Halm og roetoppe en god madpakke til biogas Økonomiseminar 11. December 2017 Kurt Hjort-Gregersen
Fleksibel kraft-varmeproduktion fra biogas baseret på restbiomasser fra landbruget. Projektet er støttet af ForskEL og udført af TI AgroTech og Aarhus Universitet, Foulum
Baggrund: Roetop og halm Potentiale: >500 mio Nm3 CH4 Halm 2-3 mio ton TS Sukkerroer 40.000 ha 160.000 ton TS i roetop
Spørgsmål som projektet søger at besvare: -Kan roetop-halmensilage bruges til at regulere produktionen? -Kan roetop-hamensilage bruges til at booste produktionen on demand -Er der en synergieffekt som følge af ensileringsprocessen? -Hvordan ser business casen ud og perspektiverne for branchen? + = Kilde: mad.tv2.dk
Aktiviteter i projektet 1. Udtagning af prøver af blandinger af roetop og halm 2. Produktion af 87 ensilageprøver (roetop, ubhandlet, snittet og ekstruderet halm 3. Batch forsøg til biogaspotentialebestemmelser 4. Udtagning af prøver til blanding af roetop og halm 5. Ensilering i 800 liters pilotskala siloer 6. Batch udrådningsforsøg med ensilage fra pilotskala ensilering 7. Belastningsforsøg for at bestemme reguleringspotentiale i kontinuerte reaktorer 8. Teknisk-økonomisk systemanalyse forretningsmodeller - perspektivering 9. Slutrapport
Resultater
Methaludbytte: Nm3 CH4 pr. ton organisk tørstof 400 Methanudbytte ren roetop 350 300 250 200 150 100 50 0 3. Ensileret roetop. Korr. til %VS i frossen 30. 30. Frossen roetop. 31. Ensileret roetop. Korr. til %VS i frossen 30.
Methaludbytte: Nm3 CH4 pr. ton organisk tørstof 350 Methanudbytte Halm 300 250 200 150 100 50 0 25. Tør, ubehandlet halm 55. Tør, snittet halm 83. Tør, extruderet halm. 57. Vand+snittet halm 67:33. Korr. til %VS i frossen 56. 58. Vand+snittet halm 67:33. Korr. til %VS i frossen 56. 86. Ens. vand+ext. halm 67:33. Korr. Til %VS i frossen 56*
Methanudbytte Nm3 CH4 pr ton organisk tørstof Fundne gennemsnitsværdier 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Ren roetop Ren halm Ens roetop og halm 80:20 Ren roetop Ren halm Ens roetop og halm 80:20
Methanudbytte Nm3 CH4 pr ton organisk tørstof Gennemsnitsværdier fundne og beregnede 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Ren roetop Ren halm Ens Ens roetop og roetop og halm halm 80:20 80:20 beregnet Ren roetop Ren halm Ens Ens roetop og roetop og halm halm 80:20 80:20 beregnet
N L metan/kg VS 400 Metanpotentiale i prøver af roetop og halm 350 300 250 200 150 100 Ren roetop 88% roetop+12% snittet halm 80% roetop+20% snittet halm 72% roetop+28% snittet halm 72% roetop+28% ekstruderet halm Ren, snittet halm 50 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 Dage
Pilotskala forsøg: Ensileringseffekt på methanudbyttet Methane yield, after 61 days (Nm 3 CH 4 /ton VS) 19-34 % højere udbytte. Højest ved 25 % halm 450 Calculated BMP 400 Measured BMP +19% +34% +22% 350 +23% 300 250 200 150 100 50 Straw Beet leaves 0 100% 25% 20% 15% 10% 0% 0% 75% 80% 85% 90% 100% Mixture straw:beet leaves (% FM)
Boostforsøg med roetop/halm ensilage Dag 1 8 Kilde: Pau Grima, Henrik Møller, AU
Ubehandlet halm Roetop+sn.halm: 67:33 Ren roetop Ren roetop Halm og top 80:20 Tør halm Vand og halm 67:33 Tør snittet halm Top og snittet halm 72:28 Top og snittet halm 72:28 Top og ekstr. Halm 72:28 Top og sn. halm 88:12 Dag 0 Dag 1 Dag 3
Høst og bjergning af roetop
Forudsætninger, her roetop Kapacitet, ha pr. time 1 Optagning inkl. aftopning 1800 kr pr. time Ekstrapris for transportør 180 kr. pr. ha. Ledsagevogne Læsstørrelse Hastighed på vej Indlægning og opbevaring 600 kr pr. time 30 m3 20 km pr. time. 26 kr/ton
Bjergning og transport af halm Der er regnet på følgende scenarier: -Halm snittet med selvkørende snitter og hjemkørt i tipvogne -Halm snittet og bjerget med opsamlervogn -Halm snittet og bjerget med opsamervogn med matrix til kompaktering af læsset -Halm presset i bigballer og hjemkørt på halmvogn -Halm presset i rundballer og hjemkørt på halmvogn
Forudsætninger, her bigballer Kapacitet, ha pr. time 3,9 Presning Læsstørrelse Timepris transport Hastighed på vej Indlægning og opbevaring 90 kr pr. balle 10 tons 600 kr. pr. time 20 km pr. time. 26 kr/ton
Kr. pr. ton Omkostninger, bjergning, transport, lagring + evt. Forbehandling, kr. pr ton 700 600 500 400 300 Bigballer Ops vogn m matrix 200 100 0 0 2 4 6 8 10 12 Afstand til lagerplads ved anlæg, km Ren roetop, kr/ton Halm selvk. snitter, kr/ton Halm opsamlervogn, kr/ton Halm, opsaml+matrix, kr/ton Halm, bigballer, kr/ton Halm, rundballer, kr/ton
Kr/m3 CH4' Bjergningsomkostninger mv, kr. pr. Nm3 CH4 i forhold til afstand 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 Bigballer Roetop Ops vogn m matrix 1,50 1,00 0,50 0,00 0 2 4 6 8 10 12 Afstand til lagerplads ved anlæg, km Ren roetop, kr/m3 CH4 Halm selvk. snitter, kr/m3 CH4 Halm opsamlervogn, kr/m3 CH4 Halm, opsaml+matrix, kr/m3 CH4 Halm, bigballer, kr/m3 CH4 Halm, rundballer, kr/m3 CH4
Kr/m3 CH4 Omkostninger pr m3 CH4, ensileringseffekt (24%) på halm indregnet. 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 Rundballer Roetop Bigballer Ops vogn m matrix 1,50 1,00 0,50 0,00 0 2 4 6 8 10 12 Afstand til lagerplads ved anlæg, km Ren roetop, kr/m3 CH4 Halm selvk. snitter, kr/m3 CH4 Halm opsamlervogn, kr/m3 CH4 Halm, opsaml+matrix, kr/m3 CH4 Halm, bigballer, kr/m3 CH4 Halm, rundballer, kr/m3 CH4
Kr. pr. m3 CH4 Råvarepris for ensilageblanding 75:25, kr. pr. Nm3 CH4 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0 2 4 6 8 10 12 Afstand til lagerplads ved anlæg, km Ensilageblanding Ensilageblanding, købt halm
Forretningsmodeller -Hvis man er et gårdanlæg og kan låne egen halm skal halmprisen ikke indregnes -Hvis man er et gårdanlæg og alternativt kan sælge halmen indregnes halm delvist som alternativ omkostning -Skal halmen købes skal halmprisen naturligvis medregnes -Hvis man er et fællesanlæg og kan låne halmen af leverandørerne, som jo får den igen i den afgassede gylle skal halmprisen ikke indregnes -Selv i år med gode bjergningsbetingelser er der en vis mængde halm, der ikke kan sælges som primavare -Hvis det bliver sat i system bør dette kunne sælges til biogasanlæg til en lidt lavere pris.
Konklusioner -Roetop halmensilage er et glimrende substrat til biogasproduktion -Halm er godt for processen øget C/N forhold -Ensilagen kan dermed erstatte organisk affald og energiafgrøder -Ensileringen synes at have en betydelig effekt på udbyttet fra halm -Ensilagen kan bruges til boost af produktionen on demand -Ensilagen kan tilvejebringes for omkostninger svarende til majsensilage -også selvom halmdelen skal købes
Tak