BIOVÄX GävleborgKompentensutveckling (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
Svensk Biogasproduktion
- 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
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
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
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
Biogasanläggningar 2019
8
Källa: Rapport ER2020:25, Energimyndigheten
Biogasanläggningar 2019
9
Källa: Rapport ER2020:25, Energimyndigheten
Biogasproduktion 2019
10
Källa: Rapport ER2020:25, Energimyndigheten
Substrat för biogasproduktion 2019
11
Källa: Rapport ER2020:25, Energimyndigheten
Användning av producerad biogas
12
Källa: Rapport ER2020:25, Energimyndigheten
Användning av producerad biogas
13
Källa: Rapport ER2020:25, Energimyndigheten
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
Olika substrat ger olika gasmängd
15
Energiinnehållet: 10 kWh per kubikmeter
Källa: Rapport ER2020:25, Energimyndigheten
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
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
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
Rötkammare
19
https://www.youtube.com/watch?v=gdck4udKTEI
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 )
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
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
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.
Top Related