Hvordan påvirker gyllehåndteringssystemer husdyrgødningens klimaeffekt (herunder køling, flytning fra stald til lager, separering og forbrænding) Sven G. Sommer Tekniske fakultet, Syddansk Universitet
Forskelliges gassers bidrag til temperatur stigningen Kuldioxid Ozon CFC gasser Methan Lattergas
Metan og lattergas Bidrag til netto opvarmning: Mehan: 3% Lattergas: 1% (IPCC, 27) Husdyrproduktionens bidrag: 37% af global metan emission 65% af global lattergas emission (FAO 26, Livestock long shadow) Effekt af metan og lattergas: 1 kg metan svarer til effekten af 23 kg CO2 1 kg lattergas svarer til effekten af 296 kg (IPCC 27) IPCC 26
Historik 1986 Montreal Ozonhul: Enighed om at reducere udledning af halogenerede kulbrinter - Freon 1992 Rio de Janeiro Klimakonventionen: Blev vedtaget på miljøtopmødet i 1992 og forpligter industrilandene til at stabilisere udslippet af drivhusgasser. 1994 COP møde Confererence of the Parties (COP): Afholdes hvert år, i år er det år 15 1996 IPCC International Panel on Climate Changes: Udarbejde standarder for beregning af klimaeffekter, drivhusgasudledning etc. efter FN anmodning 1997 Kyoto Kyoto protokol: Industrilandene skal reducere udledningen af drivhusgasser med 6-8%. EU skal reducere med 8% af 199 Danmark skal reducere med 21% inden 28/12
Historik 24 Ratifikation Kyoto aftalen: trådte i kraft da den var ratificeret af industrilande med en udledning på 55% af den de rige landes globale udledning af drivhusgasser Årligt Drivhusgas beregning DMU indberetter: hvert år til Klimakonventionen (P.t. sekretariat i Bonn, Tyskland), hvor meget drivhusgas, der udledes fra Danmark. IPCC giver mulighed for beregning ved Trin 1: Standard emissions faktorer Trin 2: Standard emissions faktorer og nationale tal Trin 3: Der benyttes dynamiske modeller På landbrugssiden er der gode grunddata så for de fleste beregninger benyttes trin 3.
Effekten af et tiltag påvirker metan udledningen flere steder i håndteringskæden
Metan udledning er en funktion af... Temperaturen Biomasse: Husdyrgødning, Organisk affald Hydrolyse Methan emission, g CH 4 kg -1 VS pr. måned 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1% VS D 3% VS D 6% VS D 5 1 15 2 25 Temperatur, o C H 2 + Opløst organisk materiale Syrer>C2 Methanog enese CH 4 +H 2 O+ Acidogenese Acetognese CH 3 -COOH Reduceres temperaturen falder metan produktions raten Derfor reduceres metan udledningen ved hyppigt at overføre gylle fra varme gyllekanaler til kolde gyllelagre.
Metan udledning er en funktion af... Gyllens indhold af VS D Biomasse: Husdyrgødning, Organisk affald Hydrolyse Methan emission, g CH 4 kg -1 VS pr. måned 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1% VS D 3% VS D 6% VS D 5 1 15 2 25 Temperatur, o C H 2 + Opløst organisk materiale Syrer>C2 Methanog enese CH 4 +H 2 O+ Acidogenese Acetognese CH 3 -COOH Reduceres gyllens indhold af VS så reduceres metanproduktionen. Separation reducerer metanudledning fra lagret gylle.
Metan udledning er en funktion af... Opholdstid og VS sammensætning CH 4 production, liter CH 4 kg(vs) -1 4 3 2 1 Pig Svinegylle slurry Cattle Kvæggylle slurry 1 2 3 4 5 6 7 H 2 + Biomasse: Husdyrgødning, Organisk affald Hydrolyse Opløst organisk materiale Syrer>C2 Acidogenese Acetognese CH 3 -COOH Days Methanog enese CH 4 +H 2 O+ Den kummulerede metan produktion øges med tiden, Reduceres opholdstiden reduceres metan produktionen fra kilden.
Effekten af et tiltag påvirker metan udledningen flere steder i håndteringskæden
Effekten af et tiltag påvirker metan udledningen flere steder i håndteringskæden Temperatur, o C 2 15 1 5 A) Gyllekanal Gyllelager 1 2 3 4 Lagret organisk tørstof, kg VS 3 2 1 B) Gyllen udbringes Gyllekanal Gyllelager 1 2 3 4 CH4 emission, g CH4 d -1 5 4 3 2 1 Gyllekanal Dag i løbet af året CH 4 emission, g CH 4 d -1 1 8 6 4 2 Gyllelager Dag i løbet af året 1 2 3 4 1 2 3 4 Dag i løbet af året Dag i løbet af året
Flyttes gyllen fra gyllekanal til lager reduceres metan udledning Ved hyppig tømning af gyllekanalen flyttes gyllen fra et varmt til et koldt miljø. Akkumuleret CH 3 udledning, g CH 3 12 1 8 6 4 2 Gyllekanal tømmes en gang om måneden Gyllekanal Gyllelager Gyllekanal og gyllelager 1 2 3 4 Akkumuleret CH 3 udledning, g CH 3 12 1 8 6 4 2 Gyllekanal tømmes dagligt Gyllekanal Gyllelager Gyllekanal og gyllelager 1 2 3 4 Dag i løbet af året Dag i løbet af året
Flyttes gyllen fra gyllekanal til lager reduceres metan udledning Gyllen i gyllekanalen flyttes til lageret en gang i måneden men afkøles til 5 o C Gyllekanal tømmes en gang om måneden Gyllekanal afkølet til 5 o C Akkumuleret CH 3 udledning, g CH 3 12 1 8 6 4 2 Gyllekanal Gyllelager Gyllekanal og gyllelager 1 2 3 4 Akkumuleret CH 3 udledning, g CH 3 12 1 8 6 4 2 Gyllekanal Gyllelager Gyllekanal+gyllelager 1 2 3 4 Dag i løbet af året Dag i løbet af året
Fire husdyrgødning-håndteringssystemer NH 3 CH 4 NH 3 N 2 O, N 2, CH 4, NH 3 N 2 O, N 2, Gødning: VS, N, P vand Stald: Gyllekanaler Gyllelager Marken Afgrøden Traditionelt system; Baseline. Alternativt system: Separation og hyppig udslusning af gylle og afbrænding. NH 3 N 2 O, N 2, CH 4 NH 3 N 2 O, N 2, NH 3 CH 4 NH 3 N 2 O, N 2, CH 4 Tørstofrig fraktion VS, N org, TAN, P Lager: Tørstofrig fraktion Mark Termisk behandling Afgrøden Handelsgødning Gødning VS, N, P Stald: Gyllekanaler Gylle VS, N org, TAN, P Gyllelager Gylle: VS, N org, TAN, P Væske fraktion VS, N org, TAN, P Separation NH 3 CH 4 Lager: Væske fraktion NH 3 Mark Energi Afgrøden
Separation og drivhusgasser Gylle, stald CH 4 Separation Gylle, lagring CH 4 N 2 O Fiber, afbrænding Fiber, lagring CH 4 N 2 O Gylle og fiber, mark N 2 O
Samlet drivhusgas-balance Malkekvæg tons -ækv. pr. DE 2 1 Malkekvæg Stald Lager Mark El, separation Afbrænding Kunstgødning -1 1. Reference 2. Lagring 3. Separation 4. Separation + lagring 5. Separation + lagring + afbrænding
Samlet drivhusgas-balance Slagtesvin tons -ækv. pr. DE 2 1 Slagtesvin Stald Lager Mark El, separation Afbrænding Kunstgødning -1 1. Reference 2. Lagring 3. Separation 4. Separation + lagring 5. Separation + lagring + afbrænding
Konklusion Landbruget kan bidrage til reduktion i drivhusgasudledning Reduktionen drivhusgasudledning kan være en sideeffekt af at reducere ammoniak og lugt fra stalde ved: hyppig udslusning afkøling af gyllen Separation kombineret med afbrænding af den tørstofrige fraktion vil reducere drivhusgas emission Massebalancer af kulstof og kvælstof - en god kontrol af beregningerne