23
BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

BIOVÄX GävleborgKompentensutveckling (Träff 1)

Page 2: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Kompetensutveckling

•15 oktober 2020

•1. Tekniska lösningar för småskalig biogasproduk-tion

• Ïntroduktion: nulägesanalys

Eget arbete: Nulägesanalys

•28 januari 2021

•2. Substrat och biogödsel

•Introduktion: SOAR-analys

Eget arbete:

SOAR-analys

• 6 maj 2021

• 3. Teknik- och biogödsel-marknaden

• Introduktion: insamling av information för egen produktion

Eget arbete:

Marknadsanalys

•26 augusti 2021

• 4. Kompetensför-sörjning

•Introduktion: sprida kunskap om biogas i organisationen

Eget arbete:

Kunskapsutveckling

•7 oktober 2021

• 5. Samverkan i biogasprocessen

•Introduktion: ekonomi och finansiering

Eget arbete: samverkansmodell.

• 2 december 2021

• 6. Ekonomiska modeller

• Introduktion: egen affärsmodell

Eget arbete: ekonomisk analys

•10 februari 2022

• 7. Utvärdering

• Presentation av affärsmodell

Eget arbete: biogasproduktion

Page 3: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Svensk Biogasproduktion

Page 4: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

- Allmänt om biogas (substrat, användning och anläggningsutförande)---5

- Biogasstatistik ifrån Energimyndigheten---8

- Substrat för biogasproduktion---14

- Småskalig biogasprocess, rötkammare och dess dimensionering---18

- Ekonomisk kalkyl vid småskalig biogasproduktion---22

- Referenser---23

Innehållsförteckning

Page 5: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

En blandning av olika gaser bildas vid anaerob

nedbrytning av organiskt material

- Biogas bildas när organiskt material bryts ner av mikroorganismer i

frånvaro av syre

- Biogas består i huvudsak av metan och koldioxid samt små mängder

svavelväte och vattenånga

- Biogas produceras dels i biogasanläggningar, genom rötning av olika

typer av organiskt avfall, men även på deponier (soptippar)

Allmänt om biogas

Page 6: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Allmänt om biogas

Olika substrat nyttjas till biogasproduktion

• Avloppsslam

• Avfall i deponier, organiskt industriellt avfall och organiskt hushållsavfall

• Gödsel, restprodukter och energigrödor

Biogas

• Energiinnehållande metan (CH4)

Produkter ur biogasprocessen och användningsområden

• Uppgraderad biogas som drivmedel

• Värme, el och fackling, t.ex. inom industriella processer

• Förorenat biogödsel och rent biogödsel

6

Page 7: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Olika anläggningsutföranden

7

Rötning vid reningsverk

• Ägs och drivs oftast av kommuner eller kommunala bolag

• Rötar i huvudsak avloppsslam

• Biogasen används oftast som fordonsbränsle och för uppvärmning

Samrötningsanläggningar

• Ägs och drivs oftast av kommuner eller kommunala bolag

• Rötar i huvudsak matavfall tillsammans med andra tillgängliga substrat

• Biogasen uppgraderas oftast till fordonsgas

Gårdsanläggningar

• Ägs och drivs oftast av lantbrukare, främst mjölkbönder

• Rötar vanligen gödsel och eventuellt skörderester och grödor

• Biogasen används oftast lokalt som el och värme

Page 8: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Biogasanläggningar 2019

8

Källa: Rapport ER2020:25, Energimyndigheten

Page 9: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Biogasanläggningar 2019

9

Källa: Rapport ER2020:25, Energimyndigheten

Page 10: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Biogasproduktion 2019

10

Källa: Rapport ER2020:25, Energimyndigheten

Page 11: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Substrat för biogasproduktion 2019

11

Källa: Rapport ER2020:25, Energimyndigheten

Page 12: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Användning av producerad biogas

12

Källa: Rapport ER2020:25, Energimyndigheten

Page 13: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Användning av producerad biogas

13

Källa: Rapport ER2020:25, Energimyndigheten

Page 14: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Olika substrat ger olika gasmängd

14

Organiskt kol föreligger i ett antal former som bryts

ned med olika hastighet

• Socker och stärkelse

- är former som bryts ned allra snabbast

• Cellulosa och hemicellulosa

- bygger upp fibrerna i växter och består av ett antal olika sockerarter

• Protein och Fett

- bryts i regel ned

• Lignin

- en stor komplex molekyl som saktar ner nedbrytningen i reaktorn

Page 15: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Olika substrat ger olika gasmängd

15

Energiinnehållet: 10 kWh per kubikmeter

Källa: Rapport ER2020:25, Energimyndigheten

Page 16: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Kol/kväve-kvot 1

16

Mikroorganismerna som står för nedbrytningen behöver

kol (C) och kväve (N)

- C är energikälla och oxideras av mikroorganismer till CO2

- N används för att bygga upp mikroorganismernas proteiner

• Kvoten av kolets och kvävets massa ligger på 15-30

- för hög kvot medför långsam nedbrytning p.g.a kvävebrist

- för låg kvot innebär överskott på kväve som frigörs som ammoniak

• Matavfall har ett överskott på kväve

- kan leda till att en betydande mängd ammoniak släpps ut

Page 17: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Kol/kväve-kvot 2

17

För att justera upp kol-kvävekvoten kan matavfall

blandas upp ett strömaterial med högre kolhalt

kvävehalt

kolh

alt

Sågspån

Papper

Flis

Löv

Bark

Frukt

Potatis

Page 18: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Processchema

18

El, värme och fordonsgas

Fackling

Rötkammare

Efterrötkammare

Biogödsellager

Mottagning

El ungefär 1/3 av

energin i den

producerade

gasen kan

omvandlas till el;

resten blir värme

Uppvärmning

Gasen värmer

vatten genom en

gaspanna

Drivmedel

Uppgradering

krävs.

substrat substrat

Page 19: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Rötkammare

19

https://www.youtube.com/watch?v=gdck4udKTEI

Page 20: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Att dimensionera rötkammaren

20

Rötkammaren dimensioneras utefter två huvudparameterar:

1) organisk belastning och 2) hydraulisk uppehållstid

[OLR = organic loading rate, TS = torrsubstans, PFR = plug-flow reactor]

OLR (kg TS/m3 dygn): mängd organiskt material processen ska kunna bryta ned

I omrörda tankar ligger OLR på runt 3 kg TS/m3 dygn

I PFR ligger OLR på upp till 10 kg TS/m3 dygn

HRT (dygn): den tid som materialet i genomsnitt stannar i rötkammaren

3 33

3

Flöde( m dygn ) Koncentration(kg TS / m material)OLR( m )=

Rötkammarvolym(m )kg TS/ dygn

3

3

Rötkammarvolym(m )HRT(dygn)=

Flöde( m dygn )

Page 21: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Att dimensionera rötkammaren

21

Ex. 5745 ton flytgödsel/år, produktionen är relativt jämnt fördelad vilket ger ett

flöde på 15 ton/dygn.

Densiteten är 1 ton/m3 och TS = 7%

Uppehållstiden för flytgödsel är 20 dygn i en omrörd tank

3

3

3 3

3

Rötkammarvolym(m )HRT(dygn)=

Flöde( m dygn )

Rötkammarvolym(m ) HRT(dygn) Flöde( m dygn )

20 15 300m

3 33

3

3 33

3

3

3

Flöde( m dygn ) Koncentration(kg TS / m material)OLR( m )=

Rötkammarvolym(m )

Flöde( m dygn ) Koncentration(kg TS / m material)Rötkammarvolym(m )

OLR( m

n

kg TS/ dygn

kg TS/ dygn

k

)

T

1

S

5 703

mg50m

/3 dyg

Page 22: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Att tänka på vid en kalkyl

Kostnader (vid produktion)

Substrat (inköp och/eller transport)

El till driften, 2-3% av producerad energi

Värme till driften, ca. 15% av producerad energi

Arbete vid skötsel av anläggning

Uppgraderingskostnad + distribution upp till 60 öre/kWh

Investering

Reaktor: 2000-4000 kr per m3 reaktorvolym

Gaslager, pumpar, säkerhetsutrustning, m.m.

Gasdriven elgenerator

Gasuppgradering

Bidrag finns att söka hos t.ex. Länsstyrelsen och Klimatinvesteringsprogrammet

Intäkter (från produktion)

El och/eller värme, fordonsgas och ev. biogödsel av god kvalitet

Page 23: BIOVÄX Gävleborg Kompentensutveckling (Träff 1)

Referenser

• Produktion och användning av biogas och rötrester år 2019. ER 20:25, Energimyndigheten.

• Substrathandbok för biogasproduktion. Rapport SGC 200, Svenskt Gastekniskt Center.

• Gårdsbiogashandbok. Rapport SGC 206, Svenskt Gastekniskt Center.

• Gårdsbaserad biogasproduktion. Jordbruksinformation 1 – 2006, Jordbruksverket.

• Biogas på gården – en introduktion. Lantbrukarnas Riksförbund.• Biogas ger energi till ekologiskt lantbruk. Jordbruksinformation

22 – 2005, Jordbruksverket.