Biogasteknik – ett ”kinderägg” för hållbar utveckling

Behovet av att finna hållbara och förnybara energisystem, mildra växthuseffekten och optimera användning av ändliga resurser har lett till ett ökat intresse för biogasproduktion. Biogas (metan och koldioxid) bildas när biologiskt nedbrytbart material t.ex. organiskt avfall, gödsel och växtrester omsätts av mikroorganismer under syrefria (anaeroba) förhållanden. Biogas kan användas för att generera värme och el, men kan även efter uppgradering (rening från koldioxid) användas som fordonsbränsle och på så sätt ersätta bensin och diesel. I det material som blir kvar efter rötningen finns all växtnäring, vilken kan användas som gödselmedel och därmed ersätta energikrävande handelsgödsel i jordbruket. Biogasbaserade system kan således erbjuda "tre saker i en"; avfallsbehandling, generering av förnybar energi och recirkulering av växtnäring.

Det finns ett ständigt behov av att förbättra biogassystemens prestanda avseende energi- och kostnadseffektivitet för att öka konkurrenskraften. Detta gäller inte minst vid biogasproduktion i gårdsskala. Uppgradering av biogas till fordonskvalitet sker i dag vid större biogasanläggningar, men vid gasflöden motsvarande de som erhålls vid gårdsanläggningar är kostnaderna höga. I min forskning studerar och utvecklar jag tillsammans med kollegor två olika tekniska lösningar för uppgradering av biogas, som kan tillämpas i relativt enkla och kostnadseffektiva system; processintern metananrikning och karbonatisering av bottenaska från trädbränslen. I ett annat projekt undersöker vi de biologiska och tekniska förutsättningarna att blanda halmrik nötfastgödsel och fjäderfägödsel med flytgödsel i syfte att öka biogasproduktionen vid gårdsanläggningar.

Biogassystemen är av sin natur komplexa eftersom de ger olika mervärden. För att kunna utvärdera och jämföra energieffektivitet, miljöpåverkan och resursanvändning med andra system är det därför viktigt att analysera dem utifrån ett helhetsperspektiv. I vår forskning utvärderar vi med energi- och livscykelanalys olika system baserade på biomassa, vilka skulle kunna reducera behovet av fossila resurser och göra jordbruket självförsörjande på drivmedel och mineralgödselkväve. Vidare studerar vi i ett systemperspektiv olika framtida strategier för att konvertera biometan till andra energibärare med högre energitäthet, t.ex. Fisher Tropsch diesel, metanol och dimetyleter.

I min docentföreläsning kommer jag att ge exempel på resultat och slutsatser från tidigare studier samt redovisa exempel från pågående forskning. Vidare kommer jag att diskutera behovet av framtida forskning och utveckling inom biogasområdet.

/Åke Nordberg