HALM TIL ENERGI - Agro Business Park

HALM TIL ENERGIStatus, teknologier oginnovation i Danmark 2011

IndholdDansk energipolitik............................................................................................................. 6Halm som energiresurse................................................................................................. 8Halmhåndtering................................................................................................................... 12Halm til gården og naboerne............................................................................................. 16Halm til fjernvarme.............................................................................................................. 20Halm til kraftvarme.............................................................................................................. 24Emissioner og restprodukter............................................................................................. 28Halm til bioethanol............................................................................................................. 30Halm til forgasning.............................................................................................................. 32Virksomheder med kompetencer inden for anvendelse af halm til energi.............. 344 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 20115

KYOTO-PROTOKOLLENDet er ikke mange årtier siden, at energipolitikken primærtblev betragtet som et nationalt anliggende, men i dag er deti høj grad internationale forhold, der sætter rammerne for dendanske politik på området. Udviklingen på de globale energimarkeder,liberaliseringen af energisektoren og vores klimaforpligtigelseri henhold til Kyoto-protokollen er i stigende gradkommet til at præge den danske energisektor.Målsætningen i Kyoto-protokollen er, at de industrialiseredelande som et gennemsnit over perioden 2008-2012 skal reducerederes udslip af drivhusgasser med mindst 5% i forholdtil niveauet i 1990. EU skal samlet set reducere sit udslip med8%, men der er forskel på, hvor store forpligtigelser de enkeltemedlemslande har påtaget sig. Danmark og Tyskland skalsåledes reducere deres udslip med hele 21%, mens andre landesom for eksempel Portugal, Spanien og Grækenland får lov til atøge deres udslip af drivhusgasser.Danmark har som et af de få lande tilsluttet sig artikel 3.4 i Kyoto-protokollen,og dermed skal ændringer i jordens kulstofindholdindregnes i klimaregnskabet. Det kan få betydning for anvendelsenaf biomasse, idet for eksempel udnyttelsen af halmreducerer jordens kulstofpulje, mens flerårige energiafgrødersom pil øger mængden af kulstof i jorden. Den manglendekulstoflagring ved at fjerne halm fra landbrugsjorden kan dogkompenseres ved dyrkning af efterafgrøder, og CO 2-gevinstenved at bruge halm til energiformål er væsentligt større end deneffekt, som den manglende kulstoflagring medfører.På trods af vanskeligheder med at finde international konsensusom en opfølgning på Kyoto-protokollen efter 2012, vil der fortsatske en indsats for at reducere udledningen af drivhusgasser.KLIMAKOMMISSIONENI september 2010 udgav Klimakommissionen en rapport, derviser, at Danmark kan blive uafhængig af fossile brændsler i2050, og det kan vel at mærke ske, uden at det belaster samfundsøkonomien.Klimakommissionens analyser viser, at detvil koste omkring 0,5% af bruttonationalproduktet at lave enfuldstændig omstilling til et grønt energisystem eller nogenlundedet samme, som det vil koste, hvis vi fortsætter medat bruge kul, olie og gas. Det skyldes, at vores nuværendeenergisystem vil blive dyrere på grund af stigende priser påfossile brændsler og CO 2-kvoter, og det vil stort set opveje deinvesteringer i ny energiteknologi, der skal gøre det muligt atblive selvforsynende med vedvarende energi.Ifølge Klimakommissionen vil de centrale elementer i et grøntenergisystem være:• Energibesparelser.• Havvindmøller, der kan levere en stor del af den elektricitet,som bliver rygraden i et fremtidigt energisystem.• Biomasse, der kommer til at spille en vigtig rolle, delssom brændstof i transportsektoren og dels til produktionaf el og varme, når vindmøllerne ikke kan dækkebehovet.• Fjernvarme og varmepumper til opvarmning af boliger.• El og biobrændsler til transportsektoren.• Intelligent anvendelse af el, hvor forbruget i højere gradend i dag er i stand til at følge produktionen.Danmark er, så vidt Klimakommissionen har kunnet konstatere,det første land i verden, der nu kommer med konkretebud på at løse klimaproblematikken og energiforsyningensammen.På baggrund af Klimakommissionens rapport vil den danskeregering i 2011 komme med et oplæg på, hvordan visionenom et fossilfrit energisystem kan realiseres.Produktion af vedvarende energi i PJ1401201008060Varmepumper mv.BioaffaldBiogasTræHalmVind40200‘80 ‘85 ‘90 ‘95 ‘00 ‘05 ‘09Figur 1. Produktion af vedvarende energi i perioden 1980–2009. Kilde: Energistyrelsen.Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 20117

Halm som energiresurseΔHalm er en betydelig energiresurse, men det er også et besværligt brændsel, som kan forårsagetæringer i blandt andet kraftværkskedler. Anvendelsen af halm til energiproduktion erøget markant siden 1980’erne, men der er fortsat over to millioner tons halm i overskud, og meddet rigtige sortvalg kan overskuddet blive endnu større.Det er ikke mange årtier siden, halm blev betragtet som etbesværligt spildprodukt, som blot skulle skaffes af vejen hurtigstmuligt. Den del af halmen, der ikke kunne anvendes tilfoder og strøelse, blev typisk brændt af på markerne, men i1991 blev den form for afbrænding forbudt, og siden da erder kommet mere fokus på at bruge halm til energiformål.Den største fordel ved at bruge halm i energisektoren er,at det er et CO 2-neutralt brændsel, der ikke bidrager til atforøge atmosfærens indhold af drivhusgasser. I dag bliverhalm primært brugt som brændsel i individuelle gårdanlæg,på fjernvarmeværker og i store kraftværker, men i fremtidenvil man formentlig også bruge halm til fremstilling af gasog bioethanol. DONG Energy har således brugt betydeligebeløb på at udvikle nye teknologier til energiproduktion frahalm, og man har blandt andet etableret et pilotanlæg tilfremstilling af bioethanol og er i færd med at etablere et anlægtil termisk forgasning af halm. Fordelen ved at omdannehalm til gas er, at det giver bedre muligheder for at udnyttebrændslet på eksisterende kulfyrede værker.HALM SOM BRÆNDSELHalm indeholder normalt 14-20% vand, der fordamper underforbrænding. Det tørstof, der er tilbage, består af knap50% kulstof, 6% brint, 42% ilt samt små mængder kvælstof,svovl, silicium og andre mineraler som alkali og klorid.Askeindholdet kan variere mellem 2 og 10%, men i gennemsniter det på omkring 4%. Halm fra afgrøder dyrket på sandjordhar normalt det laveste askeindhold, derefter kommerhalm fra muldjord, efterfulgt af halm fra lavbundsjord, derhar det største askeindhold. Brændværdien er højest ved detlaveste askeindhold, så det kan være en fordel at bruge halmfra sandjord til fyringsformål.Asken fra halmfyring kan blive klæbrig allerede ved 600 °C,og det har betydning for kraftværkerne, hvor man ønskeren høj damptemperatur for at opnå en høj elvirkningsgrad.Nye kedeltyper og bedre stållegeringer har dog med tidenreduceret problemet, men kraftværkerne betragter fortsathalm som et mere problematisk brændsel end træ.RESURSEROpgørelser over de tilgængelige halmresurser har ofte givetanledning til en del debat, og det kan være svært at kommemed et entydigt svar på, hvor store resurser der vil væretilgængelige i årene fremover. Landbruget skal jo ikke barelevere råvarer til energisektoren. Der skal også produceresfoder og fødevarer, tages hensyn til naturbeskyttelse og udvaskningaf næringsstoffer, ligesom der bør tages højde forjordens kulstofpulje. Hvis landmanden vælger at nedmuldehalmen, vil det øge jordens indhold af kulstof, og det har betydningfor klimaregnskabet som omtalt på foregående side.Når halm skal bruges som brændsel, må vandindholdetikke overstige 20%. Ved højere vandindhold er der risikofor, at halmballerne bliver for hårde og kompakte, ligesomet højt vandindhold øger risikoen for kondensdannelse ogtæringer.Der er i årenes løb blevet udarbejdet en lang række analyseraf de tilgængelige halmresurser i såvel Danmark som i udlandet,og selvom der kan være stor forskel på de enkelte undersøgelser,er det generelle resultat, at resurserne er langt størreend det aktuelle forbrug.Tilstedeværelsen af klor og alkali i røggassen kan være etproblem ved forbrænding, da stofferne bliver til natriumkloridog kaliumklorid, der er stærkt aggressive og forårsagertæringer i kedler og rør – særligt ved høje temperaturer ikraftværker. Det gælder altså om at bruge halm med et lavtindhold af skadelige stoffer, og her spiller vejret en væsentligrolle. Halm, som efter modning og især efter høst har fåetmeget regn og er blevet gråt, er langt mindre aggressivt endgul halm, som kun har fået begrænsede mængder regn.Men håndtering og transport af halm kan være meget omkostningskrævende,så selv om resurserne er til stede, er detikke det samme, som at der er økonomi i at udnytte halmen.Mens energitræ i dag er blevet en international handelsvare,så er halm fortsat noget, der primært handles inden for deenkelte regioner. I princippet er der dog intet til hinder for, athalmpiller vil kunne handles over landegrænserne, men deter bare ikke sket endnu.8 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

Foto: Torben Skøtt/BioPress

Halmproduktion i millioner tons7Halmproduktion i millioner tons766543Ikke bjærgetTil strøelse543ØvrigeVinterbygVårbyg2Til foder21019971998199920002001Til energiformål20022003200420052006200720081019971998199920002001Vinterhvede2002200320042005200620072008Figur 2. Årlig halmproduktion og anvendelse af halm til forskelligeformål i Danmark. Kilde: Danmarks Statistik.Figur 3. Årlig halmproduktion fordelt på afgrøder. Øvrigeafgrøder er blandt andet raps og forskellige kornsorter.Kilde: Danmarks Statistik.DANSKE RESURSEREt godt pejlemærke for størrelsen af halmresurserne i Danmarkkan findes i Danmarks Statistik, der hvert år opgør densamlede årlige produktion af halm samt anvendelsen til forskelligeformål (se figur 2). Heraf fremgår det, at der i perioden2004–2008 i gennemsnit har været en samlet halmproduktionpå 5,5 millioner tons om året, hvoraf de 3,4 millionertons er blevet anvendt i landbruget og til energiformål. Der ersåledes et årligt halmoverskud på omkring 2,1 millioner tons,som ikke bliver bjærget.Spørgsmålet er imidlertid, hvor sikkert halmoverskuddet erestimeret, og hvor meget overskuddet kan variere fra år til år.Jo større andel af halmen der ønskes anvendt, desto vigtigerebliver det, at forudsigelserne holder stik – ikke mindst af hensyntil forsyningssikkerheden.Forbruget af halm til foder og strøelse kan variere en del mellemde enkelte år, men set over en længere periode er derikke tale om de store udsving. En øget interesse for, at halmenskal blive på jorden, kan reducere udbuddet af halm til energiformål– især hvis der fra politisk side bliver taget initiativertil at fremme nedmuldning af halm.Arealet med kornproducerende afgrøder har vist sig at værerelativt konstant, men der kan være markante variationerpå udbyttet fra år til år. Årsvariationer udgør derfor en af destørste kilder til usikkerhed i halmmængden.UDBYTTET AFHÆNGER AF SORTENMarkforsøg med vinterhvede i høståret 2008 har dokumenteret,at forholdet mellem halm og kerne i høj grad afhængeraf sorten. Blandt 10 forskellige sorter vinterhvedeblev der således målt fra 35-53 kg halm pr. 100 kg kerne,så valg af kornsort kan være en af mulighederne for bevidstat tilstræbe et større halmudbytte. Gødningsforsøg har desudenvist, at andelen af halm i vinterhvede reduceres medstigende gødningsmængde, men da gødningsmængden erbestemt ud fra gældende normer, vil det formentlig ikke fånogen større betydning i praksis.I figur 3 er vist den samlede halmproduktion for forskelligeafgrøder, baseret på tal fra Danmarks statistik. Der skal dogikke ændres meget på forholdet mellem kerne og halm for atgive et betydeligt udsving i produktionen af halm. Hver gangmængden af hvedehalm ændres med 1 kg pr. 100 kg kerne,Vigtige parametre for brændstofværdien af halm, træflis og kul. Gul halm er bjærget umiddelbart efter høst, mens grå halm har fået lidtregn, inden det bliver presset og bjærget.Gul halm Grå halm Træflis KulVandindhold 10-20% 10-20% 40-50% 12%Aske 4% 3% 1% 12%Kulstof 42% 43% 50% 59%Brint 5% 5% 6% 4%Ilt 37% 38% 38% 7%Klorid 0,75% 0,20% 0,02% 0,08%Kvælstof 0,35% 0,41% 0,30% 1,00%Svovl 0,16% 0,13% 0,05% 0,80%Brændværdi 14,4 MJ/kg 15,0 MJ/kg 10,4 MJ/kg 25,0 MJ/kg10 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

Foto: Torben Skøtt/BioPressForholdet mellem halm og kerne afhænger i høj grad af sorten. Hvis man vælger de mest halmrige sorter inden for vinterhvede, vil detteoretisk set være muligt at øge den samlede halmmængde med 800.000 tons om året.vil det således ændre den samlede produktion af hvedehalmi Danmark med ikke mindre end 47.000 tons.Da halmudbyttet fra vinterhvede som nævnt kan varieremellem 35 og 53 kg halm pr. 100 kg kerne, vil det teoretiskset være muligt at ændre den samlede halmmængde med800.000 tons om året. I praksis bliver der selvfølgelig dyrketmange forskellige kornsorter, men tallene illustrerer potentialetfor at øge den samlede halmmængde ved at vælgesorter med meget halm.UDENLANDSKE RESURSERPå EU-plan udarbejder Eurostat statistikker for anvendelsenaf bioenergi i de enkelte medlemslande, men det er desværreikke muligt at underopdele bioenergien i for eksempel træ,halm og husdyrgødning.Det europæiske miljøagentur har udgivet et par rapporter,hvor man har beregnet de potentielle biomasseressourcer iEU. Under hensyntagen til at der også skal sikres en fortsatfødevareproduktion og beskyttelse af naturarealer og miljø,er det miljøagenturets vurdering, at det fremtidige bioenergipotentialevil være på op imod 300 millioner tons olieækvivalentereller godt tre gange så meget som det samlede forbrugi 2008.I Holland har professor André Faaij fra Utrecht University beregnet,at det teoretisk set vil være muligt at dække hele verdensenergiforbrug med biomasse i 2050. Forudsætningen eret langt mere effektivt landbrug end det, vi har i dag. De heltstore muligheder for at optimere produktionen af bioenergifindes i blandt andet Østeuropa, Afrika og Sydamerika, mender er også gode muligheder for, at produktionen kan optimeresi de vestlige lande.Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 201111

HalmhåndteringΔHalm til energisektoren bliver næsten udelukkende leveret som storballer eller Hesstonballer,som de også kaldes. Et enkelt sted har man dog valgt at lave halmballerne om til piller, indende leveres ind til kraftværket. Det er en fordyrende proces, men til gengæld letter det håndteringenpå værket, ligesom lagrene kan reduceres væsentligt.Foto: Torben Skøtt/BioPressHåndtering af halm har udviklet sig til en selvstændig disciplininden for landbruget med en maskinpark, som primært størrelandbrug og maskinstationer investerer i. Siden 1980’erne,hvor storballepressere kom på markedet, har landbruget investeretbetydelige beløb i halmpressere, ladvogne og lagerhallerfor at kunne levere halm til energisektoren.BALLETYPERI dag anvender kraftværker og fjernvarmeværker næsten udelukkendestorballer eller Hesstonballer, som de også kaldes.Småballer, rundballer og ministorballer bliver primært brugttil gårdanlæg og til de landbrug, som anvender halm til foderog strøelse.Efter høst ligger halmen i lange baner på jorden, parat til atblive presset i baller. De fleste landmænd vil gerne have halmenfjernet hurtigst muligt, så de kan komme i gang med atetablere næste års afgrøde, men det kan faktisk være en godidé at lade halmen ligge et par dage eller uger. Hvis halmenfår en regnbyge eller to (grå halm) og vel at mærke når at blivetør igen inden presning, får man et bedre brændsel, fordi flereaf de problematiske stoffer som klor og alkali bliver udvasket.I praksis er det dog de færreste landmænd eller maskinstationer,der benytter den metode, da det ikke har nogen indflydelsepå afregningen til varmeværker og kraftværker. Herer det udelukkende vægt og vandindhold, der tæller.Storballer måler cirka 125 × 240 cm, og vægten ligger typiskpå lidt over et halvt ton. Længden på ballerne kan dog reguleresfra 110 til 275 cm, men af hensyn til landevejstransporter en længde på 240 cm mest passende.Der har i en kort årrække været udført forsøg med at brugesnittet halm, opmagasineret i store markstakke for på denmåde at reducere omkostningerne til håndtering af halmen.De første undersøgelser pegede på, at man på denmåde kunne halvere prisen for halm til energisektoren, mende praktiske problemer var betydelige, og konceptet blevopgivet midt i 1990’erne.Halmudbyttet ligger typisk på omkring tre tons per hektar,men det afhænger naturligvis af sorten, jordens frugtbarhedog vejrliget.Storballer har på mange måder vist sig at være et velfungerendesystem til håndtering af halm, men det giver desværreen dårlig udnyttelse af lastbilernes kapacitet. Der kan nemligkun være 24 storballer på et lastvognstræk, svarende til cirka12 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

Foto: Torben Skøtt/BioPressMed teleskoplæsser kan halmballerne stables væsentligt højere end med gaffeltruck og frontlæsser.12 tons halm, og det er under halvdelen af, hvad lastvognenmå læsse. Den dårlige udnyttelse af kapaciteten giver ikkekun højere transportomkostninger. Det giver også ekstraudgifter til håndtering af halmballerne og dårlig udnyttelseaf lagerkapaciteten.Omregnet til tons viser det sig, at der er en forskel på 2,5minutter pr. ton fra læsning med gummiged til læsning medfrontlæsser. Det lyder måske ikke af meget, men ved læsningaf den ene million ton, som elværkerne aftager om året, kandet medføre en ekstra arbejdsindsats på godt 41.000 timer.Der har i årenes løb været gjort mange forsøg på at øge storballernesvægt, men det er aldrig rigtig kommet til at fungerei praksis. Nye kraner bliver dog dimensioneret til at kunneklare en ballevægt på omkring et ton, så det er formentlig kunet spørgsmål om tid, før storballer med en vægt på op imod etton bliver et almindeligt syn på landets halmværker.En anden løsning er de såkaldte mediballer, som Nexø Halmvarmeværkog Præstegårdens Maskinstation har udviklet. Herhar man ”skåret” 30 centimeter af højden på storballerne, såder kan være 36 baller med en samlet vægt på 15 tons påhvert lastvognstræk. Systemet kræver blot mindre justeringeraf kraner og halmpressere, så normalt vil der ikke være behovfor nyinvesteringer.HÅNDTERINGVed læsning af halm anvendes frontlæsser, rendegraver, gummiged,teleskoplæsser eller minilæsser. Der er i princippetikke den store forskel på de tre første typer, der alle er baseretpå en frontmonteret læsser.På de større værker foretages aflæsningen normalt med enløbekran, der griber fat om et lag på både forvogn og anhængersamtidig. Det vil sige, at kranen læsser 12 baller adgangen svarende til to løft for at aflæsse et lastvognstræk. Nårballerne hænger i kranen, vejes de og analyseres for vandindhold.Derefter afsættes ballerne på lageret, så de senere medsamme kran kan placeres på transportbåndet, der fører til forbrændingsanlægget.På de mindre varmeværker anvendes hovedsageligt truck, deraflæsser en-to baller ad gangen. I forbindelse med aflæsningenvejes hele læsset, og der udtages prøver for at bestemmevandindholdet i halmen.Som det fremgår af figur 4, tager det næsten lige så lang tidat læsse af med en kran som med en truck, men for truckensTeleskoplæssere har derimod en større løfteevne, og de rækkerlængere, så halmballerne kan stables højt, hvilket reducererlageromkostningerne. Teleskoplæssere bliver derfor mereog mere udbredte. Minilæsseren er knap så udbredt, men dener meget handy og kan komme ind, hvor andre må give op.Som det fremgår af figur 4 er arbejdsbehovet størst ved læsningmed frontlæsser og mindst ved gummiged og teleskoplæsser,der altid er i stand til at læsse to baller ad gangen.Foto: Torben Skøtt/BioPressStorballer føres frem til halmsnitteren på Køge Biopillefabrik.Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 201113

vedkommende skal der tillægges tid til vejning og analyseaf vandindhold, så det samlede tidsforbrug bliver knap 50%højere. Hertil kommer, at der skal bruges ekstra tid på at flytteballerne, hvis lageret skal fyldes helt op.HALMPILLEREn anden mulighed er at presse halmen i baller, som derefterlaves til piller, inden de leveres ind til værket. Produktionen afpiller er en fordyrende proces, men til gengæld kan transportomkostningerneminimeres – især hvis halmen skal transporteresover lange afstande. Håndteringen på værkerne kanogså simplificeres, ligesom lagrene kan reduceres væsentligt.De store halmlagre, kraner, transportanlæg og halmsnitterekan erstattes af høje siloer med påfyldning i toppen ved hjælpaf blæsere og automatisk tømning fra bunden. Det vil medførebesparelser, samtidig med at generne med støv og halmresterhelt eller delvist kan elimineres.af halmpiller foregår via søvejen for at undgå tung lastbiltransportgennem København.Pillefabrikken i Køge har en kapacitet på 130.000 tonshalmpiller om året, men i de senere år er der kun blevet produceret60-70.000 tons piller om året. Halmen leveres somstorballer af landmænd på Sjælland og Lolland-Falster, oghåndteringen på værket er identisk med de systemer, derfindes på et almindeligt kraftværk.Presning af pillerne foregår ved hjælp af damp fra et nærliggendekraftvarmeværk, og energiforbruget til processenudgør kun nogle få procent af pillernes brændværdi.Amagerværket i København, der er ejet af Vattenfall, har siden2003 fyret med halmpiller, som bliver fremstillet på Køge Biopillefabrikcirka 50 kilometer syd for København. TransportenHalmhåndtering i minutter pr. balle1,00,8Vejning oganalyse0,60,40,20RendegraverGummigedTruckLøbekranFigur 4. Arbejdsbehov ved læsning og aflæsning af halm. Ved aflæsning med truck skal der bruges ekstra tid på vejning og analyse afvandindholdet i halmen. Derudover skal der bruges tid på at flytte ballerne, hvis lageret skal fyldes helt op. Kilde: Videncenter for Halm- ogFlisfyring.14 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

Losning af halmpiller ved Amagerværket.Foto: Torben Skøtt/BioPress

Halm til gården og naboerneΔIndividuelle halmfyr har gennemgået en rivende udvikling, siden de første anlæg kom påmarkedet sidst i 1970’erne. Virkningsgraden er blevet fordoblet, samtidig med at udslippetaf skadelige stoffer er reduceret markant. Flere landmænd vælger i dag at investere i de lidtstørre fyr, så naboerne også kan få billig og miljøvenlig varme gennem et fjernvarmenet.Efter den første energikrise i 1973 begyndte mange at se sigom efter en billigere og mere sikker varmekilde end olie, ogfor landmændene var det naturligt at vende blikket mod destore halmmængder, som hvert år blev brændt af på markerne.Op gennem 1970’erne begyndte flere maskinfabrikkerderfor at fremstille små simple halmfyr, der var beregnet tilsmåballer. Senere kom også halmfyr til rundballer og storballer,ligesom der blev udviklet automatiske fyringsanlæg,der krævede minimal pasning.Overordnet set findes der to typer halmkedler: Manueltfyrede anlæg eller portionsanlæg, som de også kaldes, og automatiskfyrede anlæg.Portionsfyret er den mest simple anlægstype (se figur 5), hvorhele halmballer fyres ind i kedlen manuelt. Er der tale om anlægtil småballer, foregår det ved håndkraft, mens der typiskbruges en frontlæsser, hvis der er tale om anlæg til rundballereller storballer.EkspansionsbeholderLagertankPumpeRøgrørForbrændingsluftBlæserIldfastmurværkVandfyldtlågeForbrugFigur 5. Portionsfyret halmfyr med lagertank.16 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

Foto: Torben Skøtt/BioPressFoto: Torben Skøtt/BioPressPortionsanlæg til storballer.Automatisk fyret anlæg til snittet halm.En portionsfyret kedel er relativt billig, driftsomkostningerneer minimale, men der skal bruges en del tid på at fjerne askeog tilføre nyt brændsel.De automatisk fyrede anlæg består af en halmkedel og etdoseringsanlæg, som igen består af et transportbånd – ensåkaldt halmbane samt en opriver, der findeler halmen, indenden føres ind i kedlen ved hjælp af en snegl eller en blæser.Anlæggene er generelt noget dyrere end de manuelt fyredeanlæg, ligesom driftsomkostningerne er højere, men tilgengæld er behovet for pasning minimalt.skorstenen, og det giver en dårlig fyringsøkonomi og et dårligtmiljø.Ældre halmkedler består typisk af et vandkølet kammer, hvorskorstenen er koblet på i den ene ende, mens forbrændingsluftentilføres i den modsatte ende. Med en sådan udformningvil der være en tendens til, at gasserne ryger uforbrændt opgennem skorstenen, men det kan heldigvis gøres bedre. Mangenyere kedler er udformet, så gasserne tvinges forbi luftdyserne,og det giver en langt større sandsynlighed for, at gasserne bliverantændt og omsat til varme i stedet for at forurene omgivelserne.VIRKNINGSGRADER OG MILJØFORHOLDVirkningsgraderne for de første halmfyr var kun på 30-40%, ogdet var ikke altid rart at være nabo, når landmanden fyrede opunder halmen. I 1976 begyndte Danmarks Jordbrugsforskningimidlertid at teste halmfyrene og hjælpe fabrikanterne medproduktudvikling, og for at sætte yderligere skub i udviklingenindførte Energistyrelsen i 1995 en tilskudsordning, hvor tilskuddetsstørrelse afhang af, hvor effektiv kedlen var. Det førte tilmarkante forbedringer af halmfyrene, idet virkningsgradernesteg fra de oprindelige 30-40% til over 80% (se figur 6).Samtidig med at fyrene blev mere effektive, faldt udslippet afkulilte markant (se figur 7). Kulilte er ikke i sig selv skadeligt foromgivelserne i små koncentrationer, men det er et udtryk for,hvor meget fyrene forurener. Er der meget kulilte i røgen, vil derogså være en række andre skadelige stoffer i røgen. Det drejersig blandt andet om sod og tjærestoffer, hvoraf sidstnævntebestår af diverse organiske syrer og de såkaldte PAHer, der kanvære kræftfremkaldende.Tilstedeværelsen af disse stoffer er udtryk for en ufuldstændigforbrænding, og den mest fornuftige måde at fjerne dem på erved at forbedre forbrændingen, så stofferne afbrændes, samtidigmed at varmen udnyttes.Det sker ved at sikre en høj temperatur i brændkammeret.Halm og andre former for biomasse udvikler nemlig gasarter,som først antændes ved en temperatur på 800-900 o C. Blivertemperaturen for lav, ryger gasserne uforbrændt op gennemFigur 7 viser indholdet af kulilte i røgen fra manuelle og automatiskfyrede halmfyr i perioden 1980–1998. Som det fremgår af figuren,er der stor forskel på udslippet fra de enkelte fyr, men tendensener ikke til at tage fejl af: Halmfyrene er blevet væsentligtmere miljøvenlige med årene, og de automatisk fyrede anlæg ergenerelt bedre end manuelt fyrede anlæg.KEDLEN SKAL VÆRE FOR LILLEMange fristes til at købe et halmfyr, der er rigeligt stort – barefor en sikkerheds skyld, men det er ikke nogen god idé. Det giverofte et dårligt miljø og en dårlig økonomi. Det rigtige valg eren kedel, der er for lille til at dække varmebehovet på den koldestedag. En halmkedel er nemlig mest effektiv ved fuld last, såjo større kedlen er, jo større er risikoen for, at den kommer til atarbejde ved dellast en stor del af året.Den optimale kedelstørrelse vil typisk være på 75% af behovetpå den koldeste dag. I de få perioder om året, hvor halmkedlenikke kan dække forbruget, må oliefyret startes op, eller man kanvælge at lade en elpatron klare opgaven.Manuelt fyrede anlæg bør altid være udstyret med en lagertank,så varmen ikke nødvendigvis skal aftages i samme tempo,som den produceres. Især i sommerhalvåret, hvor varmeforbrugeter lavt, kan en lagertank være med til at sikre en fornuftigforbrænding. Lagertanken er ofte en særskilt tank, som placeresoven på kedlen, men der kan også være tale om en færdig unitmed kedel og lagertank. Tanken bør normalt kunne rumme 60-80 liter vand for hver kg halm, som fyrrummet kan indeholde.Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 201117

Virkningsgrader for halmfyr i procent908070605040301980198219841986198819901992199419961998Automatiske halmfyrManuelle halmfyrFigur 6. Virkningsgrader for manuelle og automatisk fyrede halmkedler i perioden 1980-1998, hvor derregelmæssigt blev udført test af kedler på Forskningscenter Bygholm. Kilde: Danmarks Jordbrugsforskning.CO-emission i procent1,21,00,80,60,40,2019851987198919911993199519971999Automatiske halmfyrManuelle halmfyrFigur 7. Udslippet af kulilte for manuelle og automatisk fyrede halmkedler i perioden 1980–1998, hvor derregelmæssigt blev udført test af kedler på Forskningscenter Bygholm. Er der meget kulilte i røgen, vil der ogsåvære andre skadelige stoffer, som kan genere beboerne og de nærmeste naboer.18 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

Mange af de automatiske anlæg vil også opnå en bedre forbrænding,hvis de bliver tilsluttet en lagertank. Derved kan ethelt døgns varmebehov bliver produceret i løbet af måske seksottetimer, og man undgår mange opstarter og nedlukninger,som typisk er det, der generer naboerne.Erfaringerne med nabovarme er generelt meget positive. Forlandmanden vil det typisk være en økonomisk gevinst, forbrugerneer glade for at kunne få billig varme, og når der erbillig varme, er lugten fra det nærliggende landbrug måskeikke så slem endda.NABOVARME60% af alle danske husstande bliver i dag forsynet med fjernvarme,men markedet for traditionelle fjernvarmeværker erefterhånden ved at være mættet. Det kan være vanskeligt atfå økonomi i et fjernvarmeværk til de helt små byer, og derforer der opstået et nyt begreb kaldet “nabovarme”. I princippetkan det være en hvilken som helst husstand, der forsynernaboerne med varme, men i praksis er det ofte driftige landmænd,som vælger at investere i en større halmkedel endnødvendigt for at kunne levere varme til de omkringboende.Ligesom ved gårdanlæg bør halmkedlen dimensioneres, såden kan levere 70-80% af behovet på den koldeste dag. Dervedopnås den bedst mulige fyringsøkonomi både i vinterperiodenog om sommeren, hvor forbruget er minimalt. I denkolde vinterperiode suppleres med en oliefyret kedel, der erdimensioneret, så den kan klare hele forbruget, hvis halmkedlenfår et driftsstop.For at nabovarme skal være en succes, er der noglegrundlæggende forudsætninger, man skal være opmærksompå:• Ejendommene skal normalt ligge lige så tæt som i almindeligbymæssig bebyggelse for at undgå for storeledningstab.• Storforbrugere som skoler, plejehjem og virksomhederkan være afgørende for projektets økonomi.• Forbrugerne skal kunne opnå en besparelse ved atskifte oliefyret ud med nabovarme.• Forbrugerne skal være sikret stabile og billige varmepriseri minimum 10 år.Foto: Maskinfabrikken FaustDe nabovarmeanlæg, der er etableret i Danmark, varierer franogle få op til 70-80 husstande. Langt hovedparten er etableretaf landmænd, der selv har betydelige mængder halmtil rådighed, og som derfor er i stand til at levere billig varmetil de omkringboende.Portionsanlæg bliver ofte installeret i en særskilt bygning for atundgå, at en eventuel brand breder sig til gårdens bygninger.Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 201119

Halm til fjernvarmeΔHalmfyrede fjernvarmeværker kan være et billigt og miljøvenligt alternativ til andre opvarmningsformer– især hvis anlægget er placeret i et område med stort halmoverskud. For årtilbage var der en tendens til, at fjernvarmeværkerne foretrak flis som brændsel, men i dag er derikke den store forskel på økonomien i halm- og flisfyrede varmeværker.Foto: Torben Skøtt/BioPressHalmfyrede fjernvarmeværker har været opført i Danmarksiden 1980, og i dag er der cirka 55 værker i drift. Flere af værkerneer opført i et tæt samarbejde med lokale landmænd, ogenkelte steder har det været landmændene, der har stået forsåvel etablering som drift af anlægget. Værkernes effekt variererfra cirka 500 kW op til 12 MW, og den tekniske udformningspænder vidt, selvom der naturligvis er systemer, sombliver brugt på stort set alle anlæg.Når et varmeværk skal investere i et nyt anlæg til biobrændsler,står de over for et grundlæggende valg: Skal det være etanlæg til tørt brændsel som halm eller til vådt brændsel somskovflis? Teknisk set kan det nemlig ikke lade sig gøre at brugeden samme kedel til både våde og tørre brændsler, men derudoverer der ret vide rammer for, hvilke brændsler kedlen kanhåndtere. Det drejer sig primært om at have de rigtige systemertil håndtering og indfødning af brændslet.På et tidspunkt var der 61 halmfyrede varmeværker i Danmark,men omkring år 2000 valgte flere værker at skifte halmanlæggeneud med nye anlæg til flis. Det hang sammenmed, at flisprisen faldt på grund af en betydelig import aftræ fra Baltikum, og flere anlæg havde dårlige erfaringer medde kontrakter, der i sin tid var blevet indgået med halmleverandørerne.Mange af de første halmværker havde nemligvalgt at indgå langvarige, indeksregulerede kontrakter medlandmændene, og det havde været en dyr fornøjelse forflere af værkerne. I dag bliver halmen primært handlet pådet frie marked via licitationer, og det har gjort halmen merekonkurrencedygtig med det resultat, at der igen er begyndtat komme gang i udbygningen af halmfyrede varmeværker.Spørgsmålet, om et halm- eller flisanlæg er mest fordelagtigt,handler især om lokale forhold. Halm handles primært ilokalområdet, hvorimod flis er blevet en international handelsvare.Bliver værket placeret i et område med stort halmoverskud,kan det give lave varmepriser og en kærkommenindtægt til de lokale landmænd. Halm er generelt et billigerebrændsel end flis (se figur 8), men til gengæld er værket lidtdyrere, ligesom driftsudgifterne er større end ved et flisfyretanlæg.På samme måde som ved gårdanlæg er det god latin at dimensionereanlægget, så halmkedlen kun kan dække cirka70% af den maksimale belastning (se figur 9). Med den størrelsevil kedlen skulle præstere cirka 25% af den maksimaleeffekt i sommerhalvåret, og det giver mulighed for at opretholdeen fornuftig virkningsgrad. Bliver halmkedlen for stor,20 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

19971998199920002001200220032004200520062007200820092010kommer anlægget til at køre på dellast i en stor del af året, ogdet betyder lavere virkningsgrad og større miljøbelastning.En varmeakkumuleringstank kan være med til at udjævnebelastningen hen over året, og i de få perioder om vinteren,hvor halmfyret ikke kan dække behovet, må varmeforsyningensuppleres med et oliefyr.HALMHÅNDTERING PÅ VÆRKETAlle halmfyrede fjernvarmeværker anvender i dag enten storballereller mediballer, der er cirka 30 cm lavere end storballer.Det er normalt landmanden eller en maskinstation, der sørgerfor leverancerne af halm til varmeværket, men enkelte stederer det varmeværket, der har ansvaret for transport og opmagasineringaf de mange tons halm. Transporten foregår medtraktortræk, hvis leverandøren bor tæt på varmeværket ogmed lastbil ved de lidt større afstande.Aflæsning på værket sker typisk med teleskoplæsser ellermed truck, der normalt kan tage to baller ad gangen. Flerenyere trucks er endvidere udstyret med specielle ”fangarme”,der kan få fat på de baller, som står længst væk på ladet. Påden måde kan et helt lastbiltræk tømmes fra kun den ene sideaf vognen.Halmen afregnes efter vægt og vandindhold. Vejning afhalmlæsset foregår enten på en brovægt eller en såkaldtplatformsvægt. Brovægten er langt den hurtigste at arbejdemed, da der kun skal foretages to vejninger, mens platformsvægtenkræver, at trucken kører op på vægten medhvert læs. En brovægt er til gengæld to-tre gange dyrere enden platformsvægt, så det er en afvejning mellem tidsforbrugog investering, der skal afgøre, hvilken løsning der er mestvelegnet til det enkelte værk.Inden aflæsning bliver vandindholdet bestemt med et måleinstrument,der er forsynet med et spyd, som stikkes ind i de enkeltehalmballer. Et vandindhold på 14-15% er optimalt. Vedet vandindhold på 18-20% vælger nogle værker at reducereprisen, og kommer vandindholdet op på omkring 25%, vælgerde fleste værker at kassere halmen. Grønne og våde klumper ihalmen vil normalt også føre til, at halmen bliver afvist.Et halmlager er pladskrævende, så de fleste værker har kun lagertil omkring en uges forbrug ved fuldlast. Der bliver typiskstablet fire baller i højden i afmærkede felter, så kranen automatiskkan placere ballerne på et transportbånd – en såkaldthalmbane, hvorfra ballerne køres hen til opriveren eller direkteind i fyret. Enkelte af de helt små værker har ikke nogen kran,så her skal ballerne placeres manuelt på halmbanen.KEDLENS UDFORMNINGEn halmkedel er naturligvis designet til halm, men langtde fleste anlæg vil også kunne håndtere andre former forbiomasse, blot der er tale om tørt brændsel. Flere anlæg harsåledes gode erfaringer med at supplere med kornafrens,kirsebærskaller, tørt og rent træaffald etc.Halmkedler kan have forskellige udformninger, men stort setalle anlæg er udstyret med en vibrationsrist i bunden, hvorforbrændingen foregår. Risten er inddelt i flere forbrændingszoner,og den kan bevæges frem og tilbage, så denbrændende halm transporteres hen mod askeudtaget. Forbrændingenkan styres i hver zone ved tildeling af større ellermindre mængder primærluft.Hovedparten af halmens energiindhold består af flygtige gasser,der afbrændes i fyrrummet over risten. Udformning affyrrummet og styring af lufttilførslen er afgørende for at sikreBrændselspriser i kroner/MWh800 Gasolie700600500400300200FuelolieNaturgasNaturgas (markedspris)TræpillerFlisHalm1000Figur 8. Udviklingen i brændselspriser til fjernvarmeværker i perioden 1997 til andet halvår af 2010. Kilde Dansk Fjernvarme.Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 201121

Foto: Torben Skøtt/BioPressFoto: Torben Skøtt/BioPressVandindholdet i halmen bliver kontrolleret inden aflæsning. Ervandindholdet på over 25% bliver det normalt afvist.Halmballerne placeres på lageret med en gaffeltruck. Ballerneskal stilles inden for de gule afmærkninger, så kranen automatiskkan hente ballerne på lageret.en korrekt forbrænding af de forskellige gasarter, hvoraf flereførst antændes ved en temperatur på 800-900 ºC. Bliver gasserneikke brændt af, ryger de op gennem skorstenen, hvilketbetyder dårlig virkningsgrad og forurening af omgivelserne.Efter fyrrummet ledes røggasserne gennem konvektionsdelen,hvor varmen overføres til kedelvandet. Det sker typiskvia en række lodrette, vandfyldte rør. De fleste anlæg er endvidereudstyret med en såkaldt economizer – en slags varmeveksler,som er i stand til at trække den sidste varme ud afrøgen, inden den ledes op gennem skorstenen.HELBALLER ELLER SNITTET HALMLangt hovedparten af de halmfyrede varmeværker anvendersnittet halm, men der findes også anlæg med skiveskårethalm, ligesom der er enkelte anlæg, hvor halmballerne fyresdirekte ind i kedlen – også kaldet cigarfyring. Sidstnævntehavde især deres storhedstid op gennem 1980’erne, menanlæggene er hastigt på retur, da de har meget svært ved atleve op til nutidens miljøkrav.Systemet med skiveskåret halm består af en indfødningskasse,som vipper halmballen op på højkant. Når der er behovfor nyt brændsel, skærer en hydraulisk kniv en skive afhalmballen, der efterfølgende skubbes ind i kedlen. Det er etforholdsvist enkelt princip og kan betragtes som en mellemtingmellem cigarfyring og fyring med snittet halm.Ved snittet halm er der placeret en opriver mellem halmbanenog kedlen. Opriverne kan have forskellige udformninger,men i princippet går det ud på at bringe halmentilbage til samme tilstand, som før den blev presset. Der hari tidens løb været udført mange forsøg med at undgå halmpressereog oprivere og i stedet føre den snittede halm direktefra marken ind til varmeværket. Umiddelbart virker detsom en oplagt løsning, men de praktiske problemer med atopbevare og håndtere løst halm har været så store, at systemetnu er helt opgivet.Kedler med snittet halm har generelt høje virkningsgraderog lave emissioner. Når halmen først er snittet, er det nemmereat styre tilførsel af brændsel og luft, end hvis halmenfyres ind som hele baller. Til gengæld er både anlægs- ogdriftsomkostninger lidt højere end for helballefyr, men detopvejes normalt af en højere virkningsgrad. Anlæg medsnittet halm skal altid være udstyret med en sikkerhedsslusemellem opriveren og kedlen for at undgå, at der går ild i halmenuden for kedlen.MILJØFORHOLDMiljøbelastningen fra halmfyrede varmeværker har storbevågenhed fra myndighedernes side, ligesom lokalbefolkningennaturligvis har en klar interesse i, at anlæggetikke generer naboerne. Alle halmfyrede fjernvarmeværker iDanmark er således udstyret med posefiltre, der nedsættermængden af flyveaske, så der ikke spredes partikler ud overnærområdet.Indholdet af CO (kulilte) i røgen er et mål for, hvor effektivforbrændingen forløber. Et højt indhold af CO giver en lavvirkningsgrad, røgen lugter, og den vil formentlig indeholdePAHer, som kan være kræftfremkaldende. Det er forholdsvisenkelt at måle indholdet af kulilte, og myndighederne stillerstrenge krav til, hvor meget kulilte der må være i røgen.Kvælstofoxider (NOx) i røgen kan transporteres over langeafstande og blive omdannet til for eksempel salpetersyre,der kan medføre skader på skove, søer og bygninger. Derudoverkan kvælstofforbindelser fra luften medføre overgødskningaf næringsfattige naturområder som højmoser ogheder. Kvælstofoxider kan endvidere nedsætte lungefunktionenhos personer med astma og bronkitis, men her er detisær NO 2og ikke så meget NO, der er problemet. NO xkanfjernes fra røgen, men anlæggene er kostbare, så de bliverpraktisk taget aldrig installeret på fjernvarmeværker.22 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

Effektbehov i MW3,02,52,0Spidslast1,51,0Eftersyn0,5001.0002.0003.0004.0005.0006.0007.0008.0009.000Driftstimer (8.760 timer på et år)HalmfyringOliefyringFigur 9. Halmkedlen bør dimensioneres, så den kan dække cirka 70% af den maksimale belastning. Ved spidslastog eftersyn dækkes varmebehovet af et oliefyr. Kurven viser fordelingen af halm og olie for et 3 MW fjernvarmeværkmed en 2 MW halmkedel. Kilde: Videncenter for Halm- og Flisfyring.Det er også muligt at rense røgen for svovldioxid (SO 2), menligesom for NO xer anlæggene for dyre til, at de halmfyredefjernvarmeværker vil investere i teknologien. Ved at renserøgen for svovldioxid vil man ellers kunne undgå at betalesvovlafgift til staten, men det vil kræve investeringer i bådeafsvovlingsanlæg og måleudstyr, der skal dokumentere, atgrænseværdierne overholdes.Flere anlæg har i perioder udført forsøg med at installere anlægtil røggaskondensering for at opnå en bedre virkningsgrad,men de fleste steder er anlæggene blevet opgivetefter få års drift. I Høng nord for Slagelse har man imidlertidinstalleret et helt nyt anlæg til røggaskondensering, sombåde kan forbedre virkningsgraden med omkring 10% ogsamtidig fjerne indholdet af svovl. Hvis det bliver en succes,kan det meget vel blive standard på såvel nye som ældreanlæg – især hvis det bliver muligt at fritage anlæggenefor svovlafgift, uden at der installeres dyrt og kompliceretmåleudstyr.Foto: Torben Skøtt/BioPressFoto: Torben Skøtt/BioPressHalmlager på Terndrup Fjernvarmeværk. Transporten fralageret til fyret foregår med en automatisk styret kran. Lageretkan rumme halm til cirka en uges drift i vinterhalvåret.Aflæsning af halm på Thisted Fjernvarmeværk. Bemærk, at gaffeltruckener i stand til at at hente de halmballer, der står længstvæk på ladet. Med en almindelig gaffeltruck skal aflæsningenske fra begge sider af vognen.Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 201123

Halm til kraftvarmeΔKraftvarmeanlæg baseret på halm er en dansk specialitet. Siden 1980’erne er der brugt betydeligeforskningsmidler på at udvikle en teknologi, der gør det muligt at bruge halm påkulfyrede værker og etablere rene halmfyrede kraftvarmeanlæg.Foto: Torben Skøtt/BioPressEt kraftværk består i grove træk af en kedel, et dampkredsløb,en turbine og en elgenerator. I kedlen omsættes brændslettil varme, og energien herfra overføres til et dampkredsløbog videre til turbinen, der er koblet til en elgenerator. Nårdampen har passeret turbinen, bliver den kondenseret tilvand ved hjælp af kølevand fra havet, inden den igen returnerestil kedlen.På et traditionelt kraftværk er det kun 40-45% af brændslet,der omsættes til elektricitet. Resten af energien forsvinder opgennem skorstenen og med kølevandet ud i havet.Et kraftvarmeværk producerer elektricitet på samme mådesom et kraftværk, men i stedet for at køle dampen fra turbinenmed havvand bruges returvand fra et fjernvarmenet, somdermed bliver opvarmet. Ved både at producere el og varmebliver 85-90% af brændslet udnyttet til energiformål, og dader ikke kræves havvand, kan anlæggene placeres i alle byer,hvor der er et tilstrækkeligt stort varmebehov.I Danmark har kombineret el- og varmeproduktion høj prioritet,også når det gælder kraftværker, der er placeret tæt ved havet.Tidligere var der primært tale om meget store anlæg, placerettæt på store byer som København, Århus og Odense, men i 1996indgik Folketinget en energipolitisk aftale, der blandt andet indebar,at der skulle bygges nye decentrale kraftvarmeværkertil biomasse, affald og naturgas. Det førte blandt andet til opførelsenaf verdens første halmfyrede kraftvarmeanlæg i Haslevi 1989. Siden da er der opført yderligere 10 halmfyrede værker,og i Studstrup ved Århus er et kulfyret kraftværk ombygget, sådet kan fyre med en blanding af kul og halm.Udviklingen tog for alvor fart efter 1993, hvor Folketingetvedtog den såkaldte Biomasseplan, der pålagde de centrale24 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

kraftværker at aftage 1,4 millioner tons biomasse om året, herafmindst 1 million tons halm. Erfaringerne fra udlandet var pådet tidspunkt meget begrænsede og omfattede udelukkendeanvendelse af træ som brændsel. Halm til energiproduktionvar stort set et ukendt begreb inden for kraftvarmesektoren,så det var nødvendigt at igangsætte et ambitiøst udviklingsogdemonstrationsprogram. Programmet har medført, at enrække af de børnesygdomme, som prægede de første anlægop gennem 1990’erne, er historie, og i dag er Danmark et af deførende lande, når det gælder effektiv anvendelse af halm tilelproduktion.Forsknings- og udviklingsindsatsen inden for kraftvarmeanlægtil halm har især været koncentreret om ristefyring, støvfyring,cirkulerende fluid bed anlæg og tilsatsfyring, hvor halm og kulafbrændes i den samme kedel.HALMHÅNDTERING PÅ VÆRKETKraftvarmeværkerne håndterer langt større mængder halmend fjernvarmeværkerne. Et anlæg som Fynsværket aftagereksempelvis 150–170.000 tons halm om året, svarende tilover 300.000 bigballer.Til at håndtere de store mængder halm er langt de flesteværker udstyret med automatiske kraner, der kan løfte 12baller ad gangen. Der skal således kun to løft til at tømme enlastbil med anhænger, og da kranen samtidig registrerer bådevægt og vandindhold, opstår der sjældent kø ved indgangentil halmlageret. Registrering af vandindholdet foregår vedhjælp af mikrobølger, og en vejecelle på kranen registrerervægten af hvert løft.Fra halmlageret føres ballerne med kran hen på transportbånd,der sørger for den videre transport hen til opriverne.Antallet af transportbånd kan variere fra værk til værk, mende fleste værker har fire parallelle bånd for at kunne håndterede store mængder halm.Foto: Torben Skøtt/BioPressEt kik ind i Amagerværkets lagerhal til halmpiller. Halmpillernebliver knust, inden de blæses ind i kedlen som støv efter sammeprincip som ved kulfyring.den ene ende til den anden. En del af halmstråene brænderi rummet over risten, mens andre falder ned på risten, hvorde udbrænder.STØVFYRINGStøvfyrede kraftværksblokke kan ombygges til at fyre medhalmpiller i stedet for kul. Det kræver andre lagerfaciliteter, ogmøllerne skal være i stand til at knuse halmpiller i stedet forkul, men indblæsning af brændslet i kedlen foregår i princippetpå samme måde, uanset om der er tale om kulstøv ellerhalmstøv. Forbrændingen af halm kan give de samme problemermed tilstopning og korrosion af kedlens overhederrør, sådet kan være nødvendigt at sænke damptemperaturen for atforlænge kedlens levetid.RISTEFYRINGRistefyring er den mest udbredte teknologi til udnyttelseaf halm på de danske kraftvarmeanlæg (se figur 10). Somnavnet antyder, foregår forbrændingen på en rist i bundenaf fyrrummet. I de fleste tilfælde er der tale om en skrå,vandkølet rist, der vibrerer med jævne mellemrum, hvorvedhalmen bevæges hen mod askeudtaget. En mindre del afasken (flyveasken) føres igennem kedelanlægget og bliveropsamlet i et posefilter, inden røgen ledes op gennem skorstenen.På hovedparten af de ristefyrede anlæg føres halmballernefra lageret igennem en opriver, hvorefter halmstråene føresind på risten ved hjælp af transportsnegle. På enkelte af deældre anlæg fødes ballerne dog direkte ind i kedlen efterdet såkaldte “cigarbrænderprincip”. Her foregår der ikkenogen neddeling af halmen, idet ballerne blot brænder fraCIRKULERENDE FLUID BEDI en såkaldt cirkulerende fluid bed (CFB) kedel er det muligt atafbrænde halm sammen med kul. Her foregår forbrændingeni et leje af flydende sandpartikler, og det giver mulighed for atanvende en lavere forbrændingstemperatur end ved tilsatsfyringog ristefyring. Derved reduceres dannelsen af NO x, ogdet er muligt af fjerne svovl fra røggassen ved at tilføre kalktil kedlen.Fluid bed kedler er fleksible med hensyn til brændselsvalg,men er følsomme overfor aske med lavt smeltepunkt som foreksempel halmaske. Årsagen er, at smeltet aske får sandpartiklernetil at klæbe sammen, så partiklerne ikke længere kanholdes svævende. Derfor kan halmandelen maksimalt udgøre50%.Ligesom på de ristefyrede forbrændingsanlæg har der væretHalm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 201125

DampturbineElgeneratorIllustration fra rapporten “Bioenergi til el og varme”. DONG Energy og Vattenfall 2007.SnittethalmHalmkedelFødevandsbeholderVibrationsristBundaskePosefilterFigur 10. Principskitse af ristefyret kraftværksblok på Fynsværket.mange udfordringer med hensyn til belægningsdannelseog korrosion. Derudover har der også været problemer medmekanisk slid på kedelrørene, men diverse udskiftninger ogombygninger har løst de største problemer.Ved fluid bed forbrænding af kul og halm fremkommer etrestprodukt, der ikke kan genanvendes, og det er en megetvæsentlig årsag til, at teknologien kun bliver brugt på et enkeltanlæg i Danmark.TILSATSFYRINGVed tilsatsfyring forbrændes halm sammen med kul i enstøvfyret kraftværkskedel. Ved denne løsning skal der ikkeetableres et nyt kedel- og turbineanlæg, og anlægsomkostningerneer derfor meget begrænsede i forhold til et ristefyretanlæg. Samtidig er udslippet af skadelige stoffer tilatmosfæren begrænsede, da de kulfyrede kraftværker i forvejener udstyret med effektive anlæg til rensning af røgen.Tilsatsfyring blev udviklet i begyndelsen af 1990’erne ogblev første gang demonstreret i fuld skala på Studstrupværketuden for Århus. Her blev det dokumenteret, at tilsatsfyringgiver en meget effektiv forbrænding, og indholdet afkulstofrester i asken er generelt lavere end ved forbrændingaf kul alene. I de første år var der problemer med at afsætteflyveasken, men det problem er nu løst, og i dag erdet muligt at bruge asken til fremstilling af både cement ogbeton. Af hensyn til nyttiggørelse af asken begrænses andelenaf halm til 20% af den indfyrede mængde brændsel,svarende til 13% af den indfyrede energi.Under udvikling af teknologien med tilsatsfyring var der storopmærksomhed på risikoen for forøget korrosion i kedlen,som det er kendt fra de ristefyrede anlæg. Det har dog vistsig, at kulasken har en meget gunstig indvirkning på de korrosivebestanddele i halmen. Såfremt halmandelen ikke erfor høj, dannes der ikke kloridholdige belægninger i kedlen,og korrosionsrisikoen er derfor begrænset.Foto: Torben Skøtt/BioPressFoto: Torben Skøtt/BioPressHalmlager på Enstedværket ved Aabenraa. Bemærk kranen,der er i stand til at løfte 12 baller ad gangen.Halmballerne føres frem til opriverne via transportbånd – ogsåkaldet halmbaner.26 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

Foto: Torben Skøtt/BioPressStudstrupværket ved Århus, hvor man fyrer med en blanding af halm og kul. Erfaringerne har vist, at kulasken har en meget gunstigindvirkning på de korrosive bestanddele i halmen. Såfremt halmandelen ikke er for høj, dannes der ikke kloridholdige belægninger ikedlen, og korrosionsrisikoen er derfor begrænset.Kombinationen af halm og kul har også en gavnlig effektpå de katalysatorer, der skal reducere mængden af NO xirøggassen. På ristefyrede anlæg bliver katalysatorerne ofteødelagt af kaliumforbindelser, men ved tilsatsfyring indbindeskalium i kulasken og bliver dermed mindre skadelig.UDFORDRINGEREn af de største udfordringer ved halmfyrede kraftvarmeværkerhar været design af de såkaldte overhederrøri kedlen. For at sikre en høj elvirkningsgrad er det nødvendigt,at dampen har tilstrækkelig høj temperatur og tryk,men da halmaske har et lavt smeltepunkt, er der stor risikofor, at der opstår tæringer og belægninger på rørene.På de første anlæg var det ofte nødvendigt at stoppe kedlenmed jævne mellemrum for at rense rørene, men på nyerehalmanlæg er afstanden mellem overhederrørene så stor,at der er plads til opbygning af en tyk belægning af halmaske.I kombination med sodblæsere er det på den mådelykkedes at forbedre driftstiden for halmfyrede kraftværker.Belægninger ved halmfyring kan være meget aggressive,og problemet stiger med temperaturen, så der er grænserfor, hvor højt man kan nå op, hvis man vil sikre en fornuftiglevetid for anlæggene. På de første anlæg var damptemperaturenpå omkring 450 °C, men i dag er man nået op på540 °C. Det har givet en mærkbar forøgelse af elvirkningsgraden,men man er dog ikke helt på højde med de nyestekulfyrede værker, der har damptemperaturer på 580-600°C.Der er forsket meget i belægningsdannelse og korrosionved ristefyring af halm. Det er blandt andet kortlagt,hvordan kaliumklorid fra halm fordamper under forbrændingenog afsættes på overhederrørene. Tilsvarendeer korrosionsmekanismerne blevet nøje undersøgt. Overhederrørindeholder jern, krom og nikkel, og det har vistsig, at kloriderne ved høje temperaturer selektivt fjernerkrom fra stålet og dermed svækker den mekaniske styrke afrørene. Et indhold af krom på 12-18% har vist sig at give denbedste beskyttelse af rørene. Endelig har der været udførtforsøg med at tilføre forskellige additiver til forbrændingenfor at reducere korrosionsangrebene. Den teknologi harvist sig at fungere fint ved fyring med træ, men ved halmfyringer askemængderne så store, at forbruget af additiverbliver for højt til, at det er økonomisk rentabelt.Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 201127

Emissioner og restprodukterΔEn stor del af halmasken indeholder gødningsstoffer, der kan føres tilbage til landbrugsjorden,men der er også tungmetaller, som skal behandles med stor forsigtighed.Ved alle former for energiproduktion gælder det om at udnytterestprodukterne bedst muligt for på den måde at reduceremiljøbelastningen. Ved traditionel kulfyring anvendes askentil produktion af cement og beton, mens gips fra afsvovlingenanvendes til produktion af gipsplader. Ved forbrændingaf biomasse afhænger mulighederne for at nyttiggøre askenaf den anvendte fyringsteknologi.Ved ristefyring af halm udtages asken som henholdsvisbundaske fra risten og som flyveaske fra røggassen. Beggetyper aske indeholder gødningsstoffer, primært kalium, somafgrøderne har optaget fra jorden. Tilbageføring af asken tilland- og skovbruget kan sikre, at en del af gødningsstoffernebliver i kredsløbet, og at der kan spares på importen af kunstgødning.Udspredning af halmaske reguleres efter ”Bekendtgørelseom anvendelse af aske fra forgasning og forbrænding af biomasseog biomasseaffald til jordbrugsformål” – i daglig talekaldet “bioaskebekendtgørelsen”. Her er der fastsat regler for,hvor store mængder aske der må udspredes pr. hektar, oghvilke krav asken skal opfylde. I dag udspredes bundasken frade halmfyrede værker på landbrugsjorden, og dermed bliverhovedparten af asken nyttiggjort.Flyveasken udgør cirka 20% af den samlede mængde halmaske,men den indeholder store mængder værdifuld gødningi form af kaliumklorid og kaliumsulfat. Kaliumsaltenefrigøres under forbrændingen til røggassen og opkoncentreresderfor i flyveasken. Det samme er dog også tilfældet fortungmetallet cadmium, hvilket medfører, at flyveasken ikkekan opfylde kravene i bioaskebekendtgørelsen. Hos Kommunekemii Nyborg har man imidlertid udviklet en proces,der gør det muligt at udvinde flydende kaliumgødning fraflyveasken stort set uden indhold af tungmetaller. Gødningsproduktetkan leveres enten til en gødningsproducent ellerdirekte til landmanden.Ved tilsatsfyring af halm udgør halmasken kun en mindre delaf askemængden – hovedparten er fortsat kulaske. Indsatsenhar derfor været koncentreret om at sikre, at den traditionellenyttiggørelse af asken til beton- og cementproduktion kanbibeholdes, selvom der tilføres store mængder kalium medhalmen. I et samarbejde med aftagerne af flyveaske i industriener det lykkedes at demonstrere, at flyveaske fra tilsatsfyringkan anvendes på lige fod med den kendte kulaske underforudsætning af, at halmandelen ikke er for høj, og/ellerder anvendes kul med et lavt indhold af alkali.28 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

Foto: Torben Skøtt/BioPress

Halm til bioethanolΔProduktion af bioethanol ud fra halm kan blive et spændende alternativ til anvendelse afhalm i kedelanlæg. Teknologien er dog endnu ikke kommercielt tilgængelig, men Danmarkhar et af de største pilotanlæg i verden, og der vil formentligt ikke gå mange år, før de førstefuldskalaanlæg er i drift.Anvendelse af halm som brændsel i kedler er i dag den mestgennemtestede teknologi, når det drejer sig om at brugehalm til energiformål. Det er samtidig en af de mest effektivemetoder til at opnå en høj virkningsgrad – især hvis der er taleom kedler i forbindelse med kraftvarmeanlæg.Der findes dog andre teknologier, som på sigt kan vise sig atblive lige så interessante som simpel afbrænding. Bioethanolfremstillet ud fra halm kan erstatte benzin og på den mådevære med til at reducere transportsektorens udledning afdrivhusgasser. Transporten står globalt set for 25% af CO 2-udledningerne, andelen er stigende, og det har vist sig overordentligvanskeligt at knække den kurve. Her kan bioethanolvære en løsning, især på kort sigt, da det er muligt at blandeop til 10% bioethanol i benzinen, uden at det kræver ændringeraf motorerne.Fremstilling af bioethanol på basis af korn, majs eller sukkerrører kendt teknologi. En lang række af disse 1. generationsanlæger etableret i blandt andet USA og Brasilien, hvor deleverer store mængder bioethanol til erstatning for benzin.Anvendelse af landbrugsprodukter til produktion af bioethanolhar imidlertid været udsat for en betydelig kritik gennemde senere år. Mange frygter, at en massiv anvendelse afbioethanol vil medføre drastiske prisstigninger på fødevarerog forværre sultproblemerne i de fattige lande. Det har ført tilen betydelig udviklingsindsats inden for de såkaldte 2. generationsteknologier,hvor produktionen af bioethanol sker påbasis af restprodukter fra landbruget og skovbruget.2. GENERATIONS BIOBRÆNDSTOFFERHalm og andre restprodukter kan nemlig godt bruges sområvarer, da de indeholder sukkerstoffer i form af cellulose oghemicellulose. Det er blot mere besværligt, fordi sukkerstofferneer svært tilgængelige. Det kræver en kompliceret forbehandling,hvor halmen varmes op under tryk, ligesom der skaltilsættes enzymer for at nedbryde biomassen.Processen kan sammenlignes med det, der sker, når vi selv indtagerføde. Spiser vi for eksempel en kartoffel, er vi ved hjælpaf vores spyt i stand til at nedbryde kartoflen til sukkermolekyler,som kroppen efterfølgende kan omdanne til energi.Forsøger vi derimod at spise et halmstrå, kan vi ikke få fat påenergiindholdet, på samme måde som man heller ikke kan fåfat på sukkerindholdet ved hjælp af gær og de enzymer, deranvendes på 1. generations ethanolanlæg.Foto: Torben Skøtt/BioPressForsøg med fremstilling af bioethanol på Skærbækværket vedFredericia. Resultaterne herfra er blevet brugt til at etablere etstort pilotanlæg ved Kalundborg.Tidligere har der ikke været pålidelige teknologier til forbehandlingaf biomassen, og enzymomkostningerne har væretalt for høje. På begge områder er der imidlertid sket en betydeligudvikling, og danske virksomheder er nu tæt på atkunne levere kommercielle anlæg til produktion af 2. generationsbioethanol. Det skyldes ikke mindst DONG Energys datterselskabInbicon, der har et stort pilotanlæg i drift, samt Novozymesog Genencor, der på verdensplan er førende indenfor udvikling og fremstilling af enzymer, som kan omdannecellulose og hemicellulose til sukker.Generelt kræver produktion af bioethanol en del energi, ogderfor vil det ofte være en fordel at integrere processen medandre energianlæg eller industrivirksomheder. Det kan foreksempel være et kraftværk, der i perioder har et stort energioverskud.30 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

Produktion af bioethanol medfører en række biprodukter, derkan anvendes til blandt andet foder og brændsel. Hvis anlæggeter opført i tilknytning til et kraftværk kan biprodukterneanvendes som brændsel på kraftværket i stedet for kul. Andrerestprodukter kan omdannes til biogas, brint, metanol kemikaliereller plastic.INBICONS ANLÆG I KALUNDBORGI november 2009 kunne DONG Energys datterselskab Inbiconindvie et anlæg ved Kalundborg, der på årsbasis kanomdanne 30.000 tons halm til bioethanol, foder og brændselspiller.Ifølge Inbicon er der tale om et af verdens størsteanlæg til produktion af 2. generations biobrændstoffer, mender er dog ikke tale om et produktionsanlæg i traditionel forstand.Skal der være økonomi i den type anlæg, skal man oppå en kapacitet på omkring 500.000 tons halm om året, sådet primære formål er at kunne videreudvikle teknologien ogsælge licenser til andre projekter rundt om i verden.En af de helt store udfordringer har været udviklingen af enteknologi, der gør det muligt at foretage en kontinuerlig indfødningaf halmen i en reaktor, hvor der er et tryk på 15 barog en temperatur på omkring 185 grader. Her bliver halmenforbehandlet, hvorefter den nedbrydes til sukkerstoffer vedhjælp af enzymer. Resten af processen minder om et traditionelt1. generationsanlæg, hvor det centrale i processen ergærceller, der omdanner sukker til bioethanol (se figur 11).DONG Energy har forsket i bioethanol siden 1990’erne. I 2003opførte selskabet det første pilotanlæg, og siden da er teknologienblevet udviklet, så man i dag mestrer hele produktionsforløbetfra råmateriale til den færdige bioethanol. Udviklingsindsatsenhar dog især haft fokus på forbehandling afbiomassen, hvor selskabet i dag er blandt de førende i verden.Arbejdet er foregået i samarbejde med iværksætterenBørge Holm Christensen og danske vidensinstitutioner somRisø DTU samt Københavns Universitet.BIOGASOLDet danske udviklingsselskab BIOGASOL har udviklet et andetdansk koncept til produktion af bioethanol, hvor biprodukterneforuden fast biobrændsel også omfatter gasformigebrændsler i form af metan og brint. Princippet i processen ervist i figur 12.Først gennemføres en termisk forbehandling af halmen undertilførsel af ilt, hvorefter biomassen nedbrydes ved hjælpaf enzymer. Den efterfølgende fermentering udføres i to trin,hvor det første trin omsætter cellulose, og det andet trin omsætterhemicellulose til bioethanol. I processens afsluttendetrin føres procesvand og rester af biomasse til en reaktor, hvorder produceres metan og brint.Et pilotanlæg med betegnelsen Maxi-Fuel blev indviet i september2006 på Danmarks Tekniske Universitet, og der erplaner om at etablere et større pilotanlæg til 200 millionerkroner på Bornholm i 2011.HalmHelsædVådoxideringForbehandlingVandC5 melasseFibreEnzymerIllustration: InbiconEthanolDestillationSeparationBiobrændselDampKraftvarmeværkFermenteringSFFEnzymerForflydningEl og varmeFlydende fibreGærIllustration: Danmarks Tekniske UniversitetBiogasreaktorFermenteringFermenteringFigur 11. Principskitse af Inbicons ethanolproduktion.Et af de centrale elementer er forbehandling af halmen, derforegår ved et tryk på 15 bar og en temperatur på omkring185 grader. Anlægget er opført i tilknytning til et kraftværk,så overskudsvarmen kan bruges til fremstilling af ethanol, ogkraftværket kan udnytte en del af biomassen fra ethanolanlæggetsom brændsel.Figur 12. Principskitse af Biogasols ethanolproduktion.Ved Biogasols forbehandling “åbnes” biomassen ved trykkogningi en svag syre- eller baseopløsning. Derved bliver sukkerkædernetilgængelige for den videre behandling medenzymer og/eller fermentering. BioGasol har endvidere udvikleten genmodificeret termofil mikroorganisme, der er i stand atomsætte C5 sukker til ethanol, hvilket øger ethanoludbyttet frahalm med 30-40%.Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 201131

Fra halm til gasΔI Kalundborg har DONG Energy opført et stort forgasningsanlæg, hvor halmen først omdannestil gas, inden den brændes af på et eksisterende kraftværk. Hvis det bliver en succes,kan det ende med at blive fremtidens teknologi til udnyttelse af de mere problematiskebiobrændsler som halm og gyllefibre. En anden mulighed er at bruge halm i biogasanlæg, menerfaringerne på det område er forholdsvis begrænsede.I en cirkulerende fluid bed forgasser (CFB) omsættes biomassentil gas, hvorefter gassen kan afbrændes i en kraftværkskedel.På den måde kan asken holdes ude af fyrrummet,og det giver mulighed for at udnytte en lang række forskelligebiobrændsler, uden at der opstår kraftige og korrosivebelægninger i kedlen. Systemet kan for eksempel benyttestil samfyring af halm og affald i eksisterende kulkedler, da deforskellige typer aske holdes adskilt og dermed kan genbrugeshver for sig.Traditionelle CFB forgassere forudsætter dog typisk temperaturerpå 850-900 °C, og derved er der stor risiko for, at askensmelter, når der anvendes biomasse fra landbruget, ligesomKoksreaktorPyrolysegasKoksrestPrimærcyklonGasSekundærcyklonhøje koncentrationer af fordampede askekomponenter kangive problemer, når gassen afkøles og renses. I Danmark harDanish Fluid Bed Technology derfor udviklet en særlig udgaveaf anlægget med det ikke særlig mundrette navn LavTemperatur Cirkulerende Fluid Bed (LT- CFB). Her omsættesbiomasse til gas ved en temperatur, der ligger lige underaskens smeltepunkt, og det gør anlægget velegnet til blandtandet afgasning af halm.Ligesom i en traditionel CFB-forgasser føres biomassen indi et reaktionskammer, hvor det hurtigt varmes op ved hjælpaf sand- og askepartikler, der cirkulerer rundt i anlægget (sefigur 13). I LT-CFB forgasseren er det primære reaktionskammermindre, og temperaturen er sænket, da hensigten er atopnå en hurtig pyrolyse og ikke den mere tidskrævende forgasningaf koks.Da der ikke er ilt til stede, bryder biomassen ikke i brand, menomdannes til cirka 80% pyrolysegas og 20% koks. Kokspartiklernebliver forgasset ved tilførsel af luft og eventuel vanddampi en særskilt koksreaktor.Konceptet blev første gang testet i et lille forsøgsanlæg påDanmarks Tekniske Universitet i år 2000. Tre år senere blevder etableret et 500 kW anlæg, der kan forgasse op til firetons brændsel i døgnet, og for nylig har DONG Energy startetet seks MW demonstrationsanlæg op i Kalundborg, hvor gassenskal udnyttes på et nærliggende kraftværk.AskeHalm650 °C730 °CLuftI LT-CFB forgasseren tilføres halmen i bunden af pyrolysekammeret,hvor det opvarmes til cirka 650 °C. Da der ikke er ilt tilstede, bryder halmen ikke i brand, men omdannes i stedet til80% pyrolysegas og 20% koks. En strøm af cirkulerende sandpartiklerriver kokspartiklerne med sig, hvorefter de udskillesaf en primærcyklon og recirkuleres til bunden af pyrolysekammeretvia en reaktor, der omdanner koksen til gas.PyrolysereaktorFigur 13. Sådan omdannes halm til gas i en LT-CFB forgasser.Ved forgasning af koksdelen i et separat kammer er det muligtat holde procestemperaturerne lave, så asken ikke smelter. Dervedkan asken inklusive alkalisalte og fosfor skilles fra, så manfår en gas, der ikke forårsager belægninger og korrosion. Dennæringsrige aske kan efterfølgende genbruges som gødning.32 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

BILLIG OG FLEKSIBEL LØSNINGLT-CFB forgasseren er forholdsvis enkel i sin opbygning, ogderfor er anlægsomkostningerne væsentlig mindre end forandre typer forgasningsanlæg. Samtidig har anlægget vist sigat være utrolig fleksibel, hvad angår valg af brændsel. I tidensløb har der således været gennemført vellykkede forsøg med:• Træ, men kun kortvarigt, da træbrændsler også kan indfyresdirekte i kedelanlæg.• Flere slags halm, herunder halm med et betydeligt indholdaf aske-, kalium og klor.• Flere slags gyllefibre fra biogasanlæg.• Flere slags tørret gødning fra høns og svin.• Tørrede restfibre fra produktion af fortykkelsesmidler fracitrusskaller og tang.Kunsten består i at kunne styre temperaturen i forgasseren, såman aldrig kommer op på det niveau, hvor asken begynder atsmelte – det er lykkedes i alle forsøgene.Under de seneste forsøg på Danmarks Tekniske Universitethar det vist sig muligt at rense gassen i en cyklon, afkøle dentil 300 °C og derefter foretage en yderligere rensning i etposefilter. Her er det vigtigt, at aske og tunge tjærestoffer ikkekondenseres i hverken køler eller filter.Posefiltrering af den meget tjæreholdige gas åbner mulighedfor at anvende gassen i naturgasfyrede anlæg og i kedler,der udelukkende er beregnet til forgasningsgas. Uden posefiltreringvil gassen primært kunne anvendes på kulfyredekraftværker. Et kort forsøg med tjærekrakning af den filtreredegas viser dog, at forgasseren med tiden også vil kunne anvendestil processer, der kræver en tjærefattig gas.FRA GAS TIL FLYDENDE BRÆNDSTOFEn af de helt store udfordringer i et fremtidigt energisystembaseret på vedvarende energi er at få indpasset elproduktionenfra solceller og ikke mindst de mange vindmøller, derkommer til at stå for halvdelen af elproduktionen i 2050. Detkræver superfleksible kraftværker, og det er her, forgasningsanlæggenehar sin helt store styrke. De fleste forgasningsanlægkan hurtigt skrue op og ned for effekten, og gassenkan omdannes til flydende brændstof i form af methanol, derblandt andet kan bruges som brændstof i bilerne. I periodermed megen vindkraft kan man således lade forgasningsanlæggeneproducere lagerstabile brændstoffer til transportsektoren,og omvendt kan man i perioder med meget lidt solog vind bruge en større mængde biomasse til elproduktion.I dag bruges methanol især som frostvæske, opløsningsmiddelog i den kemiske industri, men det kan også bruges i forbrændingsmotorer,ligesom det kan anvendes til brændselsceller.HALM I BIOGASANLÆGMange biogasanlæg bruger i dag energiafgrøder til produktionaf gas, og flere anlæg er blevet opmærksomme på, athalm måske kan blive en fremtidig råvare til produktion afbiogas. Energiudbyttet ligger ganske vist kun på cirka 60%af det udbytte, man kan opnå ved afbrænding, men gassenhar langt flere anvendelsesmuligheder, og næringsstoffernebliver ført tilbage til landbrugsjorden sammen med det kulstof,som ikke blev omsat i anlægget.Problemet har hidtil været, at det kan være besværligt at fåblandet halmen op med gylle, men der bliver løbende udvikletnye indfødningssystemer, som letter håndteringen,ligesom der også findes forskellige forbehandlingsteknologier,der kan øge gasudbyttet med omkring 50%. En af de merekendte teknologier er trykkogning, som også bliver brugt tilproduktion af 2. generations bioethanol, men der bliver ogsåforsket i mekaniske processer, hvor halmen komprimeres såhårdt, at der nærmest sker en eksplosion. Fordelen ved detsystem er, at det er langt mindre energikrævende end trygkogning.Foto: Torben Skøtt/BioPressForgasningsanlægget i Kalundborg, hvor halmen omsættes tilgas, inden den brændes af på det nærliggende kraftværk.Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 201133

Virksomheder med kompetencer inden foranvendelse af halm til energiformålLogo Kontaktdetaljer BeskrivelseProduktionLogistikForbehandlingKonverteringEnergiudnyttelseForskning,rådgivning,brancheorg. etc.Videncentret for LandbrugAgro Food Park 158200 Århus NTlf.: 8740 5000www.vfl.dkHolder lokale landbrugscentres konsulenterajour med den nyeste faglige viden om markdriften,samt udvikler værktøjer til styring af planteproduktionen.Ny viden produceres gennemLandsforsøgene®, FarmTest og i samspil medforskningen, og formidles fortrinsvis gennemlandbrugsInfo.dk og landmand.dk.• •Fasterholt Maskinfabrik A/SEjstrupvej 227330 BrandeTlf.: 9718 8066www.fasterholt.dkHovedprodukter er:• Vandingsmaskiner til det professionellemarkbrug• Halmballesamlevogne til efterspænding påpresseren til både firkantede og rundballer• •FarmerTronic Industries A/SNyskovvej 136580 VamdrupTlf.: 7692 0200www.farmertronic.comUdvikler og producerer fugtighedsmålere tillandbrug og industri. Til professionelle brugeretilbydes en kalibreringsprocedure der sikrer at Instrumenternelever op til de strengeste krav, somer reflekteret i kraftvarmeværkers kvalitetsstyringssystemer.•Guldhammer Engineering ApsGl. Silkeborgvej 33, Ø. Velling8920 Randers NVTlf.: 8646 1462www.guldhammer.netProduktion af halmvogne til professionel transportaf alle typer storballer.•Johs. Randløvs Maskinfabrik A/SVroldvej 498660 SkanderborgTlf.: 8652 1022www.randloev-maskin.dkProduktion af halmvogne til professionel transportaf bigballer.•Parkland Maskinfabrik A/SVejlemosevej 144160 HerlufmagleTlf.: 5764 2105www.parkland.dkProduktion af ballesamlevogne, til at efterspændestorballepresser, således man får enhurtig og effektiv indsamling af storballer vedden efterfølgende fragt fra marken. Vognene kanogså udstyres med vægt for vejning af ballerne.•POMI Industri ApSwww.pomi.dk e-mail: pomi@pomi.dk CVR. nr.: 25263383POMI Industri ApSAbildvadvej 5, Thorup9610 NøragerTlf.: 9855 2000www.pomi.dkProduktion af ballesamlevogne, til at efterspændestorballepresser, således man får enhurtig og effektiv indsamling af storballer vedden efterfølgende fragt fra marken. Vognen kansamle alle typer firkant-baller.•A g r o l i n eSupertech AgrolineHestehaven 55400 BogenseTlf.: 6481 2000www.supertech.dkProducerer udstyr til måling af fugtighed ogtemperatur i hø, halm, ensilage og træflis, medmåleområde fra 8,5% til 60% vand.•C. F. Nielsen A/SSolbjergvej 199574 BælumTlf.: 9833 7400www.cfnielsen.comMekaniske og hydrauliske presseanlæg til fremstillingaf briketter. Træ- og agroprodukter somstrå forvandles til værdifulde biomassebriketter.Komplette produktionslinjer til fremstilling afbriketter af alle former for træ, agroprodukterherunder strå, miscanthus, risskaller m.fl.•34 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

Logo Kontaktdetaljer BeskrivelseProduktionLogistikForbehandlingKonverteringEnergiudnyttelseForskning,rådgivning,brancheorg. etc.Lin-Ka Maskinfabrik A/SNylandsvej 386940 Lem St.Tlf.: 9734 1655www.linka.dkPassat Energi A/SVestergade 36, Ørum8830 TjeleTlf.: 8665 2100www.passat.dkSkelhøje Maskinfabrik A/SMøllegårdsvej 528600 SilkeborgTlf.: 8695 1590www.skelhoje.dkAlcon A/SFrichsvej 118464 GaltenTlf.: 8666 2044www.alcon.nuFaustVester Fjordvej 29280 StorvordeTlf.: 9831 1055www.faust.dkKaas Staalbyg A/S - KF HalmfyrHjulmagervej 12-169490 PandrupTlf.: 9618 3232www.kaasstaalbyg.dkOverdahl Kedler ApSHjallerupvej 219320 HjallerupTlf.: 9828 1606www.overdahl.dkREKAVestvej 79600 AarsTlf.: 9862 4011www.reka.comScanboiler Varmeteknik A/SVangvedvænget 18600 SilkeborgTlf.: 8682 6355www.scanboiler.dkProducerer og udvikler biomasseanlæg tilproduktion af varme eller damp. Disse anlæger komplette anlæg indeholdende kedel,halmopriver samt halmbane.Producerer fuldautomatiske biobrændselsanlægfra 140-1000 kW til bl.a. halm.Har teknologi og knowhow til at håndterehalm i stor-skala industriløsninger til blandtandet 2. generations bioethanolanlæg, bådevedrørende kedler og logistik.Producent af halmkedler for opvarmning tillandbrug og industri.Fremstilling af manuelle fyringsanlæg tilalle typer biobrændsler, stålskorstene, akkumuleringstankesamt mindre kedler til fyringmed halmballer og anden fast brændsel medunderforbrænding og modstrøms forbrænding.Forhandler også stokeranlæg til de flestebrændselstyper.Faust arbejder især med udvikling og produktionaf flis og halm kedler, både manuelle ogautomatiske, med fokus på høj energiudnyttelseaf brændslerne og med kedelydelser på 150 kWtil 1,5 MW.Udvikler og producent af større halmfyringsanlægmed manuel indføring. Alle typer harhøj virkningsgrad og er DTI godkendte mht.overholdelse af gældende normer for CO 2. Dissedanskproducerede anlæg kan alle håndtere etstort vandindhold, hvilket sikrer en stabil fyring.Arbejder især med at producere stoker og kedler,herunder stoker til forbrænding af affaldskorn,træpiller, flis etc., evt. kombineret med fastbrændsel i form af træstykker og/eller halm.Fremstiller både manuelle kedler og fuldautomatiskefyringsanlæg til udnyttelse af defleste former for faste brændsler (biobrændsel),bl.a. automatiske anlæg fra 10-6.500 kW forhalm, træflis, spåner, savsmuld, piller, kul samtkorn og afrens.Speciale inden for salg og dimensionering af biobrændelsesanlæg,hvad enten det drejer sig omtræpiller, flis, fastbrændsel eller halm, med kedlerfra 10,5 kW til 600 kW. Scanboiler kan ligeledesvære behjælpelige med sol- og jordvarmeanlæg.• • •• • ••• •• •• •• •• •• •Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 201135

Logo Kontaktdetaljer BeskrivelseProduktionLogistikForbehandlingKonverteringEnergiudnyttelseForskning,rådgivning,brancheorg. etc.Aarhus UniversitetInstitut for BiosystemteknologiBlichers Allé 208830 TjeleTlf.: 8999 1900www.agrsci.au.dkForskning i maskinteknologier og metoder tilbjærgning, høst og håndtering af halm og energiafgrøder.Gennemfører test af halmfyringsanlæg, deromfatter bestemmelse af nyttevirkningsgrad samtmåling af røgens indhold af ilt, kulilte, støv mm.•AgroTech A/SAgro Food Park 158200 Århus NTlf.: 8743 8400www.agrotech.dkViden om:• Halmudbytter i forskellige afgrøder oghalmressourcer i et geografisk område samthalmkvalitet til forbrændingsformål.• Teknik til bjærgning og transport af halm framark til aftager.Målrettede, geografisk baserede oversigter ogstatistikker, fx til dokumentering af markedsanalyserog forundersøgelser, på basis af opdateredeoffentlige registre, fx over halmproduktionen påbasis af data om afgrødevalg på markniveau.•Con TerraNiels Pedersens Allé 28830 TjeleTlf.: 8999 2540www.conterra.dk•Dansk FjernvarmeMerkurvej 76000 KoldingTlf.: 7630 8000www.danskfjernvarme.dkInteresseorganisation for de danske fjernvarmeværker.62% (svarende til 1,6 mio.) af dedanske husstande opvarmes med varme fraDansk Fjernvarmes medlemsværker. Medlemmernetæller både små, lokale fjernvarmeværker,og de helt store firmaer som DONG (www.dongenergy.dk)og Vattenfall (www.vattenfall.dk).•DanskeHalmleverandørerDanske HalmleverandørerAxeltorv 31609 København V.Tlf.: 3339 4990www.danskhalm.dkPrivat leverandørforening, der har til formål attjene medlemmernes interesser. Der følges tætmed i de politiske rammer for anvendelsen afhalmen, holdes tæt kontakt med aftagerne afhalmen, samt følges med i udviklingen af nyeteknologier til udnyttelse af halmen.•Landbrug og FødevarerAxeltorv 31609 København V.Tlf.: 3339 4000www.lf.dkKU-life - Skov & LandskabKøbehavns UniversitetRolighedsvej 231958 Frederiksberg CTlf.: 3533 1500www.sl.life.ku.dkPlanEnergiJyllandsgade 19520 SkørpingTlf.: 9682 0400www.planenergi.dkRisø DTUNationallaboratoriet for Bæredygtig EnergiDanmarks Tekniske UniversitetFrederiksborgvej 3994000 RoskildeTlf.: 4677 4677www.risoe.dtu.dkErhvervsorganisation, hvis formål er at varetagefælles opgaver og erhvervsmæssige interesserfor landmænd og fødevarevirksomheder, inklusivealt fra produktion af biomasse til bioenergi,energibesparelser og energiafgifter.•Grundforskning vedrørende anvendelse af halmtil energi, omfattende emner som genetisk variationog udvælgelse, halmens struktur og kemiskesammensætning, enzymatiske interaktioner,bæredygtighedsproblematikker, samt bioraffinering.•Planenergi tilbyder rådgivning i alle faser afanlægsetableringen, herunder forstudier, planlægning,design, ansøgninger, udbudsmaterialesamt tilsynsopgaver.•Beskæftiger sig med forskningsprojekter ogandre aktiviteter vedrørende analyser oganalysemetoder, forbehandlings- og konverteringsteknologiersom fx enzymatisk hydrolyse ogforgæring, samt massebalancer.•Teknologisk InstitutKongsvang Alle 278000 Aarhus CTlf.: 7220 2000www.teknologisk.dkInstituttets kompetencer omfatter ressourceopgørelser,logistik og håndtering, organiseringaf leverancer, etablering af halmfyrede anlægfra gård- til kraftværksstørrelse, forbrændingsteknologiog anden konvertering samt håndteringaf restprodukter.•36 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

Foto: Flemming Nielsen/Story2Media

NoterΔ_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________38 Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 2011

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Halm til energi - status, teknologier og innovation i Danmark 201139

Som resultat af en målrettet og visionær politik om innovative teknologier til konvertering af halmtil energi, der blev sat i gang som en reaktion på oliekrisen i 1973, indtager Danmark i dag enførende, international position på markedet.I dag anvendes halm i vid udstrækning som biobrændstof i centrale og decentrale kraftvarmeværker,mens halm i de første år primært blev brugt til egen produktion af varme på gårde. Samtidigtilbyder nye teknologier, såsom pyrolyse og produktion af 2. generations biobrændstoffer, nye perspektiveri at give halm en mere fleksibel rolle i fremtidens energiforsyning, kombineret med andrevedvarende energikilder, og i at opfylde kravet om klimavenlige brændstoffer i transportsektoren.Denne pjece gør status over brugen af halm til energiformål i Danmark og giver en gennemgangaf teknologier, politikker og innovative løsninger. Den indeholder også en liste over virksomhederog organisationer med særlige kompetencer og teknologier i forsyningskæden for halm til energi,lige fra produktion, logistik og indledende behandling til konvertering og udnyttelse, under hensyntagentil forskellige discipliner såsom produktion af udstyr, rådgivning, forskning og innovation.