Lantbruksproduktion utan fossila energikällor

En presentation över ämnet: "Lantbruksproduktion utan fossila energikällor"— Presentationens avskrift:

1 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

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

3 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

4 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

5 Möjliga bränslen med dagens tekniknivå
RME Etanol Biogas

6 Arealbehov Hektar Energibalans kWh/kWh Växthuseffekt Ton CO2-ekv

7 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

8 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!

9 ”Använd areal” för drivmedel till 1000 ha ekologisk växtodling

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

11 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

12 Drivmedelsförsörjning Traditionellt jordbruk

13 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

14 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

15 Växthusgaser från produktion av kvävegödsel

16 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

17 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

18 Några referenser Fredriksson, H, Baky, A, Bernesson, S, Nordberg, Å, Noren, O, Hansson , P-A, Use of farm produced biobased motor fuels on organic farms – evaluation of energy balances and environmental loads for three possible fuels, Agricultural systems, pp 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 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, pp 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 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