Forsyningssikkerhed og dyrkning af biomasse - i landbruget Seminar: Termisk omsætning af biomasse d. 30.01.2014 Seniorkonsulent Bodil E. Pallesen, AgroTech
AgroTech AgroTech A/S er et Godkendt Teknologisk Serviceinstitut (GTS), som arbejder med forretningsudvikling og videnspredning i krydsfeltet mellem biologi og teknologi Etableret 1. juli 2007 Ca. 90 ansatte: ca. 60 i Skejby: Center for bioressourcer Center for fødevareinnovation ca. 30 i Tåstrup: Center for planteinnovation Læs mere på www.agrotech.dk
AgroTech A/S Institut for Jordbrugs- og FødevareInnovation Center for Bioressourcer Bioenergi, biomaterialer og miljøteknologi Kompetence inden for dyrkning og produktion af bioenergiafgrøder og biomasse, høst, lagring og håndtering, miljø- og klimapåvirkninger. Arbejder med aktører, der dækker hele halm- værdikæden Har mangeårigt netværk og samarbejde til lokale landboforeninger og landmænd, interesseorganisationer, pilleproducenter, kedelproducenter, myndigheder Formidling om biomasse på bl.a. www.landbrugsinfo.dk/energi
C1 iteams januar 2014 Biomasse (Plantebiomasse og Energi- Afgrøder) Miljøteknologi
Fokusområder indenfor biomasse Kortlægning af biomasseressourcer inkl. restbiomasse Produktion af biomasse (energiafgrøder/delfraktioner) Høst, håndtering og lagring af biomasse Udnyttelse af biomasse især til biogas og forbrænding Anvendelse af restprodukter og næringsstoffer Miljøoptimering i primærproduktion og biomasseanvendelsen Opbygning af bioøkonomien at få mere ud af biomassen
Halmværdikæden
Nuværende landbrugsproduktion Fordeling på afgrødetyper, 2011 Græs i omdrift; 566,426 Andet; 127,981 Samlet areal 2,64 mio. ha Majs til opfodring; 173,693 Korn; 1,490,606 56 % af det dyrkede areal Raps; 152,220 Roer; 88,447 Kartofler; 40,532 56 % af det dyrkede areal Danmarks Statistik Statistikbanken 2012
Halmressourcerne er lige uden for døren Halmressourcerne i Danmark er potentielt ca. 5,5 millioner tons på årsbasis, og hvert år bjerges godt 3,5 millioner tons, mens den resterende del snittes og pløjes ned. Hvordan udnytter man sin halm optimalt, og er der alternative rentable afsætningsmuligheder? Holde maskinparken intakt så halmen ikke bare pløjes ned. Der er uudnyttede halmressourcer som kan øges via sortsvalg og evt. ændret bjærgningsteknik. +10 tons planen
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Halmmængde (mio. kg) Produktion af halm Samlet halmproduktion fordelt på afgrøder 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Majs til modenhed Markærter Vårraps Vinterraps Havre og blandsæd Triticale Rug Vårhvede Vinterbyg Vårbyg Vinterhvede År 2,8 mio. tons 49 % Gnsn. 2007-2011 Danmarks Statistik Statistikbanken 2012
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Halmmængde (mio. kg) Anvendelse af halm samt overskud 7000 Samlet halmproduktion (alt halm) fordelt på anvendelser 6000 5000 4000 2,1 mio. tons 37 % Gnsn. 2007-2011 Ikke bjerget Til strøelse m.v. 3000 2000 1000 Til foder Til fyring 1,7 mio. tons 30 % Gnsn. 2007-2011 0 År Danmarks Statistik Statistikbanken 2012
Udbytte (hkg/ha) Forædling mere kerne, mindre halm 90 80 Halm + kerne 70 60 Kerne 50 40 30 Halm 20 10 0 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 Frigivelsesår Forsøg i 2007 med 82 vinterhvedesorter fra 1900 til 2006 Larsen et al., Effektivt Landbrug, 21/8 2009
Sortsforskelle i halmudbytte - eksempel Oakley 75,4 hkg kerne 30,5 hkg halm = 42 % halm i fht. kerne Inspiration 73,9 hkg kerne 41,2 hkg halm = 57 % halm i fht. kerne Gnsn. 4 forsøg med vinterhvede 2008-2009 Forsøg 011540909-005 v. Århus, 4/8 2009
Forskelle blandt hvedesorter i 2009 Sikreforskelle i halmudbytte også blandt sorter med ens kerneudbytte 7,7 7,5 4,6 3,4 LSD halm = 0,4 LSD kerne = 0,5 Oversigten over Landsforsøg 2009
Foto: Torkild S. Birkmose, AgroTech
+ 10 mio. tons planen: Vi kan øge halmopsamlingen fra markerne med 15 % gennem let optimering af landmændenes høstudstyr Placering af avner, emter, bladdele og spildkorn oven på halmstrengen: +12-18 % i vårbyg, + 20 % i vinterhvede Tab ved vending og sammenrivning E. Fløjgaard Kristensen,2012: Baggrundsnotat til + 10 mio. tons planen
Halmbjærgning og kulstofindhold Miljøkonsekvenser: Den primære negative effekt ved øget halmbjærgning er fald i kulstofindhold på landbrugsjorder med intensiv korndyrkning. Det er derfor ikke realistisk, at al halm fra landbruget vil kunne udnyttes til energiformål, med mindre en del af restproduktet fra udnyttelsen af halmen tilbageføres til jorden. (Klimakommissionen 2010) Kompensation for reduktion i kulstofpuljen f.eks. via: - Øget halmmængde - Flere efterafgrøder og med større udbytte - Udbringning af husdyrgødning, fiberfraktion, biokoks Endelig har Danmark jo kvælstofkvoter, som lægger begrænsning på udbytteniveauet, og dermed halmudbyttet pr. hektar. En ændring af kvoterne kunne fremme jordens kulstofindhold. 56 % af det dyrkede areal
Efterafgrøder og kulstofindhold Eksempel: Sædskifte på svinebrug på JB5 jord på Bornholm. Korn i 7 af 9 år i sædskiftet. Svinegylle 100 kg N/ha/år Uden efterafgrøde Balance ved 46 % Med efterafgrøde hvert 9. år (1,25 t C/ha/afgrøde) Balance ved 57 % Baseret på beregninger i C-Tool. Sædskifter med produktion af biomasse, projekt 2008
Lagring af halm Decentral hos leverandør Centralt hos aftager Lagringsform Baller Piller Briketter Andet
Hvordan er prisen på halm sammensat? Værdi af halm ab mark Sammenrivning/vending af halmskår Presning Bjærgning Lagring Forsikring (Transport) Fortjeneste til landmanden
Omkostninger - øre pr. kg halm ved 15 % vand 2012 tal. Omkostningsart Værdi af halm ab mark 9,7 Vending 3,0 Presning 13,6 Bjærgning 7,5 Lagring 10,0 Forsikring 3 Andre omkostninger 3 Risikodækning 7,5 Fortjeneste? I alt 57,3 +?
Forsyningssikkerhed Gode bjærgningsforhold Vejr og maskinkapacitet Sikring af kvalitet Lagring Beskaffenhed Våd høst og sensommer i 2011 gav store vanskeligheder med at bjærge halm og overholde kontrakter. Halmleverandører opfordres derfor til: Kun at lave kontrakt på 80 % af forventet halmudbytte Have 20 % halm ekstra på lager
Halmudbytte afhænger af både vækst- og bjergningsforhold Skejby 27/8 2012
Aftagere af overskuds -halm Nuværende: Centrale kraftvarmeværker (halm under udfasning) Decentrale varme Kommende aftager af halm: Biogas Forgasning Bio-raffinaderier Bygge -materialer Sælgers marked i fremtiden? Nye markeder skal i gang!!!
Udfordringer med halm Gevinst hvis regnen har udvasket halmens klorider m.v. (korrosive stoffer) Askeindhold højere end træpiller Valg af kedler vigtig f. eks. Faust`biokedler, specialiseret til halmafbrænding og håndtering af asken. Halm giver bedre klimaaftryk Flere indenlandske arbejdspladser Konkurrencedygtig økonomi i brændselspris
Økonomi og halm til brændsel* *AgroTech har udarbejdet et beregningsværktøj om brændselsøkonomien
Forsøg med Biopiller - Resultat fra projekt med Dangrønt A/S - 2012. Raps- og hvedehalm giver piller med gode forbrændingsegenskaber til en god pris og indbygget forsyningssikkerhed, al den stund at der er ubrugte ressourcer af halm til rådighed.
*B. E. Pallesen, AgroTech, 2012. Halm med positivt klimaaftryk. FIB nr. 41, september 2012. Klimaaftryk LCA-screeninger udført af AgroTech* Forskellige typer halmpiller sammenlignet med olie og træpiller. Globalopvarmningspotentiale (GWP), dvs. klimapåvirkningen for vinterhvedehalm og vinterrapshalm estimeres til henholdsvis 81,5 og 87,2 kg CO 2 -ækvivalenter pr. ton halm. Træpiller i et Stokerfyr reducerer klimapåvirkningen (klimaaftrykket) med en faktor 7 i forhold til tilsvarende opvarmning med olie i et oliefyr. Udskiftning af træpiller med halmpiller (her baseret på 50 % hvedehalm og 50 % rapshalm) fra DanGrønt reduceres klimaaftrykket yderligere med en faktor 11. Klimagevinst ved at udskifte olie med halmpillen: klimaaftrykket reduceres med en faktor 81.
Hvad kan vi tilbyde på AgroTech Optimere dyrkning af halmbiomasse Kortlægning af biomasseressourcerne lokalt Forretningsudvikling inden for værdikæden halm f.eks. udvikling af nye brændselsprodukter i form af biopiller, briketter eller alternativ anvendelse af halm til f.eks. forgasning, strøelse mv. Sparring med hensyn til investeringsbehov enten det er til mekanisering ved bjergning af halm, fremstilling af biopiller mv. Økonomiberegninger ved investering i værdikæden: Fra halmen ligger på marken og til den færdige salgsvare Fundraising og assistance ved projektgennemførelse Netværksopbygning.
AgroTech udvikler biomasseområdet eksempler på projekter Udvikler it-værktøjer til beregning af økonomi i fyring med biomasse på mindre anlægsstørrelser (op til 3 MW) Kortlægger tilgængelige mængder af restbiomasse fra landbruget Laver LCA (Life Cycle Assessment) Analyserer optimale logistiksystemer til bjærgning af halm Gennemfører et meget stort antal markforsøg (Landsforsøgene) Forsøg med energipil og poppel Dyrkning, høstmetoder, udbytteopgørelser, lagring Højeffektiv filter til rensning af røggas fra halmfyring Nye restprodukter/råvarer til brændselspilleproduktion Produkt- og forretningsudvikling