Lantbruksproduktion utan fossila energikällor Per-Anders Hansson Inst. för energi och teknik, SLU med bidrag från Serina Ahlgren, Sven Bernesson, Åke Nordberg, Olle Norén och Andras Baky

Modernt jordbruk kräver mycket (fossil) energi Olja för uppvärmning 0,6 TWh (STEM) Biobränsle för uppvärmning 1,2 TWh (STEM) El 1,4 TWh (STEM) Drivmedel 1,8 TWh (Edström) Kvävegödsel 2,6 TWh (Edström)

Lantbruk och lantbruk Traditionell produktion (motiv för icke fossila energikällor kortsiktigt främst ekonomiska, långsiktigt handlar det om mänsklighetens överlevnad) Ekologisk produktion (motiv för icke fossila energikällor främst ”ideologiska” samt ett sätt att bevara trovärdigheten i sina varumärken (KRAV mfl.) Troligen blir uppdelningen mindre markant i framtiden

SYSTEM GRÖN TRAKTOR Fokus på en areal av 1000 ha ekologiskt odlad mark (en stor eller flera små gårdar) Ekologisk växtföljd Alla drivmedelsråvaror ska produceras på gården inom växtföljden Gården ska bli ”självförsörjande” med drivmedel

Möjliga bränslen med dagens tekniknivå RME Etanol Biogas

Arealbehov Hektar Energibalans kWh/kWh Växthuseffekt Ton CO2-ekv

TEKNIK OCH EKONOMI Produktion av råvara och drivmedel System för användning i eko-lantbruk Raps/RME Enkel process, Dyr råvara, stora skördevariationer, geografiska begränsn. Enkelt, hanteras och används som diesel Vete/Etanol Stabil gröda, medeldyr råvara, geografiska begr. Hanteras som diesel, kräver motorförändring Vall/Biogas Billig råvara, stor tillgång, näringsåterföring enkel, OK hela Sverige, transportkänslig Dyr lagring och transport, omfattande fordonsförändringar, passar bättre till exv. bussar

Framtidens drivmedel! Drivmedel från termisk förgasning av biomassa (Metanol, FT-diesel, Vätgas, DME m.fl.) Etanol från cellulosa Användning i vanliga förbränningsmotorer eller bränsleceller Ekologiska råvaror Halm och Salix (Hampa?) Vanlig biogas möjlig råvara Även biogas!

”Använd areal” för drivmedel till 1000 ha ekologisk växtodling

Växthuseffekt orsakad av drivmedelsproduktion och -användning för 1000 ha eko-odling

Ekologisk produktion själv-försörjande med all energi? Pågående Formasprojekt (”Grön gård”) Ska bland annat studera småskalig kraftvärme på gårds- och bynivå, Bränsle kan vara salix, halm och biogas Ellagring på nätet en viktig förutsättning för att systemen ska vara rimliga att tillämpa

Drivmedelsförsörjning Traditionellt jordbruk

Mineralkväve Lantbrukets största ”energibehövare” Nödvändigt för att upprätthålla en tillfredsställande skördenivå Tillgång till koncentrerad kvävegödsel ger även möjlighet att styra grödornas kvalité, samt styra näringstillförseln över året för att minimera läckage etc Produceras i dag från naturgas och förgasat kol

Mineralkväve från förnybara källor! Mineralkväve produceras av ammoniak Ammoniak produceras från vätgas och kvävgas (Haber-Bosch) Kväve kan vi ta från luften, hur framställer vi fossilfri vätgas? Förgasning av biomassa (genom syntesgas) Reformering av metan från biogas Elektrolys driven av el från förnybara källor

Växthusgaser från produktion av kvävegödsel

Arealbehov biobaserad kväveproduktion 1 ha salix ger råvara till 4 ton Kväve (antagen skörd 10 ton TS/ha) 1 ha halm ger råvara till 1600 kg Kväve (antagen halmmängd 4,3 ton TS/ha) .. när förgasningstekniken fungerar

Mera kvävekonstgödsel från förnybara källor: Förnybar el kan användas som råvara för uthållig mineralkväveproduktion, men el kan användas till mycket annat också…. Biogasbaserade system har grund-läggande fördelar för produktion av kvävekonstgödsel

Några referenser Fredriksson, H, Baky, A, Bernesson, S, Nordberg, Å, Noren, O, Hansson , P-A, 2006. Use of farm produced biobased motor fuels on organic farms – evaluation of energy balances and environmental loads for three possible fuels, Agricultural systems, pp 184-203. Hansson, P-A, Baky, A, Ahlgren, S, Bernesson, B, Nordberg, Å, Norén, O, Pettersson, O. 2007, Use of bio-based motor fuels on organic farms – evaluation of three possible fuels produced in industrial-scale plants. Agricultural systems.pp 704-714 Ahlgren, S, Baky, A, Bernesson, S, Nordberg, Å, Norén, O, Hansson, P-A, 2007, Future fuel supply systems for organic production based on DME and FTD from self produced biomass. Biosystems engineering, pp145-155. Ahlgren, S, Baky, A, Bernesson, S, Nordberg, Å, Norén, O, Hansson, P-A, 2008, Ammonium nitrate fertiliser production based on biomass –Environmental effects from a life cycle perspective. Bioresource Technology, pp 8034-8041 Ahlgren, S, Baky, A, Bernesson, S, Nordberg, Å, Norén, O, Hansson, P-A, 2009, Tractive power in organic farming based on fuel cell technology - energy balance and environmental load