Kommentarer til Holbæk kommunes strategiske energiplan, august 2020:
Det fremgår af planen, at kommunen planlægger en velkommen omstilling af energiforbruget fra bl.a. fossil naturgas til andre former for vedvarende energi som sol- og vindenergi.
Som det fremgår af planens forord forpligter kommunalbestyrelsen sig, gennem planen, til at ” at vi gør alt, hvad vi kan for at reducere vores klimaaftryk både som kommunal institution, og ved at indgå forpligtende samarbejder med borgere og virksomheder om omstillingen.
Det fremgår også af planen, at den ikke udelukker brug af biogas fra gylle mv. til en del af omstillingen.
Denne kommentar handler hovedsagelig om brugen af biogas, som laves af gylle fra landbruget. Den kan ses som mit bidrag til et forpligtende samarbejde om omstillingen – så vil jeg til gengæld håbe, at kommunens forpligtelse rækker længere end til den blotte læsning.
Energiplanen er udarbejdet for kommunen af det rådgivende firma EA-analyse. Planen mangler efter min mening en tilstrækkelig vurdering af alternativer til biogas f.eks. i form af vurdering af de klimagevinster, der kan opnås i landbruget uden produktion af biogas fra gylle.
Det har jeg søgt at belyse i det følgende.
Det er min umiddelbare konklusion, at der formentlig kan opnås større klimagevinster uden brug af biogas end med.
Biogas består hovedsagelig af CH4, også kaldet methan, der som drivhusgas er ca. 25 gange kraftigere end CO2 (kuldioksid).
Landbrugets påvirkning af klimaet med CH4 og CO2 begyndte for mere end 6000 år siden og medførte formodentlig en så stærk drivhuseffekt, at den istid, som vi skulle være på vej ind i, er blevet udsat!ref 1 Landbrugets påvirkning af klimaet er altså ikke nogen nyhed – så det er nok på tide at tage det alvorligt.
Methan dannes i organisk materiale, der opbevares under tillukkede ilt-fattige (anaerobe forhold). I staldenes gyllekanaler og gyllebeholdere dannes eksempelvis en del methan i den tid gyllen opbevares der. Det samme sker med organisk materiale i dybere liggende jordlag, hvor luften ikke har adgang.
Biogas – klimagevinst i landbruget?
Da energiplanens formål er tilvejebringelse af klimavenlig energi, har jeg sat mig for at vurdere, hvor klimavenligt det egentlig er at indføre biogas som energikilde i Holbæk kommune.
Det videnskabelige grundlag for vurdering af klimaeffekterne ved fremstilling af biogas fra gylle er beskrevet i den videnskabelige rapport SR197 fra Århus Universitetref2 , der er udgivet med støtte fra Energistyrelsen.
For nemhedens og overskuelighedens skyld har jeg i det følgende taget udgangspunkt i rapportens resultater om biogas fra svinegylle.
Undersøgelsen bestod i at finde forskellen på klimagasudsendelsen fra landbrugets gyllehåndtering i det tilfælde, hvor der ikke produceres biogas og i det tilfælde, hvor landmanden sender sin gylle til et biogasanlæg og derefter udbringer den afgassede gylle på mark.
Fra rapporten kan de fleste tal i nedenstående tabel enten direkte aflæses eller udledes. Tabellens tal tager udgangspunkt i produktionen af 1 ton gylle.
| 1 ton svinegylle: | Svinegylle Methan emission, kg | % | Svinegylle kg CO2-ækv. | |
| 1. | Svinegylle, ej biogas | 2,49 |
100 |
62,25 |
| 2. | Udledning efter biogas | 1,88 |
75 |
47,00 |
| 3. | Svinegylle, reduktion | 0,61 |
25 |
15,25 |
| 4. | 1% tab fra gasanlæg*) | -0,09 |
-3,61 |
-2,25 |
| 5. | Klimagevinst: | 0,52 |
21 |
13 |
Kommentarer til tabellen:
I linje 1 ses, den methanemission, som forekommer under normal gyllehåndtering i landbruget. Emissionen skyldes primært den måde gyllen behandles på på ejendommen. Frisk gylle indeholder i princippet meget lidt methan. De 62 CO2-ækvivalenter skyldes derfor hovedsagelig opbevaring under anaerobe forhold i gyllekanaler og gyllebeholdere. Var opbevaringen sket under aerobe forhold (luftige forhold) ville der ikke være dannet methan i betydelige mængder, idet ilt fra luften ville have hæmmet dannelsen af methan.
De 62 CO2-ækvivalenter må betragtes nær landbrugets potentielle mulighed for methan-reduktion ved ændret gyllehåndtering.
I linje 2 ses den methan-emission som forventes fra landbruget, når gyllen sendes til ”afgasning” inden udbringning på mark.
I linje 3 ses den forventede reduktion af methan-emissionen.
I linje 4 har jeg skønnet et tab på 1% af biogassen under produktion på biogasanlægget. Hvilket ”æder” ca. 15% af klimagevinsten. Klimagevinsten er meget afhængig af en lav tabsprocent. Et tab på 5% vil således ”æde” ca. 75% af klimagevinsten. I en rapport fra klimarådetref3 regnes med at 75% af klimagevinsten tabes i et mere ”blandet” scenarie (blandet kvæg- og svinegylle plus organisk affald). Klimarådets faglige kilde er bl.a. SR197, som også anvendes her, men altså alene på svinegylle. Klimarådet pointerer i sin ”70-analyse” at ”Udslip fra biogasanlæg bør stoppes og dokumenteres”ref4.
Konklusion
om klimagevinst i landbruget
Klimagevinsten på 13 CO2-ækvivalenter, som angives i tabellen ovenfor, er jo meget lidt i forhold til den potentielle klimagevinst på 62 CO2-ækvivalenter, som er angivet i tabellens første linje.
Der vil formentlig kunne hentes større klimagevinster ved alene at fokusere på en mere hensigtsmæssig gyllehåndtering uden biogas. Der eksperimenteres meget blandt andet med gyllekøling og forsuring af gylle m.m.
Et af de seneste tiltag er garvesyrebehandling af svinegylle, der kunne fjerne 99% af methanindholdet!ref5 Det er derfor muligt, at der kan opnås større klimagevinst ved andre teknikker end ved biogasfremstilling.
Konklusionen fra ovenstående må være, at klimagevinsten på 13 CO2-ækvivalenter ved at lave biogas af standardbehandlet gylle er meget lille i forhold til potentialet på 62 CO2-ækvivalenter.
Eksempler med og uden biogas
I energiplanforslaget lægges blandt andet op til, at varmesektoren, der i dag er naturgasforsynet, bør have en reduktionsmålsætning på ca. 80 %, hvorved varmesektoren vil skabe den største absolutte reduktion. Reduktionen tænkes blandt andet gennemført med varmepumper og naturgassupplerede varmepumper af typen ”luft til vand” og geotermi ( kun fjernvarme).
Eldrevne varmepumper vil under alle omstændigheder kunne dække størstedelen af varmebehovet.
Spidsbelastninger vil kunne forekomme, hvor varmepumperne ikke rækker. Det er derfor nærliggende, at bruge det eksisterende naturgasnet til at levere gas i spidsbelastningsperioder.
Spørgsmålet er derfor om den resterende ca. 20% varmeenergiforsyning fortsat skal være med fossil naturgas eller med biogas fra landbruget eller en kombination.
Til belysning af det spørgsmål har jeg opstillet 5 enkle eksempler, hvor jeg sammenligner den samlede (landbrug og varmesektor) klimaeffekt i hvert eksempel.
Biogas + standard gyllebehandling:
Landbruget producerer biogas og udfører sædvanlig gyllehåndtering. Naturgasforbruget erstattes af biogas.
Den erstattede naturgas giver en klimagevinst på 25 CO2-ækvivalenter.
Klimagevinsten i landbruget ved biogasfremstilling kan i dette eksempel maksimalt (dvs uden produktionstab) være 15 CO2-ækvivalenter for biogas-gevinsten.
Disse tal skal adderes, så den samlede gevinst bliver maksimalt 40 CO2-ækvivalenter.
Herfra skal så trækkes produktionstab og lignende, så det reelle tal er en del lavere.
Fødevarestyrelsen anvender tallet 37 CO2-ækvivalenter. Jeg mener selv, det er et optimistisk tal. Det afhænger af, hvor godt man begrænser produktionstab.
Gylleforsuring og ”elektro-methan”:
I denne situation laves gylleforsuring, men ingen biogas, i landbruget. Til gengæld erstattes naturgasforbruget med ”elektro-methan”.
Ved gylleforsuringen opnås en gevinst på 37,25 CO2-ækvivalenter.
Ved erstatning af naturgas med ”elektro-methan” opnås en gevinst på 25 CO2-ækvivalenter for den sparede gas, og 0 CO2-ækvivalenter for elektro-methanen fordi, der fjernes lige så meget CO2 , som forbrændingen skaber.
Den samlede klimagevinst ved at bruge elektro-methan i stedet for biogas og bruge gylleforsuring i landbruget er derfor (37,25 +25) kg CO2-ækvivalenter = 62,25 CO2-ækvivalenter.
Gyllekøling/hurtig udslusning:
Gyllen køles inden levering (eller udsluses uden ophold) til biogasanlæg, ingen opbevaring gylletank.
I denne situation er landbrugets klimagevinst ca. 45 CO2-ækvivalenterref7. Ved erstatning med biogas giver det en samlet gevinst på ca. (25 + 45) = 70 CO2-ækvivalenter. Hvis der tages højde for produktionstab, vil niveauet være noget lavere.
Optimistisk vurderet, kan der vel opnås en gevinst på 64 CO2-ækvivalenter (samme tab på 6 ækvivalenter, som i eksempel 2).
Reduktionspotentialet udnyttes fuldt ud og ”elektro-methan”:
I dette eksempel begrænses methanforureningen i landbruget helt, og der bruges ”elektro-methan” i varmesektoren.
Klimagevinsten er i det tilfælde 62 CO2-ækvivalenter fra landbruget og 25 CO2-ækvivalenter fra sparet naturgas. I alt 87 ækvivalenter.
Resume af eksemplerne:
| RESUME | Bemærkninger: | Samlet klimagevinst, kg CO2-ækvivalenter: |
| Naturgas + gylleforsuring: | Ingen biogas. | 12,25 |
| Biogas + standard gyllebehandling: | Ingen avanceret gyllebehandling. | 37 |
| Hvis gyllekøling/hurtig udslusning: | Biogas. | 64 |
| Gylleforsuring og ”elektro-methan”: | Ingen biogas. | 62 |
| Reduktionspotentialet udnyttes fuldt ud og ”elektro-methan”: | Ingen biogas. | 87 |
I alle alternativerne er der en positiv klimagevinst.
Gylleforsuring i landbruget (uden biogas) giver så effektiv en klimagevinst, at fortsat brug af naturgas stadig er en klimagevinst, samlet set.
Standard gyllebehandling og biogaserstatning af naturgassen giver en større klimagevinst, men gevinsten afhænger meget af størrelsen af produktionstab og lignende.
Endnu større klimagevinster opnås ved enten kombination af gylle-køling med biogasproduktion eller gylle-forsuring (uden biogas) og erstatning af naturgas med ”elektro-methan”. De to klimagevinster er, indenfor de usikkerheder man må regne med, lige store – godt 60 CO2-ækvivalenter.
Kan de ny forsøg med garvesyre realiseres fås den størst mulige gevinst – op til 87 CO2-ækvivalenter uden biogas.
Konklusionen er, at biogas-produktion ikke er nødvendig for at opnå en stor klimagevinst.
”Elektro-methan” og biogasanlæg er ikke afhængige af hinanden
Ovenfor er – som jeg forstår tallene - tale om almindelig ”opgraderet” biogas, hvor den overskydende CO2 i rågassen udvaskes i en ”scrubber” eller lignende.
Biogas kan selvfølgelig ”beriges” med methan fremstillet af vindmølle-brint og CO2, der ved hjælp af passende katalysator kan danne ”elektro-methan” og andet ”electro-fuel”. Teknikken er ikke færdigudviklet, men noget tyder på, at den bliver det.
Elektro-methan er et helt klimaneutralt brændstof, hvis fremstilling, mig bekendt, ikke kræver et biogasanlæg. Det er derfor ikke særligt relevant at inddrage denne teknik i diskussionen om biogas.
Det store problem i klimasammenhæng er at trække CO2 ud af atmosfæren, hvor det nærmest har en uendelig levetid i atmosfæren i forhold til methan, der over en årrække omdannes til CO2. CO2 kan kun fjernes fra atmosfæren ved opløsning i oceanerne eller ved indbygning i organisk materiale på den ene eller anden måde.
Det er derfor en klimagevinst når kulstof bindes i f.eks. landbrugsjorden. Anvendelse af afgasset gylle på jorden har negativt – om end ikke stort - klimabidrag i den henseenderef8. Det taler heller ikke for biogas, men for dyrkningsmetoder, der giver øget kulstofbinding.
Man kan med rette indvende mod brugen af fossilt naturgas, at det bringer nyt kulstof fra jordens indre ind i kulstofkredsløbet. Det taler for nedsættelse af naturgasforbruget. Men min pragmatiske vurdering er, at energiplanens forudsætning om en reduktion af naturgasforbruget med 80% ved hjælp af vedvarende energi/elektricitet er et rigtigt langt skridt i den rigtige retning.
Det må antages, at ”elektro-methan” ( eller endnu mere anden vedvarende energi), der er helt klimaneutralt, kan erstatte de sidste 20% (måske mindre) naturgas – og derved sikre den størst mulige klimagevinst i sidste ende. Det er et åbent spørgsmål om biogas vil kunne klare den opgave.
På side 27 strategiplanen nævnes: ”Samlet set vurderes et større biogasanlæg at kunne reducere drivhusgasudledningen med op mod 45.000 tons CO2 årligt, svarende til godt 25 % af landbrugets samlede emission. Størstedelen af reduktionen skyldes fortrængning af fossil naturgas.”
Den samlede klimagasudledning i Holbæk kommune er ca. 500.000 ton CO2-ækvivalenter.
De nævnte 45.000 ton CO2-ækvivalenter er altså højst 10% af ”potentialet” - og selvfølgelig en højere procent, når der sammenlignes med landbruget alene.
Det er nok en tilfældighed, at gylleproduktionen i Holbæk kommune også er ca. 500.000 ton gylle.
Standardbehandling af alt gylle i Holbæk kommune (Snævre-modellen, men beregnet som svinegylle):
500.000 ton gylle giver 500.000 x 15/1000 ton= 7.500 CO2-ækvivalenter i landbruget.
Fortrængning af naturgas: 500.000 x 25/1000 ton = 12.500 CO2-ækvivalenter i varmesektoren
Reduktion i alt: 20.000ref9 CO2-ækvivalenter.
Gylleforsuring uden biogas:
500.000 ton gylle giver 500.000 x 37/1000 ton = 18.500 CO2-ækvivalenter i landbruget.
Anvendelse af ”elektro-methan”: 500.000 x 25/1000 ton = 12.500 CO2-ækvivalenter i varmesektoren
Reduktion i alt: 31.000 CO2-ækvivalenter
Reduktionspotentialet udnyttes fuldt ud – det viser de seneste eksperimenter er muligt:
500.000 ton gylle giver 500.000 x 62/1000 ton = 31.000 CO2-ækvivalenter i landbruget.
Anvendelse af ”elektro-methan”: 500.000 x 25/1000 ton = 12.500 CO2-ækvivalenter i varmesektoren.
Reduktion i alt: 43.500 ton CO2-ækvivalenter.
Konklusionen af ovenstående må være, at udtagning af svinegylle fra biogasproduktionen og anvendelse af ”elektro-methan” giver en nærmest lige så stor klimagevinst som biogasanlægget i Snævre forudsattes at præstere. I den vurdering har jeg ikke indregnet eventuelle klimagevinster i affaldssektoren udenfor landbruget.
Samlet set, er det min vurdering, at den mulige klimagevinst i Holbæk kommune er større, hvis der ikke produceres biogas af gyllen, og der sikres en effektiv gyllehåndtering i landbruget.
Eventuelle klimagevinster ved andre behandlinger af kommunens husholdningsaffald end forbrænding vil øge gevinsten.
På det foreliggende grundlag er der ikke noget som tyder på, at der kan opnås større klimagevinst ved biogasproduktion end uden.
Med lidt optimisme, kan man jo håbe det lykkes i landbruget, for sig, at gennemføre en reduktion, der svarer til hele methan-reduktionspotentialet på 62 CO2-ækvivalenter (svinegylle) uden biogas-produktion (Forureningsbekæmpelse ved kilden!)
Med de ny teknikker kan varmesektoren, erstatte de sidste 20% naturgas med ”elektro-methan”.
Det vil på sigt give en klimagevinst på op til 90 CO2-ækvivalenter pr. ton svinegylle, hvis landbruget får begrænset methanudslippet tilstrækkeligt. Noget tyder på, at det er muligt. De seneste forsøg, omtalt tidligere, viste jo at gylle-behandlingen fjernede 99% af methan-indholdet!
Den chance for en langt større klimagevinst synes jeg Holbæk kommune bør forpligte sig på ved at tage biogas ud af den strategiske energiplan!
--- o ---
Referencer: