Halmbaseret biogas status og perspektiver

Transkript

1 Halmbaseret biogas status og perspektiver Forbehandling i praksis erfaringer og sammenligninger af nye teknologier 25. aug v./ Henrik B. Møller, AU og Karl Jørgen Nielsen, Planenergi

2 Energistyrelsen Biogas taskforce Projektets formål: At udvikle og effektivisere biogasproduktionen med henblik på at forbedre økonomien i de enkelte anlæg og øge produktionens bidrag til at opfylde klima-og energipolitiske mål. Målet skal nås gennem dokumentation af driftsresultater, forbedring af videngrundlagetfor produktionen og en bedre videndeling i branchen. Projektet fokuserer på at forbedre gasudbyttetaf anvendte biomasserog nedsætte produktionsomkostningerne. Indgår i projektet -Afprøvning af forbehandlingsteknikker til behandling af især halm og dybstrøelse

3 Hvem? Fagkonsulent: Henrik B. Møller, Århus Universitet Forbehandlingsteknik, forskellige biomasser, gasudbytte, udrådningsforsøgmv. Økonomikonsulent: Kurt Hjort-Gregersen, Agrotech Indsamle og bearbejde økonomidata, benchmarking og nøgletal mv. Dansk Fagcenter for Biogas: Jakob Lorenzen Organisationsformer, styrker og svagheder ved disse, ledelses-og organisationsmæssige udfordringer mv. Projektleder: Karl Jørgen Nielsen, PlanEnergi Projektledelse Styregruppe Bodil Harder, Energistyrelsen Bruno Sander Nielsen, Brancheforeningen for Biogas / Foreningen for Danske Biogasanlæg Lars Ellegaard, BWSC Aage Siig Christensen Tidsplan: Juni 2014 december 2015

4 Deltagende biogasanlæg

5 Eksempler på områder der undersøges - Forbehandlingsteknik, måling af effekt i forhold til gasudbytte og driftsomkostninger - Restgaspotentiale - Måle metantab fra fortank - Efterbehandling af gyllefibre før genindfødning - Gasudbytteved dybstrøelse og halm - Sand i båse en udfordring Benchmarke økonomi i anlæg Variable omkostninger i forhold til gasproduktion mm. Transportomkostninger Forbrug af procesel og procesvarme i forhold til biomasse Udgifter til reparation og vedligehold Personaleudgifter og diverse poster Udnyttelse af gaspotentialet i gylle Bonus/straf systemer Biogasanlæggenes måder at organisere sig på mm

6 Halm i mange former - Dybstrøelse er også halm -Kælvningsbokse - Kalvebokse - Fedekalveproduktion - Mælkeproduktion, dybstrøelsesstalde - Hestebokse - Dybstrøelse, svineproduktion -m. fl. - Våde halmballer - Kasserede halmballer -Wrapballerder har stået for længe -Frøgræshalm, som alligevel skal fjernes fra marken

7 Sammenblanding af halm og gylle i fortank Øge værdien pr. ton fra ca. 57 kr./ton til ca. 100 kr./ton. Laveretransportomkostninger pr. m 3 biogas i flydende husdyrgødning Reducere forbehandlingsomkostninger på anlægget. Foto: Karl Jørgen Nielsen Foto: Rasmus Kjelsmark Nielsen

8 Svinegylle 5% ts mængde Tørstof pct. tørstof metan pr. ton metan Svinegylle 37,5 ton 5% kg 11,5 m3 431,3 m3 Halm 85% ts 2,5 ton 85% kg 150 m3 375,0 m3 Blandingsgylle 40 ton 10,0% kg 806,3 m3 gns. metanindhold 20,2 m3 Landmanden: Bonus ved højere tørstof i gyllen? Betaling for halm? Arbejdskrævende Biogasanlæg: Halm er iblandet i gyllen og kræver mindre forbehandling. Færre fremmedlegemer i biomassen (de ligger hos landmanden) Kvæggylle 7,5% ts mængde Tørstof pct. tørstof metan pr. ton metan Kvæggylle 38,75 ton 7,5% kg 15 m3 581,3 m3 Halm 85% ts 1,25 ton 85% kg 150 m3 187,5 m3 Blandingsgylle 40 ton 9,9% kg 768,8 m3 Kan også være iblanding af dybstrøelse gns. metanindhold 19,2 m3

9 Hvordan får vi lettest halmen i fortanken? hvor meget omrøring kræver det? Hvor tyk må det være til at lastbilen kan suge det? Halmopriver Snittet og ensileret halm lettere at opløse Halmsnitter direkte i fortank?

10 25/ Forbehandling i praksis erfaringer og sammenligninger af ny teknologier Henrik B. Møller, Veronica Moset Institut for Ingeniørvidenskab, Århus Universitet Karl Jørgen Nielsen PlanEnergi

11 Forbehandling test i praksis BIOLOGICAL CHEMICAL ENGINEERING Teknologier BIOGAS TECHNOLOGY GROUP

12 Forbehandling Hammermølle-Thorsø Kapacitet: Dybstrøelse= 3,6 ton/time Halm= 1,1 ton/time

13 Forbehandling Hammermølle +18%

14 Forbehandling X-chopper Kapacitet: Dybstrøelse= 5,17 ton/time Halm=0,37 ton/time

15 Forbehandling X-chopper

16 Forbehandling Aerob kompostering Holbæk Afgasset fiber - produktion Afgasset fiber Temperatur Blanding af halm og fiber Mile af halm og fiber

17 Forbehandling Aerob kompostering Holbæk Forudsætning: 90 dages opholdstid Blanding 1 i forhold til halm og fiber mix Blanding 2 i forhold til halm alene

18 Forbehandling Ensilering ved Thorsen

19 Forbehandling Brikettering L CH 4 kg -1 Briketteret halm L CH 4 kg -1 Macereret halm 10% mere CH 4 per kg VS i briketteret men effekt aftager med tid

20 Digestate from continuous R1 (raw straw + pig slurry) at 30 & 100 µm Forbehandling Effekt af alkali L CH 4 kgvs -1 20% L CH 4 kgvs -1 Kvæggylle + briketteret halm Kvæggylle + briketteret halm+3% KOH Afgasset briketteret halm Figur.-Metanproduktioni kontinuertereaktorermed halm og kvæggylle. Afgasset Lud behandlet briketteret halm

21 Forbehandling test i praksis Opblanding/flydeegenskaber Halm behandlet med forskellige forbehandlings metoder opblandet i vand, ½ time efter tilsætning BIOLOGICAL CHEMICAL ENGINEERING BIOGAS TECHNOLOGY GROUP

22 Gasudbytte Hydrolysis rate of straw Inoculum Biogas [L biogas Kg VS -1 ] Biogas anlæg Tid[dage]

23 Gas i dybstrøelse og halm Variation i forsøg Stor variation i udbytte af ubehandlet dybstrøelse mellem forsøg. Variation i udbytte af ubehandlet halm mellem forsøg.

24 Forbehandling - Energi

25 Forbehandling Økonomi

26 Forbehandling Økonomi-halm +7% +10% +10% +5% +5% +15% +2% +5% Forudsætninger El pris (køb)-diesel 0,8kr/kwh-6 kr/l Afskrivning/forrentning 15% Værdi af Methan 5 kr/m3 Biomasse: 550 kr/tons halm Gas: 200 m 3 CH 4 /ton

27 Forbehandling Konklusion Der er udført en række forsøg med forbehandling af halm med forskellig teknologi, energiforbrug spænder fra kwh/ton i halm og 9-23 kwh/ton i dybstrøelse. Effekt på biogaspotentiale afhænger af opholdstid og ved mere end 40 dages opholdstid er der minimal effekt på gaspotentiale. Biogasanlæggenes evne til nedbrydning af halm varierer meget, der må forventes tilvænningstid -? podes fra anlæg der er effektive til mindre effektive anlæg. Halmens opblandings-flyde/synkeegenskaber påvirkes af teknologi. Gevinsten ved anvendelse af halm afhænger af rammebetingelser, halmpris, teknologi og effekt på gasudbytte. Ca. 300 kr/tons halm ekskl. udgift til arbejdskraft er realistisk. Det er vanskeligt at sammenligne de forskellige metoder til håndtering af halm og det er ikke muligt at udpege en bestemt vinderteknologi. Valget må i høj grad afhænge af, hvordan det konkrete biogasanlæg er udformet, herunder opholdstiden i reaktorerne.

28 Tak for opmærksomheden 28