You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
"<br />
<strong>Klima</strong>- <strong>og</strong> miljøteknol<strong>og</strong>ier<br />
i fremtidens fødevareproduktion<br />
Udarbejdet af:<br />
Peter Kai, seniorkonsulent, cand.agro, Agrotech<br />
Anders Iversen, seniorkonsulent, cand.scient. mikrobiol<strong>og</strong>i, Agrotech<br />
10. december 2012
Indhold<br />
1 INDLEDNING .................................................................................................................3<br />
1.1 Introduktion ................................................................................................................................. 3<br />
1.2 Samfundsrelevans <strong>og</strong> drivere ........................................................................................................ 4<br />
2 TEKNOLOGISKE MULIGHEDER FOR AT REDUCERE EMISSIONEN AF DRIVHUSGASSER I<br />
LANDBRUGET ...............................................................................................................5<br />
2.1 Fast kontra flydende husdyrgødning ............................................................................................. 5<br />
2.2 Hyppig udslusning af husdyrgødning ............................................................................................ 5<br />
2.2.1 Mekaniske skrabesystemer i kvægstalde ............................................................................................ 6<br />
2.2.2 Mekaniske skrabesystemer i svinestalde ............................................................................................. 7<br />
2.2.3. Flushing af gyllekanaler ........................................................................................................................... 8<br />
2.3 Gyllekøling .................................................................................................................................... 8<br />
2.4 Gylleforsuring ............................................................................................................................... 9<br />
2.5 Naturligt flydelag på beholdere med flydende husdyrgødning ................................................... 10<br />
2.6 Fast overdækning på beholdere med flydende husdyrgødning ................................................... 10<br />
2.7 Overdækning af tørstofrig gødning under lagring ....................................................................... 10<br />
2.8 Gylleseparation........................................................................................................................... 10<br />
2.9 Bi<strong>og</strong>asproduktion ....................................................................................................................... 11<br />
2.10 Afbrænding af gyllefiber ............................................................................................................. 12<br />
2.11 Termisk forgasning af gyllefiber .................................................................................................. 12<br />
2.12 Nedfældning af husdyrgødning ................................................................................................... 12<br />
3 ASSESSMENT AF UDVALGTE TEKNOLOGIOMRÅDER .................................................... 13<br />
3.1 Bi<strong>og</strong>as, gyllelager <strong>og</strong> gylleudbringning ........................................................................................ 13<br />
3.2 Gyllekøling, hyppig gylleudslusning, bi<strong>og</strong>as <strong>og</strong> gyllelagring ......................................................... 14<br />
3.3 Forsuring ..................................................................................................................................... 15<br />
4 KONKLUSION OG ANBEFALINGER ............................................................................... 16<br />
4.1 Samfundsrelevans <strong>og</strong> drivere ...................................................................................................... 16<br />
4.2 Implementering .......................................................................................................................... 16<br />
4.3 Anbefalinger ............................................................................................................................... 16<br />
5 REFERENCER ............................................................................................................... 18<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 2/19
1 INDLEDNING<br />
Begrebet Technol<strong>og</strong>y Outlook benyttes i stigende omfang til at afdække fremtidige drivere <strong>og</strong> teknol<strong>og</strong>iske<br />
udviklingspotentialer. Der er ikke n<strong>og</strong>en entydig definition på begrebet, men udgangspunktet for denne<br />
rapport er den overordnede tankegang, at der til en given problemstilling findes n<strong>og</strong>le teknol<strong>og</strong>ier, som<br />
potentielt kan sammensættes <strong>og</strong> bruges til forskellige løsningsmodeller. Formålet med nærværende<br />
Technol<strong>og</strong>y Outlook er dermed at udarbejde scenarier for udviklingen af klima- <strong>og</strong> miljøteknol<strong>og</strong>ier, som har et<br />
potentiale for at begrænse klimaeffekten fra landbrug <strong>og</strong> fødevareproduktion. Technol<strong>og</strong>y Outlook skal<br />
dermed ses som første skridt i en proces (jf. manden på postkassen på nedenstående billede), der retter sig<br />
mod at sikre udvikling af klima-reducerende teknol<strong>og</strong>ier inden for fødevareproduktion.<br />
<strong>Inno</strong>vationsnetværk for Miljøteknol<strong>og</strong>i (<strong>Inno</strong>-<strong>MT</strong>) har finansieret denne Technol<strong>og</strong>y Outlook-analyse, der<br />
ligeledes har til formål at identificere udfordringer <strong>og</strong> muligheder for at anvende miljø- <strong>og</strong> klimateknol<strong>og</strong>ier,<br />
der har synergieffekter. Samtidig håber forfatterne, at rapporten <strong>og</strong> analysen kan bruges som dial<strong>og</strong>værktøj,<br />
således at der med dette udgangspunkt kan skabes projekter, der løser de konkrete problemstillinger, som<br />
rapporten påpeger <strong>og</strong> anskueliggør.<br />
1.1 INTRODUKTION<br />
<strong>Klima</strong>ændringer bliver en af fremtidens største globale udfordringer, <strong>og</strong> reduktion af miljø- <strong>og</strong> klimagasser står<br />
højt på den politiske agenda. Der er taget en række initiativer for at reducere klimapåvirkningen fra<br />
energiforsyning <strong>og</strong> større industrier mm. I regeringsgrundlaget ”Et Danmark, der står sammen” (oktober 2011)<br />
fremgår det, at det er regeringens mål, at Danmarks udslip af drivhusgasser i 2020 reduceres med 40 % i<br />
forhold til niveauet i 1990. Regeringen vil i 2012 fremlægge en klimaplan, der peger frem mod dette mål, <strong>og</strong><br />
som <strong>og</strong>så fastsætter et mål for reduktion af drivhusgasser fra ikke-kvotesektoren, herunder landbruget. I<br />
fremtiden kan vi derfor forvente strammere krav til fødevareproduktionens drivhusgasemission enten på<br />
opfordring af forbrugere, detailkæder eller reguleringsdrevet. På verdensplan står fx husdyrproduktionen alene<br />
for 18 % af den samlede globale menneskeskabte klimapåvirkning (GWP) (FAO, 2006 & Steinfeld et al., 2006),<br />
<strong>og</strong> i EU står den for 14 % (FAO, 2010). <strong>Klima</strong>kommissionen konkluderede i 2010, at selvom den danske<br />
energiforsyning omlægges helt til vedvarende energi (VE), vil den danske klimagasemission kun kunne<br />
reduceres med ca. 70 %. Resten skyldes primært metan- <strong>og</strong> lattergasemission fra produktion af fødevarer.<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 3/19
Analyser på verdensplan viser, at især oksekødproduktionen er en udfordring. Til gengæld kan der ved<br />
udvikling af en klimaeffektiv produktion være store gevinster at hente på at ’klimaoptimere’ hele værdikæden.<br />
I Danmark er kvægproduktionen ansvarlig for udledning af 114.000 tons metan pr. år (2,9 millioner tons CO2ækvivalenter<br />
pr. år), <strong>og</strong> der er derfor et stort potentiale i at reducere denne udledning. Der findes d<strong>og</strong> <strong>og</strong>så<br />
andre betydende potentialer til reduktion af klimagasser end kvægproduktion. Dyreproduktionsformer som<br />
svineproduktion, fjerkræproduktion osv. er ligeledes ansvarlige for en betydeligt andel til den menneskeskabte<br />
klimapåvirkning, <strong>og</strong> der er derfor store gevinster at hente på at ’klimaoptimere’ denne del af<br />
fødevareværdikæden.<br />
Der findes en række miljø- <strong>og</strong> klimateknol<strong>og</strong>ier, der har potentiale til at reducere særligt metan- <strong>og</strong><br />
lattergasudledningen (se beskrivelsen i kapitel 2 <strong>og</strong> 3). Forbrug af energi på danske bedrifter er en anden<br />
faktor, som er medvirkende til klimabelastning. Erfaringerne fra energiforbruget på en række danske<br />
kvægbedrifter viser, at de mindst energieffektive mælkeproducenter bruger 2,5 gange så meget energi som de<br />
mest energieffektive (www.analyseplatformen.dk). Der er således et stort potentiale forbundet i at<br />
energioptimere produktionen. I svinesektoren er det ligeledes vist, at der i stalden kan spares op til 40 % på<br />
energiforbruget (rapporten findes på: http://agrotech.dk/netop-nu/stort-potentiale-for-energibesparelser-ilandbruget).<br />
Disse optimeringer er ikke kun medvirkende til reduktion i klimabelastning, men der er <strong>og</strong>så<br />
økonomiske incitamenter for landmanden til at indføre disse tiltag. Han kan dermed spare penge herpå. Det er<br />
med et nydansk udtryk en ’win-win’ situation <strong>og</strong> er den helt rigtige tilgang for at sikre et fremadrettet <strong>og</strong><br />
vedholdende arbejde med at reducere klimagasudledningen. Målsætningen er derfor at identificere områder,<br />
der både har en klimaeffekt, <strong>og</strong> som samtidig er en god forretning for landmanden. Elektricitet er d<strong>og</strong> ikke<br />
vurderet selvstændigt i denne rapport, fordi klimapotentialet er begrænset til 3-5 % af den samlede<br />
klimapåvirkning (Dalgaard et al., 2011 & de Boer et al, 2011). <strong>Klima</strong>mæssigt findes der dermed laverehængende<br />
frugter, men eksemplet med elektricitet viser vejen for, hvordan man bør arbejde med klimaforbedringer.<br />
Nærværende rapport vil anskueliggøre, at reduktionen af drivhusgasudledningen kan opnås via en holistisk<br />
tilgang, hvor de potentielle klima- <strong>og</strong> miljøteknol<strong>og</strong>ier evalueres med henblik på at identificere optimale<br />
kombinationer af tiltag, som kan opfylde kommende reduktionskrav til branchen <strong>og</strong> sikre, at fremtidens<br />
produktion bliver bæredygtig.<br />
Nærværende rapport ser nærmere på foreliggende analyser af enkelte tiltag, der i større eller mindre grad kan<br />
reducere klimagasemission forbundet med husdyrproduktion. Målet med dette Technol<strong>og</strong>y Outlook er derfor<br />
at anskueliggøre, at det er muligt at reducere klima- <strong>og</strong> miljøbelastningen fra husdyrsproduktionen.<br />
1.2 SAMFUNDSRELEVANS OG DRIVERE<br />
Landbruget <strong>og</strong> dets følgeindustri er afhængig af evnen til at drive en bæredygtig forretning. Det er vanskeligt at<br />
opnå varige konkurrencemæssige fordele baseret på stordriftsfordele alene. Prisen er ganske vist stadig et<br />
afgørende valgkriterie, men betydningen er vigende til fordel for kvalitet. Fremadrettet vil forbrugerne kigge<br />
bag om brandet, når de skal beslutte sig for, hvilke produkter de vil købe. Efterspørgslen vil i langt højere grad<br />
end i dag være drevet af, hvordan virksomheden som helhed agerer, frem for hvordan det enkelte produkt<br />
klarer sig. Faktorer som virksomhedens sociale <strong>og</strong> miljømæssige ansvarlighed vil indgå i beslutningsprocessen<br />
på lige fod med klima <strong>og</strong> dyrevelfærd. Internationale undersøgelser viser, at etik er en vigtig driver for<br />
innovation (Business Insights LtD). De virksomheder, der formår at producere differentierede produkter til en<br />
konkurrencedygtig pris, samtidig med at værdikæden er optimeret i forhold til miljø, klima <strong>og</strong> ressourcer, er<br />
dem, der overlever på sigt. For at få del i fremtidens marked kræves udvikling af nye teknol<strong>og</strong>ier <strong>og</strong><br />
produktionssystemer på tværs af brancher <strong>og</strong> værdikæder <strong>og</strong> i et tæt samarbejde med forskere.<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 4/19
2 TEKNOLOGISKE MULIGHEDER FOR AT REDUCERE EMISSIONEN AF DRIVHUSGASSER I<br />
LANDBRUGET<br />
Dette kapitel forsøger at give et overblik over de forskellige klima- <strong>og</strong> miljøteknol<strong>og</strong>ier, som kan findes i<br />
litteraturen, <strong>og</strong> som andre har forsøgt at vurdere individuelt med henblik på at vurdere deres klima- <strong>og</strong><br />
miljøpåvirkning. Med overblik over de forskellige teknol<strong>og</strong>ier på området vil kapitel 3 forsøge at give en<br />
vurdering af mulighederne for videre analyser via en kædebetragtning <strong>og</strong> kapitel 4 afdække projektbehov på<br />
området <strong>og</strong> anbefalinger til den videre fremfærd på området.<br />
Faktaboks 1<br />
CO2-ækvivalent (eq) dækker over, at der er flere gasser end CO2, der bidrager til global<br />
opvarmning. Metan har således et GWP (Global Warming Potential) på 25, <strong>og</strong> lattergas<br />
har et GWP på 298 (IPCC, 2007). Udledning af 1 ton metan svarer således til en<br />
udledning af 25 ton CO2 eq. set i et 100 års perspektiv, <strong>og</strong> 1 ton lattergas svarer til<br />
udledningen af 298 ton CO2 eq. osv.<br />
2.1 FAST KONTRA FLYDENDE HUSDYRGØDNING<br />
Hovedparten af de danske svine- <strong>og</strong> kvægbesætninger håndterer i dag husdyrgødningen i form af gylle.<br />
Husdyrgødningens tilstand (fast, flydende) påvirker potentialet for metanproduktion <strong>og</strong> dermed emission.<br />
Anaerobe forhold i flydende husdyrgødning (gylle, ajle) fremmer dannelsen af metan <strong>og</strong> dermed<br />
metanemissionen. Ifølge IPCC giver dette anledning til et væsentligt bidrag af metan, idet beregningsmæssigt<br />
10 % af gyllens indhold af flygtigt tørstof (VS) tabes i form af metan.<br />
Fast gødning understøtter i mindre grad end flydende gylle produktion af metan. Ifølge IPCC er fast<br />
husdyrgødning (svin <strong>og</strong> kvæg) beregningsmæssigt forbundet med ti gange lavere metanemission end flydende<br />
husdyrgødning (gylle <strong>og</strong> ajle).<br />
2.2 HYPPIG UDSLUSNING AF HUSDYRGØDNING<br />
Typisk håndteres husdyrgødning i danske stalde som gylle, som opbevares i stalden i gyllekummer <strong>og</strong> udsluses<br />
med 2-4 ugers mellemrum, når gyllekummerne er fyldte. Den mikrobielle nedbrydning af organisk<br />
gødningstørstof afhænger af gødningens opholdstid i stalden. Jo kortere opholdstid gødningen opholder sig<br />
inde i stalden, desto mindre andel af gødningens indhold af organisk tørstof (VS) vil nå at blive nedbrudt <strong>og</strong><br />
omdannet til metan inde i stalden. Nedbrydningen af gødningstørstoffet fortsætter d<strong>og</strong> udenfor stalden, men i<br />
et lavere tempo som følge af en lavere omgivende temperatur.<br />
Ved hyppig udslusning fjernes husdyrgødningen typisk fra stalden én eller flere gange dagligt. Dette har ikke<br />
nødvendigvis n<strong>og</strong>en reducerende effekt på ammoniakfordampningen, men udslusningen medfører alt andet<br />
lige, at gyllen fjernes fra stalden <strong>og</strong> opbevares ved lavere temperatur end i stalden, hvilket påvirker<br />
produktionen af metan. Hyppig udslusning praktiseres typisk i kvægstalde, som er indrettet med spaltegulv i<br />
gangarealerne <strong>og</strong> gødningskanal med linespilsanlæg, i kvægstalde med såkaldt fast drænet gulv. Hyppig<br />
udslusning af gylle praktiseres i mindre omfang i svinestalde, typisk i drægtighedsstalde, som er indrettet med<br />
linespilsanlæg under spaltegulvsarealer. Sommer et al. (2004) simulerede klimagasproduktionen som funktion<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 5/19
af forskellig gødningsmanagement <strong>og</strong> beregnede i den forbindelse, at daglig udslusning af gylle fra kvægstalde<br />
kan reducere den samlede klimagasemission målt i CO2-ækvivalenter med 35 % sammenlignet med en<br />
opbevaringstid på 30 dage.<br />
Tilnærmet hyppig udslusning kan d<strong>og</strong> <strong>og</strong>så praktiseres i stalde med gyllesystem, fx slagtesvinestalde med<br />
traditionelt rørudslusningsanlæg, idet der efter en uge typisk vil være en tilstrækkelig mængde gylle i<br />
kummerne til at sikre det nødvendige flow på gyllen til at <strong>og</strong>så den tykkere, tørstofrige del af gyllen bliver<br />
trukket ud af kummerne. Forsøg har således vist, at ugentlig tømning reducerede ammoniakemissionen med 35<br />
% sammenlignet med én gang pr. hold (Guarino et al., 2003), mens tømning af gyllekanaler hver 14. dag i et<br />
andet forsøg reducerede ammoniakemissionen med 20 % sammenlignet med tømning én gang pr. hold<br />
(Guingand, 2000).<br />
I gyllekanaler med skrå vægge giver hyppig tømning en væsentlig reduktion i ammoniaktabet på grund af en<br />
reduktion i overfladearealet af gyllen (Groenestein <strong>og</strong> Montsma, 1993).<br />
2.2.1 MEKANISKE SKRABESYSTEMER I KVÆGSTALDE<br />
Mekaniske udmugningssystemer til kvægstalde omfatter hhv. stalde med spaltegulv i gangarealerne. Der er<br />
etableret gødningskanaler under spaltegulvet <strong>og</strong> linespilsanlæg med en slæbeskovle (sluffe), som trækkes<br />
gennem gødningskanalen <strong>og</strong> transporterer gyllen hen til et afleveringssted, fx en tværkanal for videre transport<br />
ud af stalden for ekstern lagring eller transport. Systemet muliggør hyppig tømning af gødningskanalerne, dvs.<br />
flere gange dagligt. Der findes meget begrænsede måledata fra denne staldtype. Ifølge ”Normer for<br />
næringsstoffer i husdyrgødning” er staldtypen forbundet med en ammoniakemission på 12 % af den udskilte<br />
mængde ammonium-kvælstof (TAN, total ammoniakalsk nitr<strong>og</strong>en) svarende til 75 % af emissionen fra<br />
kvægstalde med spaltegulv <strong>og</strong> ringkanalsystem eller bagskylsanlæg (H. D. Poulsen, 2011).<br />
I tillæg til hyppig tømning af gødningskanaler under spaltegulvet i kvægstalde kan gangarealerne udføres med<br />
såkaldt fast, drænende gulv, som er en kombination af et betongulv <strong>og</strong> gulv med spalteåbninger, som tillader<br />
dræning af fæces <strong>og</strong> ajle ned i en underliggende gødningskanal. Der foreligger ingen måledata fra dette system,<br />
men ifølge ”Normer for næringsstoffer i husdyrgødning” antages det, at ammoniakfordampningen andrager 6<br />
% af den udskilte mængde TAN (H. D. Poulsen, 2011) svarende til 50 % af emissionen fra kvægstalde med<br />
spaltegulv <strong>og</strong> ringkanalsystem eller bagskylsanlæg (H. D. Poulsen, 2011).<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 6/19
Figur 1. Eksempel på kvægstald, hvor gangarealet er udført med fast, drænende gulv<br />
<strong>og</strong> underliggende gødningskanal med slæbeskovl for mekanisk udslusning af gylle<br />
(Miljøstyrelsen, 2011).<br />
2.2.2 MEKANISKE SKRABESYSTEMER I SVINESTALDE<br />
I svinestalde anvendes mekaniske skrabesystemer typisk i stalde til drægtige søer, hvor rumgeometrien,<br />
staldstørrelsen <strong>og</strong> brug af strøelse i lejerne gør det til et realistisk alternativ til traditionelle gylleanlæg. I øvrige<br />
svinestalde udfordres mekanisk udmugning af relativt små staldarealer <strong>og</strong> hensyn til smittebeskyttelse <strong>og</strong><br />
klimastyring. Med stigende holdstørrelse i svineproduktionen <strong>og</strong> deraf følgende stigende sektionsstørrelse<br />
samt et muligt lovkrav om daglig tildeling af halmstrøelse til grisene kan mekaniske udmugningssystemer<br />
potentielt få større udbredelse.<br />
Som eksempler på slagtesvinestalde med mekanisk udmugning er staldkoncepterne Perstrup Kildestald samt<br />
Echberg ManuTech, hvor fast møg <strong>og</strong> ajle adskilles allerede nede i gødningskanalen. Ammoniak- <strong>og</strong><br />
lugtemissionen fra en Perstrup Kildestald er dokumenteret af Videncenter for Svineproduktion (VSP) <strong>og</strong> viser<br />
ingen positiv effekt sammenlignet med en identisk staldsektion med håndtering af gødningen som gylle på<br />
samme ejendom. Der foreligger ingen offentligt tilgængelige måledata fra Echberg-stalden.<br />
I forbindelse med et forskningsprojekt under Vandmiljøplan 3 udviklede Aarhus Universitet et mekanisk<br />
gødningssystem (kildeseparering) til slagtesvinestalde bestående af transportbånd/gødningsbånd monteret<br />
under spaltegulvet i stierne. Emissionsmålinger foretaget af Aarhus Universitet <strong>og</strong> Videncenter for<br />
Svineproduktion i en forsøgsstald på forsøgsstationen Rugballegaard viste, at fire gange daglig tømning af<br />
gødningsbåndene medførte ca. 30 % lavere ammoniakemission <strong>og</strong> ca. 50 % lavere lugtemission sammenlignet<br />
med en tilsvarende stald med gyllekanaler.<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 7/19
Figur 2. Linespilsanlæg for mekanisk udmugning i svinestalde (Kilde: www.vsp.lf.dk).<br />
2.2.3. FLUSHING AF GYLLEKANALER<br />
I visse amerikanske stater er staldene indrettet med henblik på hyppig skylning (flushing) af gyllekanalenerne<br />
med overfladevand fra gyllelaguner. Dette vand har et lavt tørstofindhold <strong>og</strong> indeholder næsten intet kvælstof,<br />
som følge af biol<strong>og</strong>iske processer i gyllelagunerne. Systemet har været undersøgt i Holland, hvor man d<strong>og</strong> har<br />
benyttet rejektvand fra et separeringsanlæg (Groenestein & Montsma, 1993). Tømning samt fortynding <strong>og</strong><br />
skylning med ammoniakfattigt gødningsvand har vist sig at reducere ammoniaktabet med op til 70 % (Hoeksma<br />
et al.,1992). Flushing kendes kun i et enkelt eksempel i Danmark, hvilket bl.a. skyldes manglende anvendelig<br />
skyllevæske.<br />
I Holland har man lavet forsøg med at skylle spaltegulvet i en forsøgskvægstald med en 4 % formalin-opløsning.<br />
Dette reducerede effektivt ammoniakfordampningen fra gulvoverfladen, men på bekostning af et stort<br />
vandforbrug samt brug af en kemisk agent, som formodentlig er cancer<strong>og</strong>en. Metoden har d<strong>og</strong> potentiale til at<br />
blive udviklet, såfremt der kan identificeres relevante additiver, som ikke medfører øget risiko for miljø, dyr <strong>og</strong><br />
mennesker samt i forhold til at begrænse vandforbruget.<br />
2.3 GYLLEKØLING<br />
Temperaturen påvirker damptrykket af ammoniak <strong>og</strong> derved fordampningen <strong>og</strong> emissionen af ammoniak med<br />
ventilationsluften i stalde. Den reducerer <strong>og</strong>så den mikrobielle omsætning af gødningstørstof <strong>og</strong> dermed<br />
produktionen af metan i gylle.<br />
Køling reducerer ammoniaktabet såvel som produktionen af metan i gyllen. Effekten afhænger af den<br />
specifikke køleeffekt (W/m2 gylle). Metoden kræver input i form af el til drift af varmepumpe. Erfaringsmæssigt<br />
kan der forventes dobbelt så høj køleeffekt som el-effekt. Den genvundne varme kan helt eller delvis erstatte<br />
anden varmekilde til gulvopvarmning i pattegrisehuler <strong>og</strong> toklima-stier til smågrise samt rumopvarmning i<br />
stuehuse (mindre egnet grundet lav vandtemperatur). Omkostningseffektiviteten er stærkt følsom overfor i<br />
hvor høj grad, varmen kan nyttiggøres <strong>og</strong> derved erstatte en anden varmekilde.<br />
Gyllekøling kan praktiseres i stalde, hvor gødningen håndteres som gylle såvel som stalde med mekanisk<br />
udmugningssystemer. Effekten på ammoniakfordampningen af gyllekøling vurderes at være lidt højere for<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 8/19
stalde med mekanisk udmugning, fordi der til stadighed er en mindre gyllemængde i staldene, som skal holdes<br />
nedkølet sammenlignet med traditionelle gyllesystemer.<br />
Sommer et al. (2004) beregnede på grundlag af en simuleringsmodel, at metanemissionen fra stalden falder<br />
med 74 % <strong>og</strong> stiger med 5 % fra lageret, hvilket giver et nettofald på 31 %, når gyllen nedkøles til 10 °C under<br />
forudsætning af en staldtemperatur på i gns. 20 °C om sommeren <strong>og</strong> 15 °C om vinteren. Hilhorst et al. (2001)<br />
fandt, at et temperaturfald fra 20 til 10 °C reducerede metanemissionen med 30-50 %, hvilket understøtter<br />
modelberegningerne. I praksis er nedkøling af gyllen under ca. 15 °C ikke omkostningseffektivt, hvorved<br />
effekten på metanemissionen reduceres til 18 % (sommer et al., 2004). Under hensyntagen til øget<br />
kulstoflagring i jorden samt energiforbrug til køling har Dalgaard et al. (2010) beregnet effekten af køling 230 kg<br />
CO2 ækvivalenter pr. DE svarende til ca. 11,5 kg CO2 ækvivalenter pr. ton svinegylle.<br />
Moderne kvægstalde er naturligt ventilerede <strong>og</strong> uopvarmede, <strong>og</strong> staldtemperaturen følger som følge heraf<br />
udetemperaturen tæt. Det betyder, at temperaturen i gyllekanalerne i vinterhalvåret vil være så lav, at<br />
effekten af yderligere sænkning af temperaturen kun vil have marginal effekt på ammoniakfordampningen. Om<br />
sommeren kan staldtemperaturen <strong>og</strong> dermed ammoniakfordampningen i perioder være høj som følge af høje<br />
lufttemperaturer <strong>og</strong> varmestråling som følge af solindstråling på uisolerede tagflader. I denne situation kan<br />
gyllekøling teknisk set være interessant. Imidlertid er mulighederne for nyttiggørelse af den producerede<br />
varme begrænsede, hvorfor gyllekøling som følge deraf ikke betragtes som omkostningseffektivt. Hvis det var<br />
teknisk muligt at køle overfladen af kvæggyllen, kunne det d<strong>og</strong> være en mulighed at foretage køling i<br />
sommerhalvåret ved hjælp af kølevandslanger nedlagt i jorden.<br />
2.4 GYLLEFORSURING<br />
Det er kendt, at tilsætning af syre til gylle sænker gyllens pH-værdi fra den normale pH-værdi på 7-7,5, hvilket<br />
forskyder forholdet mellem ammoniak <strong>og</strong> ammonium, hvorved fordampningen af ammoniak falder.<br />
Gylleforsuring kan praktiseres i alle led i gyllehåndteringskæden, dvs. i stalden, i gyllebeholderen <strong>og</strong> i<br />
forbindelse med selve udbringningsprocessen. Forsøg i svinestalde har vist, at ammoniakemissionen kan<br />
reduceres med ca. 70 % ved at sænke gyllens pH til 5,5 (Kai et al., 2008; Pedersen, 2004; Pedersen, 2007). For<br />
kvægstalde vurderes det, at forsuring til pH 5,5 reducerer ammoniakemissionen fra stalden med ca. 50 %<br />
(Miljøstyrelsen, 2010).<br />
Ved et pilotforsøg blev det vist, at kvæggylle forsuret med svovlsyre over en periode på fem uger reducerede<br />
emissionerne af metan <strong>og</strong> lattergas med hhv. 67 % <strong>og</strong> 37 % sammenlignet med ubehandlet kontrolgylle<br />
(Hansen, 2008). Årsagen til reduktionen i lattergas er ikke kendt, men der blev observeret et tykkere flydelag i<br />
kontrolgyllen, hvilket antageligt medførte en forøget lattergasproduktion fra kontrolgyllen. Ved en anden<br />
forsøgsrække blev der fundet en reduktion i metanemissionen fra forsuret svine- <strong>og</strong> kvæggylle på 67-87 % ved<br />
lagring over en periode på tre måneder (Petersen et al., 2012).<br />
Der er ikke lavet forsøg, der kan afklare effekten af gylleforsuring i stalden på emissionen af drivhusgasser, men<br />
effekten må antages at være i samme størrelsesorden som for lagring af forsuret gylle.<br />
For så vidt angår udbringning af gylle er det vist, at slangeudlægning af forsuret gylle ved pH 6,0 (InFarm A/S)<br />
reducerer ammoniakemissionen med ca. 60 % fra både svine- <strong>og</strong> kvæggylle (Miljøstyrelsens teknol<strong>og</strong>iliste,<br />
september 2012). Tilsvarende reducerer forsuring af gylle til pH 6,4 vha. Biocover-systemet<br />
ammoniakemissionen fra kvæg- <strong>og</strong> svinegylle med hhv. 50 % <strong>og</strong> 40 % (Miljøstyrelsens teknol<strong>og</strong>iliste, september<br />
2012).<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 9/19
Effekten af forsuring på lattergasemissionen efter markudbringning er ukendt <strong>og</strong> må indtil videre antages at<br />
være ubetydelig sammenlignet med slangeudlagt ubehandlet gylle (Dalgaard et al., 2010). Den reducerede<br />
ammoniakfordampning har alt andet lige ingen effekt på lattergasemissionen, da reduktionen i lattergas fra<br />
kvælstof tabt ved ammoniakfordampning opvejes af en øget lattergasemission fra udbragt kvælstof i marken.<br />
Hvis det forøgede kvælstofindhold i gyllen som følge af forsuringen imidlertid substituerer en tilsvarende<br />
mængde kvælstof i handelsgødning, kan der d<strong>og</strong> forventes en reduktion i lattergasemissionen (IPCC, 2006).<br />
2.5 NATURLIGT FLYDELAG PÅ BEHOLDERE MED FLYDENDE HUSDYRGØDNING<br />
Ved lagring af kvæggylle vil der typisk dannes et naturligt flydelag bestående af gødningsfiber <strong>og</strong> strøelse.<br />
Flydelaget medvirker især til at reducere ammoniakfordampningen <strong>og</strong> dermed den indirekte emission af<br />
drivhusgasser, men kan <strong>og</strong>så bidrage til øget lattergasemission ved denitrifikation i selve flydelaget <strong>og</strong> en<br />
reduceret metanemission som følge af metanoxidation i flydelaget. I gyllebeholdere med svinegylle dannes der<br />
normalt ikke et stabilt flydelag uden tilførsel af halm eller fx leca.<br />
Sommer et al. (2000) rapporterede, at metanemissionen fra gyllebeholdere i gennemsnit blev reduceret med<br />
38 % som følge af tilstedeværelse af flydelag på gylleoverfladen. De undersøgte emissionerne af metan <strong>og</strong><br />
lattergas fra gyllebeholdere uden flydelag hhv. med naturligt flydelag, LECA-nødder eller halm. De laveste<br />
metanemissioner blev fundet for gyllebeholdere, som var dækket med halmstrøelse.<br />
2.6 FAST OVERDÆKNING PÅ BEHOLDERE MED FLYDENDE HUSDYRGØDNING<br />
Gyllebeholdere uden naturligt flydelag skal ifølge gældende regler have en fast overdækning, selvom der<br />
aktuelt er mulighed for at undlade dette, såfremt der forefindes et veletableret flydelag på gyllen.<br />
Undersøgelser har vist, at en fast overdækning reducerer metanemissionen med 10-20 %, formentlig som følge<br />
af en øget metanoxidation i flydelaget. Effekten på lattergasemissionen er ikke entydig, men vurderes langt<br />
mindre end effekten på metan (Amon et al., 2006).<br />
Effekten af en fast overdækning er for svine- <strong>og</strong> kvæggylle beregnet til hhv. 199 <strong>og</strong> 165 kg CO2-ækvivalenter pr.<br />
DE (Dalgaard et al., 2010) svarende til 10 <strong>og</strong> 5 kg CO2-ækvivalenter pr. ton gylle fra hhv. svin <strong>og</strong> kvæg.<br />
2.7 OVERDÆKNING AF TØRSTOFRIG GØDNING UNDER LAGRING<br />
Under lagring af fast husdyrgødning <strong>og</strong> tørstofrige separationsprodukter kan der dannes metan <strong>og</strong> lattergas.<br />
Processerne fremmes af selvopvarmning som følge af kompostering i gødningen. Dette er især kritisk ved<br />
opbevaring af den tørstofrige fraktion fra gylleseparation, som har et lavt C:N-forhold. Emissionerne af<br />
klimagasser samt tab af kulstof <strong>og</strong> kvælstof kan stort set undgås med en lufttæt overdækning under lagringen<br />
(Hansen et al., 2006). For lagre med fast gødning uden daglig tilførsel er dette allerede et lovkrav i dag.<br />
Der er beregnet reduktionspotentialer for fast gødning (dybstrøelse) fra hhv. svine- <strong>og</strong> kvæggødning, for hvilke<br />
lufttæt overdækning vil reducere de samlede drivhusgasemissioner svarende til 226, hhv. 101 kg CO2ækvivalenter<br />
pr. DE (Dalgaard et al., 2010).<br />
2.8 GYLLESEPARATION<br />
Ved gylleseparering opdeles flydende husdyrgødning i to eller flere fraktioner med forskellig kemisk<br />
sammensætning. Typisk produceres der to fraktioner ved separeringen; hhv. en tørstofrig <strong>og</strong> en tørstoffattig<br />
fraktion. <strong>Klima</strong>gaspotentialet er lavt i den tørstoffattige fraktion, hvorfor gylleseparering har potentiale til at<br />
reducere klimagasemissionen. Separation kan d<strong>og</strong> kun betragtes som et tiltag, såfremt den fiberrige fraktion<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 10/19
overdækkes med en lufttæt overdækning under lagring, da denne fraktion ellers kan give meget høje<br />
emissioner af specielt lattergas (Hansen et al., 2006). Separation indebærer <strong>og</strong>så et energiforbrug.<br />
Sommer et al. (2009) beregnede en nettoreduktion i den samlede emission af klimagasser (inkl. kulstoflagring<br />
<strong>og</strong> energiforbrug til separation) på 25 % for kvæggylle <strong>og</strong> 16 % for svinegylle. I et lagringsforsøg med kvæggylle<br />
målte Amon et al. (2006) en samlet effekt på metan- <strong>og</strong> lattergasemissionerne under lagring <strong>og</strong> efter<br />
udbringning på 37 %, men her var energiforbruget <strong>og</strong> kulstoflagringen ikke indregnet.<br />
Der forventes ingen effekt på lattergasemissionerne fra den udbragte husdyrgødning i marken, idet en øget Nværdi<br />
af den tynde fraktion efter separation opvejes af en lavere N-værdi af den faste fraktion (Sørensen et al.,<br />
2004).<br />
2.9 BIOGASPRODUKTION<br />
Bi<strong>og</strong>as er en energirig gas bestående af en blanding af metan (CH4) <strong>og</strong> kuldioxid (CO2), der dannes, når<br />
organisk materiale omsættes af naturligt forekommende tarmbakterier i lukkede, iltfrie tanke.<br />
Bi<strong>og</strong>as produceret på grundlag af gylle; evt. kombineret med anvendelse af biomasse i form af afgrøderester,<br />
gylletørstof fra gylleseparation eller organisk affald, kan substituere fossile brændsler. Bi<strong>og</strong>assen vil dermed<br />
fortrænge naturgas <strong>og</strong> andre fossile energikilder som olie <strong>og</strong> kul <strong>og</strong> er direkte medvirkende til, at vi forbruger<br />
mindre fossilenergi (konsekvenstankegang - cLCA). På samme tid reduceres potentialet for metanemission<br />
under lagring, <strong>og</strong> det samme antages for lattergasemission efter udbringning.<br />
Den afgassede biomasse kan bruges som gødning til planteproduktionen <strong>og</strong> har en højere gødningsværdi, end<br />
den biomasse der blev leveret til bi<strong>og</strong>asanlægget. Dette skyldes mineralisering af kvælstoffet, idet kvælstoffet<br />
kommer på en uorganisk form, som kan optages af planter <strong>og</strong> afgrøderne. En anden sidegevinst er, at<br />
udvaskning af kvælstof i marken mindskes, når det er let tilgængeligt for planterne. Desuden indeholder den<br />
afgassede biomasse stort set de samme næringsstoffer, der blev tilført bi<strong>og</strong>asanlægget. I bi<strong>og</strong>asanlægget<br />
nedbrydes ca. halvdelen af det organiske kulstof. Den resterende del returneres til jorden sammen med den<br />
afgassede biomasse.<br />
Bi<strong>og</strong>as er dermed en næsten fossilfri ressource, der virker via omdannelse af fx husdyrgødning, restprodukter<br />
fra industri, affald <strong>og</strong> husholdningsrester samt andre organiske restprodukter til klimavenlig vedvarende energi<br />
(VE). Et stort bi<strong>og</strong>asfællesanlæg kan således bearbejde flere hundrede tusinde tons gylle om året. Bi<strong>og</strong>assen<br />
kan anvendes direkte til produktion af el <strong>og</strong> varme i kraftvarmeværker, eller den kan oprenses <strong>og</strong> distribueres<br />
via naturgasnettet.<br />
I dag udnyttes kun ca. 8 % af husdyrgødningen til bi<strong>og</strong>asproduktion (FVM, 2012). I 2011 var den totale<br />
bi<strong>og</strong>asproduktion 4 PJ (Peta Joule). Det vurderes, at den samlede produktion af bi<strong>og</strong>as kan komme op på ca. 40<br />
PJ pr år (Brancheforeningen for Bi<strong>og</strong>as, 2012). Det er regeringens politik, at i 2020 skal 50 % af al<br />
husdyrgødning behandles i bi<strong>og</strong>asanlæg, hvilket ifølge Miljøstyrelsen (2008) vil give en samlet reduktion på<br />
807.000 tons CO2-ækvivalenter pr. år. For at leve op til dette mål kræves en optimal gylleværdikæde <strong>og</strong><br />
etablering af både mindre gårdanlæg <strong>og</strong> flere store fællesanlæg.<br />
Bi<strong>og</strong>as anlæg har mange forskellige udformninger. Afdeling for bioenergi under SDU lavede i 2000<br />
populationen ”Danish Centralised Bi<strong>og</strong>as Plants”, der giver et overblik over de forskellige danske bi<strong>og</strong>asanlæg<br />
(Al Seadi T., 2000). Fødevareministeriet (2008) har beregnet effekterne af bioforgasning på reduktion af<br />
klimagasser til 21,8 <strong>og</strong> 24,8 kg CO2-ækvivalenter pr. ton svinegylle hhv. kvæggylle.<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 11/19
2.10 AFBRÆNDING AF GYLLEFIBER<br />
Ved afbrænding af den tørstofrige fraktion fra gylleseparering kan der produceres energi i form af varme <strong>og</strong> el,<br />
som kan erstatte brug af fossilt brændsel. Energiudbyttet er i høj grad afhængig af forbrændingsteknol<strong>og</strong>ien<br />
(Olesen, 2009). Separering <strong>og</strong> afbrænding af gylletørstof kan ske på grundlag af såvel ubehandlet gylle som<br />
efter forudgående bi<strong>og</strong>asbehandling. Ved afbrænding af gyllefibre reduceres tilbageførslen af kulstof til jorden<br />
sammenlignet med udbringning af ubehandlet gylle.<br />
Effekten af termisk afbrænding af gylletørstof efter separering af ubehandlet svinegylle <strong>og</strong> kvæggylle, er ifølge<br />
Dalgaard et al. (2010) opgjort til reduktioner på 290 <strong>og</strong> 417 kg CO2-ækvivalenter per DE svarende til 14,5 <strong>og</strong><br />
12,5 kg CO2-ækvivalenter pr. ton gylle fra hhv. svin <strong>og</strong> kvæg.<br />
2.11 TERMISK FORGASNING AF GYLLEFIBER<br />
Termisk forgasning er en særlig forbrændingsteknik, hvor biomasse forbrændes uden tilførsel af ilt. I første del<br />
af processen, der <strong>og</strong>så kaldes for pyrolyse, opvarmes det organiske materiale uden tilstedeværelse af ilt. Ved<br />
den efterfølgende termiske forgasning opvarmes den dannede tjære <strong>og</strong> koks yderligere til høj temperatur (700-<br />
2000°C), hvorved der dannes en brændbar gas, som primært består af brint, kulmonoxid, metan <strong>og</strong> kuldioxid<br />
<strong>og</strong> tjære. Gassen kan anvendes i motor/generatoranlæg eller gasturbine til produktion af el <strong>og</strong> varme<br />
(Jørgensen et al., 2008). Ved processen omdannes biomassen til aske med lavt kulstofindhold, men standses<br />
processen efter pyrolysen, dannes der koks <strong>og</strong>så kaldet biochar, som kan anvendes som jordforbedringsmiddel,<br />
<strong>og</strong> som i kraft af et højt indhold af kulstof kan bidrage positivt til jordens kulstofpulje. Langtidseffekten på<br />
kulstoflagringen ved anvendelse af biochar i marken er endnu ikke kendt, men det vurderes, at kulstoffet vil<br />
være stabilt i dekader.<br />
Biomassens indhold af kvælstof oxideres til frit kvælstof <strong>og</strong> går derved tabt. Dette betyder, at fiberfraktionen<br />
ikke bidrager til produktion af lattergas under efterfølgende lagring <strong>og</strong> udbringning. Forsøg indikerer endvidere,<br />
at biochar kan have en effekt på lattergasproduktionen i jorden efter udbringning. Der er ikke fundet<br />
tilstrækkeligt datagrundlag for fastlæggelse af GWP-effekten af pyrolyse.<br />
2.12 NEDFÆLDNING AF HUSDYRGØDNING<br />
Nedfældning af gylle reducerer ammoniakemissionen sammenlignet med slangeudlægning, hvorved der opnås<br />
en forøget kvælstofværdi (Fødevareministeriet, 2008). Ved nedfældning af gylle i jorden påvirkes omsætningen<br />
af gyllens næringsstoffer som følge af ændrede iltforhold i <strong>og</strong> omkring gyllen. Dette kan medvirke til at øge<br />
emissionen af drivhusgassen lattergas fra den udbragte gylle. Undersøgelser har således fundet, at en del af det<br />
sparede tab af ammoniakkvælstof ved nedfældning efterfølgende tabes i form af øget denitrifikationstab<br />
(Rubæk et al., 1996; Misselbrook et al., 1996; Clemens & Ahlgrimm, 2001). Rodhe et al. (2006) fandt, at mens<br />
produktionen af lattergas fra græsjord tilført slæbeslangeudlagt gylle udgjorde 0,2 kg N2O-N per ha, øgede<br />
nedfældning af gylle emissionen til 0,75 kg N2O-N per ha. Tilsvarende resultater er fundet af Wulf et al. (2002),<br />
som fandt, at nedfældning af gylle i henholdsvis ubevokset jord <strong>og</strong> i en græsmarksafgrøde øgede emissionen af<br />
lattergas med en faktor på henholdsvis 2 <strong>og</strong> 3 sammenlignet med overfladeudlægning.<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 12/19
3 ASSESSMENT AF UDVALGTE TEKNOLOGIOMRÅDER<br />
Kapitel 2 har identificeret en række klima- <strong>og</strong> miljøteknol<strong>og</strong>ier, der hver for sig har vist sig at påvirke klima<br />
<strong>og</strong>/eller miljø. Nedenfor er udvalgt tre teknol<strong>og</strong>ikæder, som teoretisk bør virke godt sammen <strong>og</strong> give<br />
synergieffekter. Om effekterne er additive, som analysen nedenfor antager, kan først endeligt belyses via<br />
forsøg, test <strong>og</strong> demonstrationsprojekter, men lige nu er det bedste bud på en holistisk tilgang til<br />
teknol<strong>og</strong>ikæder, der kan bidrage til, at dansk landbrug <strong>og</strong> fødevareproduktion løfter sin andel af<br />
klimaudfordringen. Det skal understreges, at der ikke er n<strong>og</strong>en, der har målt på synergieffekter ved<br />
kombinationen af de valgte teknol<strong>og</strong>ikæder, <strong>og</strong> at de antagende effekter ikke nødvendigvis er additive. Det er<br />
derfor vigtigt, at mulighederne for at igangsætte nye projekter eller samle et stort konsortium på området<br />
afsøges grundigt, således at de identificerede reduktionspotentialer kan dokumenteres. De tre vigtigste<br />
teknol<strong>og</strong>ikæder, som er blevet identificeret <strong>og</strong> behandlet, er:<br />
3.1 Bi<strong>og</strong>as, gyllelager <strong>og</strong> gylleudbringning<br />
3.2 Gyllekøling, hyppig gylleudslusning, bi<strong>og</strong>as <strong>og</strong> gyllelagring<br />
3.3 Forsuring<br />
3.1 BIOGAS, GYLLELAGER OG GYLLEUDBRINGNING<br />
Bi<strong>og</strong>as er et klima- <strong>og</strong> miljøvenligt alternativ til naturgas <strong>og</strong> særligt til andre fossile brændsler. Dette er d<strong>og</strong> ikke<br />
det samme som at sige, at bi<strong>og</strong>as er klimaneutral. Dels skal der bruges energi på oprensningen af bi<strong>og</strong>as (fx<br />
fjernelse af CO2), <strong>og</strong> dels omdannes en del af det kulstof, der ellers ville blive indbygget i jordens kulstofpulje, i<br />
metan. Afgasning af gyllen reducerer kulstoflagringen i landbrugsjorden svarende til 10 % af<br />
emissionsreduktionen (Fødevareministeriet, 2008). Når det alligevel giver klimamæssig mening at producere<br />
bi<strong>og</strong>as, er det, fordi der kan bruges både restprodukter, energiafgrøder <strong>og</strong> gylle som substrat. Opslag i<br />
EcoInvent, som er verdens største livscyklusanalyse (LCA) database, viser, at 1 m3 naturgas påvirker klimaet<br />
med 0,328 kg CO2 pr. m3, <strong>og</strong> det samme tal for bi<strong>og</strong>as er 0,0198 kg CO2 pr. m3 (Bi<strong>og</strong>as from sweet sorghum,<br />
dvs. græs fra ekstensive arealer). Dette betyder, at produktionen <strong>og</strong> forbrændingen af naturgas er næsten 17<br />
gange mere klimabelastende end forbrænding af bi<strong>og</strong>as, selv når det korrigeres for forskel i brændværdi.<br />
Indregnes reduktionen fra reduceret metan- <strong>og</strong> lattergasemission fra gyllelager <strong>og</strong> udbringning, bliver<br />
reduktionspotentialet ved at benytte bi<strong>og</strong>as 44,8 kg CO2 pr. ton gylle. Her skal 10 % d<strong>og</strong> fraregnes, grundet<br />
reduceret kulstoflagring i jorden fra den afgassede gylle, hvilket giver et samlet reduktionspotentiale på 40,4 kg<br />
CO2 pr. ton gylle (Fødevareministeriet, 2008).<br />
Arla Foods er en af de helt store forbrugere af gas på mejerierne. Et eksempel fra Ringkøbing-Skjern kommune,<br />
en kommune med cirka 59.000 indbyggere, viser, at Arla Foods alene forbruger cirka 2/3 af kommunens<br />
samlede gasforbrug. Det er derfor en fordel for Arla Foods, hvis man kan omlægge dele eller hele<br />
naturgasforbruget til bi<strong>og</strong>as. Arla Foods ser det som en del af virksomhedsstrategien at implementere<br />
omkostningseffektive klima- <strong>og</strong> miljøteknol<strong>og</strong>ier, <strong>og</strong> her er bi<strong>og</strong>as <strong>og</strong> den beskrevne teknol<strong>og</strong>ikæde et vigtigt<br />
instrument (Personlig kommentar Jan Dalsgaard Johannesen, 2012).<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 13/19
3.2 GYLLEKØLING, HYPPIG GYLLEUDSLUSNING, BIOGAS OG GYLLELAGRING<br />
Gyllekøling er som tidligere nævnt ikke relevant i kvægbesætninger. Effekten af gyllekøling i svinebesætninger<br />
vil samlet set være størst, hvis N- tabet fra gyllen ved lagring <strong>og</strong> udbringning minimeres. Samtidig er det vigtigt,<br />
at der kun køles på en minimal gyllemængde for at kunne opnå den ønskede effekt med lavest muligt<br />
energiforbrug. Gyllekøling er mest rentabel, hvis overskudsvarmen kan anvendes til opvarmning af fare- <strong>og</strong><br />
klimastalde i griseproduktionen.<br />
Ifølge Dalsgaard et al., 2010 kan der under optimale betingelser, dvs. gyllekøling hvor man samtidig får fuld<br />
varmeudnyttelse, opnås en reduktion i GWP på 11,5 kg CO2 pr. ton svinegylle. Vi antager i den forbindelse, at 1<br />
DE er forbundet med en produktion på 20 ton gylle. Kobles gyllekøling sammen med hyppig udslusning, bruges<br />
der på den ene side energi til at fjerne gødningen mekanisk vha. fx linespilsanlæg. På den anden side forbedres<br />
køleeffektiviteten, <strong>og</strong> gyllen indeholder mere organisk tørstof til efterfølgende bioforgasning. Det har ikke<br />
været muligt at finde gode vallide data, som bekræfter denne påstand, men et kommende klimaprojekt vil<br />
kunne vurdere, om det faktisk forholder sig således. Samlet vurderes det, at hyppig gylleudslusning har et<br />
reduktionspotentiale på 0-5,75 kg CO2 pr. ton gylle.<br />
Figur 3. Opgørelsen viser den årlige globale klimagas påvirkning fra fødevareproduktionen målt i Gton CO2 eq. pr. år (IPCC, 2007).<br />
Gyllelager giver anledning til en udledning på 413 Gton CO2 eq pr. år <strong>og</strong> er et sted, hvor man kan hente store reduktioner via klima- <strong>og</strong><br />
miljøteknol<strong>og</strong>ier. Næste vigtige post er gødskning af marken. Denne kan typisk sammenholdes med produktionen af kunstgødning, som<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 14/19
koster meget energi. Sidste post på figur 3 er fra vanding til markerne, der giver anledning til en årlig klimapåvirkning på 369 Gton CO2 eq.<br />
pr. år.<br />
Gyllelagring giver anledning til en GWP på 413 Gton pr. år (jf. ovenstående figur, udgivet af IPCC, 2007). Under<br />
de rette klimatiske forhold har det vist sig, at overdækning af gylletanke <strong>og</strong> faste gødningslagre vil reducere<br />
emissionen af drivhusgasser, samtidig med at det er muligt at opnå en øget gødningseffekt på marken.<br />
Reduktionspotentialet ved at benytte overdækning af gyllen under lager er 3-6 kg CO2 pr. ton gylle<br />
(Fødevareministeriet, 2008). Effekten af en fast overdækning er for svine- <strong>og</strong> kvæggylle beregnet af Dalgaard et<br />
al., 2010 til 10 <strong>og</strong> 5 kg CO2-ækvivalenter pr. ton gylle.<br />
Det samlede reduktionspotentiale for den beskrevne teknol<strong>og</strong>ikæde for svin er 54,9-67,7 kg CO2 pr. ton gylle.<br />
Det samlede reduktionspotentiale for den beskreven teknol<strong>og</strong>ikæde for kvæg er 43,4-52,2 kg CO2 pr. ton gylle.<br />
3.3 FORSURING<br />
Såfremt forsuringen er gennemført på en hensigtsmæssig måde, holder pH-effekten <strong>og</strong> dermed miljøeffekten<br />
efterfølgende. Ved forsuring i stalden kan der realiseres en miljøeffekt i såvel gyllelageret samt under <strong>og</strong> efter<br />
udbringning af den forsurede gylle, dvs. i hele kæden. Der er således ikke krav om overdækning af<br />
gyllebeholdere indeholdende forsuret gylle (Husdyrgødningsbekendtgørelsen §20), såfremt lokaliseringen<br />
overholder afstandskrav til nærmeste nabo. Det betyder omvendt <strong>og</strong>så, at gylle skal forsures så hurtigt som<br />
muligt efter udskillelsen for at opnå de største effekter. Hvis gyllen først forsures umiddelbart før eller under<br />
udbringning, opnås der ingen effekt på metanemissionen.<br />
Omvendt er gylleforsuring i stalden vanskeligt foreneligt med efterfølgende miljøteknol<strong>og</strong>ier. Forsuret gylle i<br />
større mængder kan antageligvis medføre problemer ved bioforgasning. Der opnås desuden antageligvis ingen<br />
yderligere effekt på metanemissionen ved opbevaring af forsuret gylle i overdækket gyllebeholder. Forsøg har<br />
endvidere vist, at nedfældning af forsuret gylle ikke medfører lavere ammoniakemission sammenlignet med<br />
slangeudlagt forsuret gylle. Til gengæld er nedfældning af gylle forbundet med højere lattergasemission<br />
sammenlignet med slangeudlagt forsuret gylle.<br />
Dalgaard et al. (2010) beregnede den samlede effekt af gylleforsuring på drivhusgasemissionen til 769 <strong>og</strong> 644<br />
kg CO2-ækvivalenter per DE for hhv. svine- <strong>og</strong> kvæggylle under antagelse af 60 % metanreduktion (stald, lager<br />
<strong>og</strong> mark) <strong>og</strong> nedsat lattergasproduktion i gyllelageret som følge af mindre eller manglende flydelagsdannelse.<br />
Dette svarer til hhv. 38 <strong>og</strong> 20 kg CO2-ækvivalenter per ton gylle fra hhv. svin <strong>og</strong> kvæg.<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 15/19
4 KONKLUSION OG ANBEFALINGER<br />
4.1 SAMFUNDSRELEVANS OG DRIVERE<br />
Det kan ofte være svært at identificere relevante drivere til klima- <strong>og</strong> miljøteknol<strong>og</strong>i. Særligt miljøteknol<strong>og</strong>i har<br />
tidligere været drevet af statslig indgriben <strong>og</strong> kravspecifikation fra offentlig side. Det er utrolig svært at lave<br />
win-win modeller, som kan hvile i sig selv. Der er enkelte delvise undtagelser, men det er langt fra tilstrækkeligt<br />
til at kunne løfte regeringens ambition indenfor grøn <strong>og</strong> bæredygtig udvikling. For at sætte gang i<br />
klimateknol<strong>og</strong>ierne, som beskrevet i dette Technol<strong>og</strong>y Outlook, er der behov for en push effekt, hvor der stilles<br />
specifikke krav fra myndigheder. Ellers er det tvivlsomt, at teknol<strong>og</strong>ierne udvikles i den hastighed, som der<br />
ønskes fra regeringens side. Det virker, som om der stadig er meget langt fra den bekymrede forbruger til<br />
teknol<strong>og</strong>ivirksomheder indenfor området. Det, som teknol<strong>og</strong>ivirksomhederne bedømmes på i dag, er deres<br />
evner indenfor miljø. <strong>Klima</strong> er endnu ikke en faktor, som teknol<strong>og</strong>ivirksomhederne sælger produkter på. Det er<br />
mere et ”nice to know” end ”need to know”.<br />
I fremtiden vil dette gap langsomt blive lukket. Dels oplever forædlingsvirksomheder som Arla en stadig større<br />
interesse for klima <strong>og</strong> miljø, <strong>og</strong> dels stiller forbrugerne stadigt større krav til sporbarhed, CSR <strong>og</strong> ansvarlig<br />
fødevareproduktion. Mellemtiden fra NU-situationen til den ønskede pull effekt opstår, hvor<br />
teknol<strong>og</strong>ivirksomhederne sælger deres produkter på anmodning af deres klimaeffekt, <strong>og</strong> skal bruges på at sikre<br />
et bedre datagrundlag samt sikre, at klima- <strong>og</strong> miljøteknol<strong>og</strong>ier kommer til at spille optimalt sammen i et<br />
samlet koncept. Forfatterne til denne rapport forestiller sig, at dette bedst gøres ved at udvikle en<br />
systemintegrator, som kan drifte <strong>og</strong> sikre en optimal sammenkobling af klima- <strong>og</strong> miljøteknol<strong>og</strong>i.<br />
4.2 IMPLEMENTERING<br />
Kapitel 4.0 i dette Technol<strong>og</strong>y Outlook anskueliggør, at der er behov for en systemintegrator, der kan facilitere,<br />
at potentielle klima- <strong>og</strong> miljøteknol<strong>og</strong>ier kommer til at spille sammen i et samlet koncept, hvor <strong>og</strong>så rammerne<br />
for en økonomisk rentabel implementering analyseres. Dette sikrer en bred applikation til hele branchen. For at<br />
opnå en maksimal reduktion bør fremtidige projekter sigte mod at udvikle, integrere <strong>og</strong> demonstrere de mest<br />
effektive klima-, energi- <strong>og</strong> miljøteknol<strong>og</strong>ier i værdikæden fra jord til bord.<br />
4.3 ANBEFALINGER<br />
En systemintegrator bør identificeres, som dels har teknol<strong>og</strong>isk indsigt, er kapabel <strong>og</strong> har et klart<br />
kommercielt sigte, således at klimateknol<strong>og</strong>ierne efterspørges <strong>og</strong> udvikles.<br />
Der er yderligere behov for at udvikle praktiske løsninger til teknol<strong>og</strong>iimplementeringen.<br />
Der er behov for at dokumentere effekten af teknol<strong>og</strong>ikæder som grundlag for valid beregning af<br />
potentialer.<br />
Der er identificeret en række områder med potentiel positiv GWP-effekt.<br />
Anvendelse af forsuret gylle i bi<strong>og</strong>asanlæg. Hvor stor andel af kapaciteten kan udgøres af forsuret<br />
gylle?<br />
Udvikling af gyllekøling med kombineret aktiv (varmepumpe) <strong>og</strong> passiv køling (jordkøling).<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 16/19
Hyppig udslusning i kvægstalde kombineret med passiv køling (jordkøling).<br />
Anvendelse af varme fra gyllekøling til opvarmning af bi<strong>og</strong>asreaktor (gårdbi<strong>og</strong>asanlæg).<br />
Kontrolleret ventilation <strong>og</strong> overdækning af gyllebeholdere.<br />
Afbrænding af metan produceret under lagring i gyllebeholdere med fast overdækning (flare).<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 17/19
5 REFERENCER<br />
Amon B, Kryvoruchko V, Amon T & Zechmeister-Boltenstern S (2006) Methane, nitrous oxide and ammonia<br />
emissions during storage and after application of dairy cattle slurry and influence of slurry treatment. Agric.<br />
Ecosys. Environ. 112: 153-162<br />
Clemens J. & Ahlgrimm H-J. 2001. Greenhouse gases from animal husbandry: Mitigation options. Nutrient<br />
cycling in agroecosystems 60: 287-300<br />
Dalgaard, T., Jørgensen, U., Petersen, S.O., Pedersen, B.M., Kristensen, T., Hermansen, J.E., Hutchings, N., 2010.<br />
Landbrugets drivhusgasemissioner <strong>og</strong> bioenergiproduktionen i Danmark 1990-2050, Rapport til den danske<br />
klimakommision, København, 55 pp<br />
Dalgaard, T., J.E. Olesen, S.O. Petersen, B.M. Petersen, U. Jørgensen, T. Kristensen, N.J. Hutchings, S.<br />
Gyldenkærne <strong>og</strong> J.E. Hermansen. Developments in greenhouse gas emissions and net energy use in Danish<br />
agriculture – How to achieve substantial CO2 reductions? Env. Poll. 159(2011): 3193-3203<br />
Fødevareministeriet. 2008. Landbrug <strong>og</strong> <strong>Klima</strong> – analyse af landbrugets virkemidler til reduktion af<br />
drivhusgasser <strong>og</strong> de økonomiske konsekvenser<br />
Hansen MN, Henriksen K & Sommer SG (2006) Observations of production and emission of greenhouse gases<br />
and ammonia during storage of solids separated from pig slurry: Effects of covering. Atmos. Environ. 40: 4172-<br />
4182<br />
Hoeksma, P., Verdoes, N., Ooshoek, J. <strong>og</strong> Voermans, J.A.M. (1992). Reduction of ammonia emission from pig<br />
houses using aerated slurry as recirculation liquid. Livestock Production Science 31, 121-132<br />
Hol, J.M.G. <strong>og</strong> Groenestein, C.M. (1994). Field study on the reduction of emission of ammonia from livestock<br />
housing systems XIII: Removal of slurry by flushing with liquid manure through flushing gutters in a piglet house<br />
(på hollandsk). Report 94-1003, DLO, Wageningen, Holland<br />
Groenestein, C.M. <strong>og</strong> Montsma, H. (1993). Field study on the reduction of emission of ammonia<br />
from livestock housing systems IX: Removal of slurry by flushing with liquid manure throught flushing gutters in<br />
a house for nursing sows (på hollandsk). Report 93-1004, DLO, Wageningen, Holland<br />
Guingand, N., 2000. Preliminary results on the influence of emptying slurry pits on the emission of ammonia<br />
and odours from fattening buildings. Journées de la Recherche Porcine 32, 83–88<br />
Guarino, M., Fabbri, C., Navarotto, P., Valli, L., Mascatelli, G., Rossetti, M., Mazzotta, V., 2003. Ammonia,<br />
methane and nitrous oxide emissions and particulate matter concentrations in two different buildings for<br />
fattening pig. In: CIGR (Ed.), Proceedings of the International Symposium on Gaseous and Odour Emissions<br />
from Animal Production Facilities. Danish Institute for Agricultural Sciences, Foulum, Denmark, 140–149<br />
Kroodsma, W., Huis in ’t Veld, J.W.H. <strong>og</strong> Scholtens, R. (1993). Ammonia emissions and its reduction from<br />
cubicle houses by flushing. Livestock Production Science 35: 293-302<br />
Misselbrook T.H. Laws J.A.; Pain B.F. 1996. Surface application and shallow injection of cattle slurry on<br />
grassland: nitr<strong>og</strong>en losses, herbage yields and nitr<strong>og</strong>en recovery. Grass and forage science, 51: 70-277<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 18/19
Ogink, N.W.M. <strong>og</strong> Kroodsma, W. (1996). Reduction of ammonia emission from a cow cubicle house by flushing<br />
with water or a formalin solution. Journal of Agricultural Engineering Research 63, 197-204<br />
Olesen J.E. 2009. Potentiale af udvalgte klimavirkemidler på jordbrugsområdet. Notat af 1. juli, Aarhus<br />
Universitet, Foulum. pp. 8<br />
Pedersen, P. 2004. Svovlsyrebehandling af gylle i slagtesvinestald med drænet gulv. Meddelelse nr. 683,<br />
Landsudvalget for Svin, pp. 12<br />
Pedersen, P. 2007. Tilsætning af brintoverilte til forsuret gylle i slagtesvinestald med drænet gulv. Meddelelse<br />
nr. 792 fra Dansk Svineproduktion, Den rullende Afprøvning, pp. 14<br />
Rodhe L.; Peel M.; Yamulki S. 2006. Nitrous oxide, methane and ammonia emissions following slurry spreading<br />
on grassland. Soil use and management, 22: 229-237<br />
Rubæk G.H.; Henriksen K.; Petersen J.; Rasmussen B.; Sommer S.G. 1996. Effect of application technique and<br />
anaerobic digestion on gaseous nitr<strong>og</strong>en loss from animal slurry applied to ryegrass (Lolium perenne). Journal<br />
of Agricultural Science 126: 481-492<br />
Sommer, S.G., Petersen, S.O., Møller, H.B., 2004. Algorithms for calculating methane and nitrous oxide<br />
emissions from manure management. Nutrient Cycling in Agroecosystems 69, 143-154<br />
Sommer S.G, Olesen J.E., Petersen S.O., Weisbjerg M.R., Valli L., Rohde L. & Béline F. 2009. Region-specific<br />
assessment of greenhouse gas mitigation with different manure management strategies in four agroecol<strong>og</strong>ical<br />
zones. Global Change Biol. (15): 2825-2837<br />
Sørensen P, Thomsen IK & Christensen BT. 2004. Physical separation of pig slurry has small effect on the overall<br />
utilisation of nitr<strong>og</strong>en. I: Hatch, D.J. et al. (red.) Controlling Nitr<strong>og</strong>en Flows and Losses. Wageningen Acad. Publ.,<br />
pp. 234-235<br />
Sørensen, P, <strong>og</strong> J. Eriksen. 2009. Effects of slurry acidification with sulfuric acid combined with aeration on the<br />
turnover and plant availability of nitr<strong>og</strong>en. Agriculture, Ecosystems and Environment 131, 240-246<br />
Wulf, S., Maeting M. & Clemens J. 2002. Application technique and slurry co-fermentation effects on ammonia,<br />
nitrous oxide, and methane emissions after spreading: I Ammonia volatilization<br />
KLIMA- OG MILJØTEKNOLOGIER · 10.12.2012 · @ INNOVATIONSNETVÆRK FOR MILJØTEKNOLOGI 19/19