Projektet undersøger, om det er muligt at anvende energiafgrøder som pil, elefantgræs,ensileret græs og hvedehalm som alternativer til organisk industriaffald i biogasanlæg. Energiafgrøderne forbehandles med hhv. simpel neddeling og en vådeksplosionsproces og testes i batchforsøg for at bestemme biogaspotentialet.
Projektbeskrivelse
Økonomien i de danske biogas-fællesanlæg, der behander husdyrgødning, er afhængig af i hvor stort et omfang, der kan skaffes alternative affaldstyper til anlæggene. Affaldet der anvendes er organisk industriaffald med et højt biogaspotentiale. Problemet er, at denne affaldstype kun findes i begrænset mængde, så en konkurrence om affaldet er opstået mellem de forskellige biogasanlæg. Herved er prisen på affaldet steget og det er derfor nødvendigt, at finde alternative substrater med et højt biogaspotentiale til både eksisterende og nyetablerede anlæg. I nærværende projekt undersøges biogaspotentialet ved anvendelsen af energiafgrøder i biogasprocessen. Som det første udvælges energiafgrøder, der samlet set vurderes til at have det største potentiale i energiforsyningen og som kan produceres til en favorabel pris i Danmark. Dette gøres med henblik på gasudbytte og de miljøpåvirkninger der er ved dyrkningen af afgrøderne samt hvilket udbytte, der er af afgrøderne pr hektar. De udvalgte energiafgrøder forbehandles vha. to forskellige metoder, hvor den ene er simpel neddeling. Den anden metode, patenteret af DTU og CAMBI Bioethanol, er en vådeksplosionsproces, hvor lignocelluloseholdigt biomasse forbehandles. Da vådeksplosionen er optimeret med henblik på bioethanol produktion, skal den optimeres til biogasprocessen. Efter forbehandlingen bestemmes biogaspotentialet fra de forbehandlede energiafgrøder i batch-test og derefter i laboratorieskald CSTR. Energiafgrøderne bioforgasses sammen med svinegylle for at opnå et bedre C/N-forhold, end de to substrater har hver for sig. Derudover skal det undersøges om energiafgrøder, der er blevet vådeksploderet, med fordel kan bioforgasses i en UASB-reaktor. Endelig skal gødningsværdien af effluenten fra reaktorerne vurderes. Energiafgrøden der ved laboratorieforsøgene har vist det største potentiale skal efterfølgende testes i pilotskala CSTR. Beregninger vedr. økonomi og energibalance, ved anvendelse af energiafgrøder til biogasproduktion, vil desuden blive udført. Det nyskabende og perspektiverende i projektet er således at der kan dannes grundlag for en hel ny type af biogasanlæg, hvor hovedparten af biogassen stammer fra energiafgrøder. Dermed er antallet af biogasanlæg ikke begrænset af mængden af affald. Derudover vil implementeringen af den nye patenterede forbehandlingsmetode betyde at en større del af energiindholdet i bomassen udnyttes.
Resultater
Forskellige afgrøder blev undersøgt med hensyn til deres egnethed til produktion af biogas i samudrådning med gylle. Følgende afgrøder blev undersøgt: pil, elefantgræs, hvedehalm og majsstængler. For at gøre biomassen tilgængelig for mikroorganismerne blev to forbehandlingsmetoder testet: vådeksplosion og ensilering. Forsøget med vådeksplosion viste kun en tydelig effekt på pil. Ensilering blev testet på pil og elefantgræs, og øgede metanpotentialet af pil med 20%, mens den ingen effekt havde på omsætningen af elefantgræs.
Eksperimenter med samudrådning af de undersøgte afgrøder med svinegylle kunne bekræfte, at forholdet mellem kulstof og kvælstof (C:N forholdet) spiller en vigtig rolle i biogasprocessen.