Oversigt over og vurdering af miljøteknologier i det primære jordbrug - driftsøkonomi og miljøeffektivitet

Oversigt over og vurdering af miljøteknologier i det primære jordbrug - driftsøkonomi og miljøeffektivitet Bidrag til fagligt grundlag til brug ved vurdering af ansøgninger i anledning af Fødevareministeriets tilskudsordning til projekter vedrørende investeringer i nye grønne processer og teknologier på primære jordbrugsbedrifter Aarhus Universitet, Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet, 25. marts 2010 Udarbejdet af Peter Kai 1), Tavs Nyord 1), Niels Erik Andersson 2), Peter Kryger Jensen 3), Bo Melander 3), Hanne Damgaard Poulsen 4), Peter Lund 4), Finn Pilgaard Vinther 5) og Charlotte Kjærgaard 5). 1 ) Institut for Biosystemteknologi 2 ) Institut for Havebrugsproduktion 3 ) Institut for Plantebeskyttelse og Skadedyr 4 ) Institut for Husdyrbiologi og -sundhed 5 ) Institut for Jordbrugsproduktion og Miljø Fødevareerhverv har med gult i rapporten markeret de teknologier, der ikke kan opnå tilskud i 2010. Det kan enten være fordi de ligger under FødevareErhvervs fastsatte minimumskrav til miljøeffekten, eller fordi nyhedsværdien vurderes at være for ringe, se uddybning i Vejledningen side 12 og 13. Indledning FødevareErhverv (FERV) har i bestilling af 10. november 2009 bedt Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet (DJF) om rådgivning i forbindelse med de tilskudsordninger, der blev resultatet af aftalen om Grøn Vækst (GV). Én af disse er den kommende ordning om tilskud til investering i nye grønne miljøteknologier. FødevareErhverv har et ønske om at fokusere denne ordning, så der ydes tilskud til de teknologier, hvor man opnår den største miljøeffekt. Bestillingen er led i aftalen for 2010 mellem Aarhus Universitet og Fødevareministeriet om udførelse af forskningsbaseret myndighedsbetjening m.v. på Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet (DJF), se Aftalens Bilag 2, hvori indgår følgende to punkter under Temaområde Miljø og bioenergi: 1. Bidrag til i samarbejde med interessenter på området at etablere en liste over de til planteproduktionen anvendte teknologiers miljø- og omkostningseffektivitet samt udbredelse med henblik på etablering af et operationelt prioriteringsgrundlag for tildeling af tilskud under GV-ordningen for investering i miljøteknologi, herunder både i relation til markbruget samt gartneri og frugtavl 1

2. Bidrag til opdatering af Teknologirapporten s (Mikkelsen et al., 1996) liste over de til husdyrproduktionen anvendte teknologiers miljø- og omkostningseffektivitet samt supplere med udbredelse med henblik på etablering af et operationelt prioriteringsgrundlag for tildeling af tilskud under GV-ordningen for investering i miljøteknologi. Indhold Indledning... 1 Bestilling fra FødevareErhverv... 5 Om nærværende notat... 5 Grundlag for beregning af ammoniakemission... 6 Dyreenheder (DE)... 7 Driftsøkonomi og omkostningseffektivitet... 8 Kapitalomkostninger... 8 Driftsomkostninger... 8 Miljøeffektivitet... 8 Omkostningseffektivitet... 9 Indsatsområde 1: Reduktion af lugtgener samt emission af klimagasser og ammoniak fra husdyrproduktion og husdyrgødning... 10 Kemisk luftrensning (svin og fjerkræ / ammoniak)... 10 Biologisk luftrensning (svin / ammoniak og lugt)... 11 Lugt... 13 Delluftrensning... 13 Lugt... 15 Gylleforsuring (svin, kvæg / ammoniak)... 15 Drivhusgasser... 16 Gyllekøling (Svin / ammoniak)... 16 Dimensionering af gyllekøling... 18 Drivhusgas... 18 Faste, drænede gulve i gangarealer (kvæg / ammoniak)... 19 Spalteskraber (kvægstalde / ammoniak)... 20 Skrabehøns i etagesystem med gødningsbånd (fjerkræ /ammoniak)... 20 Automatik for daglig tømning af gødningsrender i minkhaller (mink / ammoniak)... 21 Systemer til automatisk tømning af gødningsrender på minkfarme.... 23 Høje skorstene (svin og fjerkræ / lugt)... 24 2

Fast overdækning af gyllebeholder (Svin, kvæg, mink / ammoniak)... 24 Beskrivelse af teknikkerne... 25 Flydedug... 25 Teltoverdækning... 25 Betondække... 26 Flydebrikker... 26 Letklinker... 26 Driftsomkostninger... 26 Teltoverdækning... 26 Udbringning af husdyrgødning... 27 Nedfældning af gylle... 28 Indsatsområde 2: Reduktion af pesticidanvendelsen... 32 Rækkedyrkningssystemer... 32 Autostyring og sektionsafblænding af sprøjter... 32 GPS udstyr til autostyring... 33 Sensorbaseret ukrudtssprøjte... 33 Stedspecifik plantebeskyttelse (ukrudtsbekæmpelse)... 33 Injektionssprøjter til stedspecifik plantebeskyttelse (ukrudtsbekæmpelse)... 34 Indsatsområde 3: Reduktion i tab af næringsstoffer i forbindelse med fodring, omsætning af foderstoffer samt anvendelse af husdyrgødning... 35 Biologiske teknologier... 35 Tekniske teknologier... 36 Fasefodring eller fodring tilpasset dyrenes fysiologiske behov:... 36 Samme teknologi påvirker flere miljøeffekter... 37 Samlet vurdering af fodringsrelaterede teknologier, der understøtter en reduceret udskillelse af næringsstoffer, ammoniak og metan... 38 Indsatsområde 4: reduktion af energi-, vand-, næringsstof- og pesticidforbruget i gartnerisektoren... 39 Energi... 39 Solfangere... 39 Lagring af varme i jorden på kort og langt sigt... 39 Isolering af trempler... 40 Isolering af sokler... 40 To- eller flerlags dækkematerialer glas/plast... 41 3

Gardinanlæg... 43 Bedre udnyttelse af fjernvarme... 46 Ekstraktionsanlæg i væksthuse... 46 Optimal klimastyring (klimacomputer, sensorer, måleudstyr)... 47 Pesticidreduktion i gartnerisektoren... 48 Rækkedyrkningssystemer... 48 Båndsprøjtning... 48 Sprøjteteknologi i frugt og bær... 49 1. Tunnelsprøjter med recirkulering af sprøjtevæske... 49 2. Sensorafblænding af dyser på tågesprøjter... 49 Sensorbaseret ukrudtssprøjte... 49 Lugerobot til udplantede grøntsager... 49 Rækkedampning i kombination med radrensning... 50 Indsatsområde 5: tilbageholdelse af næringsstoffer fra markerne... 51 Konstruerede vådområder (Minivådområder)... 51 Konstruerede vådområder udenlandske erfaringer... 51 Effekter for fosfor... 52 Effekter for kvælstof... 52 Kan de udenlandske erfaringer overføres til danske forhold?... 52 Hydrologi og årstidsvariationer i afstrømningen... 52 Næringsstofbelastning... 53 Øvrige effekter... 53 Opsummering... 54 Anbefalinger vedrørende indsatsområde 5... 54 Referencer... 55 4

Bestilling fra FødevareErhverv FødevareErhverv giver i sin bestilling til DJF en kort baggrund for opgaven. FødevareErhverv skal udmønte 145 mio. årligt under aftalen om Grøn Vækst, der er målrettet tilskud til investeringer i nye miljø- og klimavenlige teknologier inden for det primære jordbrug. I henhold til aftalen er tilskudspuljen målrettet anvendelse af teknologi til fem indsatsområder: 1) Reduktion af lugtgener samt emission af klimagasser og ammoniak fra husdyrproduktion og husdyrgødning, 2) Reduktion af pesticidanvendelsen, 3) Reduktion i tab af næringsstoffer i forbindelse med fodring, omsætning af foderstoffer samt anvendelse af husdyrgødning, 4) Reduktion af energi-, vand-, næringsstof- og pesticidforbruget i gartnerisektoren og 5) Tilbageholdelse af næringsstoffer fra markerne. FødevareErhverv vil under ordningen kunne yde tilskud til ejere og forpagtere af jordbrugsbedrifter. Som hovedregel skal de samlede tilskudsberettigede omkostninger pr. bedrift (pr. CVR nummer) som minimum beløbe sig til 300.000 kr. Dette beløb kan dog inden for særlige indsatsområder sænkes til 100.000 kr. Der kan ydes tilskud til investeringer i nye teknologier, som omfatter maskiner, inventar og installationer, samt til de nødvendige installations- og administrationsomkostninger forbundet hermed. Teknologierne skal have en dokumenteret effekt i forhold til at reducere miljøbelastningen. Ved nye teknologier menes teknologier, der ikke er meget udbredte i praksis, hvilket betyder at der ikke ydes tilskud til udskiftninger, som vil kunne betegnes som værende af mere driftsmæssig karakter. Der kan ikke ydes tilskud til etableringer af bygninger, til udviklingsprojekter, til omkostninger af driftsmæssig karakter eller til udgifter forbundet med anvendelse af f.eks. dyrknings- eller fodringsmetoder. FødevareErhverv forventer med denne ordning at modtage et meget stort antal ansøgninger. Derfor ønsker man i første omgang at kunne opstille konkrete effektmål for derved at fokusere ordningen ud fra et ønske om at reducere landbrugets miljøpåvirkning mest muligt for den investerede krone. FødevareErhvervs formål med bestillingen er at få DJF s indspil til de forskellige indsatsområder, så man på et så fagligt kvalificeret grundlag som muligt på forhånd kan foretage en prioritering af midlerne under ordningen, herunder en prioritering af midlerne mellem de forskellige indsatsområder. Derved forventer FødevareErhverv jf. bestillingen både at sikre størst mulig effekt af ordningen og begrænse antallet af ansøgninger. Det vil spare ressourcer både i erhvervet og i FødevareErhvervs administration. FødevareErhverv ønsker tillige at kunne opstille en målsætning for effekten (effektmål) af ordningen inden for de forskellige indsatsområder. Om nærværende notat I sin bestilling til DJF har FødevareErhverv redegjort for en række problemstillinger og stillet en række spørgsmål, hvor man ønsker input fra DJF for at kvalificere produktet. FødevareErhverv havde på 5

tidspunktet for bestillingen selv udarbejdet en liste over de teknologier, man regner med at modtage ansøgninger indenfor samt modtaget materiale fra erhvervet. FødevareErhverv bad DJF kommentere og evt. supplere de fremsendte oplysninger. Efterfølgende er opgaven diskuteret ved et møde den 7. december, hvori deltog fra DJF: Peter Kai, Peter Kryger Jensen, Tavs Nyord og Kristian Thorup Kristensen. På mødet blev man enige om at bygge videre på teknologiudredningsrapporten Forberedelse af Vandmiljøplan III - Teknologiske virkemidler til nedbringelse af næringstofbelastningen udarbejdet af Christiansen et al., (2003), idet der skulle være fokus på miljøteknologiernes miljøeffekt og omkostningseffektivitet. I det efterfølgende anføres først nogle generelle bemærkninger omkring grundlaget for beregning af miljøeffektivitet og dyreenheder, samt hvordan driftsøkonomi og omkostningseffektivitet er håndteret i nærværende rapport. FERV har bedt os adressere økonomiske forhold herunder omkostningseffektivitet. Forfatterne af nærværende rapport har derfor i videst muligt omfang taget udgangspunkt i materiale, som andre har udarbejdet, blandt andet i forbindelse med det omfattende udredningsarbejde om miljøteknologier, der pt. pågår i regi af Miljøstyrelsen. Denne fremgangsmåde er valgt, fordi det efter modtagelsen af bestillingen blev aftalt med FERV, at vurderingen skulle tage udgangspunkt i det allerede udarbejdede materiale fra udredningsarbejdet gennemført i regi af Miljøstyrelsen og derfor have en mere overordnet karakter. En egentlig analyse af økonomien ved de omtalte teknologier ville have krævet en tilbundsgående gennemgang af materialet med specifik fokus på de økonomiske parametre og ved inddragelse af relevante specialister. Grundlag for beregning af ammoniakemission Som grundlag for at prioritere ansøgninger i regi af bekendtgørelsen om tilskud til projekter vedrørende investeringer i nye processer og teknologier på primære jordbrugsbedrifter er der foretaget beregninger af de enkelte teknologiers omkostningseffektivitet målt i kr. pr. kg sparet ammoniakemission og lignende enheder. Dette giver det bedst mulige grundlag for at sammenligne og prioritere forskellige miljøteknologier ud fra devisen mest miljø for pengene. Husdyrbrugets miljøgodkendelser reguleres i medfør af Lov om miljøgodkendelse mv. af husdyrbrug fra 2006. Denne lov indeholder en bestemmelse om et generelt ammoniakreduktionskrav, der beregnes på grundlag af normtal for husdyrgødning 2005/2006 (Poulsen, 2005). Dette grundlag anvendes i Miljøstyrelsens it-ansøgningssystem på husdyrgodkendelse.dk, der anvendes ved ansøgning om miljøgodkendelse af husdyrbrug. Miljøstyrelsen har nedsat en projektgruppe med henblik på at udarbejde teknologibeskrivelser af en række miljøteknologier som grundlag for at fastlægge emissionskrav og standardvilkår samt udvælgelse af bedst tilgængelige teknologier (BAT) for bestemte typer af husdyrbrug. I denne forbindelse har projektgruppen valgt kun at indregne effekten af miljøteknologierne i forhold til stald og lager og at indregne værdien af sparet kvælstoftab i form af sparet indkøb af handelsgødning. Pilotprojektgruppen har således vurderet, at dette var et mere robust grundlag at sammenligne miljøteknologierne på. Beregningerne vedrørende miljøteknologier, der knytter sig til stalde, er i nærværende rapport er derfor foretaget på grundlag af kvælstofudskillelsen fra husdyr som beskrevet i Normtal for husdyrgødning 2005/2006 (Poulsen, 2005), som er en årlig opdatering af Poulsen et al. (2001). Den samlede 6

ammoniakemission fra stalde og lagring af gylle er beregnet på grundlag af den samlede mængde kvælstof ab dyr (Tabel 1). Tabel 1. Udskillelse af kvælstof ab dyr samt samlet ammoniakemission fra stald og lager beregnet med udgangspunkt i normtal 2005/2006. Ammoniakemissioner beregnet på grundlag af husdyrgødningens samlede indhold af kvælstof (total-n). Ammoniakemissionen pr. DE er baseret på det gældende beregningsgrundlag for beregning af dyreenheder (Tabel 2). Udskillelse Dyreart og kategori kg N ab dyr kg NH 3 -N Ammoniakemission (stald og lager) pr. årsdyr el. prod. dyr kg N/DE Slagtesvin, drænet gulv (30-102 kg) 3,19 0,50 18,05 Slagtesvin, 25-49% fast gulv (30-102 kg) 3,19 0,41 14,69 Slagtesvin, 50-75% fast gulv (30-102 kg) 3,19 0,31 11,31 Drægtige søer, delv. fast gulv 19,04 2,62 16,15 Diegivende søer, kassesti med delv. spaltegulv 8,16 0,97 13,79 Smågrise, to-klimastald (7,2-30 kg) 0,63 0,05 9,95 Malkekøer (stor race), ringkanal eller bagskyl (reference) 134,5 13,25 9,94 Malkekøer (stor race), ringkanal eller bagskyl + spalteskraber 134,5 11,14 8,35 Malkekøer (stor race), fast, drænet gulv, skrab hver 2. time 134,5 7,97 5,98 Malkekøer (jersey), ringkanal eller bagskyl (reference) 111,1 10,94 9,63 Malkekøer (jersey), fast, drænet gulv, skrab hver 2. time 111,1 6,59 5,80 Konsumæg, bure med gødningsbånd, 100 årshøner 1) 73,2 6,44 2) 10,69 Skrabehøns, gødningskælder, 100 årshøner 84,10 32,09 2) 53,26 Skrabehøns, etagesystem med gødningsbånd, 100 årshøner 1) 84,10 11,57 2) 19,21 Mink, bure, gødningsrende (ugentlig tømning), 1 årstæve 5,07 1,72 3) 51,50 1) Gødningsbåndene forudsættes tømt tre gange ugentligt. 2) Dertil kommer et lagertab ved denitrifikation på 10 pct. af N ab stald. 3) I vejledningen til lov om miljøgodkendelse mv. af husdyrbrug fremgår der et ammoniaktab på 1,65 kg NH 3 -N. Dette indbefatter dog kun staldtab og ikke lagertab. Nærværende beregning er inkl. lagertab. Dyreenheder (DE) Beregning af antallet af dyreenheder (DE) er baseret på det gældende grundlag for fastsættelse af dyreenheder jf. bilag 1 punkt B i Bekendtgørelse om ændring af bekendtgørelse om husdyrbrug og dyrehold for mere end 3 dyreenheder, husdyrgødning, ensilage m.v. (Bek. nr. 717 af 2/7 2009). Tabel 2 viser eksempler på antal årsdyr og producerede dyr der medgår til 1 DE. Tabel 2. Husdyrarter og antal til 1 dyreenhed. Dyretype Enhed Antal enheder til 1 DE Malkekøer stor race uden opdræt (9234 kg mælk) 1 årsko 0,75 Malkekøer Jersey uden opdræt (6555 kg mælk) 1 årsko 0,88 Søer med grise til frav. (4 uger, ca. 7,3 kg) 1 årsso 4,3 Smågrise fra 7,3 til 32 kg 1 prod. dyr 200 Slagtesvin fra 32 til 107 kg 1 prod. dyr 36 Høner til ægproduktion 1 årsdyr 166 Mink, ildere o.l. 1 årstæve 30 7

Driftsøkonomi og omkostningseffektivitet De økonomisk betragtninger har i nærværende notat taget udgangspunkt i det omfattende udredningsarbejde vedrørende miljøteknologier i landbruget, der er pågået i de seneste par år i regi af Miljøstyrelsen. I den forbindelse er der for en række miljøteknologier beregnet miljøeffektivitet og driftsøkonomiske kalkyler til brug for at vurdere teknologiernes driftsøkonomiske miljøeffektivet. I de foreliggende BAT-blade (svovlsyrebehandling i slagtesvinestalde, svovlsyrebehandling af gylle i kvægstalde, kemisk luftrensning, køling af gyllen i svinestalde, gødningstørring i skrabeægsstalde, samt hyppig udmugning i konsumægsstalde med berigede buranlæg) blev der anvendt normtal 2008/2009. Der blev endvidere regnet på miljøeffekt fra stald til og med udbringning, ligesom det sparede N-tab medgik til at forøge markudbyttet og ikke kun til at substituere handelsgødning. Grundlaget herfor er nærmere beskrevet i notatet Forudsætninger for de økonomiske beregninger af BAT teknologier Revidering af økonomiske oplysninger i BAT-blade og er udarbejdet af NIRAS for Miljøstyrelsen (NIRAS, 2009). I det senere udredningsarbejde i Miljøstyrelsens såkaldte BAT-pilotprojekt er der imidlertid anvendt normtal 2005/2006 og kun på stald og lager, ligesom N-besparelsen beregningsmæssigt anvendes til at substituere handelsgødning og ikke til at forøge markudbyttet. Disse forskellige beregningsgrundlag giver således anledning til forskellige resultater. Vi har i nærværende notat i videst muligt omfang harmoniseret grundlaget, så miljøteknologiernes driftsøkonomi og miljøeffektivitet kan sammenlignes på så ensartet et grundlag som muligt. Kapitalomkostninger Kapitalomkostningerne omfatter gennemsnitlige årlige omkostninger til forrentning og afskrivning af investeringen. Der anvendes en rente på 5 pct. Investeringen afskrives lineært over teknologiens forventede levetid. Der oplyses om netto-investeringsbehovet ved implementering af miljøteknologien, herunder pr. DE. Driftsomkostninger Driftsomkostninger omfatter alle ændrede omkostninger der direkte relaterer sig til anvendelsen af den enkelte teknologi, herunder energi, vandforbrug, vedligeholdelse, arbejdskraft, mv. For en lang række af teknologierne kan der hentes yderligere informationer i de nyligt reviderede BATblade samt i teknologiudredningerne, der alle er at finde på Miljøstyrelsens hjemmeside: www.mst.dk. Værdien af sparet kvælstofudledning (og evt. svovl) er baseret på sparet indkøb af handelsgødning og er værdisat med prisen på kvælstof (6 kr./kg) og svovl (4,5 kr./kg) i handelsgødning. Der er benyttet en udnyttelsesprocent på 75 svarende til kvælstofvirkning af svinegylle (Miljøstyrelsen, 2009f). Der er altså ikke, som i de senest reviderede BAT-blade, regnet med at det sparede kvælstoftab fra stald og lager udnyttes til at forøge markudbyttet indtil det økonomiske optimale for landmanden (NIRAS, 2009). Miljøeffektivitet Så vidt muligt er teknologiernes miljømæssige effekt af hensyn til sammenligneligheden beregnet på et ensartet grundlag og præsenteret med samme enhed. Effekten på ammoniakemissionen er dels præsenteret som den procentvise reduktion i hhv. stald og lager. Desuden er der foretaget en beregning af 8

den samlede miljøeffekt i kg sparet kvælstofudledning pr. DE fra stald og lager beregnet på grundlag af normtal for husdyrgødning 2005/2006. Dette er det samme grundlag der anvendes i it-ansøgningssystemet for udarbejdelse af ansøgninger om miljøgodkendelse af husdyrbrug. Hvis en påtænkt miljøinvestering ønskes gennemført samtidig med en produktionsudvidelse, beregnes miljøeffekten af den påtænkte investering på grundlag af husdyrholdets størrelse efter udvidelsen, dvs.: Ammoniakemission efter udvidelse ekskl. miljøteknologi implementeret minus ammoniakemission efter udvidelse inkl. implementeret miljøteknologi. Hvor miljøteknologien er en del af staldsystemet, fx kvægstalde med fast, drænet gulv, beregnes ammoniakemissionen på grundlag af et referencestaldsystem (her kvægstald med ringkanal eller bagskyl) helt analog med den metode der er benyttet i BAT-bladene. Omkostningseffektivitet Omkostningseffektiviteten er opgjort som omkostningerne til at reducere udledningen af kvælstof, dvs. kr. pr. kg sparet N-udledning fra stald og lager inkl. værdien af sparet kvælstof i handelsgødning. Dette tal fremkommer ved at dele de årlige gennemsnitlige omkostninger inkl. værdien af sparet handelsgødning med den samlede miljøeffekt i kg sparet ammoniak-n. For så vidt angår indsatsområde 3 er der ikke foretaget en egentlig økonomisk vurdering af de fodringsrelaterede teknologier, idet de nævnte tiltag oftest vil have en bred effekt på flere miljøfaktorer (N udledning, ammoniak emission, fosforudledning og emission af CO 2 ækvivalenter) og i hele kæden (stald, lager og udbringning). I stedet er der opstillet en prioriteret liste indenfor de nævnte teknologiske delområder. 9

Indsatsområde 1: Reduktion af lugtgener samt emission af klimagasser og ammoniak fra husdyrproduktion og husdyrgødning Udarbejdet af Forsker Peter Kai og Adjunkt Tavs Nyord (Institut for Biosystemteknologi) Bilag 3 til "Vejledning om tilladelse og miljøgodkendelse af husdyrbrug" fra 2006 omfatter en såkaldt teknologiliste over virkemidler til reduktion af ammoniaktab, lugtgener, nitratudvaskning og fosfor. Teknologilisten er Miljøstyrelsens liste over teknologier, der kan bruges af husdyrbrugere til at reducere miljøpåvirkninger i forbindelse med ansøgning om miljøgodkendelse. Teknologilisten er integreret i itansøgningssystemet (www.husdyrgodkendelse.dk) med oplysning om miljøeffekten for de enkelte teknologier. Teknologilisten skal desuden anvendes af kommunerne i vurderingen af, hvorvidt en ansøgning om miljøgodkendelse skal godkendes eller ej. Kemisk luftrensning (svin og fjerkræ / ammoniak) Kemisk luftrensning er baseret på en renseproces, hvor ventilationsluften ledes igennem en filtermatrice, der konstant overrisles med en syreopløsning, typisk fortyndet svovlsyre. Derved opsamles ammoniak og støv fra luften. Luftens passage gennem filtret kan finde sted enten efter tværstrøms- eller modstrømsprincippet. Filtermatricen skaber en passende væskeoverflade, som er nødvendigt for massetransporten af ammoniak fra luften til væsken. Der er siden udredningsrapport for teknologier (Mikkelsen et al., 2006) fremkommet nye danske undersøgelser der dokumenterer effektiviteten af kemisk luftrensning. Riis (2008) afprøvede en 1-trins Bovema syre-luftrenser på afgangsluften fra en smågrisestald og fandt en renseeffektivitet på 99,7 pct. Den samlede reduktion i ammoniakemissionen fra stalden blev opgjort til 57 pct., idet luftrenserens kapacitet udgjorde 34 pct. af staldens samlede ventilationskapacitet. Bovema-luftrenseren bliver ikke længere forhandlet i Danmark. Riis (2009) fandt en ammoniakreduktion på 92 pct. for en kemisk luftvasker fra Scan Airclean a/s ved fuld luftrensning i en kombineret smågrise- og poltestald. Den kemiske luftvasker var opbygget af filtermoduler af fabrikatet Inno+ fra Holland og var centralt placeret i stalden. Scan Airclean a/s eksisterer ikke længere, men firmaets teknologi bliver videreført af MHJ Agroteknik a/s. For en kemisk luftrenser med en effektivitet på 90 pct. kan det beregnes at ammoniaktabet reduceres med 0,39 kg N pr. produceret slagtesvin svarende til 14,2 kg N pr. DE. En analyse af økonomien ved kemisk luftrensning (Miljøstyrelsen, 2009d) viser, at investeringsbehovet ved luftrensning er næsten uafhængigt af dyreholdets størrelse for såvidt angår 100 pct. luftrensning. I gennemsnit kan der forventes et investeringsbehov på ca. 3700 kr. pr. DE. Omkostningerne pr. kg sparet N er estimeret til i gennemsnit 46 kr. pr. kg sparet N-udledning. Ved delluftrensning har husdyrholdets størrelse i nogen grad indvirkning på investeringsbehovet og dermed på omkostningerne på kg sparet N-udledning. Ved 60 pct. delluftrensning kan der beregnes et sparet ammoniaktab på 12,62 kg N pr. DE, og ved 20 pct. deluftrensning 8,68 kg N pr. DE. Grundlaget for beregning af miljøeffekten ved brug af delluftrensning er nærmere beskrevet i et særskilt kapitel på side 13. 10

Tabel 3 viser et skøn over investeringsbehov, miljøeffekt og omkostningseffektivitet ved brug af en decentral kemisk luftrenser med en effektivitet på 90 pct. Decentrale luftrensere er opbygget således at de kun renser luften fra én eller få staldsektioner og således ikke kræver store hovedluftkanaler for at transportere luften, hvilket er gældende for såkaldte centralt placerede luftrensere. Sidstnævnte type er ikke beskrevet yderligere i nærværende dokument. Der er i nedenstående tabel indarbejdet eksempler på hhv. 20 og 60 pct. delluftrensning. For nærmere forklaring af dette begreb henvises til et senere afsnit. Tabel 3. Skøn over investeringsbehov, driftsomkostninger og omkostningseffektivitet ved anvendelse af kemisk luftrensning i slagtesvinestalde med drænet gulv. Eksemplet omfatter en decentral luftrenser med en effektivitet på 90 pct. Kemisk luftrensning Antal DE 100 pct. luftrensning 75 150 250 500 750 950 Etableringsomkostninger, kr./de 4164 3458 3542 3542 3542 4007 Kg N reduceret (stald, lager) 1065 2130 3550 7100 10650 13490 Omkostningseffektivitet, kr. /kg. N reduceret inkl. værdien af N 59 51 53 53 53 62 60 pct. luftrensning Etableringsomkostninger, kr. /DE 3844 3138 2075 2075 2075 2455 Kg N reduceret (stald, lager) 947 1893 3155 6310 9465 11989 Omkostningseffektivitet, kr. /kg. N reduceret inkl. værdien af N 57 49 33 33 33 40 20 pct. luftrensning Etableringsomkostninger, kr. /DE 2671 1922 1153 941 882 789 Kg N reduceret (stald, lager) 651 1302 2170 4340 6510 8246 Omkostningseffektivitet, kr. /kg. N reduceret 53 41 23 19 18 16 inkl. værdien af N Kilde: BAT-blad: luftvasker med syre (Miljøstyrelsen, 2009d) samt NIRAS (2009). Foranstående beregninger er kun gældende for slagtesvin opstaldet i stier med drænet gulv. Tabel 3 er ikke gældende for så vidt angår miljøeffekten ved brug af andre staldtyper til slagtesvin. Den økonomiske kalkyle kan forventes at være gældende for øvrige slagtesvinestalde med mekanisk ventilation. Øvrige typer af svin kræver særskilt beregning af både miljøeffekt og driftsøkonomi. Biologisk luftrensning (svin / ammoniak og lugt) Ved en afprøvning af en biologisk luftvasker fra SKOV a/s blev det blev vist, at luftrensningsanlægget var i stand til at reducere ammoniakkoncentrationen til et niveau mellem 1,2 og 2,4 ppm i afgangsluften til trods for, at ammoniakkoncentrationen før anlægget varierede mellem 4,1-9,0 ppm. Der blev således observeret en renseeffekt med hensyn til ammoniak på 50-60 pct. i sommermånederne og 75-85 pct. i vintermånederne (Jensen & Hansen, 2006). Lyngbye & Hansen (2008) fandt at ammoniakkoncentrationen i afgangsluften fra en slagtesvinestald blev reduceret fra 4,0 ppm til 1,0 ppm svarende til en reduktion på 74 pct. ved passage gennem et filtermodul fra SKOV a/s. Filteret blev belastet med en luftmængde svarende til 3191 m 3 pr. m 2 filter-frontareal pr. time. Ved forsøget blev effekten af at halvere belastningen til 1596 m 3 pr. m 2 filter-frontareal pr. time hvorved ammoniakkoncentrationen blev reduceret fra 4,0 til 0,4 ppm svarende til en 89 pct. reduktion. Omregning fra en fast slutkoncentration til en aktuel reduktionsprocent kan ske via programmet StaldVent (Kai et al., 2007). Se i øvrigt kapitel om delluftrensning for uddybende forklaring om beregningsmetoden. 11

Andre biologiske luftvaskere er under udvikling, men kan endnu ikke betragtes som værende klar til udbredt anvendelse. Indledende tests af disse anlæg har vist, at de er i stand til at reducere ammoniak i staldluften. Der mangler dog endnu tilstrækkelig dokumentation mht. reduktion af ammoniak mv. Anlæggene omfatter: CleanTube fra Skiold A/S (Sørensen & Riis, 2008); Dorset luftrenser fra Rotor A/S (Gómez, 2008), VengSystem (Riis, in prep.) og Turbovent (Jonassen, in prep.). I en senere afprøvning blev et Farm AirClean BIO modul fra SKOV a/s kombineret med et biofilter bestående af et 60 cm tykt lag knuste trærødder. Hvorved ammoniakkoncentrationen i gennemsnit blev reduceret fra 10 ppm til 0,7 svarende til en renseeffektivitet på 93 pct. Hovedparten af reduktionen fandt imidlertid sted allerede ved passage gennem BIO modulet, idet der blev observeret en koncentration på 1,2 ppm svarende til en reduktion på 87 pct. (Riis, 2010). Ved biologisk luftrensning mangler der kvantitativ viden om hvad, der sker med den frarensede ammoniakkvælstof. Forsøg har vist at i størrelsordnen 50 pct. af det frarensede ammoniakkvælstof forlader luftrenseren som ammoniak/ammonium, mens den anden halvdel forlader luftrenseren i form af nitrit eller nitrat (Juhler et al., 2009). Der er ligeledes stor usikkerhed om, i hvilket omfang de enkelte kvælstofforbindelser vil være at genfinde i gyllen ved udbringning og således kan forventes at have gødningsværdi. I Miljøstyrelsens høringsudgave af et kommende BAT-blad om biologisk luftrensning (Miljøstyrelsen, 2009e) er der regnet med, at halvdelen kan genfindes i gyllen ved udbringning. For en biologisk luftrenser kan det beregnes at ammoniaktabet reduceres med 0,39 kg N pr. produceret slagtesvin svarende til 13,9 kg N pr. DE ved rensning af al afgangsluften. En analyse af økonomien (Miljøstyrelsen, 2009f) viser, at etableringsomkostningerne ved luftrensning er næsten uafhængige af dyreholdets størrelse for såvidt angår 100 pct. luftrensning. I gennemsnit kan der forventes et investeringsbehov på ca. 4579 kr. pr. DE. Omkostningerne pr. kg sparet N er estimeret til i gennemsnit 60 kr. pr. kg sparet N-udledning. Ved delluftrensning har husdyrholdets størrelse i nogen grad indvirkning på etableringsomkostningerne og dermed på omkostningerne på kg sparet N-udledning. Ved 60 pct. delluftrensning kan der beregnes et sparet ammoniaktab på 13,09 kg N pr. DE, og ved 20 pct. deluftrensning 10,25 kg N pr. DE. Grundlaget for beregning af effekten af delluftrensning er nærmere beskrevet i et særskilt kapitel. Tabel 4 viser skøn over investeringsbehov, miljøeffekt og omkostningseffektivitet ved anvendelse af biologisk luftrensning. Der er indarbejdet eksempler på 100 pct. luftrensning samt hhv. 20 og 60 pct. delluftrensning. For forklaring af dette begreb henvises til nedenstående kapitel, der omhandler dette emne. Der er som for kemisk luftrensning kun regnet på decentral luftrensning, mens central luftrensning er ikke beskrevet yderligere i nærværende dokument. Beregningerne er kun gældende for slagtesvin opstaldet i stier med drænet gulv. Tabel 4 er ikke gældende for så vidt angår miljøeffekten ved brug af andre staldtyper til slagtesvin. Den økonomiske kalkyle kan forventes at være gældende for øvrige slagtesvinestalde med mekanisk ventilation. Øvrige typer af svin kræver særskilt beregning af både miljøeffekt og driftsøkonomi. 12

Tabel 4. Skøn over investeringsbehov, miljøeffekt og omkostningseffektivitet ved anvendelse af biologisk luftrensning i slagtesvinestalde med drænet gulv. For forklaring af pct. luftrensning henvises til kapitel om delluftrensning. Biologisk luftrensning Antal DE 100 pct. luftrensning 75 150 250 500 750 950 Etableringsomkostninger, kr./de 4579 4579 4579 4579 4579 4579 Kg N reduceret (stald og lager) 1047 2094 3490 6980 10470 13262 Omkostningseffektivitet, kr. /kg. N reduceret inkl. værdien af N 60 60 60 60 60 60 60 pct. luftrensning Etableringsomkostninger, kr. /DE 2747 2747 2747 2747 2747 2747 Kg N reduceret (stald og lager) 982 1964 3273 6545 9818 12436 Omkostningseffektivitet, kr. /kg. N reduceret inkl. værdien af N 40 40 40 40 40 40 20 pct. luftrensning Etableringsomkostninger, kr. /DE 1833 1137 916 916 916 916 Kg N reduceret (stald og lager) 769 1538 2563 5125 7688 9738 Omkostningseffektivitet, kr. /kg. N reduceret inkl. værdien af N Kilde: Miljøstyrelsen (2009f). 34 22 18 18 18 18 Lugt Biologiske luftvaskere: To afprøvninger af det biologiske luftvaskeanlæg (Skov a/s) viste begge en lugtreduktion på 30 pct. ved høje ventilationsydelser under sommerforhold (Jensen & Hansen, 2006; Lyngbye & Hansen, 2008). I en senere afprøvning blev et Farm AirClean BIO modul fra SKOV a/s kombineret med et biofilter bestående af 60 cm knuste trærødder. Der blev for forsøget fundet en lugtreduktion på 45 pct. og det udelukkende fra BIO modulet, der bestod af to cellulose filtre, mens biofilterdelen ikke bidragede til yderligere lugtreduktion trods hensigten hermed (Riis, 2010). Andre biologiske luftvaskere er under udvikling, men kan endnu ikke betragtes som værende klar til udbredt anvendelse. Indledende tests af disse anlæg har vist, at de har potentiale til at reducere lugt i staldluften. Anlæggene er: CleanTube fra Skiold A/S (Sørensen & Riis, 2008); Dorset luftrenser fra Rotor A/S (Gómez, 2008) og VengSystem (Riis, in prep. cf. Miljøstyrelsen, 2009e). Biofiltre: Der er foretaget afprøvninger af yderligere biofiltre, der var opbygget af forskellige filtermaterialer, som har demonstreret disse filtres potentiale til lugtreduktion. Ingen af disse anlæg er kommercielt tilgængelige (Jensen et al., 2005; Riis et al., 2006; Riis et al., 2008). Det kommercielt tilgængelige BIO-REX Hartmann biofilter med træflis har i en afprøvning vist en lugtreduktion på 77 pct. (Riis og Jensen, 2008). Der rapporteres om driftsmæssige problemer under afprøvningen, der kan have påvirket filterets effektivitet. Delluftrensning Alle husdyrstalde skal ventileres kontinuerligt året rundt; om sommeren opererer ventilationsanlægget med høj ydelse for at fjerne overskudsvarmen, mens der om vinteren, når udetemperaturen er lav, skal anvendes en betydeligt mindre luftmængde til at køle stalden sammenlignet med om sommeren. Typisk opererer ventilationsanlægget med en ydelse på under 25 pct. af maksimumkapaciteten cirka halvdelen af året. Dvs. at hvis man projekterer sit ventilationsanlæg således at 25 pct. af luften renses, vil al udsugningsluft blive renset omkring halvdelen af året (Kai et al., 2007). Hvis det ikke er nødvendigt at rense 13

al ventilationsluften fra et givent staldanlæg, kan der således med fordel anvendes et luftrenseranlæg med en lavere kapacitet end staldens ventilationskapacitet. Derved kan det udnyttes, at staldens ventilationsanlæg i mange timer af året opererer ved lavere ydelse end maksimumkapaciteten. Ved delluftrensning er luftrenserens kapacitet lavere end staldens vetilationskapacitet. For at opnå den største effekt, ledes staldluften igennem luftrenseren i det omfang denne har kapacitet. Først når staldens luftbehov overstiger luftrenserens kapacitet, ledes urenset luft ud i atmosfæren. Figur 1 kan anvendes til at skønne den samlede ammoniakreduktion for en slagtesvinestald med drænet gulv ved varierende kapacitet af en kemisk luftrenser. Figur 2 viser sammenhængen mellem en biologisk luftrensers kapacitet og reduktionen i ammoniakemissionen fra en slagtesvinestald med drænet gulv. Figurerne bygger på idealiserede forhold, og i praksis kan der forekomme afvigelser som følge af brug af anden ventilationstype, ventilationsstrategi og dimensionering af ventilationsanlægget, ligesom staldtypen har inflydelse på effektiviteten af den samlede ammoniakreduktion. Det må derfor anbefales, at der foretages konkrete beregninger med Staldvent til fastlæggelse af et mere præcist estimat for renseeffektiviteten i det konkrete tilfælde (Kai et al., 2007). Figur 1. Sammenhæng mellem luftrenserens kapacitet sammenlignet med staldens ventilationskapacitet og den samlede reduktion i ammoniakemission fra slagtesvinestalde med drænet gulv. Luftrenseren anvender syre til at binde ammoniakken i luften og har en effektivitet på 90 pct. for såvidt angår den del af luften der renses. Kilde: Kai (2009). Figur 2. Sammenhæng mellem luftrenserens kapacitet sammenlignet med staldens ventilationskapacitet og den samlede reduktion i ammoniakemission fra slagtesvinestalde med drænet gulv. Luftrenseren er en biologisk luftvasker reducerer 14

ammoniakkoncentrationen i luften ned til en slutkoncentration på hhv. 1 og 2 ppm for såvidt angår den del af luften der renses. Kilde: Kai et al., 2007. Lugt Effekten af luftrensning på lugt skal, i modsætning til ammoniak, vurderes direkte på grundlag af luftrensningens kapacitet sammenholdt med staldens ventilationsydelse på det tidspunkt af året, hvor lugtemissionen er højest, hvilket normalt vil være om sommeren, hvor ventilationsydelsen er maksimal. Gylleforsuring (svin, kvæg / ammoniak) Der er ikke tilvejebragt yderligere dokumentation for effekten af gylleforsuring i svinestalde siden udredningsrapporten af Mikkelsen et al. (2006). Pedersen (2007) rapporterer om en afprøvning i en slagtesvinestald, hvor kombinationen af forsuring med svovlsyre og tilsætning af hydrogenperoxid (brintoverilte) medførte en reduktion i ammoniakemissionen på 85 pct. sammenlignet med en ubehandlet kontrolstald sammesteds. Det er imidlertid uafklaret, om den rapporterede reduktion udelukkende kan tilskrives en effekt af svovlsyretilsætningen, eller om den skyldes en kombineret virkning af svovlsyre og brintoverilte. Der er således fremdeles regnet med en reduktion i ammoniakemissionen på 70 pct. ved anvendelse af gylleforsuring i slagtesvinestalde med drænet gulv. Da gylleforsuring giver anledning til reduceret ammoniakemission fra lager på 50 pct. sammenlignet med flydelag (Kai et al., 2008), kan det beregnes, at reduktionen i ammoniakemission fra stald og lager andrager 12,1 kg N pr. DE i slagtesvinestalde med drænet gulv. Tabel 5. Skøn over investeringsbehov, årlige driftsomkostninger og omkostningseffektivitet ved anvendelse af gylleforsuring i slagtesvinestalde med drænet gulv. Antal DE 75 150 250 500 750 950 Investeringsbehov, kr./de 15333 8333 5400 2900 1933 1632 Kg N reduceret (stald, lager) 911 1821 3035 6070 9105 11533 Driftsomkostninger, kr./de pr. år inkl. værdien af N og S 1611 897 597 340 242 211 Omkostningseffektivitet, kr./kg. N reduceret inkl. værdien af N og S 93 52 34 20 14 12 Kilde: BAT-blad: Svovlsyrebehandling af gylle i slagtesvinestalde (Miljøstyrelsen, 2009a) samt NIRAS (2009). Der regnes ligeledes fremdeles med at ammoniakemissionen fra kvægstalde med ringkanalsystem eller bagskylsanlæg med gylleforsuring reduceres med 50 pct. sammenlignet med ingen syrebehandling (Mikkelsen et al., 2006). Da gylleforsuring ligeledes giver anledning til reduceret ammoniaktab under lagring på 50 pct. sammenlignet med gylle med flydelag (Kai et al., 2008), kan det beregnes, at reduktionen i ammoniakemission fra stald og lager andrager 4,93 kg N pr. DE i malkekøer (stor race). Tabel 6. Skøn over investeringsbehov, driftsomkostninger, miljøeffekt og omkostningseffektivitet ved anvendelse af gylleforsuring i kvægstalde med spaltegulv og ringkanal (stor race) med forskellig besætningsstørrelse. Antal DE 75 150 250 500 750 950 Investeringsbehov, kr./de 8667 4333 2600 1500 1266 1000 Kg N reduceret (stald, lager) 370 740 1233 2465 3698 4684 Driftsomkostninger, kr./de pr. år inkl. værdien af N og S 1033 590 410 293 266 239 Omkostningseffektivitet, kr./kg. N reduceret 209 120 83 59 54 48 15

inkl. værdien af N og S Kilde: BAT-blad: Svovlsyrebehandling af kvæggylle (Miljøstyrelsen, 2009b) samt Miljøstyrelsen (2009j). Det skal bemærkes, at i praksis vil gylleforsuring også være forbundet med en effekt i marken, hvorved de reelle omkostninger pr. kg reduceret N vil være 40-70 pct. lavere afhængig af produktionsstørrelse (Miljøstyrelsen, 2009j). Drivhusgasser Det er vist at der potentielt kan opnås en betydelig reduktion i emissionen af metan fra stald og lager ved forsuring af gylle. Et laboratorieforsøg har vist, at produktionen af metan fra svovlsyrebehandlet kvæggylle var 90 pct. lavere end den ubehandlede kontrolgylle ved målinger over 100 dage i et såkaldt semi-field anlæg (Petersen og Eriksen, 2008). Hansen (2008) viste ved et laboratorieforsøg, at produktionen af metan fra kvæggylle lagret i syv uger var 67 pct. lavere end den ubehandlede kontrolgylle. Forsøgene giver ikke grundlag for at præcisere effekten af gylleforsuring, men der kan forventes en markant negativ indvirkning på metanproduktionen under lagring afgylle. Effekten af gylleforsuring på metanemissionen fra svinestalde og lagring af svinegylle er så vidt vides ikke undersøgt, men det forventes, at der er et stort potentiale. Ved substitution af kvælstof i handelsgødning med sparet ammoniakfordampning i markens gødningsplan kan der forventes en lavere lattergasemission (IPCC, 2006). Gyllekøling (Svin / ammoniak) Gyllekøling kan anvendes i stalde med gyllekanal såvel som med mekanisk udmugning (linespil, skraber). Gyllekølingssystemet etableres ved nedstøbning af PEL-slanger i bunden af gyllekanalerne i stalden. Slangerne udlægges typisk med en afstand på 35-40 cm. I stalde med gyllesystem kan køleslangerne alternativt udlægges direkte oven på kanalbunden. Køleslangerne forbindes til en varmepumpe. Gyllekøling er mest relevant i svinebesætninger, hvor den indvundne varme kan anvendes til opvarmningsformål, hvilket typisk drejer sig om besætninger med søer og smågrise. Ved køling vha. varmepumpe, hvilket er relevant under danske forhold, er økonomien stærkt afhængig af afsætningsmulighederne af varmeenergien. Ved produktion af smågrise kan en del af varmen fra køling af gyllen i drægtighedsstalde eksempelvis afsættes til opvarmning af farestalde (rumopvarmning og opvarmning af smågrisehuler). I slagtesvinestalde kan der derimod kun i sjældne tilfælde regnes med at være afsætningsmulighed for overskudsvarmen fra varmepumpen. Effekten af gyllekøling på ammoniakemissionen afhænger af staldtypen og af køleeffekten pr. m 2 hvorfor der ikke kan gives et entydigt tal for reduktionen. Danske undersøgelser med køling i bunden af gyllekanalerne i slagtesvinestalde har vist, at ammoniakemissionen reduceres med ca. 10 pct., for hver 10 W/m 2 køleeffekt (Pedersen, 1997). Tilsvarende viste en afprøvning af gyllekøling i en drægtighedsstald med mekanisk udmugning, at der ved en gns. køleeffekt på 24 W/m2 blev opnået en reduktion på 31 pct. (Pedersen, 2005). Hollandske forsøg har tidligere vist effektiviteter helt op til 75 pct. reduktion i ammoniakemissionen, men disse forsøg er gennemført ved anvendelse af overfladekøling vha. kølelameller og ved brug af grundvand som kølemiddel. Disse resultater kan ikke direkte anvendes under danske forhold, men angiver dog stadig et potentiale ved gyllekøling. 16

For køling i stalde med mekanisk udmugning med linespil eller anden mulighed for hyppig mugning antages det i gældende BAT-blad (Miljøstyrelsen, 2009c), at der kan opnås NH 3 -reduktion jf. nedenstående ligning 1: Reduktion (%) = 0,008x 2 + 1,5x [1] hvor x = køleeffekt, W/m 2. Tilsvarende kan effekten estimeres for stalde med traditionelt gyllesystem med ca. 40 cm. dybe gyllekanaler jf. ligning 2: Reduktion (%) = 0,004x 2 + x [2] Den øvre grænse for gyldigheden af ovenstående ligninger [1] og [2] er ikke afklaret. Det vurderes dog, at mulighederne for afsætning af den indvundne varmeenergi og dermed driftsøkonomien vil være begrænsende for hvor stor en køleeffekt der i praksis vil blive anvendt. Besparelsen i ammoniakemissionen fra stald og lager afhænger af dyrearten og staldsystemet såvel som af køleeffekten. Tabel 7 angiver hvor meget ammoniakkvælstof, der spares ved etablering af gyllekøling i drægtighedsstalde og slagtesvinestalde. De sparede ammoniaktab er baseret på beregning af tab fra hhv. stald og lager på grundlag af udskillelsen af total-n som anført i normtal 2005/2006. Tabel 7. Beregnet tab af NH 3 -N fra stald og lager samt sparet N-tab ved gyllekøling, kg. NH 3 -N pr. DE. Køleeffekt, W/m 2 0 10 20 30 Samlet tab Samlet tab Sparet tab Samlet tab Sparet tab Samlet tab Sparet tab Drægtighedsstalde, med delv. 16,2 14,2 2,0 12,5 3,7 10,9 5,2 spaltegulv, linespil Slagtesvin, 25-49 pct. fast gulv 14,7 13,5 1,2 12,4 2,3 11,3 3,3 Slagtesvin, 50-75 pct. fast gulv 11,3 10,4 0,9 9,6 1,7 8,9 2,4 Grundlag: Normtal 2005/2006. Det anslåede investeringsbehov, miljøeffekt samt omkostningseffektivitet ved anvendelse af gyllekøling i sostalde og slagtesvinestalde er baseret på et økonomisk baggrundsnotat udarbejdet af NIRAS (2009) for Miljøstyrelsen. Her skønnes det at koste fra 642 til 1333 kr. pr. DE at etablere gyllekøling i svinestalde (Tabel 8). Investeringsbehovet afhænger af staldanlæggets opbygning og af evt. tilknyttede faciliteter der kan aftage varmen fra anlægget. Gyllekøling er forbundet med et energiforbrug til drift af varmepumpe og cirkulationspumpe. Tabel 9 viser anslåede energiforbrug og deraf følgende omkostninger til drift af gyllekøling i stalde til grise af forskellige kategorier. Tabel 8. Anslåede investeringsbehov ved etablering af gyllekøling i svinestalde, kr. pr. DE. Antal DE 75 150 250 500 750 950 Drægtighedsstald, delv. Spaltegulv 1333 833 800 800 1035 1159 Slagtesvin, 25-49 pct. fast gulv 1177 1177 1002 642 1002 1002 Slagtesvin, 50-75 pct. fast gulv 1240 1233 1060 702 1061 1061 Kilde: Beregnet på grundlag af NIRAS (2009). Tabel 9. Anslået energiforbrug og omkostninger til el ved gyllekøling i svinestalde. Energiforbrug, kwh/de pr. år Omkostninger til el, kr./de pr. år 17

Køleeffekt, W/m 2 10 20 30 10 20 30 Slagtesvin, 25-49% fast gulv 184 368 552 154 307 461 Slagtesvin, 50-75% fast gulv 92 184 276 77 154 230 Drægtighedsstald, delvist 472 944 1416 394 788 1182 spaltegulv, linespil Kilde: Omkostninger: Kai (2009) og NIRAS (2009). Jo større andel af den indvundne varme der kan udnyttes, desto større gevinst opnås ved brug af køling. Driftsøkonomien ved gyllekøling afhænger således i høj grad af mulighederne for at afsætte den indvundne varmeenergi. Sobesætninger vil derfor i højere grad end slagtesvinebesætninger kunne afsætte den indvundne varme andetsteds i produktionsanlægget fx i farestalde og smågrisestalde. Det er muligt at benytte den indvundne varme til opvarmning af gulvarealer i stalde, driftsbygninger, stuehus, vådfoderanlæg, vaskevand mv. Tabel 10. Gennemsnitlig omkostningseffektivitet ved gyllekøling i svinestalde, kr. pr. kg sparet ammoniakkvælstof inkl. værdien af sparet N-tab. Tal i parantes angiver variationsbredden for 75 950 DE. Negativt fortegn angiver en økonomisk gevinst. Drægtighedsstalde, Delv. spg, linespil Slagtesvinestald, 25-49% fast gulv Slagtesvinestald, 50-75% fast gulv Køleeffekt, W/m 2 10 20 30 10 20 30 10 20 30 100 pct. varmeudnyttelse -121 (-130-104) -153 (-158-145) -172 (-175-166) -34 (-62-20) -74 (-89-67) -91 (-101-85) 26 (-13 45) -25 (-46-16) 0 pct. 245 234 241 196 166 160 184 139 varmeudnyttelse (236 262) (229 243) (237 247) (168 210) (151 173) (150 165) (146 203) (119 149) Kilde: Baseret på driftsøkonomisk af BAT teknologier (NIRAS, 2009) dog genberegnet i forhold til normtal for N og værdi af N. -45 (-59-38) 127 (113 134) Dimensionering af gyllekøling Ved dimensionering af gyllekølingsanlæg skal der overvejes en række forhold herunder antal kvadratmeter gylleareal, der ønskes kølet, størrelsen af varmepumpen, varmebehov i andre dele af produktionsanlægget og privatbeboelse. Som udgangspunkt kan det antages at en varmepumpe opererer med en COP-værdi på 3. Det vil sige at for hver kwh strøm der forbruges, genereres der ca. tre kwh varme, idet differencen er at betragte som køleeffekten, dvs. der køles ca. med den dobbelte effekt af el-optaget. Ydermere skal varmepumpens driftstid tages i betragtning. På dette grundlag kan man dimensionere sit gyllekølingsanlæg. Et eksempel: en landmand ønsker at benytte gyllekøling i sin stald svarende til 1000 m 2 gyllekanal. Der ønskes opnået en køleeffekt på 10 W/m 2 svarende til et samlet kølebehov på (1000 m 2 x 10 W) = 10.000 W eller 10 kw. Hvis der regnes med en varmepumpe med en COP-værdi på 3, skal der som minimum anvendes en varmepumpe med et el-optag på (10/2 kw) = 5 kw. Varmepumpen vil så ved konstant drift generere varme svarende til (5 kw el + 10 kw køl) = 15 kw. Hvis varmepumpen imidlertid er større end de 15 kw, fx 20 kw, kan køleeffekten ved konstant drift beregnes til (13 W/m 2. Da ønsket imidlertid er 10 kw/m 2 skal varmepumpen således kun være i drift ca. (8760 x 10/13) = 6738 timer pr. år eller ca. 75 pct. af tiden for at opnå den ønskede køleeffekt. Drivhusgas Gyllekøling kan grundet afkølingen af gylle bidrage til en reduceret udledning af metan fra stalden og kan derved reducere drivhusgaspåvirkningen. Hilhorst et al. (2001) fandt, at et temperaturfald i gylle fra 20 C til 10 C reducerede metanemissionen med 30-50 pct. Modelberegninger af Sommer et al. (2003) viste 18

tilsvarende en reduktion på 31 pct. ved at reducere gyllens temperatur fra 15 C om vinteren og 20 C om sommeren til 10 C. Faste, drænede gulve i gangarealer (kvæg / ammoniak) Faste, drænede gulve består af et betongulv med 1-2 % fald mod ajleafløb i gulvets midte. Gulvene renholdes ved en kombination af dræning for afløb af ajle og hyppig mekanisk skrabning af gulvets overflade for fjernelse af den faste gødning. Gulvene kan være udformet med langsgående eller tværgående drænriller eller med en jævn overflade. Faldet mod ajleafløb i gulvmidte gør at ajlen hurtigt ledes bort, hvilket reducerer ammoniakfordampningen. Ajleafløbet i gulvmidte kan være udformet efter forskellige principper enten i langsgående afleveringsåbninger, der så også fungerer som ajledræn eller i kanaler på tværs af gulvet. Det er ved udenlandske undersøgelser fundet, at ammoniakemissionen fra faste, drænede gulve er 50 % lavere end fra spaltegulvet på ringkanal (Swierstra et al., 1995; Braam et al., 1997). Målinger foretaget i danske sengebåsestalde underbygger disse resultater (Zhang et al., 2004). Målingerne blev udført i en stald, hvor åbningsarealet ned til gyllekanalen udgjorde ca. 5 pct. af det samlede gulvareal. Det antages fremdeles, at sengebåsestalde med fast, drænet gulv med et lysningsareal svarende til ovenstående er forbundet med en tilsvarende ammoniakemission uagtet, der endnu ikke foreligger empirisk dokumentation herfor. I henhold til normtal for husdyrgødning 2005/2006 er kvægstalde med faste, drænede gulve fastsat til 4 pct. af kvælstof ab dyr svarende til en ammoniakemission fra stald og lager på 7,97 kg. N pr. ko (stor race) eller 5,98 kg N pr. DE (stor race). Sammenlignet med sengestalde med ringkanal, der er forbundet med et ammoniaktab på 8 pct. fra stalden svarende 13,25 kg N pr. ko eller 9,94 kg N pr. DE fra stald og lager kan der beregnes et reduceret ammoniaktab på 3,96 kg N pr. DE. Tabel 11 angiver anslået investeringsbehov, årlige driftsomkostninger og økonomisk miljøeffektivitet ved etablering og drift af faste, drænede gulve i kvægstalde. Beregningerne gælder kun for gulve og gødningssystemer og dækker derved ikke omkostningerne til resten af byggeriet. Tabel 11. Anslået investeringsbehov, årlige driftsomkostninger, miljøeffekt og omkostningseffektivitet ved anvendelse af faste, drænede gulve i kvægstalde (stor race). Antal DE 75 150 250 500 750 950 Investeringsbehov, kr./de 7371 7051 6095 4873 4674 4746 Netto Investeringsbehov sammenlignet med ringkanalstald, kr./de -669-393 245 661-326 -46 Kg N reduceret (stald, lager) pr. DE 4,04 4,04 4,04 4,04 4,04 4,04 Omkostningseffektivitet, kr./de inkl. værdien af N -3 34 54 70 11 23 Omkostningseffektivitet, kr./kg N reduceret inkl. værdien af N -1 9 13 17 3 6 Kilde: Baggrundsnotat til teknisk udredning af faste drænede gulve (Miljøstyrelsen, 2010b). Værdien af mindre ammoniakfordampning i staldsystemet med fast drænet gulv er beregnet til 24 kr./de opgjort som den sparede mængde handelsgødning jf. Baggrundsnotat til teknisk udredning af faste drænede gulve (Miljøstyrelsen, 2010). Ovenstående driftsomkostninger omfatter ikke evt. investerings- og driftsomkostninger til overbrusningsanlæg. 19