Possibilities and bottlenecks for implementing slurry acidification techniques in Russian and Belarus

This report: summarizes expert judgements on how slurry acidification technologies (SATs) could be implemented in Belarus and North West Russia. Special focus on bottlenecks for implementing SATs with existing manure management systems was considered. In Belarus and North West Russia, a smaller proportion of manure is handled as slurry compared to EU Baltic Sea countries, but this might be due to the high poultry production in Russia since most poultry manure is solid. None the less, SATs are currently only available for slurry manure handling systems and not for solid or semi-solid manure. Regarding the current systems used in Russia and Belarus some SATs may be easier to implement than others. For instance, due to health issues, farms do not store manure under animal houses. Further studies related to the legislation are needed to reveal if this factor is a potential bottleneck for the in-house SAT. In-storage SATs, both long term and just before spreading should be possible to implement based on the current handling practices, even in Belarus where lagoons are very commons to store slurry. In-field SATs also have a good potential for implementation, but it is worth mentioning that machine contractors in agriculture are nearly non-existent in these two countries and equipment is usually owned by each farm. More information concerning economics and environmental impacts as well as safety issues related to acid handling are still needed to fully understand the implementation potential of SATs in Belarus and Russia

Surgörning av flytgödsel som åtgärd för minskade utsläpp av ammoniak och växthusgaser i Sverige

·   Om Sverige ska uppnå takdirektivets utsläppsmål för ammoniak till 2030, minska jordbrukets utsläpp av växthusgaser och samtidigt, enligt den nationella livsmedelsstrategin, öka vår självförsörjningsgrad genom ökad livsmedelsproduktion krävs snabb handling och en seriös åtgärdsplan för de kommande åren. ·   Surgörning är bevisat som en effektiv åtgärd för att minska utsläpp av ammoniak och metan från stallgödsel. Tekniken har främst använts i Danmark och mycket erfarenhet kan hämtas därifrån. ·   Surgörning skulle kunna implementeras i Sverige för att minska utsläpp av ammoniak och metan från stallgödselhanteringen och därmed minska miljöpåverkan från animalieproduktionen.  ·   I denna rapport redogörs för följande tekniker: surgörning i stall, surgörning innan lagring (tekniken ännu inte utvecklad) och surgörning innan spridning. Den sistnämnda kan ske antingen i lagringstanken strax innan spridning eller i fält vid själva spridningen men bägge varianter har liknande effekt på utsläppen. ·   För befintlig surgörningsteknik (surgörning i stall eller innan spridning) finns inga tekniska hinder för implementering, bara ekonomiska hinder. Surgörning blir en kostnad för lantbrukare eftersom värdet av det besparade kväve täcker inte kostnader. Det har funnits ett försök att etablera försäljning av surgörningsteknik hos en maskinstation i Skåne där erfarenhet om eventuella hinder till implementering av surgörningsteknik i Sverige kan hämtas. ·   Av befintlig surgörningsteknik skulle den som implementeras i stallet ge störst utsläppsminskning av både ammoniak och metan, men denna teknik kan kräva ombyggnad av befintliga stallar varvid tekniken förmodligen lämpar sig bättre vid nybyggnation.  ·   Surgörning innan lagring skulle vara lättare att implementera vid befintliga stallar i Sverige, men tekniken behöver utvecklas och valideras eftersom den inte finns kommersiellt tillgänglig i dagsläget. ·   Surgörning av flytgödsel innan/vid spridning skulle kunna implementeras på bred front i Sverige men det minskar bara utsläpp av ammoniak och inte metan. Om maskinstationer investerade i tekniken kunde även mindre gårdar utnyttja surgörning. ·   Surgörning av stallgödsel sparar kväve som annars i konventionell produktion ersätts med mineralkväve från inköpt handelsgödsel. Minskad användning av mineralkväve minskar utsläppen av växthusgaser ytterligare men denna utsläppsminskning ingår inte i beräkningarna som presenteras i denna rapport.  ·   Sparat kväve kan ha ännu större betydelse i ekologisk odling eftersom det är svårt att ersätta förlorat kväve med gödselmedel tillåtna i ekologisk produktion. Vid surgörning används dock svavelsyra som inte är tillåtet i ekologisk odling.  ·   Forskning krävs för att utvärdera tillämpning av surgörningsteknik under svenska förhållanden och för att utveckla tekniken för surgörning innan lagring som lättare kan anpassas till befintliga stallar. Det är viktig att forskningsresultaten kan användas som grund för att inkludera surgörningspåverkan i vår nationella klimat- och luftinventering.  ·   Främjandet av teknik som minskar utsläpp av ammoniak och metan från stallgödsel, som till exempel surgörning, bör vara en given del av en åtgärdsplan för Sverige att kunna uppnå takdirektivets utsläppsmål till år 2030 och vårt långsiktiga klimatmål om nettonollutsläpp av växthusgaser till år 2045 samtidigt som vi ökar vår självförsörjningsgrad av livsmedel.  ·   Politiska styrmedel är nödvändiga för att genomföra implementering av tillräckligt många åtgärder inom svenska jordbruket så att både miljömål och andra samhällsmål kan nås. Implementering av miljöteknik på bred front skulle utföra en samhällstjänst men då det ofta innebär en kostnadsökning för lantbrukarna så bör de få ersättning för merkostnader. Därför bör de politiska styrmedlen vara en blandning av ekonomiska incitament och strängare regelverk

Surgörning av flytgödsel som åtgärd för minskade utsläpp av ammoniak och växthusgaser i Sverige

·   Om Sverige ska uppnå takdirektivets utsläppsmål för ammoniak till 2030, minska jordbrukets utsläpp av växthusgaser och samtidigt, enligt den nationella livsmedelsstrategin, öka vår självförsörjningsgrad genom ökad livsmedelsproduktion krävs snabb handling och en seriös åtgärdsplan för de kommande åren. ·   Surgörning är bevisat som en effektiv åtgärd för att minska utsläpp av ammoniak och metan från stallgödsel. Tekniken har främst använts i Danmark och mycket erfarenhet kan hämtas därifrån. ·   Surgörning skulle kunna implementeras i Sverige för att minska utsläpp av ammoniak och metan från stallgödselhanteringen och därmed minska miljöpåverkan från animalieproduktionen.  ·   I denna rapport redogörs för följande tekniker: surgörning i stall, surgörning innan lagring (tekniken ännu inte utvecklad) och surgörning innan spridning. Den sistnämnda kan ske antingen i lagringstanken strax innan spridning eller i fält vid själva spridningen men bägge varianter har liknande effekt på utsläppen. ·   För befintlig surgörningsteknik (surgörning i stall eller innan spridning) finns inga tekniska hinder för implementering, bara ekonomiska hinder. Surgörning blir en kostnad för lantbrukare eftersom värdet av det besparade kväve täcker inte kostnader. Det har funnits ett försök att etablera försäljning av surgörningsteknik hos en maskinstation i Skåne där erfarenhet om eventuella hinder till implementering av surgörningsteknik i Sverige kan hämtas. ·   Av befintlig surgörningsteknik skulle den som implementeras i stallet ge störst utsläppsminskning av både ammoniak och metan, men denna teknik kan kräva ombyggnad av befintliga stallar varvid tekniken förmodligen lämpar sig bättre vid nybyggnation.  ·   Surgörning innan lagring skulle vara lättare att implementera vid befintliga stallar i Sverige, men tekniken behöver utvecklas och valideras eftersom den inte finns kommersiellt tillgänglig i dagsläget. ·   Surgörning av flytgödsel innan/vid spridning skulle kunna implementeras på bred front i Sverige men det minskar bara utsläpp av ammoniak och inte metan. Om maskinstationer investerade i tekniken kunde även mindre gårdar utnyttja surgörning. ·   Surgörning av stallgödsel sparar kväve som annars i konventionell produktion ersätts med mineralkväve från inköpt handelsgödsel. Minskad användning av mineralkväve minskar utsläppen av växthusgaser ytterligare men denna utsläppsminskning ingår inte i beräkningarna som presenteras i denna rapport.  ·   Sparat kväve kan ha ännu större betydelse i ekologisk odling eftersom det är svårt att ersätta förlorat kväve med gödselmedel tillåtna i ekologisk produktion. Vid surgörning används dock svavelsyra som inte är tillåtet i ekologisk odling.  ·   Forskning krävs för att utvärdera tillämpning av surgörningsteknik under svenska förhållanden och för att utveckla tekniken för surgörning innan lagring som lättare kan anpassas till befintliga stallar. Det är viktig att forskningsresultaten kan användas som grund för att inkludera surgörningspåverkan i vår nationella klimat- och luftinventering.  ·   Främjandet av teknik som minskar utsläpp av ammoniak och metan från stallgödsel, som till exempel surgörning, bör vara en given del av en åtgärdsplan för Sverige att kunna uppnå takdirektivets utsläppsmål till år 2030 och vårt långsiktiga klimatmål om nettonollutsläpp av växthusgaser till år 2045 samtidigt som vi ökar vår självförsörjningsgrad av livsmedel.  ·   Politiska styrmedel är nödvändiga för att genomföra implementering av tillräckligt många åtgärder inom svenska jordbruket så att både miljömål och andra samhällsmål kan nås. Implementering av miljöteknik på bred front skulle utföra en samhällstjänst men då det ofta innebär en kostnadsökning för lantbrukarna så bör de få ersättning för merkostnader. Därför bör de politiska styrmedlen vara en blandning av ekonomiska incitament och strängare regelverk

Surgörning av flytgödsel: inverkan av gödselegenskaper, användning av olikasyror, pH-buffring i gödseln : Studentarbete

Acidification of slurry is one method to reduce ammonia emissions. Mainly implemented in Denmark, SAT use sulfuric acid to decrease the pH in in-house, in storage or in field system. Organic acids could be a good alternative to sulfuric acid to develop SATs for organic farming. Successive acidifications of slurry could be a solution to keep a stable pH and avoid ammonia emissions during all the period of storage. In Experiment 1, sulfuric acid, nitric acid and four organic acids were tested in order to compare efficiency and the economic aspects for cattle and pig slurry acidification. In experiment 2, the buffer system of 9 different slurries (4 from cattle, 3 from pig, and 2 filtrated slurry of each) were studied after several acidifications with sulfuric acid to pH 5.5 in order to quantify the acid consumption and to determine by modelling which slurry characteristics influenced the most this consumption of acid. For both experiments, the storage temperature was 20°C. For acid solutions with the same normality, organic acid and nitric acid were as efficient as sulfuric acid. However, results show, considering commercial concentrated acid proprieties, sulfuric acid was still the best option with a third to half of the consumption compared to other acids and acidification cost divided by 10 to compare with the use of organic acid. Acid consumption and acidification cost were highest for nitric acid. For organic acids, the acid consumption and acidification cost depends on slurry types and the target pH value. Furthermore, sulfuric acid and acetic acid had better ability to maintain the pH value below 6.4. In experiment 2, for all slurries, the pH cannot be stabilized by successive acidifications, possibly due to the degradation of organic matter by acid hydrolysis and probably aerobic degradation of volatile fatty acids. The total acid consumption depended on slurry characteristics and varied between 5.97 to 8.06 liters per m3 for cattle slurry and 6.7 to 10.7 for pig slurry. The best model variable to explain the quantity of acid needed for the first acidification depended on the target pH. The total amount of acid needed was explained by total nitrogen, total solids, total carbon: total nitrogen ratio and volatile solids. For the total amount of acid needed for all re-acidification, total nitrogen, ammonium concentration, total carbon and volatile solids were the best sub model variables. The latter was not correlated with the acid consumption for the first titration, even though models have common variables. That supposes slurry characteristics are modified by acidification. In conclusion, the use of organic acids was more expensive than the use of sulfuric acid. The pH can’t be stabilized by successive acid additions due to the organic matter degradation and modification of slurry characteristics which influence the acid consumption.Surgörning av flytgödsel är en metod för att minska ammoniakavgång. Surgörning tillämpas främst i Danmark, där man använder svavelsyra för att sänka pH-värdet med någon av teknikerna i-stall, i-lager eller i-fält. Organiska syror skulle kunna vara ett bra alternativ till svavelsyra för att utveckla surgörning inom ekologiskt jordbruk. Flera återkommande surgörningar av flytgödsel kan vara en lösning för att hålla ett stabilt pH-värde och undvika ammoniakavgång under hela lagringsperioden. I experiment 1 jämfördes svavelsyra, salpetersyra och fyra organiska syror med avseende på deras effektivitet samt ekonomi för surgörning av nöt- och svingödsel. I experiment 2 studerades buffringsegenskaperna för nio olika flytgödseltyper (fyra från nötkreatur, tre från svin och två filtrerade gödselprover från var och en av dessa djurslag) efter flera surgörningar med svavelsyra till pH 5,5 för att kvantifiera åtgången av syra och genom modellering bestämma vilka egenskaper hos gödseln som påverkar syraåtgången mest. För båda experimenten var lagringstemperaturen 20° C. För syralösningar med samma normalitet var organiska syror och salpetersyra lika effektiva som svavelsyra. Resultaten visar dock att när man beaktar egenskaperna hos de kommersiella koncentrerade syrorna, var svavelsyra fortfarande det bästa alternativet med bara en tredjedel till hälften av behovet jämfört med andra syror.  Kostnaden för surgörning blev dessutom bara 10 % jämfört med användning av de organiska syrorna. Syraåtgång och kostnaden för surgörning var störst för salpetersyra. För organiska syror berodde syraåtgången och därmed kostnaden på gödselslag och önskat pH-värde. Utöver detta hade svavelsyra och ättiksyra hade bäst förmåga att bibehålla pH-värdet under 6,4. I experiment 2 stabiliserades inte pH efter varje återkommande surgörning, kanske på grund av nedbrytning av organiskt material genom sur hydrolys och antagligen också genom aerob nedbrytning av flyktiga fettsyror. Den totala syraåtgången berodde på gödselns egenskaper och varierade mellan 5,97 och 8,06 liter per m3 för nötgödsel och 6,7 till 10,7 för svingödsel. Den bästa modellvariabeln för att förklara den mängd syra som behövs för den första surgörningen var mål-pH. Den totala mängden syra som behövs förklarades av variablerna totalkväve, torrsubstans (TS), kol/kvävekvoten och glödförlust (VS). För den totala mängden syra som efter den första surgörningen behövs för alla påföljande surgörningar var totalkväve, ammoniumkoncentration, totalkol och glödförlust de bästa delmodellvariablerna. Det senare var inte korrelerat med syraåtgången för den första titreringen, även om modellerna har gemensamma variabler. Detta tyder på att gödselns egenskaper förändras av surgörningen. Sammanfattningsvis var användningen av organiska syror dyrare än använd­ningen av svavelsyra. pH-värdet kan inte stabiliseras genom återkommande surgörningar på grund av nedbrytningen av organiskt material och förändringar av gödselns egenskaper som påverkar syraåtgången.Baltic Slurry Acidificatio