Biogaspotentiale i danske kommuner. Udarbejdet for Energinet.dk Maj 2011

Transkript

1 Biogaspotentiale i danske kommuner Udarbejdet for Energinet.dk Maj 2011

2 Rekvirent Energinet.dk. Tonne Kjærsvej 65 DK 7000 Fredericia Udarbejdet af PlanEnergi Forfatter: Jørgen Olesen Tlf.nr.: Kvalitetssikret af: Peter J. Jørgensen Tlf.nr.: Forside og bagside: Foto fra vådområder i Skjern enge. Foto Peter J. Jørgensen. 2

3 Biogaspotentiale i danske kommuner Udarbejdet for Energinet.dk Maj

4 Biogaspotentiale i danske kommuner Der findes i Danmark ca. 65 renseanlæg med biogasproduktion, et par industrianlæg samt ca. 30 større og mindre anlæg tilknyttet lossepladser. Disse muligheder er i hovedsagen udtømt og det store uudnyttede biogaspotentiale findes derfor i gyllebaserede anlæg i landbruget. I dansk landbrug er der 20 store biogasfællesanlæg og godt 60 mindre gårdbiogasanlæg. Disse anlæg behandler jf. denne rapport ca. 4 % af husdyrgødningen i Danmark. I opgørelsen over den potentielle biogasressource på kommuneniveau, har vi valgt udelukkede at opgøre potentielle ressourcer fra landbruget. Det skyldes, at langt hovedparten af de lokale ressourcer findes i landbrugssektoren. Sidst i rapporten beskrives dog kort en række øvrige biogaspotentialer udenfor landbrugssektoren, som også kan være relevante ved etablering af nye biogasanlæg. Baggrund for opgørelse af biogaspotentiale på kommuneniveau I dette kapitel beskrives baggrunden for opgørelsen af biogaspotentialet fra landbruget på kommuneniveau. I opgørelsen er medtaget potentialet fra husdyrgødning, energiafgrøder, lavbundsarealer og efterafgrøder. Husdyrgødning Biogaspotentialet fra husdyrgødning er beregnet af Århus Universitet i feb på basis af gødningsregnskaber fra kalenderåret 2006, som var de nyest tilgængelige på opgørelsestidspunktet. På basis af gødningsregnskaberne beregnes tørstofindholdet fordelt på kvæg og svinegylle. Der regnes med et gasudbytte for kvæggødning på 0,3 m 3 metan pr. kg tørstof, mens udbyttet for svinegylle er sat til 0,2 m 3 pr. kg tørstof. Udbyttet svarer til, hvad der er muligt med dagens teknologi. Fremover vil det sandsynligvis være muligt at øge den organiske omsætning af gyllen og hermed biogasudbyttet. På den anden side reduceres gyllens tørstofindhold, som resultat af forbedret foderudnyttelse. Det totale potentiale vil naturligvis ikke kunne udnyttes. Dels er der altid landbrug, der ikke er interesserede i at indgå i et biogasfællesskab, og dels er der bedrifter, der af anden årsag ikke er rentable at inddrage pga. for fjern beliggenhed og/eller for lille mængde. Det totale biogaspotentiale fra al husdyrgødning i landet, ligger ifølge data fra Århus Universitet i størrelsesorden 29 PJ. Herfra skal trækkes ca. 1 PJ, som allerede udnyttes i eksisterende biogasanlæg, samt gødning fra brug der er for små eller hvis fremtid er for usikker til, at det er realistisk at forvente, at ejerne vil være interesserede i at indgå en aftale om levering af husdyrgødning. Det samlede udnyttede potentiale sættes til 75 % af den totale ressource, hvilket ifølge Århus Universitet svarer til udnyttelsen af al gødning fra bedrifter med mere end 85 dyreenheder. Energiafgrøder Bruttoeksporten af korn har i perioden varieret mellem 10 og 20 % af den samlede kornproduktion. Det antages i denne beregning, at 15 % af kornarealet kan udnyttes til produktion af energiafgrøder. Potentialet kan både være større og mindre end 15 %, da arealet til rådighed i sidste ende vil afhænge af en politisk afvejning mellem produktion af energiafgrøder, fødevareproduktion og naturbeskyttelse. Det potentielle areal til energiafgrøder er udregnet med udgangspunkt i afgrødedata fra Dyrkes majs, vil der kunne opnås et udbytte på omkring 12 ton tørstof pr. ha. i gennemsnit. Majsensilage har et biogaspotentiale på omkring 0,617 m 3 pr. kg tørstof. Dette giver et biogasudbytte på ca m 3 /ha. I de beregninger for naturgaspotentialet, der er præsenteret i de nedenstående tabeller, er der tillagt 10 % ekstra biogasproduktion pr. kg tørstof via forøget ef- terafgasningstid. Der skal i denne sammenhæng gøres opmærksom på, at det i nogle tilfælde kan være svært at opnå dette ekstrabidrag i praksis. Biomassen (majsensilage) vil p.t. kunne købes til en pris af ca. 250 kr./t, hvilket kan være økonomisk attraktivt sammenlignet omkostningerne til biogasproduktion i øvrigt. Også andre energiafgrøder vil kunne udnyttes. Det gælder særligt flerårige afgrøder som græs, kløvergræs, grønkorn mm., der foruden det energimæssige potentiale vil kunne reducere udvaskningen af kvælstof betragteligt. Enggræs fra lavbundsarealer Ekstensive lavbundsarealer kan variere meget i næringsrigdom og dermed også i udbytte. På næringsrig jord, vil der ifølge Århus Universitet, årligt kunne høstes omkring 4 ton tørstof pr. ha., mens der på mindre næringsrige jorde vil kunne høstes 2,5 ton pr. ha. I beregningen regnes med et udbytte på 3,5 ton tørstof pr. ha. Biogasudbyttet sættes til ca. 0,38 m 3 biogas pr. kg tørstof. Dette giver et biogasudbytte på ca m 3 /ha. I de beregninger for naturgaspotentialet, der er præsenteret i de nedenstående tabeller, er der tillagt 10 % ekstra biogasproduktion pr. kg tørstof via forøget efterafgasningstid. Der skal i denne sammenhæng gøres opmærksom på, at det i nogle tilfælde kan være svært at opnå dette ekstrabidrag i praksis. Biomassen vil ikke kunne afhøstes på hele arealet, da biomassen vil svinge meget i kvalitet og være svært tilgængelig. Det gælder særligt i de meget våde lavbundsarealer. Det antages, at biomassen vil kunne afhøstes på ca. 75 % af arealet Potentialet fra lavbundsarealer er udregnet af Århus Universitet med udgangspunkt i afgrødedata fra Det skal bemærkes, at det kan blive vanskeligt at fremskaffe biomassen til en rimelig pris, idet høst- og transportomkostninger ofte overstiger værdien den producerende biomasse. Der er dog mange miljømæssige fordele forbundet med anvendelsen, men man skal altså være opmærksom på, at udnyttelsen vil kræve ændrin- 4

5 ger i de eksisterede økonomiske rammevilkår. Efterafgrøder Ifølge Landscenteret er der i Danmark i 2009 ca ha. med efterafgrøder og man forventer en fordobling frem mod 2012 til ca ha. pga. skærpede krav vedr. reduktioner i tab af kvælstof fra markerne ha. svarer til ca. 25 % af det danske landbrugsareal. Efterafgrøder må ikke gødskes, og det er derfor begrænset hvor stort et biomasseudbytte, der vil kunne opnås ved afhøstning af efterafgrøder. Nogle afgrøder, f.eks. gul sennep, fodermarvkål eller olieræddike, vil imidlertid under gunstige betingelser kunne producere mellem 3 og 5 ton tørstof pr. ha., og under sådanne betingelser vil der alligevel kunne høstes en vis mængde. Nogle landbrug vil evt. være interesserede i at etablere frivillige efterafgrøder, hvis de tilbydes en fornuftig pris for disse. Sådanne arealer må gødskes og vil derfor kunne producere en betragtelig mængde biomasse. I beregningen antages det, at der kan dyrkes efterafgrøder til biogasproduktion med et udbytte på 4 ton tørstof pr. ha på 25 % af landbrugsarealet. Biogasudbyttet sættes til ca. 0,38 m 3 biogas pr. kg tørstof. Dette giver et biogasudbytte på ca m 3 /ha. I de beregninger for naturgaspotentialet, der er præsenteret i de nedenstående tabeller, er der tillagt 10 % ekstra biogasproduktion pr. kg tørstof via forøget efterafgasningstid. Der skal i denne sammenhæng gøres opmærksom på, at det i nogle tilfælde kan være svært at opnå dette ekstrabidrag i praksis. Det skal igen bemærkes, at det kan blive vanskeligt at fremskaffe biomassen til en rimelig pris, idet høst- og transportomkostninger ofte overstiger værdien af biomassen. Der er dog mange miljømæssige fordele forbundet med efterafgrøder bl.a. reduceret kvælstoftab, kulstofopbygning i jorden, reduceret behov for jordbearbejdning og reduceret behov for kunstgødning. Man skal dog som sagt være opmærksom på, at udnyttelsen formentligt vil kræve ændringer i de eksisterede økonomiske rammevilkår. 5

6 Biogaspotentiale fra landbruget på kommuneniveau Nedenstående tabeller samt bilag 1 viser, at biogaspotentialet fra husdyrgødning er størst i kommuner i Syd-, Vest- og Nordjylland. Det gælder bl.a. Ringkøbing- Skjern-, Tønder-, Varde- og Viborg Kommuner. For energiafgrøder og efterafgrøder er potentialet størst i landkommuner med et stort landbrugsareal i omdrift. Potentialet er stort i Jylland, hvor kommuner som bl.a. Ringkøbing-Skjern, Herning-, Aalborg- og Tønder Kommuner har et stort potentiale. Potentialet er dog også stort på planteavlsbrugene i den østlige del af landet og på Fyn. De største potentialer i Østdanmark findes i Lolland-, Guldborgssund- og Næstved Kommuner. Potentialet fra afhøstning af enggræs er også størst i de store landkommuner, som bl.a. Tønder-, Aalborg-, Viborg- og Ringkøbing-Skjern Kommuner. Der er også betydelige potentialer på både Fyn og Sjælland. Der er desuden et mindre potentiale i hovedstadsområdet, som primært findes i Tårnby- og Frederikssund kommuner. Region Hovedstaden, m3 naturgas Kommune Husdyrgødning Enggræs Energiafgrøder Efterafgrøder I alt Københavns Frederiksberg Ballerup Brøndby Dragør Gentofte Gladsaxe Glostrup Herlev Albertslund Hvidovre Høje-Taastrup Lyngby-Taarbæk Rødovre Ishøj Tårnby Vallensbæk Furesø Allerød Fredensborg Helsingør Hillerød Hørsholm Rudersdal Egedal Frederikssund Halsnæs Gribskov Bornholm Christiansø I alt

7 Region Midtjylland, m 3 naturgas Kommune Husdyrgødning Enggræs Energiafgrøder Efterafgrøder I alt Horsens Herning Holstebro Lemvig Struer Syddjurs Norddjurs Favrskov Odder Randers Silkeborg Samsø Skanderborg Århus Ikast-Brande Ringkøbing-Skjern Hedensted Skive Viborg I alt Region Nordjylland, m 3 naturgas Kommune Husdyrgødning Enggræs Energiafgrøder Efterafgrøder I alt Morsø Thisted Brønderslev Frederikshavn Vesthimmerland Læsø Rebild Mariagerfjord Jammerbugt Aalborg Hjørring I alt

8 Region Sjælland, m 3 naturgas Kommune Husdyrgødning Enggræs Energiafgrøder Efterafgrøder I alt Greve Køge Roskilde Solrød Odsherred Holbæk Faxe Kalundborg Ringsted Slagelse Stevns Sorø Lejre Lolland Næstved Guldborgsund Vordingborg I alt

9 Region Syddanmark, m 3 naturgas Kommune Husdyrgødning Enggræs Energiafgrøder Efterafgrøder I alt Middelfart Assens Faaborg-Midtfyn Kerteminde Nyborg Odense Svendborg Nordfyns Langeland Ærø Haderslev Billund Sønderborg Tønder Esbjerg Fanø Varde Vejen Aabenraa Fredericia Kolding Vejle I alt Hele Danmark, m 3 naturgas Husdyrgødning Enggræs Energiafgrøder Efterafgrøder I alt Region Hovedstaden Region Midtjylland Region Nordjylland Region Sjælland Region Syddanmark Hele landet, m 3 naturgas Hele landet PJ

10 Muligheder for sæsonregulering af biogasproduktion fra landbruget Behovet for varmeproduktion er ikke kontinuert over året. Varmebehovet er størst om vinteren, mens traditionel biogasproduktion er stabil over året. Dette betyder, at varmedækningen typisk ikke overstiger 40% af det årlige varmebehov. Såfremt gasproduktion kan reguleres over året, vil dækningsgraden dog kunne øges til omkring 65% af den årlige varmeproduktion. Gylle vil blive udrådnet kontinuert i biogasanlægget, mens tilsat biomasse, som majs, enggræs eller efterafgrøder, vil kunne varieres over året og dermed henholdsvis hæve og sænke biogasproduktionen. Ensileret biomasse skal ligge i ca. en måned, hvorefter det kan tilsættes biogasanlægget i op til halvandet år efter ensileringen. Ensileringen vil typisk ske i plansilo eller i en markstak. Ændringer i gasproduktionen via energiafgrøder kan ikke ske fra dag til dag, men kræver at mængden af tilsat biomasse gradvist ændres over en måneds tid. Såfremt biogasanlægget designes rigtigt med større reaktortank og efterafgasningstank vil gasproduktionen kunne varieres med ca. +/- 50%. Øvrige biogaspotentialer Der findes en række mindre uudnyttede biogaspotentialer udenfor landbrugssektoren, som ikke er medtaget i opgørelsen på kommuneniveau pga. deres tilgængelighed og begrænsede mængde. Dette betyder dog ikke, at ressourcerne ikke lokalt kan have et nævneværdigt omfang. Slam Håndteringen af slam er ofte forbundet med en stor udgift for kommunen, og en miljørigtig genanvendelse af næringsstofferne kan ske gennem et biogasanlæg. Biogaspotentialet fra spildevandsslam er dog begrænset, da der i alt væsentligt vil være tale om sekundært slam med et biogasudbytte på ca. 0,1 m 3 biogas pr. kg tørstof. Man skal desuden være opmærksom på, at slam skal hygiejniseres (70 o C i en time), og at visse husdyrproducenter ikke vil modtage afgasset biomasse som indeholder rester af slam, da det kan skade deres afsætning af de primære produkter (mælk og kød). Biomassen udrådnes derfor bedst for sig selv i sit eget lukkede system og anvendes efterfølgende på arealer, som ikke er omfattet af sådanne krav. Sådanne anlæg vil være mest relevante nær de største danske byer med tilhørende spildevandsrensning. Energistyrelsen skønner i 2009, at det totale biogaspotentiale fra spildevandsslam til ca. 4 PJ. Tallet bygger på en ældre undersøgelse og er forbundet med betydelig usikkerhed, hvorfor det kan være svært at sige, hvor meget slam der reelt er til rådighed for biogasproduktion. Der produceres i dag ca. 1 PJ biogas på basis af spildevandsslam, så der skulle altså være ressourcegrundlag til nogen udbygning på området. Industriaffald De nuværende biogasanlæg i Danmark udrådner store mængder organisk affald fra bl.a. slagterier og fødevareindustrien. Mængden udgør skønsmæssigt ton. pr. år. Dette affald er i høj grad med til at give de eksisterende biogasanlæg en fornuftig økonomi, da det giver et højt gasudbytte og anlæggene ofte får penge for at behandle affaldet. Den mængde affald, der er til rådighed i Danmark er efterhånden ved at være udnyttet, og der importeres i dag affald til de danske biogasanlæg i størrelsesordnen 0,7 PJ. Energistyrelsen har i 2009 skønnet det samlede biogaspotentiale til ca. 2,5 PJ, hvoraf ca. 1 PJ udnyttes i dag. Potentialet er opgjort på basis af en ældre undersøgelse fra sidst i 1980 erne og er derfor forbundet med betydelig usikkerhed. Desuden skal det bemærkes, at størstedelen af det resterende biogaspotentiale enten anvendes til dyrefoder eller består af biomasse med et begrænset tørstofindhold. Kød og benmel Daka behandler store mængder kasserede eller selvdøde dyr fra slagterierne og fra landbruget. Kød og benmel kan anvendes til bl.a. gødning, biogas eller biodiesel. Daka producerer i dag ca. 1,8 PJ biodiesel baseret på fedtholdige produkter med høje hygiejniseringskrav. Dele af potentialet, der i dag udnyttes til dyrefoder vil dog kunne udnyttes til biogas. Det drejer sig bl.a. om blodprodukter og bløde produkter, som mave- og tarmindhold. Udnyttelsen vil kræve hygiejnisering. Det totale potentiale til rådighed for bioforgasning overstiger ifølge Daka ikke 0,5 PJ. Organisk husholdningsaffald og madaffald Organisk husholdningsaffald og madaffald fra storkøkkener og lignende udnyttes i dag til energiformål på landets forbrændingsanlæg. Der har i Danmark været kørt flere forsøg med udnyttelse af husholdningsaffald i biogasanlæg. I langt de fleste tilfælde er udnyttelsen opgivet pga. problemer med sorteringen, da materialet indeholder for mange urenheder som knive, gafler, plastikposer o.l., som giver procesmæssige problemer. Anvendelsen har desuden givet anledning til betydelige lugtgener. Anvendelsen af husholdningsaffald stiller, som for udnyttelsen af slam, betydelige krav til hygiegnisering og anvendelsen af den afgassende biomasse. De uudnyttede biogasressourcer udgør ifølge Energistyrelsen ca. 2,5 PJ. Lossepladsgas Der udvindes i dag lossepladsgas fra ca. 30 større og mindre lossepladser i Danmark. Produktionen fra lossepladserne er dog aftagende, da det siden 1997 har været forbudt at deponere organisk dagrenovation i Danmark. Ressourcen vil derfor ikke få nogen væsentlig betydning for fremtidig biogasproduktion i Danmark. 10

11 Have- og parkaffald Energistyrelsen har opgjort biogaspotentialitet fra have- og parkaffald til ca. 1 PJ på landsplan. Området er dog ikke teknisk færdigudviklet og en udnyttelse af potentialet vil kræve afprøvning i større skala. Grøde Biomasse fra grødeskæring kan være en mulig biomasseressource. Beregninger for Sallingområdet viser dog, at grødeproduktionen er meget begrænset og at kun ca. 1/3 opsamles og køres til deponi. Potentialet udgør få promille af kommunernes samlede biogaspotentiale. Biogasudbyttet fra grøde har fra test på Thorsø biogasanlæg vist sig at være beskedent. Desuden kan grøde indeholde en række fremmedlegemer (hegnspæle m.m.), som kan volde problemer i biogasanlæg. Af den grund blev yderligere tilførsel i Thorsø i sin tid opgivet. Skal ressourcen medtages bør leverandøren sikre en rimelig forbehandling, hvilket vil sige en findeling og frasortering af fremmedlegemer. Andre biomasser Tang eller alger kan også anvendes til biogasproduktion, men potentialet er ukendt. Tang kan evt. opsamles fra strande, hvor den udgør et problem. En sådan biomasse vil dog udgøre en håndteringsmæssig udfordring, idet den indeholder både sand og salte i relativt store mængder. Alger kan dog også dyrkes til biogas, og der pågår udviklingsforsøg flere steder i landet på bl.a. Lolland og i Grenaa. Teknologien er i udviklingsstadiet men rummer store perspektiver, da algerne vokser meget hurtigt og ikke fortrænger fødevareproduktion som traditionelle energiafgrøder. Samlet biogaspotentiale i Danmark I nedenstående tabel opsummeres landets samlede biogaspotentiale fra både landbrugssektoren og øvrige kilder til biogas. Det skal præciseres, at størrelsen på potentialerne udenfor landbrugssektoren ikke er undersøgt nærmere i denne rapport og i vid udstrækning bygger på skøn på basis af tidligere undersøgelser mv. Det kan dog jf. nedenstående tabel med sikkerhed konstateres, at de uudnyttede biogasressourcer i Danmark i alt væsentligt findes i landbrugssektoren. Landbrugssektoren Udnyttet Uudnyttet potentiale Husdyrgødning 1 22 Energiafgrøder - 42 Enggræs - 3 Efterafgrøder - 14 I alt 1 81 Øvrige kilder Udnyttet Uudnyttet potentiale Spildevandsslam 0,9 1-3 Industriaffald 1 <1 Kød og benmel 0,03 0,5 Have- og parkaffald 0 1 Lossepladsgas 0,3 - I alt 2,

12 Bilag 1: Geografisk fordeling af biogaspotentiale fra gylle

13

14