktet. Miljøeffekt (Ammoniak, lugt, støv, drivhusgasser) En dansk undersøgelse har vist, at hyppig justering af ph-værdien i svinegylle i en slagtesvinestald med 1/3 drænet gulv og 2/3 spaltegulv reducerede ammoniakemissionen fra stalden på ca. 70 % 39. Det anvendte forsuringssystem var leveret af Infarm A/S. En senere test af et forsuringsanlæg fra firmaet Jørgen Hyldgaard Staldservice A/S i en slagtesvinestald med 1/3 drænet gulv og 2/3 spaltegulv resulterede i en reduktion på 71 % 40. Begge produkter fremgår af Miljøstyrelsens teknologiliste. Der foreligger ingen dokumentation for effekten af forsuring af gylle i slagtesvinestalde med delvist fast gulv, men ifølge et teknologiblad udarbejdet af Miljøstyrelsen 41 antages det, at gylleforsuring i stalde med delvis fast gulv vil give anledning til følgende effekter: % fast gulv medfører 68 % reduktion sammenlignet med en tilsvarende sti uden forsuring % fast gulv medfører 65 % reduktion sammenlignet med en tilsvarende sti uden forsuring. Sammenlignet med drænet gulv forventes kombinationen af % fast gulv og gylleforsuring at have en effekt på 75 %, mens kombinationen af % fast gulv og gylleforsuring at have en effekt på 80 %. Der er risiko for, at den med tilsætningen af svovlsyre forbundne forøgelse af gyllens indhold af sulfat kan give anledning til dannelse af det giftige og ildelugtende stof sulfid. Der er gennemført olfaktometriske lugtmålinger i forbindelse med to forsøg af gylleforsuring i slagtesvinestalde. Forsøgene påviste ingen statistisk sikker lugtmæssig effekt af gylleforsuring 11, Pedersen, P Svovlsyrebehandling af gylle i slagtesvinestald med drænet gulv. VSP meddelelse nr Pedersen og Albrechtsen JH forsuringsanlæg i slagtesvinestald med drænet gulv. VSP Meddelelse nr Miljøstyrelsen, Teknologiblad: Svovlsyrebehandling af gylle Slagtesvin. 2. udgave. 42 Pedersen, P Tilsætning af brintoverilte til forsuret gylle i slagtesvinestald med drænet gulv. VSP meddelelse nr. 792.

32 Ifølge et notat af DCA/Aarhus Universitet vil der være et behov for ekstra kalktilførsel til agerjord, som tilføres svovlsyreforsuret gylle 43. Ved anvendelse af 6 kg koncentreret svovlsyre pr. ton gylle, og en tilførsel på 70 kg total N/ha/år i gylle vil behovet for ekstra kalktilførsel være 115 kg jordbrugskalk/ha/år ved tilførsel af svinegylle. Dette medfører endvidere en øget CO 2 -emission fra kalken på kg CO 2 /ha/år. Der findes ingen dokumentation for effekten af gylleforsuring på emissionen af drivhusgasser fra stalden, men det er vist, at udledningen af metan under lagring af kvæggylle reduceres med % 44. Det er sandsynligt, at en tilsvarende effekt vil kunne påregnes for svinegylle under lagring. I svinestalde bidrager svinene til emissionen af metan via produktionen af tarmgasser, ligesom gylle i svinestalde vil lagres ved en højere temperatur end eksterne gylletanke, hvorfor førnævnte resultater ikke uden videre kan overføres til svinestalde. Dyrevelfærd Der er ingen direkte effekt af gylleforsuring på dyrevelfærden. En lavere ammoniakkoncentration i stalden vil bidrage til et forbedret indeklima. Forsuring kan muligvis medvirke til at hygiejnisere gyllen og dermed reducere smittetrykket i stalden. Arbejdsmiljø Koncentreret svovlsyre er stærkt ætsende, og der er derfor mange sikkerhedsforskrifter for brugen af svovlsyre. Energiforbrug Der er et forøget energiforbrug til pumpning og omrøring af gylle. Pedersen 45 beregnede energiforbruget til ca. 3 kwh pr. m 3 gylle. Ressourceforbrug Der medgår et forbrug af koncentreret svovlsyre til gylleforsuring. Mængden andrager 4-6 kg pr. ton svinegylle. Utilsigtede effekter Biogasfællesanlæg viser generelt modvilje mod at modtage forsuret gylle, fordi store svovlmængder inhiberer biogasprocessen. Forsuring af gylle reducerer imidlertid gyllens metanproduktion i stalden og bevirker derfor, at gyllens biogaspotentiale øges, og dette vil kunne øge biogasudbyttet. Det anbefales dog ikke at tilføre mere end ca. 10 % forsuret gylle til biogasanlæg, hvis de negative effekter helt skal undgås 46. Ved anvendelse af separeret fiber fra forsuret gylle kan andelen dog øges betydeligt. Ved erstatning af 30 % af biomassen i et anlæg med forsuret fiber var der ingen negativ effekt, og gasproduktionen blev øget med 50 % i forhold til anvendelse af normal gylle 46. Økonomi 43 Petersen, S.O. et al., Notat om forskellige forhold i forbindelse med forsuring ved nedfældning. DCA/Aarhus Universitet Petersen, S.O., Andersen, A.J. & Eriksen, J., Effects of cattle slurry acidification on ammonia and methane evolution during storage. J. Environ. Qual. 41(1): Pedersen, P Svovlsyrebehandling af gylle i slagtesvinestald med drænet gulv. VSP meddelelse nr Møller H.B. & V. Moset Den sure gylle kan give god biogas.

33 Nedenstående økonomiske kalkule er baseret på DCA s seneste rapport om miljøteknologier 47. Tabel 2. Skøn over inve steringsbeh ov og meromkostninger ved gylleforsuring i slagte -svinestalde me d drænet gulv. Stalde n inde holder 5000 stipladser og har en årlig produ ktion på slagte svin. Miljøe ffe kten er beregne t på grun dlag af e ffe kten af tekn ologien på e missionerne fra stald, lage r og u dbringn ing af husdyrgødn ing. Meromkostninger er korri geret for gødningsværdien af N og S. Investering, kr Meromkostninger i alt, kr./år Meromkostninger pr. stiplads, kr./år 40 Meromkostninger pr. produceret svin, kr. 10 Udbredelse Gylleforsuring benyttes stort set kun i Danmark. Helhedsvurdering Gylleforsuring er ud over foderoptimering den eneste teknik, der reducerer ammoniakemissionen fra såvel stald, lager som ved udbringning. Indholdet af kvælstof i forsuret slagtesvinegylle ab lager øges med 7-13 % sammenlignet med ubehandlet gylle. 47 Hansen et al., Miljøteknologier i det primære jordbrug driftsøkonomi og miljøeffektivitet. DCA Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug, Aarhus Universitet, 11. juli 2013, pp. 78.

34 APPENDIKS 6 GYLLEKØLING Kort beskrivelse af teknologien Ved kølingen reduceres gyllens temperatur, hvorved flygtigheden af ammoniak reduceres. Den lavere temperatur bevirker endvidere, at omsætning af letomsætteligt tørstof i gyllen sænkes med lavere metanproduktion til følge. Gyllekøling kan anvendes i stalde med mekanisk udmugning (linespil, skraber) såvel som stalde med rørudslusningssystem (gylle). Gyllekølingssystemet etableres ved nedstøbning af PEL-slanger i bunden af gødningskanalerne i stalden. Slangerne monteres typisk med en afstand på cm, enten nedstøbt i kanalbunden eller udlagt ovenpå gyllekanalernes betonbund. Kølingen er vandbåren, idet køleslangerne typisk forbindes til en varmepumpe. I anlæg for gyllekøling kan det kolde vand fremstilles på tre måder: 1) kompressor-drevet varmepumpe, 2) grundvandskøling med reinjektion af grundvandet samt 3) jordkøling ved hjælp PEL-slanger nedgravet i jorden. Ved køling vha. varmepumpe er driftsøkonomien stærkt afhængig af afsætningsmulighederne af varmeenergien. Gyllekøling er mest relevant i svinebesætninger, hvor den indvundne varme kan anvendes til opvarmningsformål, hvilket typisk drejer sig om besætninger med søer og smågrise. Varmen af gyllekøling kunne alternativt anvendes til opvarmning af biogasreaktorer på gårdbiogasanlæg. Det forudsætter dog, at biogassen afhændes til et kraftvarmeværk eller opgraderes til bio-naturgas, idet der på gårdbiogasanlæg normalt opstår et varmeoverskud under afbrændingen af biogassen. Køling ved hjælp af grundvand fungerer ved, at grundvandet, som i Danmark har en konstant temperatur på 8,5-9 C, pumpes op fra en (kold) indvindingsbrønd og ledes gennem gyllekanalerne via nedstøbte køleslanger, hvor grundvandet optager varme (energi) fra gyllen, som derved afkøles. Det nu opvarmede grundvand ledes tilbage til grundvandmagasinet via en reinjektionsbrønd, og her afgives varmen langsomt til den omkringliggende jord. Fremgangsmåden benyttes i hollandske svinestalde 48,49. For så vidt angår gyllekøling, vil det formodentligt være et krav, at anlægget opbygges som et to-strenget system med hhv. et grundvandskredsløb samt et gyllekølekredsløb, som står i forbindelse med hinanden via en varmeveksler. Brugen af grundvand til køling (og opvarmning) er en forholdsvis ny idé i Danmark. Første danske anlæg blev taget i brug i I dag findes der mere end en 25 anlæg, som fortrinsvis benyttes i industrien, bl.a. Billund Lufthavn og Gartneriet Hjortebjerg. Fordelen er en reduktion af energiforbruget med op til 90 % i forhold til traditionel køling ved hjælp af varmepumper 50. Grundvandskøling er desuden pladsbesparende og støjsvag i forhold til traditionelle køleanlæg. En af ulemperne er det omfattende arbejde, der er forbundet med myndighedsgodkendelsen. Anvendelse af grundvandskøling kræver tilladelse fra draft BREF-notes: 50 Stig Niemi Sørensen. Status og fremtid for grundvandskøleanlæg med reinjektion i Danmark.

35 myndighederne. Der kræves tilladelse efter både Vandforsyningsloven og Miljøbeskyttelsesloven. Tilladelse til indvinding af grundvand skal opnås efter Vandforsyningsloven, og tilladelse til reinjektion af vand er omfattet af Miljøbeskyttelsesloven. Miljøeffekt (Ammoniak, lugt, støv, drivhusgasser) I forbindelse med en teknologiudredning i regi af Miljøstyrelsen 51 blev der på grundlag af et litteraturstudie formuleret algoritmer for forventet ammoniakreduktion som funktion af specifik køleeffekt i stalde med mekanisk udmugning: Reduktion (%) = 0,008x 2 + 1,5x [1] hvor x = køleeffekt, W/m 2 gyllekanal. Samt for stalde med rørudslusningsanlæg med ca. 40 cm. dybe gyllekanaler, jf. ligning 2: Reduktion (%) = 0,004x 2 + x [2] I forhold til Månegrisen arbejdes der i et scenarie med gyllekøling, der er koblet sammen med W-formede gyllekanaler, som er en anden miljøteknologi. Der er i scenarieberegningerne taget udgangspunkt i en køleeffekt på 20 W/m 2 effektiv gylleoverflade i W-kanalerne. Ifølge [1] giver dette en ammoniakreduktion på 26,8 %. Da der ikke er fuld gylleoverflade i stalden som følge af de W-formede gyllekanaler samt hyppig udslusning, vurderes effekten af gyllekøling at være marginalt aftagende. Der regnes derfor med en effekt af gyllekøling på 20 % sammenlignet med W-formede kanaler alene. Dette er ikke afprøvet i praksis, hvorfor reduktionsestimatet er usikkert. En hollandsk undersøgelse har vist en reduktion i lugtemissionen på % ved køling i gylleoverfladen 52, men siden har to danske afprøvninger af gyllekøling i hhv. en stald til drægtige søer og en slagtesvinestald ikke vist nogen lugtmæssig effekt 53,54. Der regnes fremdeles ikke med nogen lugtmæssig effekt af gyllekøling. På grundlag af en simuleringsmodel er det estimeret, at metanemissionen fra svinegylle falder med 18 % netto, når gyllen i stalden nedkøles til 15 C 55. Under hensyntagen til øget kulstoflagring i jorden samt energiforbrug til køling er effekten af køling beregnet til 6,4 kg CO 2 -ækvivalenter pr. produceret slagtesvin 56. Dyrevelfærd 51 Miljøstyrelsen, Køling af gylle i slagtesvinestalde. 52 Mol et al., The effect of two ammonia emission reducing pig housing systems on odour emission. Water Sci. Techn. 50(4): Pedersen, P Linespilsanlæg med køling i drægtighedsstalde. VSP Meddelelse nr Jørgensen et al., Effekten af gyllekøling i slagtesvinestier med drænet gulv i lejearealet. VSP Erfaring nr Sommer, S.G. et al.,2004. Algorithms for calculating methane and nitrous oxide emissions from manure management. Nutrient Cycling in Agroecosystems 69: Dalgaard, T. et al., Landbrugets drivhusgasemissioner og bioenergiproduktionen i Danmark Rapport til den danske klimakommission.

36 Der foreligger ikke viden om, at gyllekøling ved almindeligt forekommende specifikke køleeffekter påvirker dyrevelfærden. Arbejdsmiljø Lav ammoniakkoncentration i staldrummet vurderes at være gavnligt for arbejdsmiljøet. Energiforbrug Der medgår energi til drift af cirkulationspumper og varmepumpe. Hvis det antages, at overfladen i V-formede gyllekanaler har en overflade på 0,5 m 2 pr. løbende meter kanal, vil overfladen være 1 m 2 pr. løbende meter W-kanal. Det giver en gylleoverflade på: 0,14 m 2 pr. stiplads ved 18 grise pr. sti. Ved 5000 stipladser giver det (700 m 2 køleoverflade svarende til (700 m 2 x 20 W/m 2 ) = 14 kw køleeffekt ved 20 W/m 2. Med kompressor-køling med en COP-værdi på 3 giver det et forventet el-optag på 14/2 = 7 kw, hvilket giver et samlet forventet elforbrug på (7 kw x 24 timer/dag x 365 dage/år) = kwh pr. år svarende til en energiomkostning på ca. kr pr. år eller ca. 2,5 kr. pr. produceret slagtesvin. Ressourceforbrug Ingen forhold at bemærke. Utilsigtede effekter Ingen forhold at bemærke. Økonomi Den samlede driftsøkonomi af gyllekøling afhænger ud over den specifikke køleeffekt af kølemetoden. Kompressor-køling vurderes at være billigst i anskaffelse og installation, mens de løbende driftsomkostninger til el vil være lavere for passiv jordkøling og grundvandskøling. Udbredelse Ifølge et teknologiblad om gyllekøling var der i 2009 etableret mere end 300 anlæg i Danmark. I Holland er der udviklet en teknik, hvor kølingen af gylle finder sted ved hjælp af flydende kølelameller 52. Kølingen finder sted ved hjælp af grundvand, som efter en temperaturstigning på maksimalt 3 C pumpes tilbage i undergrunden. Afhængig af dyrekategori og staldtype er der opnået ammoniakreduktioner på % ved køling med kølelameller i gyllekanalen. Halmstrøelse i stierne er ikke foreneligt med anvendelse af kølelameller på grund af risikoen for tilstopning. Helhedsvurdering Gyllekøling er en ukompliceret og robust metode til at reducere ammoniak fra stalde. Systemets elementer, der befinder inde i stalden, omfatter køleslanger i plastmaterialet PEL, som ligger beskyttet nedstøbt i betonbunden. De bevægelige dele, kølemaskinen/varmepumpen, befinder sig i et teknikrum og holder typisk år afhængig af bl.a. driftsbetingelserne (start/stop). Teknikken er ukompliceret, og anlægget kræver meget lidt overvågning og vedligeholdelse. Afhængig af køleeffekten vil gyllekøling producere store mængder varme, som kun har begrænset anvendelighed i slagtesvinestalde, hvor varmebehovet typisk er lavt. Varmen kan anvendes til rumopvarmning af servicerum, forvarmning af vand til vådfoder, og højtryksrensning.

37 Hvor stor en andel af varmen, der kan udnyttes, afhænger stærkt af de lokale forhold. Overordnet set vil gyllekøling kunne reducere drivhusgasemissionen, hvis en række betingelser er opfyldt. Det vil således være en forudsætning, at varmen fra varmepumpen kan afsættes et andet sted i produktionen og erstatte varme fra en anden varmekilde som for eksempel oliefyr. Ud fra et miljømæssigt synspunkt er det vanskeligt at argumentere for anvendelse af gyllekøling ud over ejendommens varmebehov.

38 APPENDIKS 7 BIOLOGISK LUFTRENSNING Kort beskrivelse af teknologien Ved biologisk luftrensning, ledes staldluft igennem et filtermateriale, som holdes fugtigt, så ammoniak og lugtstoffer absorberes i en vandfilm i biofiltret og efterfølgende nedbrydes af mikroorganismer. Biologiske luftrensningsanlæg kan opdeles i to hovedgrupper: biofiltre og biologiske luftvaskere. I biofiltre ledes ventilationsluften gennem et organisk filtermateriale, typisk bestående af blandinger af fx træflis, kompost, plantestrå (halm) mv. Vandingen i biofiltret sker primært ved opfugtning af luften, inden den passerer gennem filtermatricen. Der produceres som oftest ikke kvælstofholdigt lænsevand i denne type anlæg. I biologiske luftvaskere renses staldluften ved passage gennem en inert filtermatrice, som løbende overrisles med vand. Den tilbageholdte ammoniak omsættes til dels til nitrit og nitrat. Den akkumulerede ammonium, nitrit og nitrat fjernes med lænsevandet. Disse anlæg kan ofte reducere både ammoniak og lugt. Miljøeffekt (Ammoniak, lugt, drivhusgasser, støv) Effekten af biologisk luftrensning er stærkt afhængig af anlægsopbygning samt af driften. Biofiltre er typisk effektive til reduktion af lugt men ikke ammoniak, mens biologiske luftvaskere ofte kan reducere både ammoniak og lugt 57. To biologiske luftrensere er opført på MST s teknologiliste, hhv. Farm Airclean BIO Flex 2 trin (SKOV A/S) med >70% ammoniakreduktion og 73% lugtreduktion, samt Dorset Biological Combi Aircleaner (Rotor A/S) med >70% ammoniakreduktion, 40% lugtreduktion og 55% støvreduktion. Biologisk luftrensning kan give anledning til dannelse af drivhusgassen lattergas som følge af denitrifikation. Velfærd og sundhed Luftrensningsanlæg indbygges normalt i forlængelse af staldes ventilationsanlæg. og kan påvirke svins velfærd indirekte, hvis luftrensningsanlægget fx påvirker ventilationsanlæggets ydeevne negativt. Energiforbrug Luftrensning giver anledning til øget energiforbrug som følge af større elforbrug til ventilation og vandpumper. Ressourceforbrug Øget energiforbrug. Der er et øget vandforbrug. Der er normalt intet forbrug af hjælpestoffer. 57 Miljøstyrelsens teknologiliste. Hentet 15. august 2013.

39 Restprodukter Lænsevand fra biologiske rislefiltre og luftvaskere ledes til gyllekummer, lagertank og udbringes på marken. Biofiltres filtermatrice nedbrydes med tiden og derfor jævnligt udskiftes. Den brugte filtermatrice har karakter af kompost og kan håndteres som sådan til gødskningsformål og jordforbedring. Utilsigtede effekter Der er risiko for dannelse af drivhusgassen lattergas ved biologisk luftrensning. Arbejdsmiljø Ingen særlige forhold. Økonomi Nedenstående økonomiske kalkule for et centralt biologisk luftrensningsanlæg er baseret på DCA s seneste rapport om miljøteknologier 58. Tallene er kun baseret på oplysninger fra ét firma og skal derfor tages med et vist forbehold, idet der erfaringsvis kan være stor forskel i såvel investering som løbende omkostninger mellem forskellige typer af luftrensningsanlæg. Tabel 3. Skøn over inve steringsbeh ov ve d anve nde lse af de central biologisk lu ftrensning i slagtesvinestalde me d drænet gulv. Stalden indeh older 5000 stipladse r. % lu ftrensning re fererer til be gre bet dellu ftren snin g. Fuld luftrensning 60 % 20 % delluftrensning delluftrensning Investering, kr Meromkostninger i alt, kr./år Meromkostninger pr. stiplads, kr./år Meromkostninger pr. produceret svin, kr Økonomien for centralt placerede luftrensere kan adskille sig fra ovenstående, da anlæggets dimensionering vil være anderledes, ligesom der skal indregnes kanaler for transport af luften fra hver staldsektion og hen til luftrenseren. Udbredelse DK, D, NL 58 Hansen et al., Miljøteknologier i det primære jordbrug driftsøkonomi og miljøeffektivitet. DCA Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug, Aarhus Universitet, 11. juli 2013, pp. 78.

40 Biologiske luftrensere anvendes i Tyskland og Holland til reduktion af ammoniak og lugt. I begge lande anvendes biologiske luftvaskere til reduktion af både ammoniak og lugt, mens biofiltre kun benyttes til lugtreduktion. Helhedsvurdering Biologiske luftvaskere kan med fordel benyttes til delluftrensning for ammoniak, hvor kun en del af staldens samlede ventilationskapacitet renses. Biologiske luftvaskere kan også reducere lugt. I det tilfælde skal luftrenseren som oftest have kapacitet til at rense al luft fra stalden. Der må påregnes overvågning af luftrenseren. Afprøvningerne af biologisk luftrensning har alle haft problemer med stabil drift af anlæggene, ligesom det er meget vigtigt for driften af filtrene, at de rengøres jævnligt. Hvis filtret i luftrenseren tilstoppes med støv og/eller meget kraftig belægning af biofilm, forøges tryktabet over luftrenseren betragteligt. Dette medfører et forhøjet energiforbrug, nedsat luftgennemstrømning i luftrenseren og efterfølgende nedsat luftskifte i staldene, hvilket kan forringe grisenes velfærd.

41 APPENDIKS 8 GULVUDSUGNING MED LUFTRENSNING OG INDDAMPNING AF FORSURET AJLEFRAKTION VED HJÆLP AF STALDLUFT Kort beskrivelse af teknologien Der er tale om en teknologi, som endnu ikke er afprøvet i praksis. Ved kildeseparering i stalden ved hjælp af gødningsbånd (se særskilt beskrivelse) fås to fraktioner, hhv. en flydende tørstoffattig og en fast tørstofrig fraktion. Den flydende fraktion, primært indeholdende urin og vandspild, kaldet ajle forsures til ph ca. 4 ved hjælp af fx svovlsyre og benyttes som skrubbervæske i en lavteknologisk luftrenser, som basalt set består af luftkanaler, hvis indre overflader til stadighed holdes våde med den forsurede urin. Luften trækkes ud af stalden via gulvudsugning, hvis udformning bevirker, at en høj andel af den samlede emission af gasser fra stalden ventileres bort i et begrænset luftvolumen på % af staldens ventilationskapacitet. Denne delluftmængde ledes gennem hovedkanaler, hvis bunde er dækket af den forsurede urin. Ved tilstrækkelig stor kontaktflade og -tid vil ammoniak fra luften blive absorberet i den forsurede urin, hvorved luften renses. Den varme staldluft vil samtidig bevirke, at der fordamper vand fra den forsurede urin, som derved koncentreres. Miljøeffekt (Ammoniak, lugt, støv, drivhusgasser) Der regnes i scenarieberegningerne med en renseeffekt for ammoniak på 70 %, men dette baseres på følgende antagelse. Et hollandsk laboratorieforsøg, hvor der ligeledes blev benyttet forsuret kildesepareret urin som skrubbervæske i en luftrenser resulterede i en rensningseffektivitet for ammoniak på % 59. Ved forsøget blev den forsurede urin inddampet med en faktor 6-7 af det oprindelige volumen (dvs. ajle + salpetersyre). Et hollandsk forsøg viste ingen statistisk sikker forskel på lugtkoncentrationen i staldluft før og efter rensning gennem en skrubber, der blev forsynet med forsuret svineurin som skrubbervæske 60. Dyrevelfærd Gulvudsugning har en positiv effekt på niveauet af gasser i staldluften i dyrenes opholdszone. Arbejdsmiljø Gulvudsugning har en positiv effekt på niveauet af gasser i staldluften. Koncentreret svovlsyre eller salpetersyre er stærkt ætsende og kræver opfyldelse af en række sikkerhedsvilkår. Energiforbrug Luftrensningen vurderes som udgangspunkt ikke at medføre et øget energiforbrug, men der er et begrænset merenergiforbrug ved gulvudsugning ved en ydelse på % af ventilationskapaciteten. Ressourceforbrug Der er et forbrug af syre, sandsynligvis svovlsyre, men det kan også være fx salpetersyre, som samtidig bidrager med en gødningsværdi qua dets indhold af nitrat-kvælstof. 59 Willers et al., Concentration of urine from fatteners combined with ammonia removal by scrubbing exhaust air of a pig house Willers et al., Odor from evaporation of acidified pig urine. In: Air Pollution from Agricultural Operations III, Proceedings from a conference, October 2003, North Carolina, USA, p

42 Utilsigtede effekter Ingen kendte. Økonomi Der må påregnes en meromkostning til etablering og drift af gulvudsugningsanlæg samt til teknik til urinforsuringsanlæg. Meromkostningen er ukendt. Udbredelse Teknikken er kun på idé-stadiet. Helhedsvurdering Teknikken vil kunne løse to udfordringer for månegrisestalden: 1) reducere ammoniakemissionen og 2) håndtering af flydende gødning.

43 APPENDIKS 9 HØJTRYKSKØLING Kort beskrivelse af teknologien Et højtrykskøleanlæg består af et dysesystem, som udsender forstøvede vandpartikler til staldluften under et højt tryk (> 70 bar). Størstedelen af de forstøvede vandpartikler fordamper, og da denne faseovergang er energikrævende, afkøles luften, hvilket sænker staldtemperaturen. Højtrykskøling bruges bl.a. til at sænke temperaturen i varme perioder for at fremme dyrevelfærd og hindre varmestress. Teknologien benyttes bl.a. i forbindelse med produktion af slagtekyllinger. Miljøeffekt Undersøgelser gennemført i slagtesvinestalde viser, at højtrykskøling kan reducere staldtemperaturen med 1 2 C (Hauessermann et al., 2007). Dette kan have betydning for ammoniakemissionen, da undersøgelser har vist, at ammoniakfordampningen i svinestalde er korreleret med staldtemperaturen (Lyngbye et al., 2006). Den ammoniakreducerende effekt af højtrykskøling er ikke tilstrækkeligt dokumenteret, men i en mindre undersøgelse fandt man, at højtrykskøling tilsat Biosa Air reducerede ammoniakfordampningen fra slagtesvin med 47 % (Maahn et al., 2009). Grisene i kontrolstalden vejede dog mindre end i behandlingsstalden, og måleperioden var relativ kort. Desuden er det ikke klart, om den fundne effekt skyldtes tilsætningen af Biosa Air eller effekten af højtrykskølingen. I praksis benyttes højtrykskøling alene i varme perioder med henblik på at køle staldrum og grise. Den eventuelle ammoniak-begrænsende effekt er derfor begrænset og vurderes i denne sammenhæng til at udgøre max 5 %. Effekten af højtrykskøling på emissionen af lugt er ikke tilstrækkeligt dokumenteret. I forsøget med højtrykskøling tilsat Biosa Air fandt man i en periode, at brugen af højtrykskøling tilsat Biosa Air reducerede lugtemissionen, mens man i en anden måleperiode ikke fandt nogen lugtreducerende effekt. Brugen af højtrykskøling kan begrænse udledningen af støv fra svinestalde. Villis et al. (1987) fandt lavere støvkoncentration i staldluft ved brug af højtrykskøling. Teknologien vurderes ikke at påvirke emissionen af drivhusgasser. Dyrevelfærd Højtrykskøling vurderes at have en positiv effekt på dyrevelfærden, da teknologien kan benyttes til at reducere risikoen for varmestress i perioder med høj udetemperatur. Arbejdsmiljø Teknologien skaber generelt et bedre staldklima. Specielt i varme perioder vil nedsættelsen af støvindholdet og staldtemperaturen virke fremmende på arbejdsmiljøet. Energiforbrug Teknologien vil marginalt øge energiforbruget til udpumpning af vand. Omvendt kan en lavere staldtemperatur begrænse energiforbruget til mekanisk ventilering. Ressourceforbrug Teknologien har kun marginal indvirkning på staldens ressourceforbrug. Utilsigtede effekter Ingen

44 Udbredelse Højtrykskøling benyttes primært i produktion af slagtekyllinger for at forhindre varmestress. Teknologien vinder stigende indpas i forbindelse med produktionen af slagtesvin, og flere producenter udbyder i dag systemer til indsætning i svinestalde. Brugen af højtrykskøling har i særlig grad udbredelse i lande med varmere klima. Økonomi Referencer Haeussermann,A., E. Vranken, J.-M. Aerst, E. Hartung, T. Jungbluth, and D. Berckmans Evaluation of control strategies for fogging systems in pig facilities. American Society of Agricultural and Biological Engineers 50: Lyngbye, M, Riis, A. L, and Feilberg, A. Luftskiftes betydning for lugt- og ammoniakemission fra slagtesvinestalde. Meddelelse Maahn, M., Hansen, H., and Hansen, M. N. Reduktion af ammoniakfordampning og lugt fra slagtesvinestalde ved højtrykskøling tilsat Biosa Air - Undersøgelser af teknologiens effekter på emissioner af ammoniak og lugt Willis,W.L., M.D.Ouart, and C.L.Quarles Effect of an evaporative cooling and dust control system on rearing environment and performance of male broiler chickens. Poult. Sci. 66: Wilson,J.L., H.A.Hughes, and W.D.Weaver Evaporative cooling with fogging nozzles in broiler houses. American Society of Agricultural Engineers 26:

45 APPENDIKS 10 EC-VENTILATORER Kort beskrivelse af teknologien En EC-ventilator er en ventilationsenhed, hvor motorenheden er en EC-motor (elektronisk kommuteret). Denne type elmotor betegnes også PM-motor og er en motortype med permanente magneter i/på rotoren. EC-motor rummer en række fordele i forhold til asynkronmotorer, nemlig lavere vægt, mindre støj, længere holdbarhed og fremfor alt en væsentlig bedre energieffektivitet. Særligt ved lave omdrejninger bruger ECventilatorer betydelig mindre energi end ventilatorer med andre typer af motorer, eksempelvis sparemotorer og frekvensregulerede asynkronmotorer. EC-ventilatorer er i reglen designet således, at ECmotoren er integreret i ventilatorhjulet. Miljøeffekt (Ammoniak, lugt, støv, drivhusgasser) Anvendelse af EC-ventilatorer har en reducerende effekt på den energiforbundne udledning af CO2 i kraft af, at EC-ventilatorerne bruger mindre energi sammenlignet med andre ventilationstyper. Dyrevelfærd I forhold til andre ventilationstyper giver anvendelsen af EC-ventilatorer ingen forbedret dyrevelfærd. Arbejdsmiljø Et lavere støjniveau fra EC-ventilatorerne vil have en positiv effekt på arbejdsmiljøet i stalden og i øvrigt også på staldbygningens næromgivelser. Energiforbrug EC-ventilatorer har et lavere forbrug af el-energi end andre typer af ventilatorer. Et EUDP-projekt har vist, at EC-ventilatorer kan reducere energiforbruget til ventilation med op til 50 % sammenlignet med frekvensstyrede ventilatorer. Energiforbruget til ventilation udgør en meget stor andel af det samlede energiforbrug i slagtesvinestalde. Anvendelse af EC-ventilatorer vil således have en markant effekt på det samlede energiforbrug pr. produceret slagtesvin. Ressourceforbrug EC-ventilator reducerer energiforbruget til ventilation og dermed ressourceforbruget i produktionen. Utilsigtede effekter Ingen. Økonomi Ifølge Skiold A/S er prisen ca kr. pr. styk plus samt ekstra omkostninger til el-installation. Udbredelse Ukendt, men antagelig er markedet i stærk vækst. Helhedsvurdering EC-Ventilator kan halvere elforbruget til ventilation sammenlignet med almindelig frekvensstyret ventilation. Besparelsen er størst ved lav ydelse, hvilket vil sige typisk om vinteren, hvor ventilationen kører på minimum. Litteratur

46 Pedersen J., Philipp Trénel, Thomas Krogh Hansen & Mathias Andersen Udvikling og demonstration af energibesparende teknologi til landbruget. EUDP-projekt, intern rapport. AgroTech A/S. Skiold A/S. Hans Jørgen Klitgaard, pers. Medd

47 APPENDIKS 11 GÅRDBIOGASANLÆG Kort beskrivelse af teknologien Biogasgårdanlæg er biogasanlæg af varierende størrelse, der typisk er placeres i umiddelbar nærhed af den husdyrproduktion, hvorfra husdyrgødningen behandles. Hidtil er biogassen anvendt til kraftvarmeproduktion, som oftest på bedriften, men i de senere år er der flere gårdanlæg, der er begyndt at levere til mindre lokale naturgasfyrede kraft-varmeværker. Gårdbiogasanlæg er en velafprøvet VE teknologi, der kan etableres relativt billigt sammenlignet med biogasfællesanlæg. Det skyldes, at de ofte kan udføres i mere enkelt design, fx uden bygninger, hygiejnisering, varmeveksling og køretøjer, som kendetegner fællesanlæggene. Gårdanlæggene spiller i mindre grad end fællesanlæggene en rolle som formidling af overskudsgylle. Et gårdbiogasanlæg baseret på gylle fra en slagtesvineproduktion på ca producerede svin per år med 5,5 % tørstof vil ikke være rentabel jævnfør de økonomiske beregninger. Gårdbiogasanlægget kan anvendes i alle staldscenarier. Tiltag, der ændrer på gyllens tørstofindhold eller som virker konserverende på gyllen, vil påvirke økonomien i biogasanlægget ret direkte. Miljøeffekt Det er velkendt, at biogas er et særdeles attraktivt virkemiddel i både miljø- og klimapolitikken. Bioforgasning betyder en reduktion af emissionerne af CO2, CH4, N2O samtidig med at udvaskningen af kvælstof typisk bliver reduceret. Reduktion af drivhusgasser opnås primært ved, at den producerede energi fortrænger fossile brændsler. Når der regnes på det forudsættes det ofte, at der fortrænges naturgas, men for gårdanlæg er det faktisk mere rimeligt at forudsætte, at der fortrænges kul. Det betyder en større effekt end det, der normalt beregnes for biogasanlæg. Desuden spares emission af metan fra konventionelle gylletanke. Endelig medfører fjernelsen af letomsætteligt stof, at emissionen af lattergas fra dyrkningsjorden reduceres efter udspredning af husdyrgødning. Desuden er det velkendt, at afgasset gylle lugter betydeligt mindre ved udbringning. Endelig er biogas en af de VE teknologier, der har den højeste beskæftigelseseffekt. Fødevareøkonomisk Institut fandt i 2002 (FØI rapport 136) en drivhusgasreduktion på 90 kg CO2 ækvivalenter pr. ton gylle. Dette er senere nedjusteret noget, afhængigt af hvilket scenarie der kigges på. Dels fordi andelen af organisk affald er reduceret eller der indregnes negativ effekt på jordens kulstofreserve. Endelig kan der i nogle scenarier forudsættes anvendt energiafgrøder. Der blev endvidere fundet en reduktion i kvælstofudvaskningen på 0,11 kg N pr. ton gylle. Dyrevelfærd Biogasanlæg har ikke umiddelbart nogen effekt på dyrevelfærden. Arbejdsmiljø Biogasanlæg har ikke nævneværdig effekt på arbejdsmiljøet. Energiforbrug Der bruges en mindre mængde el og varme til procesformål ved drift af biogasanlæg. Forbruget afhænger i høj grad af hvilket anlægskoncept der anvendes, men det vil ofte ligge på 5-10 % af energiproduktionen, der medgår som procesenergi.

48 Ressourceforbrug Biogasanlæg består typisk af beton og stål. Utilsigtede effekter I biogasanlægget sker en mineralisering af organisk bundet kvælstof. Det øger risikoen for efterfølgende fordampning af ammoniak, hvilket kræver omhyggelig håndtering. Omvendt er det også mineraliseringen, der gør, at der kan opnås højere N-udnyttelse i jorden og dermed en mindre N udvaskning Økonomi En slagtesvineproduktion med udgangspunkt i 5000 stipladser muliggør en produktion på omkring slagtesvin på årsbasis. Gyllen herfra, der vil udgøre ca tons vil kunne udnyttes til biogasproduktion. Det kan ske ved etablering af et gårdbiogasanlæg. Et biogasanlæg til behandling af denne mængde vil skulle have en reaktorstørrelse på knap end 1000 m3. Modelberegninger viser, at et sådant anlæg kan koste ca. 6 mio. kr. inklusive en kraft-varmeenhed. Ved anvendelse af en tørstofprocent på 5,5 vil anlægget kunne producere godt m 3 metan på årsbasis, som udnyttes til el og varmeproduktion. El produktionen forudsættes solgt til en gennemsnitspris på 1,10 kr per kwh, eftersom de nuværende 1,15 kr per kwh gradvist sænkes. Det forudsættes, at knap 40 % af varmeproduktionen kan udnyttes til opvarmning af privatbolig og stalde. Niveauet for driftsudgifter er delvist skønnede. Med disse forudsætninger viser modelberegningerne følgende økonomi for et anlæg i normal drift: Kr. pr. år Salg af elektricitet Salg af varme Omsætning i alt Forbrugsstoffer Vedligehold og service Lønninger Administration mv Methan og NOx afgifter Forsikringer Driftsudgifter i alt Løbende indtjening Kapitalomkostninger Resultat

49 Beregningerne viser et underskud på kr. på årsbasis. Forklaringen herpå er, at det er et ret lille anlæg og produktionen er begrænset til at basere sig på gylle med de forudsætte 5,5 % TS indhold. Med disse forudsætninger vil et sådant anlæg derfor næppe blive etableret i praksis. Der er ikke noget nyt i at hverken små eller store anlæg kan gøres driftsøkonomisk rentable hvis driften alene skal baseres alene på gylle. Der er imidlertid en række håndtag der kan drejes på, så økonomien i et biogas kan løbe rundt eller give overskud: -Større anlæg, større behandlings- og produktionspotentiale -Tilførsel af biomasse med højere tørstofindhold, energiafgrøder, dybstrøelse eller restbiomasse -Afsætning og nyttiggørelse af en større del af varmeproduktionen. -Øge tørstofindholdet i gyllen fra svineproduktionen til % -Forøget tørstofindhold gennem kildeseparering i staldene -Anvende mere simple og billigere anlægstyper. Det vurderes, at det er problematisk at anvende forudsætningen om, at biogasanlægget alene skal anvende gyllen fra den pågældende svineproduktion som produktionsgrundlag, fordi det medfører at det beregnede resultat udviser et underskud. Det vurderes endvidere, at det vil være mere rimeligt at forudsætte at anlægsejeren har den fornødne frihed til at sikre rentabiliteten i sit biogasanlæg i første række ved at tilsætte koncentrerede biomasser, herunder primært dybstrøelse. I så fald kan det forudsættes, at biogasanlæggets økonomiske resultat er nul eller positivt. Et særligt perspektiv ved gårdbiogasanlæg er, at spildvarmen måske kan udnyttes til gyllekøling ved varmedrevet køling. Det vil reducere energibehovet til køling samtidig med at gyllen konserveres, og dermed sandsynligvis vil kunne give et højere gasudbytte. Der er her tale om en umiddelbart vurderet særdeles perspektivrigt teknologiudvikling, som bør undersøges nærmere. Udbredelse Der findes i dag ca. 60 gårdbiogasanlæg i Danmark, hvor af de fleste hidtil er drevet på basis af gylle og organisk industriaffald. Enkelte er i de senere år begyndt at anvende dybstrøelse og andre koncentrerede biomasser. Der ser ud til at være en udvikling i gang i Europa, hvor der udvikles mindre, mere simple og billigere biogasanlæg, i erkendelse af at den hidtidige satsning på høj produktion baseret på energiafgrøder ikke holder i længden. Helhedsvurdering Gårdbiogasanlæg er en velafprøvet VE teknologi, der kan etableres relativt billigt i forhold til biogasfællesanlæg. Det skyldes, at de ofte kan udføres i mere enkelt design, fx uden bygninger, hygiejnisering, varmeveksling og køretøjer, som kendetegner fællesanlæggene. Gårdanlæggene spiller i mindre grad end fællesanlæggene en rolle som formidling af overskudsgylle. Gårdanlæggenes svaghed er en ofte manglende varmeafsætning, som nogle dog har løst ved afsætning til lokale kraftvarmeværker. Et enkelt stort gårdanlæg er for øjeblikket i færd med at etablere opgraderingsanlæg med henblik på distribution via naturgasnettet. Efterhånden som strukturudviklingen i landbruget finder sted vil udnyttelse af størrelsesøkonomiske fordele muliggøre etableringen af flere nye store gårdbiogasanlæg. Afsætningsproblemet vil sandsynligvis blive løst ved enten afsætning til lokale fjernvarmeforsyningsselskaber eller via naturgasnettet.

50 Gårdbiogasanlægget kan anvendes i alle staldscenarier. Tiltag der ændrer på gyllens tørstofindhold eller som virker konserverende på gyllen vil påvirke økonomien i biogasanlægget ret direkte. Det mest hensigtsmæssige vil være, at forudsætte at landmanden har den fornødne frihed til at optimere produktion og økonomi i sit anlæg ved at tilsætte koncentrerede biomasser. I så fald kan biogasanlæggets økonomiske resultat sættes til nul eller positiv, svarende til at de opnåede sideeffekter er gratis. Kontaktinfo Kurt Hjort-Gregersen, Agrotech, [email protected] T: M:

51 APPENDIKS 12 BIOGASFÆLLESANLÆG Kort beskrivelse af teknologien Ved afsætning af gylle til biogasfællesanlæg afhenter biogasanlæggets tankbiler den friske svinegylle fra staldens fortank. Afhentningen sker typisk én gang om ugen, fordi gyllen helst skal være så frisk som muligt. På biogasfællesanlægget pumpes gyllen over i reaktoren, hvor den opvarmes til C i 3-4 uger. Under denne proces omdannes ca. halvdelen af gyllens organiske tørstof til biogas. I processen omdannes også ca. halvdelen af gyllens organiske kvælstofforbindelser til ammonium, og en stor andel af gyllens lugtstoffer (f.eks. organiske fedtsyrer) nedbrydes. Derved øges gyllens gødningsværdi og risikoen for lugtgener efter udbringning på marken reduceres. Efter afgasning returneres gyllen til landmandens gylletank. Under biogasprocessen øges gyllens ph med 0,5-1 enhed, hvilket øger risikoen for tab af ammoniak under især lagring af gyllen. Miljøeffekt (Ammoniak, lugt, støv, drivhusgasser) Ammoniak: En sammenregning af emissionsfaktorer i Poulsen et al. (2000) og Hansen et al. (2008) viser, at den samlede emission af ammoniak fra lager og efter udbringning øges med ca. 13 pct. ved at sende gyllen til afgasning på biogasanlæg i forhold til at lagre og udbringe svinegyllen ubehandlet. Stigning i ammoniakfordampning skyldes, at lagertabet er større fra afgasset gylle end fra svinegylle. Det antages derimod, at marktabet er ens efter udbringning af afgasset gylle og svinegylle. Lugt Ifølge et litteraturatudie af Hansen et al. (2000) er det også dokumenteret, at lugtggenerne efter udbringning af afgasset gylle er lavere end efter udbringning af ubehandlet gylle. Støv Ingen effekt. Drivhusgasser Tabet af metan og lattergas fra lagertanke reduceres svarende til ca. 32 kg CO 2 -ækvivalenter pr. ton svinegylle, der afgasses. Tabet af lattergas fra udbringningsarealer reduceres svarende til 2,5 kg CO 2 - ækvivalenter pr. ton svinegylle, der afgasses (Fødevareministeriet, 2008). Dyrevelfærd Ingen effekt. Arbejdsmiljø Ingen effekt. Energiforbrug På bedriften er der ingen væsentlige påvirkninger af energiforbruget. Der er en lille besparelse ved, at der spares en overpumpning fra for- til lagertanken, fordi biogasanlægget henter gyllen fra fortanken og leverer den afgassede gylle retur i lagertanken. Ressourceforbrug Afsætning af gylle til biogasanlæg har kun marginal betydning for ressourceforbruget på bedriften. I visse tilfælde kan der opnås reduceret forbrug af handelsgødning, og der vil ofte være behov for at supplere flydelaget på gyllebeholderen med fx snittet halm.

52 Utilsigtede effekter I biogasanlægget nedbrydes ca. halvdelen af det organiske tørstof, og derved fjernes en del af de faste bestanddele fra gyllen, som bidrager til flydelaget i gylletanken. Derved svækkes flydelaget, og gyllens naturlige evne til reduktion af ammoniakfordampning, lugtgener og formentlig også til biologisk nedbrydning af metan nedsættes. Det svækkede naturlige flydelag skal derfor suppleres af et kunstigt flydelag eller fast overdækning. Økonomi (investering, driftsøkonomi) Normalt er biogasfællesanlæggets økonomi adskilt fra landmandens. Landmanden kan være andelshaver, men der udbetales ikke udbytte. Landmanden opnår indirekte økonomiske fordele i form af bl.a. forbedret gødningsvirkning, sparet handelsgødning og eventuelt sparet transport. Værdien af bedre gødningsudnyttelse kan værdisættes til ca. 6 kr. pr. ton gylle fra slagtesvin, der afgasses. Udbredelse Der er ca. 20 biogasfællesanlæg (og ca. 60 gårdbiogasanlæg) i drift i Danmark. En lang række nye biogasanlæg er under planlægning og flere eksisterede anlæg planlægger udvidelser bl.a. som følge af en forventning om forbedrede rammevilkår (herunder en forhøjet støtte til produktion af biogas) og fordeling af midler til anlægsstøtte i Helhedsvurdering Afsætning af gylle til biogasfællesanlæg giver landmanden en række afledte fordele i kraft af forbedret gødningsudnyttelse og mindsket risiko for lugtgener i forbindelse med udbringning af gyllen. Risikoen for manglende flydelag på gyllebeholderen skal tages meget alvorlig, da ammoniaktabet fra lagre med afgasset gylle uden flydelag kan være meget høj. Derfor er det ekstremt vigtig at sikre et tæt og effektivt kunstigt flydelag, eller at gyllen overdækkes med fast overdækning. Litteratur Fødevareministeriet, Landbrug og Klima. Analyse af landbrugets virkemidler til reduktion af drivhusgasser og de økonomiske konsekvenser. Hansen, M.N; Sommer, S.G.; Hutchings, N.J. og Sørensen, P. (2008). Emissionsfaktorer til beregning af ammoniakfordampning ved lagring og udbringning af husdyrgødning. DJF Husdyrbrug, nr. 84. Poulsen, H.D.; Børsting, C.F.; Rom, H.B. og Sommer, S.G. (2000). Kvælstof, fosfor og kalium i husdyrgødning - normtal DJF Husdyrbrug, nr. 36. Kontaktinfo Der er adskillige fabrikanter og forhandlere af biogasanlæg i Danmark. Blandt disse kan nævnes: Xergi, Lundsgaard, ComBigas.

53 APPENDIKS 13 GYLLESEPARERING Kort beskrivelse af teknologien Ved gylleseparering deles gyllen i en fast fraktion (fiberfraktionen) og en flydende fraktion (væskefraktionen). Fiberfraktionen har typisk et tørstofindhold på %, indeholder % af gyllens volumen og har en relativ høj koncentration af organisk kvælstof og fosfor. Med fiberfraktionen kan man derfor fjerne en relativ stor andel af gyllens kvælstof og fosfor i en relativ lille andel af gyllen. I fiberfraktionen findes også en relativ stor andel af de tørstofpartikler, som kan omdannes til biogas. Væskefraktionen er tørstoffattig og derfor meget tyndtflydende. Væsken er meget velegnet til gødskning af de korn- og rapsafgrøder, som typisk dyrkes på svinebrug. Der findes tre metoder til separering i Danmark: 1. En skruepresser, som er en simpel men ikke særlig effektiv separator. 2. Kemisk fældning, som kemisk udfælder små partikler i gyllen til større klumper, der kan sies ud af gyllen. Kemisk fældning er meget effektiv til fraseparering af tørstof og fosfor. 3. En dekantercentrifuge, som ved centrifugalkraft fraseparerer de tunge tørstofpartikler fra væsken. En dekanter er meget effektiv til fraseparering af tørstof og fosfor. Fiberfraktionen opsamles og afhentes løbende af biogasanlægget. Lagringstiden på bedriften er typisk under en uge. På biogasanlægget tilsættes fiberfraktionen straks til biogasreaktoren, og lagringstiden på biogasanlægget er derfor meget kort. Miljøeffekt (Ammoniak, lugt, støv, drivhusgasser) Ammoniak: En sammenregning af emissionsfaktorer i Poulsen et al. (2000) og Hansen et al. (2008) viser, at den samlede emission af ammoniak fra lager og efter udbringning falder med ca. 30 % ved at separere gyllen, udbringe væskefraktionen direkte og sende fiberfraktionen til biogasanlæg i forhold til at lagre og udbringe svinegyllen ubehandlet. I beregningen er det indregnet, at fiberfraktionen efter afgasning skal lagres og udbringes som afgasset gylle. Lugt: Et litteraturstudium af Hansen et al. (2000) viser, at lugtgenerne efter udbringning af væskefraktion er mindre end efter udbringning af ubehandlet gylle, fordi den tynde væske infiltrerer hurtigere i jorden end ubehandlet gylle. Ifølge litteraturstudiet er det også dokumenteret, at lugtgenerne efter udbringning af afgasset gylle er lavere end efter udbringning af ubehandlet gylle. Det antages derfor, at separering og afsætning af fiberfraktionen til biogasanlæg reducerer de samlede lugtgener efter udbringning. Støv Ingen effekt. Drivhusgasser Ingen effekt. Dyrevelfærd Ingen effekt.

54 Arbejdsmiljø Ingen effekt. Energiforbrug Energiforbruget til en skruepresse og kemisk fældning er 0,5-1 kwh pr. ton gylle separeret. Til en dekantercentrifuge anvendes 2-3 kwh pr. ton gylle (Birkmose, 2010). Ressourceforbrug Til en skruepresse og en dekantercentrifuge anvendes ikke ressourcer ud over energi til separeringen. Ved kemisk fældning anvendes ca. 0,3 liter flokuleringsmiddel pr. ton gylle separeret (Birkmose, 2010). Utilsigtede effekter Når fiberfraktionen fjernes fra bedriften, fjernes de faste bestanddele fra gyllen, som bidrager til flydelaget i gylletanken. Derved svækkes flydelaget, og gyllens naturlige evne til reduktion af ammoniakfordampning, lugtgener og formentlig også til biologisk nedbrydning af metan nedsættes. Det svækkede naturlige flydelag skal derfor suppleres af et kunstigt flydelag eller fast overdækning. Økonomi Den mest udbredte type separator er en skruepresse, som koster kr. afhængig af type, model, kapacitet mv. Et anlæg til kemisk fældning eller en dekantercentrifuge koster 1-1,5 mio. kr. Driftsomkostningerne er typisk 2-10 kr. pr. ton gylle separeret (incl. forrentning og afskrivning). Billigste separering opnås med en skruepresse, mens det er noget dyrere at separere med kemisk fældning eller en dekantercentrifuge (Birkmose, 2010). Udbredelse I 2010 var der 51 anlæg til gylleseparering i drift i Danmark. Heraf var de 33 anlæg i drift på svinebrug. 86 % af fiberfraktionen fra anlæggene på svinebrugene blev afsat til biogsanlæg (Birkmose og Thygesen, 2010). I dag er der formentlig betydelig flere anlæg i drift, men det nøjagtige tal kendes ikke. Helhedsvurdering Gylleseparering og afsætning af fiber til biogasanlæg kan potentielt bidrage til at løse flere udfordringer på en svinebedrift. Den primære årsag til, at en landmand investerer i et separeringsanlæg, er typisk et ønske om at afsætte et overskud af næringsstoffer og dyreenheder fra bedriften med fiberfraktionen og blive i stand til at fuldgødske markerne med væskefraktionen. Landmanden kan derved løse et harmoniproblem, reducere et fosforoverskud og spare indkøb af kvælstof i handelsgødning. Litteratur Birkmose, T.S. (2010). Opdatering af program til beregning af harmoni og økonomi ved gylleseparering. LandbrugsInfo. Artikel nr Birkmose, T.S. og Thygesen, O. (2010). Status over anvendelsen af gylleseparering i Danmark, maj LandbrugsInfo. Artikel nr Hansen, M.N; Sommer, S.G.; Hutchings, N.J. og Sørensen, P. (2008). Emissionsfaktorer til beregning af ammoniakfordampning ved lagring og udbringning af husdyrgødning. DJF Husdyrbrug, nr. 84.

55 Poulsen, H.D.; Børsting, C.F.; Rom, H.B. og Sommer, S.G. (2000). Kvælstof, fosfor og kalium i husdyrgødning - normtal DJF Husdyrbrug, nr. 36. Kontaktinfo Der er adskillige fabrikanter og forhandlere af separeringsudstyr i Danmark. Blandt disse kan nævnes: Agrometer, Infarm, Swea, TechRas Miljø, AL-2 Agro, Højgaards Maskinfabrik, Jørgen Hyldgard Staldservice, Brørup Traktor- og Maskinservice, RUNI, GEA.

56 APPENDIKS 14 TØRRING OG FORGASNING AF FIBERFRAKTION Kort beskrivelse af teknologien Ved gylleseparering deles gyllen i en fast fraktion (fiberfraktionen) og en flydende fraktion (væskefraktionen). Fiberfraktionen har typisk et tørstofindhold på %, indeholder % af gyllens volumen og har en relativ høj koncentration af organisk kvælstof og fosfor. Fiberfraktionen indeholder en relativ stor andel af gyllens kvælstof og fosfor. Ved tørring afdampes størstedelen af fiberens vandindhold og samtidig afdampes ca. 75 % af fiberens indhold af ammoniumkvælstof (Petersen, 2005). Den fordampede ammoniak kan opsamles og tilsættes væskefraktionen. Den tørre fiberfraktion indeholder 5-10 % vand, og presses til piller i en pillepresse. Pillerne er lagerstabile og lagres i en silo, inden de skal anvendes til forgasningen. Biomasse kan forgasses ved at opvarme den under iltfattige forhold hvorved brændbar gas frigives fra biomassen. De brændbare dele af gassen består af CH 4, H 2 og CO. Desuden indeholder gassen CO 2 samt tjærestoffer. Gassen skal efterfølgende renses og anvendes til kraft-varmeproduktion Hovedudfordringen ved forgasning har traditionelt været at opnå tilstrækkelig høj gaskvalitet. Gasrensning, dvs. primært fjernelse af tjærestofferne, er en afgørende udfordring hvis gassen skal anvendes til el og varmeproduktion, som 25 års udviklingsarbejde endnu ikke har kunnet løse tilfredsstillende. Forgasningsteknologien har en række fordele. Biomassen opbevares tør og kan anvendes, når der er behov for energi. Forsuret biomasse kan anvendes uden problemer for teknikken. Restproduktet Biochar tilskrives en række fordele for jordens langsigtede frugtbarhed og giver en mulighed for kulstoflagring. Når der er behov for energi kan teknologien startes op og afsluttes, når behovet ikke er der. Forgasning kræver ikke fedt eller andre næringsmidler til processen. Væskefraktionen er tørstoffattig og derfor meget tyndtflydende. Væsken er meget velegnet til gødskning af de korn- og rapsafgrøder, som typisk dyrkes på svinebrug. Hele processen blev udviklet og markedsført som en containerløsning af virksomheden Samson Bimatech i (Nørgård et al., 2006), men markedsføre ikke længere. Et nyt koncept til forgasning af husdyrgødning er under udvikling af virksomhederne Fricks og Purfil. Miljøeffekt (Ammoniak, nitrat, lugt, støv, drivhusgasser) Ammoniak: En sammenregning af emissionsfaktorer i Poulsen et al. (2000) og Hansen et al. (2008) viser, at den samlede emission af ammoniak fra lager og efter udbringning falder med ca. 40 % ved at separere gyllen, udbringe væskefraktionen direkte samt tørre og forgasse fiberfraktionen i forhold til at lagre og udbringe svinegyllen ubehandlet. Nitratudvaskning: Ved forgasning fjernes det organiske kvælstofindhold i fiberfraktionen. Det reducerer kvælstofudvaskningen.

57 Lugt: Et litteraturstudium af Hansen et al. (2000) viser, at lugtgenerne efter udbringning af væskefraktion er mindre end efter udbringning af ubehandlet gylle, fordi den tynde væske infiltrerer hurtigere i jorden end ubehandlet gylle. Det antages derfor, at separering og forgasning af fiberfraktionen til biogasanlæg reducerer de samlede lugtgener efter udbringning. Støv: Ingen effekt. Drivhusgasser: Ingen direkte effekt. Produktion af energi medfører dog et mindre forbrug af fossilt brændsel og dermed en lavere udledning af CO 2. Dyrevelfærd Ingen effekt. Arbejdsmiljø Ingen effekt. Energiforbrug Teknologien er energiproducerende, fordi energiproduktionen ved pyrolyse af de tørrede fiberpiller er større end energiforbruget til hele processen. I Samson Bimatech anlægget regnede man således med et energioverskud svarende til 6-7 liter fyringsolie pr. ton gylle behandlet (Nørgård et al., 2006). Ressourceforbrug Der anvendes ikke ressourcer udover energi i processen. Utilsigtede effekter Når fiberfraktionen fjernes fra bedriften, fjernes de faste bestanddele fra gyllen, som bidrager til flydelaget i gylletanken. Derved svækkes flydelaget, og gyllens naturlige evne til reduktion af ammoniakfordampning, lugtgener og formentlig også til biologisk nedbrydning af metan nedsættes. Det svækkede naturlige flydelag skal derfor suppleres af et kunstigt flydelag eller fast overdækning. Forgasningen af det organiske materiale medfører at kvælstofindholdet uddrives og derfor tabes for gødningsudnyttelsen. Økonomi Et Samson Bimatech anlæg kostede ca. 3 mio. kr. Der findes ingen ajourførte kalkuler over driftsomkostningerne for anlægget. Samson Bimatech kalkulerede omkring 2006, at anlægget ville givet et driftoverskud på ca. 30 kr. pr. ton gylle behandlet (Nørgård et al., 2006). Anlægget fra Fricks og Purfil er fortsat under udvikling og de økonomiske forhold er derfor ikke dokumenteret. Udbredelse Samson Bimatech udviklede i et anlæg, som kunne separere, tørre og forgasse svinegylle. Der blev opstillet et antal anlæg i Danmark. Ingen af anlæggene er i drift i dag, og virksomheden har indstillet aktiviteterne.

58 Der findes et pilotanlæg fra Frichs og Purfil til forgasning af tør fiber ved Havndal, det såkaldte PURSUCanlæg. Det er planen at udbygge dette til et fuldskalaanlæg. Helhedsvurdering Separering, tørring og forgasning af fiber kan potentielt bidrage til at løse flere udfordringer på en svinebedrift. Landmanden kan afsætte et overskud af næringsstoffer og dyreenheder fra bedriften med fiberfraktionen og blive i stand til at fuldgødske markerne med væskefraktionen. Derudover kan produceres en stor mængde energi, som kan anvendes til fx opvamning af stalde og beboelser. Landmanden kan derved løse et harmoniproblem, reducere et fosforoverskud, spare indkøb af kvælstof i handelsgødning og spare på indkøb af fyringsolie. Lavtemperatur forgasning med kraft-varmeproduktion forekommer at være langt mere ressourceoptimal end traditionel forbrænding af fiberfraktion fra husdyrgødning. Efter udsagn fra producenterne kan de bevare fosforindholdets gødningsværdi og udnytte gasproduktionen til samtidig el og varmeproduktion. Teknologierne bliver i nogen grad fremstillet som modsætninger eller konkurrenter til biogasproduktion. Men ud fra en ressource- og energisynsvinkel vil en kombination være mere optimal, forstået på den måde, at biogasanlægget først udnytter primært det opløste organiske indhold og forgasningen efterfølgende de tungere omsættelige dele. Det kan med fordel ske i anlæg, hvor der er mulighed for at udnytte varmeproduktionen. Anlægget fra Samson Bimatech markedsføres ikke længere. Hovedårsagen er, at forgasning af husdyrgødning lovgivningsmæssigt sidestilles med afbrænding af affald. Herved udløses der krav om avanceret og kostbar online overvågning af emissioner. Overvågningen gjorde processen meget dyr og økonomisk uattraktiv. Teknologien fra Fricks og Purfil er under udvikling, og det vurderes, at det først efter yderligere udvikling, demonstration og dokumentation bliver meningsfuldt at integrere disse teknologier i produktionssystemer for svin. Litteratur Birkmose, T.S. (2010). Opdatering af program til beregning af harmoni og økonomi ved gylleseparering. LandbrugsInfo. Artikel nr Birkmose, T.S. og Thygesen, O. (2010). Status over anvendelsen af gylleseparering i Danmark, maj LandbrugsInfo. Artikel nr Hansen, M.N; Sommer, S.G.; Hutchings, N.J. og Sørensen, P. (2008). Emissionsfaktorer til beregning af ammoniakfordampning ved lagring og udbringning af husdyrgødning. DJF Husdyrbrug, nr. 84. Nørgård, S.; Sørensen, J.O. og Brauer, P. (2006). Samson Bimatech gylleenerianlæg. Informationsbrochure til landmænd med behov for gylleseparering. Petersen, C.Aa. (2005). Oversigt over Landsforsøgene, Videnventret for Landbrug. Poulsen, H.D.; Børsting, C.F.; Rom, H.B. og Sommer, S.G. (2000). Kvælstof, fosfor og kalium i husdyrgødning - normtal DJF Husdyrbrug, nr. 36.

59 Kontaktinfo Der findes ingen forhandlere eller producenter Samson Bimatech udstyr. Fricks: Jørgen Krabbe, tlf.: Purfil: Anders Tange, tlf.: APPENDIKS 15 SOLCELLER INTEGRERET I TAGET Kort beskrivelse af teknologien Normalt placeres solcelleenheder (paneler) på overfladen af en eksisterende bygning, typisk taget. Men det er også muligt at anvende bygningsdele, hvori solcellerne er integreret. Et praktisk eksempel herpå er solceller integreret (indlejret) i tagets tagpladeelementer. Tagpladen og hele taget - opfylder således to funktioner, nemlig at skærme mod regn og producere elektricitet. Tagpladen er med andre ord et solcellemodul og taget et stort solcelleanlæg. Solceller omsætter lys til elektrisk energi. Solceller producerer elektricitet uden bevægelige dele og er derfor en meget robust og driftssikker teknologi. De mest almindelige solceller er enten sorte med en ensartet sort/grå overflade eller blålige med en changerende overflade. Almindelige solceller har typisk kapacitet til at omsætte % af solenergien til elektricitet. I Danmark er solindstrålingen ca kwh/m2 pr. år på et vandret plan og ca kwh/m2 på en flade med optimal orientering. Største effekt og strømproduktion opnås med sydvendte solceller, der har en hældning på 42 grader i forhold til vandret. Under danske forhold vil halvdelen af strømproduktionen komme fra diffust lys. Dette betyder, at der er ret stort spillerum for orienteringen af solcellepanelet. I praksis kan man udnytte placeringer fra øst over syd til vest og hældninger fra 25 til 60 grader uden at miste mere end % i for hold til optimal orientering. Miljøeffekt Strømproduktion fra solceller er vedvarende energi og har derfor en reducerende effekt på udledningen af den energiforbundne udledning af drivhusgas (CO2). Dyrevelfærd Intet. Arbejdsmiljø Ingen effekt på arbejdsmiljøet i stalden. Solceller skal rengøres med jævne mellemrum for at opretholde maksimal effekt. Opgaven kan løses af indkøbt arbejdskraft, eller det kan være ejendommens egen arbejdskraft, der udfører arbejdet. Der skal ofres særlig opmærksomhed på sikkerhed ved arbejde på tage særligt for ansatte, der ikke har uddannelse eller træning inden for området. Energiforbrug

60 Solcellepaneler bruger en mindre andel af egenproduktionen til styring og drift af vekselretter. Ressourceforbrug Solceller har lang levetid typisk år. Normalt er vekselretteren den eneste sliddel, som typisk skal udskiftes/renoveret halvvejs inde i levetidsperioden. Jævnlig rengøring med henblik på fjernelse af algevækst. Utilsigtede effekter Antageligt ingen. Økonomi Ikke beskrevet. Udbredelse Solceller har opnået en relativ stor udbredelse i perioden særligt på beboelsesbygninger. Der er øget interesse for etablering af solcelleanlæg på erhvervsejendomme. I landbruget er potentialet enormt. Der er hundredtusinder af kvadratmeter tagplader fordelt over hele landet på store staldanlæg, hvor det vil være muligt at placere solcellepaneler eller ved renovering af taget at anvende solcelleintegrerede tagplader. Helhedsvurdering Ved nybyggeri er det oplagt at inddrage overvejelser om etablering af solceller både ud fra et økonomisk perspektiv og for at signalere et højteknologisk og miljøbevidst image. Med de nye bygningsintegrerede solcellemoduler er der åbent op for at skabe staldanlæg, hvor solcellemodulerne ikke virker skæmmende på bygningens udseende, de er faktisk skjulte i bygningen. Litteratur Frederiksen, Henrik, Reduktion af landbrugets klimapåvirkninger. VfL

61