Forprosjektering av gårdsbiogassanlegg

Denne rapporten tar for seg forprosjektering av gårdsbiogassanlegg og er tenkt å fungere som et oppslagsverk for den som tenker å etablere eget anlegg. Etablering av et gårdsbiogassanlegg er relativt omfattende, og det er behov for å gjøre detaljert kartlegging av ressursgrunnlaget og mulighetene for bruk av produsert energi og biorest. En må spesielt vurdere infrastruktur for gjødsel frem til biogassanlegget da dette er det viktigste grunnlaget for mulig produksjon. Det er en del forskjeller mellom leverandører og løsninger de tilbyr. Etterspør derfor referanser fra ferdigstilte anlegg. Etablering av et gårdsbiogassanlegg krever i tillegg at man forholder seg til ulike lover og mange ulike offentlige instanser med mange ulike krav som må oppfylles. Kravene og steg for steg hvilke instanser og avklaringer man gjør er strukturert i rapporten

Følgeforskning - Biogassanlegget på Tingvoll gard

Følgeforskning, det vil si dokumentasjon av gassproduksjon, drift, energibruk og energiproduksjon fra biogass-anlegget på tingvoll gard er gjennomført i tidsrommet 19.juni til 29.september 2017. Resultanene reflekterer ikke stabil drift (ulik organisk belastning), men peker i samme retning som tidligere resultater og erfaringer: følgeforskningen viser at det er avgjørende for stabil biogassproduksjon å oppnå god gjødselflyt fra fjøs til biogassanlegg. Problemer med propellomrøing i fjøset førte til at råstoffet hadde lavt tørrstoff-innhold og testen tyder på av råstoffet inneholdt en høy andel lett-omsettelig organisk materiale. Målt spesifikt metanutbytte for den kontinuelrig omørte reaktor-løsningen er høyt på grunn av tilstanden på råstoffet og anses ikke for å være representativt. Utbytte i form av energiproduksjon i kilowatt-timer er relativt lavt og vil være begrenset selv med homogen gjødsel for anlegget på tingvoll gard. Anlegget er bygd med tanke på utnyttelse av fiskesåpe som tilleggsråstoff for å oppnå lønnsomhet. Intern energibruk i anlegget er relativt høy og kan til dels tilskrives relativt høy energibruk forbundet med pumpe- og varmeveksler -løsning for oppvarming samt for lange rørføringer for transport av gjødsel og substrat med tilhørende varmetap. Bioresten viser tilsvarende Næringsinnhold som tidligere tester men innhold av kobber og sink er høyere enn grenseverdien for klasse 0 i gjeldende gjødselvareforskrift

Energikartlegging i fjørfe- og griseproduksjon

Økt fokus på klimaendringer og gode støtteordninger gjør at flere vurderer fornybare energiløsninger i fjøset. Det finnes mange varmeløsninger å velge mellom. Valget er avhengig av blant annet type drift, energiforbruk, sesongvariasjon og økonomi. Fjørfe og gris behøver oppvarmede rom. Varme- og kjøleløsninger vil påvirke husdyras helse og velferd. En god varmeløsning sørger for riktig temperatur, mulighet for ventilasjon uten trekk. Dyr som går ute krever i mindre grad tilrettelagt oppvarming, men behøver for eksempel oppvarmet drikkevann i vintersesongen

Grønne verdikjeder med utgangspunkt i biogassproduksjon fra fettrike råstoff

Produksjon av biogass er et viktig tiltak både for Redusering av klimagassutslipp og resirkulering av næringsstoffer. Det kan også være en inntektskilde for bønder og skaper positive økonomiske ringvirkninger i distrikta. Dette prosjektet tok utgangpunkt i to biogassanlegg under planlegging eller utbygging og substratene som er tilgjengelig i nærområdet: meierislam, ullvaskevann, og grillfett. Det ble gjennomført labskala forsøk på disse substratene i kombinasjon med husdyrgjødsel under ulike forhold. Det ble også gjort en økonomisk vurdering av biogassanlegg på ulike størrelser som tar imot disse substratene, og av samlokalisering av et ullvaskeri i kombinasjon med et biogassanlegg og andre bedrifter på Tingvoll, et tettsted i Møre og Romsdal. Samarbeidspartnerne i prosjektet var NIBIO, NORSØK, Tingvoll Ull, Hustadvika Biokraft, Tine Elnesvågen, og Statsforvalteren i Møre og Romsdal. Resultatene fra biogassforsøket viser at ullvaskevann og meierislam gav generelt lavere gassutbytter enn grillfett, både i biometanpotensiale test og i kontinuerlige reaktorer. Noe av forklaringen på lavt metanutbytte kan være at både ullvaskevann og meierislam brukt i denne testen hadde høyt vanninnhold (tørrstoffinnhold rundt 1%), var lite energikonsentrert, og hadde relativt lave fettsyrekonsentrasjoner. En annen forklaring kan være synergistisk inhibering grunnet kombinasjonen av enkelte fettsyrer og ammoniakk. Det ble målt høyest metanutbytte fra ullvaskevann og meierislam (henholdsvis 200-250 og 150 – 200 mL metan / g VS) når mengden av disse substratene tilsatt reaktorene var 150-200 mL og på driftstemperatur 41 og 55 C. Maksimum utbytte til grillfett var 300 mL metan /g VS når det var tilsatt 300 mL til reaktoren. Økt driftstemperatur vil gi økt enzymaktivitet og nedbrytningsgrad med påfølgende økt metanutbytte i biogassreaktorer med lav belastning. Dette er sannsynligvis noe av forklaringen på økt metanutbytte med forhøyet temperatur i reaktorene. Meierislammet er lett nedbrytbart og kan gi betydelig gassproduksjon hvis det er mer konsentrert, og har næringsstoffinnhold som kan gi bedre biorestkvalitet. Ullvaskevann og meierislam kan også vurderes behandlet i andre typer reaktorer som for eksempel UASB eller biofilmreaktorer. Grillfett fra kylling gir økt gassproduksjon, men har ikke særlig innhold av næringsstoffer og kan være utfordrende for anlegget både prosessmessig og mekanisk ved avleiring av fett. Ullvasking krever mye vann og varme. Det finnes flere tiltak for å effektivisere prosessen, som gjenvinning av gråvann og varme. Lønnsomhetsberegninger bekrefter at ullvaskevann nok må befinne seg i nærheten av et biogassanlegg slik at det kan fungere som prosessvann (lavere gate-fee), og at eventuelt N i vaskevannet kan gi merverdi til bioresten for at det skal bli en god løsning både for substrateier og anleggseier. Plassering av et ullvaskeri på Tingvoll har sine fordeler, men også sine utfordringer. Tilgang til rimelig varme i begrensede perioder, gjenvinning av vaskevann og varme, omsetning av avløpsvann direkte som gjødsel eller substrat i et biogassanlegg, omsetning av lanolinen, og samarbeid om vakt og drift er avgjørende faktorer for at det skal være lønnsomt å plassere et ullvaskeri på Tingvoll. Alternative løsninger til vasking med uttak av lanolin er interessant, og Tingvoll Ull planlegger et eget prosjekt som ser på en slik mulighet

Klimagassutslipp fra utendørslager for bløtgjødsel fra storfe

Det er et mål å redusere klimagassutslipp relatert til jordbruket. Bedre gjødselhandtering og fermentering av bløtgjødsel i biogassanlegg er foreslått som tiltak som vil bidra til dette. En stor utfordring for estimatene i det nasjonale utslippsregnskapet er at det er gjort svært få målinger under norske forhold på utslipp av lystgass (N2O), ammoniakk (NH3) og metan (CH4). Fordi utslipp av alle gasser øker med temperatur og fordi temperaturen jevnt over er lavere i Norge enn i mange andre land, er det viktig å få mer kunnskap om hvor store de faktiske utslippene er ved ulik temperatur og lagerforhold av husdyrgjødsel i Norge. Derfor har vi i 2019 og 2020 målt utslipp av klimagasser fra utendørs gjødselkummer med storfegjødsel. I 2019 var det tre kummer som ble undersøkt og i 2020 ble antallet utvidet til fem. To av gjødselkummene var åpne, to hadde tak og en Plany flytedekke. Alle var plassert på gårder med melkeproduksjon. Metodikken vi brukte for å ta gassprøver fra gjødselkummene var basert på tysk utstyr for å måle gassutslipp fra vandige overflater med et kammer som samler opp gass kombinert med gassprøvetaking ved hjelp av sprøyter. Gassprøvene ble analysert for innhold av CO2, CH4 og N2O ved hjelp av gasskromatograf. I tillegg ble temperaturen i gjødsla målt i to ulike dyp, det ble tatt gjødselprøver fra kummene, prøver av eventuell skorpe og tykkelsen på skorpe ble målt. Gjødselprøvene ble analysert for næringsinnhold og pH. Det var utfordringer med temperaturregisteringer. En del sensorer og loggere tålte ikke forholdene i gjødsellageret over tid eller ble ødelagt på andre måter. Ved 150 cm dyp var temperaturen i gjødsla ganske stabil. Gjødsla var kaldere enn lufta når det var varmt i lufta og varmere når det var kaldt i lufta. Vi registrerte aldri høyere temperatur i gjødsellageret enn 15°C. Av utslippene vi registrerte var det metanutslipp som betydde mest for global oppvarming. Målt i CO2 ekvivalenter var utslippene av CO2 og N2O svært mye lavere enn CH4 utslipp. Gjennomsnittlig utslipp av metan fra gjødselkummene var 12 g CH4 per m3 gjødsel per døgn (variasjon 0,1 – 28). Dette er i samme størrelsesorden som resultater fra andre skandinaviske undersøkelser. Når lufttemperaturen var under 14 °C, var metanutslippene lave. Metanutslippene per enhet organisk stoff (VS) var høye når det var lite gjødsel i kummen i forhold til overflaten samtidig som det var varmt. Det var tendens til lavere metanutslipp per enhet organisk stoff ved økende mengde gjødsel, og når gjødsla ble tilført i bunnen av kummen. Lave registrerte utslipp av metan der ny gjødsel ble tilført i bunn selv ved høy lufttemperatur kan skyldes at temperaturen i gjødsla har holdt seg lavere da det var store kummer og det ikke ble tilført ny gjødsel ovenfra. Vi hadde forventet høyere tørrstoffinnhold og porøsitet i skorpa og lavere metanutslipp der ny gjødsel ble tilført i bunn og det samtidig var tak over kummen som beskyttet mot nedbør, men våre undersøkelser kan så langt hverken bekrefte eller avkrefte dette. Årsaken til lave utslipp av lystgass var sannsynligvis at det enten ikke var skorpe på gjødsla eller skorpa var våt og kompakt og dermed ikke porøs selv under tak. Ammonium ble dermed ikke oksidert til lystgass. Sannsynligvis av samme årsak, fant vi heller ikke reduserte metanutslipp med økende skorpetykkelse som vi hadde forventet, da skorpa heller ikke var porøs nok til at CH4 ble oksidert og dermed omdannet til CO2. Teoretiske studier av biogassanlegg og noen målinger gjort i Norge og i utlandet understreker behovet for tett oppfølging av etablerte biogassanlegg. Det vil si gjøre målinger og justeringer for drift og bruk av biorest slik at man oppnår beregnet og ønsket positiv effekt på klimaet. Ved å lagre bløtgjødsel og biorest kjølig, kan utslippene av metan og ammoniakk begrenses. Praktiske råd kan være å minimere mengden gjødsel i kummen om sommeren, og når ny kum skal bygges grave den ned og sørge for at gjødselkummen er mest mulig i skygge. Total tømming av lagret og rengjøring innen ny påfylling kan være en effektiv strategi for å redusere utslipp av metan. Årsaken er at gjødselresten kan fungere som et inokolum og stimulere metandannelsen når lagret fylles med fersk gjødsel. Ved biogassanlegg er metanproduksjonen allerede stimulert når bioresten kommer inn i lageret. Nedkjøling eller tett kum er derfor ekstra viktig her. Surgjøring av bløtgjødsel til ca pH 5,5, oftest med svovelsyre, reduserer både NH3- og CH4-utslipp under lagring. Surgjøring er hittil ikke mye brukt i Norge da det har praktiske utfordringer. Tak eller dekke på gjødselkummene hindrer nedbør i kummen, og dermed øker lagerkapasiteten samtidig som det blir mindre vann som må kjøres ut. Hvor mange timer kjøring som spares ved utkjøring av gjødsla avhenger av størrelsen på gjødselkummen, størrelse på gjødselvogna og avstanden til arealene som skal gjødsles. Økonomisk kostnad til tak eller dekke avhenger av diameteren på kummen. Kostnaden med å montere tak på en kum med diameter på 25 meter var ca 340 000 kr (regnet i 2020-priser)

Willingness to pay for crowdfunding local agricultural climate solutions

The recent rise in climate concern among citizens worldwide is coinciding with a rising interest in agricultural climate solutions. The future scaling-up of these solutions, however, requires more knowledge about the mitigation potential, costs and financing options, including crowdfunding (CF). Our objective is to explore the driving factors behind the public’s willingness to pay for crowdfunded climate mitigation projects at the farm level. In this study, four mitigation options from the perspective of farmers were identified: solar panels on the barn roof, biogas from animal manure, drag hoses for improved manure dispersal, and the addition of biochar to soils. The study investigates the optimal characteristics of crowdfunding campaigns to finance such mitigation measures. The most influential factors on the respondents’ WTP is neither climate concern nor proximity, but instead the knowledge regarding CF, combined with how comprehensible and salient the suggested measure is. The main implications are that future projects that aim to achieve broad participation in CF campaigns need to communicate well, to improve both public knowledge of the funding mechanism (CF) itself and the comprehensibility and salience of the agricultural measure. Keywords

Fish waste as fertiliser - effect of drying methods on fish waste and supplementing fish waste with other residual raw materials to form an organic fertiliser

In organic farming systems, soil-plant systems fertility is sustained by recycling of nutrients through the addition of organic inputs and nitrogen fixation by clover and other legumes. Several of the nutrients in fertilisers are limited resources. Thus, it is crucial to recycle nutrients from various value chains so that in the future also one can produce fertilisers that ensure good plant crops in both conventional and organic agricultural production. The fishing industry produces large amounts of fish waste. In 2018 in Norway about 40% of fish waste was not utilised, which is a substantial amount. Fish waste such as fish backbones and bones-rich heads are an important source of phosphorus and calcium. We applied fish waste (fish sediments, conserved with formic acid) that originates from the white fish industry in our field experiments with ryegrass, oats, and leek. Fish sediments showed a quick and good effect on the growth of plants. However, to apply as a fertiliser, the fish sediments need to be dried to remove moisture, reduce odour and deterioration rate. The drying method/drying temperature can affect the pH, total nitrogen, and ammonium nitrogen concentrations. In this project, we investigated how the fish waste (fish sediments and minced fish backs) are affected by the drying in a cabinet, adjusted to temperatures 25C, 40C, and 80C with and without air-circulation, and by drying in a freeze dryer and a microwave oven. We studied how different drying temperatures affect the sample weight over time and which method was most effective. Additionally, we also investigated how different methods of drying can affect the pH and the concentrations of total nitrogen and ammonium nitrogen in fish sediments and minced fish backs. Altogether, cabinet drying with air-circulation was found to be more effective as compared to drying without air-circulation for both fish sediments and minced fish backs, particularly in terms of reduction of moisture/weight reduction over time and also the appearance of the material. The dried samples of fish sediments showed slightly higher pH values (4.8 – 5.3) compared to wet fish sediments (pH 4.5). Contrary, the dried samples of minced fish backs showed equal or slightly lower pH values (6.7 – 7.1) compared to wet minced fish backs (pH 7.1 or pH 7.5). The drying temperature and the drying with and without air-circulation also affected the concentrations of total nitrogen and ammonium nitrogen. The samples of fish sediments dried at 25C with air-circulation showed the lowest concentrations of total nitrogen and ammonium nitrogen. The samples of minced fish backs dried at different temperatures with- or without air-circulation showed minor differences for the concentrations of total nitrogen. Though, for ammonium nitrogen, some variations were observed among samples, where microwave oven-dried samples showed the greatest concentration. Algae fibre, bottom ash, and crab shells are residual raw materials (RRMs) that are/can become available in Møre og Romsdal/Trøndelag. These materials possess suitable concentrations of some of the macronutrients, such as potassium, sulphur, calcium, and magnesium, and can be utilised as additives to fish waste or other fertilisers. However, these materials also contain toxic elements, such as cadmium, chromium, zinc, arsenic and lead. Regulations about fertilisers of organic origin have specific limits for heavy metals contents as a basis for classifying fertilisers. In crab shells, the concentration of arsenic was a bit over the proposed limit of quality class I soil amendment products. Algae fibre had a concentration of arsenic at the border level of the proposed limit of quality class III and cadmium in class II. Bottom ash showed contents of heavy metals zinc, nickel, cadmium, and copper higher than for quality class 0. Neither fish waste nor other RRMs have sufficient amounts of nitrogen, phosphorus, and potassium to give a fertilisation combination that can fulfill grass-clover ley, oats and leek requirements. Fish sediments and minced fish backs can be applicable in certain conditions such as lack of phosphorous in the soil. The bottom ash can be applied as an additional fertiliser when there is a lack of potassium and phosphorus in the soil. By performing calculations, we found that RRMs: fish sediments, minced fish backs, algae fibre, bottom ash and crab shells in combination with cattle manure or commercially available fertiliser Eco 16-1-0 can accomplish the nutritional requirements of an organically cultivated oat, leek and grass-clover ley with two harvests with middle levels of clover. Fish sediments / minced fish backs or algae fibre, bottom ash, and crab shells can give a good fertiliser effect but must be mixed with other fertilisers to balance the primary nutrients. The contents of some of the heavy metals are too high in these materials and cannot be applied without any processing

Solceller i landbruket gir muligheter og utfordringer

Solcelleanlegg på gård er sett på som en mulighet til å produsere egen energi og spare penger. Hva er status

Er elektrisk traktor fremtiden?

Norske bønder bruker 150 mill. liter diesel årlig. I fremtiden må alle landbruksmaskiner over på fornybare energikilder. Det er skrevet flere rapporter om fremtidens landbruksmaskiner de senere år. Elektriske traktorer finnes per dags dato ikke på markedet, men det utvikles stadig nye piloter. En elektrisk traktor er mer stillegående og billigere i drift enn en dieseltraktor, men den har utfordringer knyttet til batterikapasitet, brukstid og en stor investeringskostnad

Energibruk i melkefjøs

Med mer automatisering og robotikk øker energibehovet i norske melkefjøs. Samtidig utvikles det stadig ny teknologi og smarte løsninger som reduserer og optimaliserer energiforbruket. Når det kommer varm melk inn i melketanken eller fôret til en hel besetning skal klargjøres og fordeles kreves det mye energi på kort tid. For bonden gir det lavest strømregning å spare energi og holde samlet effektforbruk lavest mulig. Flytting av laster/effekttopper hindrer stor belastning på strømnettet. Det forventes at det snart kommer effekttariffer som vil resultere i økte strømutgifter i de mest belastede tidsrommene. Flytting av laster gir i tillegg økt handlingsrom med tanke på å elektrifisere maskiner og kjøretøy på sikt uten å måtte oppgradere nettet. Det kan dermed bety at bonden også slipper å dekke anleggsbidrag til oppgradering av det lokale strømnettet ved økt belastning, for eksempel ved etablering av egenproduksjon eller ny elektrifisering. Data fra tre ulike gårder med melkeproduksjon viser at det brukes mest energi om dagen og mindre om natten. Robotfjøs kan likevel ha enkelte operasjoner om natten. Det brukes mer energi i fjøsen om vinteren enn om sommeren. I de fleste fjøs melkes kyrne året rundt. Melketank, melking med tilhørende vasking og fôringsanlegg har størst effektforbruk. Det er besparende å unngå at disse går på full effekt samtidig. Energiproduksjon på gården kan bidra til å kutte de høyeste toppene. Med produksjon av biogass kan man i tillegg styre produksjonen etter når det er behov for energien. Mange kraftselskaper tilbyr energioptimaliseringssystem og smart styring, der laster kan skrus av og på etter forventet vær og strømpris. Det finnes også teknologi der mindre viktige laster skrus av når prioriterte apparater jobber. Dersom man flytter mer forbruk til natten må man sørge for at sikkerheten er ivaretatt med jevnlig sjekk av det elektriske anlegget og gode rutiner for brannvarsling. For å finne ut mer om energiforbruk i landbruket og hvordan man kan redusere det, må man foreta flere nøyaktige målinger og teste ut energioptimalisering og energistyring ute i en fjøs. I forlengelsen av dette arbeidet vil det være naturlig å se på andre husdyrproduksjoner som svin og kylling, som har et større varmebehov. Det er også aktuelt å se mer på forskjeller mellom økologisk og konvensjonell drift