Kalmarsundsregionens Renhållare (KSRR) är ett kommunalförbund som ansvarar för behandling av matavfall i åtta kommuner i Blekinge, Småland och på Öland. Matavfallet samlas in från hushåll och verksamheter, förbehandlas till ett biogassubstrat och rötas för att utvinna biogas och den näringsrika rötresten som sedan används i biogödsel. KSRR har nyligen infört en utsortering av tunga partiklar under förbehandlingen av matavfallet. Syftet med denna studien är att analysera och utvärdera halten av miljöfarliga metaller i biogassubstratet för att kartlägga hur och om det skiljer sig beroende på ursprung och storleksfraktion. Analysresultatet visade att halten av miljöfarliga metaller i biogassubstratet var långt under aktuella gränsvärden. Metallhalten skiljde sig något mellan hushåll och verksamheter; koncentrationen av framförallt bly var något högre i substratet från verksamheter. De utsorterade tunga partiklarna innebar förutom en avlägsning av oönskat material även en avlägsning av vissa metaller, vilket visar att denna nya sorteringsmetod har positiv effekt. Ett nytt författningsförslag som reglerar tillåten metallhalt i biogödsel är under bearbetning och Naturvårdsverket har lämnat förslag på nya gränsvärden. Även vid en sänkning är metallihalten i biogassubstratet långt under gränsvärdena. / Kalmarsundsregionens renhållare (KSRR) is a municipal federation responsible for the treatment of food waste in eight municipalities in Blekinge, Småland and on Öland. The household food waste and food suppliers waste are treated in several steps into a biogas substrate; also known as ”slurry”. The energy in the substrate is converted to biogas by anaerobic digestion, whereas the nutritious residual material can be used as an agricultural fertilizer. KSRR recently installed a new process step at the waste treatment plant; a separation for heavy fragments. The purpose of this study is to analyze and evaluate the concentration of environmentally hazardous metals in biogas substrate depending on origin and fragment size. The results showed that the concentration of metals in the biogas substrate were below allowed limits. The concentration of metals, in particular lead, were slightly higher in food suppliers waste than in household waste. The separation of heavy fragments separate not only metals, but also unwanted material. A new legislation regulating the allowed concentration of metals in agricultural fertilizers is under way and Naturvårdsverket has suggested a reduced limit for all metals in focus of this study. The concentrations of metals in the biogas substrate are, nevertheless, lower then the suggested reduced limits.

This work was carried out at Biogas Research Center (BRC) and the company Biogas in Vadstena. The aim was to systematically evaluate new substrates for biogas production. In particular, this case investigated the potential of straw in co-digestion with manure and slurry from pig, chicken and dairy. Straw is interesting to evaluate since it is second generation biomass and available in a large quantity. Also, anaerobic digestion (AD) of manure is beneficial because it deals with the spontaneous methane emission and leads to a better manure handling. Goals within the EU as well as in Sweden have been set up to reduce greenhouse gas emissions from fossil fuel and to produce more renewable energy. The methodology used is outlined by BRC in which a number of key areas, such as description of biomass, amount biomass, gas yield, technology, economy, environmental performance and energy system, competing interests and institutional factors, have been evaluated through literature studies and case study Biogas in Vadstena. Based on the results an overall judgment is done to determine the potential of straw. The result shows that straw is not appropriate to digest solely because of high TS, high carbon content and lack of nutrients. Straw also has lignocellulosic structures, which are difficult to break down. Especially lignin limits the biodegradability. Mechanical, thermal, chemical and biological pretreatments can increase the availability and biodegradability in the straw. In some cases pretreatment can also increase the methane potential. However, straw works well as a carbon complement in co-digestion with manure, which is a nitrogen-rich substrate. There are technologies available for AD of straw and manure for the whole biogas process, from transportation and pretreatment to digestion and upgrading. Although, there is space for further development of pretreatment and upgrading technology. The economic calculations show that it is profitable to use straw with manure in a farm-based biogas plant for vehicle gas production. Furthermore, the calculations of the energy show that biogas production is energy efficient with energy input/output ratio of 18-23%. Besides production of biogas, the digestate could be used as an environmentally friendly fertilizer. In summary, it is possible to produce biogas from straw together with manure, and this is beneficial from both an environmental and economic perspective. / Detta examensarbete har utförts i samarbete med Biogas Research Center (BRC) och företaget Biogas i Vadstena. Målet med examensarbetet var att systematiskt utvärdera nya substrat för biogasproduktion. Specifikt för det här fallet var att undersöka potentialen för halm i samrötning med gödsel och flyt från svin, höns och nöt. Halm är intressant att utvärdera då det tillhör andra generationens biomassa och finns tillgängligt i stor mängd. Även rötning av gödsel är givande då den spontana metanemissionen uteblir och det ger en bättre gödselhantering. Det har satts upp mål inom såväl EU som i Sverige att mer förnybart bränsle bör produceras för att minska växthusgasutsläppen från fossila bränslen. Metodiken som använts har framarbetats av BRC. Det innebär att substrat granskas utifrån ett flertal nyckelområden, såsom beskrivning och mängd biomassa, gasutbyte, synergieffekter, teknik, ekonomi, miljöpåverkan och energisystem, konkurrerande intressen och institutionella faktorer. Dessa har utvärderats genom litteraturstudier och studie av fallet Biogas i Vadstena. Utifrån resultatet görs en övergripande bedömning av substratet. Resultatet visar att halm inte är lämpligt att röta enskilt på grund av högt TS-värde, högt kolinnehåll och att den är näringsfattig. Halm består även till stor del av lignocellosa-strukturer som är svåra att bryta ned, i synnerhet lignin. Mekaniska, termiska, kemiska och bioglogiska förbehandlingar kan öka tillgängligheten och nedbrytbarheten av halm. Det kan även öka metanpotentialen i vissa fall. Däremot fungerar halm bra som ett komplement i samrötning med gödsel som är ett kväverikt substrat. Det finns teknik för rötning av halm för hela biogasprocessen, från transport, förbehandling och rötning till uppgradering. Dock finns utrymme för tekniken att utvecklas ytterligare. De ekonomiska beräkningarna visar att det är lönsamt att använda halm tillsammans med gödsel i en jordbruksbaserad biogasanläggning för fordonsgasproduktion. Vidare visar beräkningar för energisystemet att biogasproduktion är energieffektiv med energi input/output-kvot på 18-23%. Förutom fordonsgas produceras även biogödsel som är ett miljövänligt alternativ till konstgjord gödsel. Sammanfattningsvis, det är möjligt att producera biogas av halm tillsammans med gödsel och det är fördelaktigt ur en såväl miljömässigt som ekonomiskt perspektiv.

In horse keeping horse manure is produced, which can be utilized as a fertilizer or considered a waste. Horse manure constitutes a resource in terms of both plant nutrients and energy. In addition energy policies and objectives aim at replacing fossil fuels with renewable energy sources. The interest to improve resource recovery of horse manure increases due various incentives for renewable vehicle fuels, legal requirements on management of manure, and environmental impact from current horse manure management. This thesis aims at describing horse manure management in a life cycle perspective. This is made by (1) identifying factors in horse keeping affect­ing the possibility to use horse manure as a biogas feedstock and to recycle plant nutrients, (2) analysing factors in anaerobic digestion with influence on methane potential and biofertilizer nutrient content and (3) comparing the environmental impact from different horse manure treatment methods. Literature reviews, systematic combining, and simulations have been used as research methods. The results show that horse keeping activities such as feeding, indoor keeping, outdoor keeping and manure storage affect the amount and charac­teristics of horse manure and thereby also the possibilities for anaerobic digestion horse manure. Transport affects the collected amount and spread­ing affects loss of nutrients and nutrient recycling. Simulation results in­dicate the highest methane yield and energy balance from paper bedding, while straw and peat gave a higher nutrient content of the biofertilizer. The highest methane yield was achieved with a low rate of bedding, which in the cases of woodchips and paper is also preferable for plant nutrient recycling. Still, results indicate the best energy balance from anaerobic digestion with a high ratio of bedding. The environmental impact assessment indicates a reduction in global warming potential for anaerobic digestion compared to incineration or composting. / Vid hästhållning alstras hästgödsel som kan användas som växtnäring eller anses vara ett avfall. Hästgödsel utgör både en växtnäringsresurs och en energi resurs. Dessutom styr uppsatta energimål mot att förnybar energi ska ersätta fossila bränslen. Intresset för att öka resursutnyttjandet av hästgödsel ökar på grund av olika incitament för förnybara drivmedel, lagstiftning om gödselhantering och miljöpåverkan från dagens hantering av hästgödsel. I den här avhandlingen beskrivs hästgödselhantering i ett livscykel­perspektiv genom att (1) identifiera olika faktorer vid hästhållningen som påverkar möjligheten att utvinna biogas ur hästgödsel och återföra näringen till jordbruksmark, (2) analysera faktorer i biogasprocessen som påverkar den specifika metanmängden och innehållet av växtnäring i gödseln och (3) jämföra olika gödselhanteringsmetoders miljöpåverkan. Metoderna i avhan­dlingen har varit litteraturstudier, systematisk kombination av teori och em­piri samt simulering. Resultaten visar att utfodringen, om och hur hästarna hålls inomhus och utomhus och hur hästgödsel lagras påverkar mängden hästgödsel och dess egenskaper, och därmed också hur den fungerar som ett biogassubstrat. Trans­porterna har betydelse för hur mycket gödsel som kan samlas in och spridas, medan gödselspridningen påverkar näringsförluster och närings återföring. Resultaten från simuleringarna indikerar högst metanutbyte och bäst energi­balans från papper som strömaterial, medan halm och torv gav högre växt­näringsinnehåll i biogödseln. De högsta resultaten på specifik metanmängd nåddes med låg andel strö, vilket också var positivt för växtnäringsinnehållet vid scenarierna med spån och papper. Samtidigt indikerar resultaten att en hög andel strömaterial ger den bästa energibalansen. Miljöpåverkansbedöm­ningen indikerar att potentialen för klimatpåverkan minskar om hästgödsel behandlas i en biogasprocess jämfört med förbränning eller kompostering.