Kraftig övergödning i Östersjön leder till ökad blomning av alger som medför syrebrist i havet. Musselodling kan ses som en åtgärd för problemet. På den svenska östkusten beräknas skördningen av musslor vara på ca 65 000 ton/år. Rötningsförsöket av blåmusslorna skedde i en pilotanläggning på Linnéuniversitet som består utav en lakbädd och en UASB-reaktor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), där syrabildningen sker i lakbädden och metanbildningen i UASB. Musslorna gav ett metanutbyte på 0,32 m 3/(kg VS) för hela rötningsperioden. Ensy AB specialiserar sig på att producera koncentrerad växtnäring från gödsel. De har som planer att utveckla sin verksamhet för att samköra produktion av biogas från gödsel. Gödslet som erhölls från Ensy AB rötades i ett satsvist försök i nio behållare med 100g/behållare. Rötningen av gödslet gav ett metanutbyte av 0,073 m3/(kg*VS). Försöket visar att det finns potential att använda blåmusslor som resurs för biogasproduktion. Genom utnyttjandet av musslor och gödsel som biogassubstrat kan övergödningen minskas, dessutom minskar utsläppet av metangas.

Metanpotentialen för makroalgen Saccharina lattissima varierar beroende på parametrar som odlingsdjup och olika isättnings- och skördedatum. För att utvärdera skillnader i parametrar användes satsvisa utrötningsförsök med ymp från en biogasanläggning som rötar fiskrester och matavfall. Algen som odlades på fyra meters djup gav mer metan än algen av samma art på två meters djup. Detta berodde på att algen på fyra meters djup hade en högre proteinhalt än algen på två meter. För att utvärdera metanpotentialen för alger med olika isättnings- och skördedatum användes sex stycken alger satta i september, oktober och november på två meters djup. Det skördades en alg från varje månad i april och en alg från samma månader i maj på Seafarm vid Strömstad. Algerna som hade skördats i april gav en högre metanpotential än de som skördades i maj. Metanpotentialen var högre för att de hade en högre lipidhalt. När de sattes i havet spelade ingen roll för lipidhalten. Oktober månad skiljde sig för att metanpotentialen var lägre i både april och maj.

In this thesis the methane gas potential of three different substrates, two algaes Saccharina latissima and Laminaria digitata and biosludge mixed with paper fiber was studied. This was done by batch experiments in a laboratory environment to examine the gas production and composition of the produced gas. Biogas production is a complex anaerobic digestion process in which various microorganisms decompose the substrate in steps and at the end produce biogas and a residue. Many factors affect the production of gas, for example the substrate content, temperature and pH in the digester. The analysis of methane potential were divided into two experiments. In experiment 1 substrates were digested along with inoculum from Växjö waste water treatment plant in a temperature of about 37 ˚C. In experiment 2 substrates were digested along with inoculum from Kalmar Biogas AB at about 52 ˚C. Both experiments contained 15 bottles each with three replicates for each substrate: only inoculum, inoculum + Algae 1 (Saccharina latissima), inoculum + Algae 2 (Laminaria digitata), inoculum + Paper (biosolids mixed with paper fiber), inoculum + Reference (Cellulose). The inoculum and the reference were running to assess the quality of the inoculum. Mixtures between the inoculum and the substrate was first set to 5:1 and then 4:1, based on the material's VS-concentration. All experiments went on until gas production was minimal. For experiment 1 ,with the ratio of 5:1, the end results of the accumulated methane for Algae 1, Algae 2, Paper and Reference were 315, 313, 88 and 381 Nml CH4/g VS substrate respetively. The batch with inoculum + Paper was ended after seven days because the difference between inoculum + Paper and only inoculum was small. In experiment 1, with a ratio of 4:1, inoculum + Reference and inoculum batches were not prepared mainly because of lack of space.The batch with only inoculum was assumed to give the same results as in experiment 1, with the ratio of 5:1. The end results of the accumulated methane for Algae 1, Algae 2 and Paper were: 199, 214 and 41 Nml/g VS substrate repectively For experiment 2, with the ratio of 5:1, the end results of accumulated methane for Algae 1, Algae 2, Paper and Reference were: 191, 183, 33, 243 Nml/g VS substrate respectively In experiment 2, with the ratio 4:1, the end result of accumulated methane for Algae 1, Algea 2, Paper and Reference were: 288, 179, 18, 337 Nml/g VS substrate respectively. / I detta examensarbete studerades metanpotentialen för algerna Saccharina latissima, Laminaria digitata samt bioslam blandat med pappersfiber. Detta gjordes i satsvisa försök i laboratoriemiljö där gasproduktionen och sammansättning av den producerade gasen undersöktes. Biogasproduktion sker i en anaerob rötningsprocess och är ett komplext förlopp där olika mikroorganismer sönderdelar substratet i flera steg för att slutligen bilda biogas samt en rötrest. Många faktorer så som substratets kemiska innehåll, temperatur och pH i rötkammaren påverkar produktionen av biogas. Analysen av metanpotential delades in i två försök. I försök 1 rötades substraten tillsammans med ymp från Växjö avloppsreningsverk vid en temperatur på cirka 37 ˚C. I försök 2 rötades substraten tillsammans med ymp från Kalmar Biogas AB vid cirka 52˚C. Båda försöken bestod av 15 stycken flaskor vardera med tre replikat för varje exmperiment: endast ymp, ymp + Alg 1 (Saccharina latissima), ymp + Alg 2 (Laminaria digitata), ymp + Papper (bioslam blandad med papperfiber) samt ymp + Referens (Cellulosa). Ymp och referenssubstratet kördes för att bedöma ympens kvalitet. Blandningar mellan ymp och substrat valdes först till 5:1 och därefter till 4:1, baserat på materialens VS-halter. Alla försök pågick tills gasproduktionen var minimal. För försök 1 med kvot 5:1 var slutresultatet av den ackumulerande metanmängden för Alg 1, Alg 2, Papper respektive Referens 315, 313, 88 respektivt 381 Nml/g VS substrat. Försöket med papper avslutades redan efter sju dagar eftersom skillnaden i metanmängd mellan flaskorna med ymp + Papper samt flaskor endast ymp var mycket liten. I försök 1 med kvot 4:1 rötades inte referenssubstratet och endast ymp främst på grund av platsbrist. Här antogs istället att endast ymp skulle ge samma resultat som i föregående försök med mesofil temperatur. Slutresultatet för försök 1 med kvot 4:1 blev 199, 214 samt 41 Nml CH4/g VS substrat för Alg 1, Alg 2 samt Papper. För försök 2 med kvoten 5:1 blev slutresultaten (den ackumulerade metanmängden) för Alg 1, Alg 2, Papper respektive Referens 191, 183, 33 respektive 243 Nml/g VS substrat. I försök 2 med kvoten 4:1 blev slutresultaten för Alg 1, Alg 2, Papper respektive Referens 288, 179, 18 respektive 337 Nml CH4/g VS substrat.

I detta examensarbete har biogasproduktion med olika typer av gödsel som substrat, med fokus på hönsgödsel, undersökts genom satsvisa utrötningsförsök, BMP. I försöken undersöktes hur biogasutvecklingen såg ut över tid, den totala biogas- respektive metanpotentialen samt hur denna påverkas av tillsats av glycerol. Undersökningen visade att substratblandningar har större biogas- och metanpotential än enskilda substrat samt att tillsats av glycerol inte gynnar biogasproduktionen men kan gynna metanproduktionen. Undersökningen visade också att hönsgödsel har större biogaspotential, och högre metanhalt i den bildade biogasen, än nöt- och svinflytgödsel. / Superbiogödsel för ekologisk spannmålsproduktion

Vi står idag inför en ökad global population och klimatpåfrestning vilket har skapat behov av ett mer resurseffektivt samhälle som kräver mer utgående produkt per ingående råmaterial. Biogas anses vara en viktig del i omställningen till ett hållbart samhälle då det följer en cirkulär ekonomi som inte bidrar med nettoutsläpp av koldioxid. Biokol är tillämpbart i djupströbädd då det minskar emissioner av ammoniak och växthusgaser (Jansson, 2019). En djupströbädd som blandats med biokol användes i denna studie som biogassubstrat, med övergripande syfte att undersöka effekten på biogasproduktionen. Genom detta kunde en storskalig potential estimeras, samtidigt som fler användningsområden för biokol som produkt inom lantbruket påvisas. En experimentell testanläggning i labskala användes, där en kontroll samt djupströ blandat med biokol rötades i två separata kontinuerligt omrörda reaktorer. Resultaten fastställde att biokolet bidrog till en ökad biogasproduktion motsvarande 25.9%. Metanhalten i biogasen var lägre än för kontrollen, samtidigt som den totala metanproduktionen var högre. Biokolet rötade även ut mer av det organiska material som fanns tillgängligt i substratet, med en utrötningsgrad på 70.1% jämfört mot kontrollens 65.4%. Den specifika metanpotentialen för biokolet visade på högre värde, dock var detta lägre än normalfall för djupströ vilket innebär att försöket troligtvis går att optimera. Sett ur ett större nationellt perspektiv, om samtligt djupströgödsel tillgängligt i Sverige skulle rötas med tillsats av biokol, ses en potential på 7.2 TWh. Detta skulle bidra till det nationella målet om att använda minst 15 TWh biogas i energisystemet innan år 2030. Vidare diskuteras eventuella orsaker och samband bakom resultaten, metodupplägg samt förslag på optimering tillsammans med miljöfördelar ett mer cirkulärt system som detta skulle medföra. / We are today facing an increased global population and climate stress which creates a need for a more resource-efficient society that requires more output per unit input. Biogas is considered important in the transition towards a sustainable society, as it follows a circular economy that does not contribute to any net emissions of carbon dioxide. Biochar is applicable in deep litter beds as it reduces emissions of ammonia and greenhouse gases. Deep litter manure mixed with biochar was in this study used as a biogas substrate, with the aim to investigate its effect on biogas production. Through this, a large-scale potential could be estimated and at the same time also more usage areas for biochar as a product within agricultural processes. An experimental laboratory plant was used, where a control and deep litter manure mixed with biochar were digested in two separate continuous stirred reactors. The conclusions stated that the biochar contributed to an increased biogas production corresponding to 25.9%. The methane content in the biogas was lower than for the control and at the total methane production was higher. The biochar also digested more of the organic matter available in the substrate, with a degree of degradation of 70.1% compared to the control with 65.4%. The specific methane potential for the biochar showed a higher value, however, this was lower than the normal case for deep litter manure which means that the experiment probably could be further optimized. Seen from a broader national perspective, is all deep litter manure available in Sweden were to be digested with addition of biochar, a potential of 7.2 TWh could be seen. This would contribute to the national goal of using a minimum of 15 TWh from biogas by the year 2030. Furthermore, possible causes and connections behind the results, methodological design and proposals for optimization are discussed. This along with environmental benefits a more circular system like this could lead to. / <p>2021-06-04</p>

Denna rapport är resultatet av ett examensarbete som utfördes våren 2011 på Renova i Göteborg. Examensarbetets övergripande syfte är att visa hur man bäst tillvaratar energi i matavfall ur klimatsynpunkt. Klimatpåverkan redovisas ur ett såväl lokalt som ett globalt systemperspektiv och mäts i koldioxidekvivalenter (CO2e). I det lokala systemperspektivet inkluderas endast klimatpåverkan från energianvändningen samt produktionen i Göteborg, med andra ord inkluderas endast skorstensemissionerna. I det globala systemperspektivet inkluderas alla emissioner som uppstår vid omhändertagande av matavfall såväl lokalt som globalt och det är ur detta systemperspektiv som den verkliga klimatpåverkan redovisas. I studien presenteras tre olika behandlingsscenarion för omhändertagande av den energi som finns matavfall. De olika behandlingsscenarierna producerar olika mängder el, fjärrvärme och biogas och de anläggningar som inkluderas är alla lokaliserade i Göteborg. Kompletterande energi tillförs så att den erhållna nyttan är lika stor från alla tre scenarier. Studiens referensscenario beskriver en behandlingsprocess av matavfallet, inkluderande en förbehandlingsanläggning, en biogasanläggning en gasuppgraderingsanläggning samt ett avfallskraftvärmeverk. Behandlingsscenario ”Rya” beskriver en liknande behandlingsprocess med skillnaden att hälften av den producerade biogasen förbränns i en gaskombianläggning. Det tredje och sista behandlingsscenariot inkluderar endast ett avfallskraftvärmeverk där matavfallet förbränns och benämns behandlingsscenario ”Sävenäs”. I studien har återföringen av näringsämnen från biogasanläggnings rötslam avgränsats bort. Rapportens resultat redovisar att ur klimatsynpunkt beskriver behandlingsscenario ”Rya” det bästa sättet att omhänderta energin i matavfall. Behandlingsscenariots globala klimatpåverkan är -251 kg CO2e. Detta innebär en global klimatbesparing på 251 kg CO2e per ton matavfall. Referensscenariot och behandlingsscenario ”Sävenäs” redovisar liknande klimatpåverkan, -146 kg CO2e för behandlingsscenario ”Sävenäs” och -147 kg CO2e för referensscenariot, vilka även dessa innebär en global klimatbesparing. Då endast växthusgaserna i Göteborg studeras, dvs. de lokala emissionerna, ändras studiens resultat. Behandlingsscenario ”Rya” påvisar då en klimatpåverkan på 69 kg CO2e. Behandlingsscenario ”Sävenäs” påvisar en klimatpåverkan på – 19 kg CO2e och referensscenariot genererar -24 kg CO2e. Detta betyder att då endast växthusgaserna som emitteras i Göteborg studeras är referensscenariot det bästa sättet att omhänderta energi i 1 ton matavfall. Ur globalt systemperspektiv är en tolkning av studiens resultat att det ur klimatsynpunkt är mest fördelaktigt att man i Göteborg använder hälften av den producerade biogasen till el- och värmeproduktion i en gaskombianläggning. Resterande biogas används som fordonsbränsle. Ur lokalt systemperspektiv innebär däremot behandlingsscenario ”Rya” den största lokala klimatpåverkan. En slutsats som kan dras av detta resultat är att ju större klimatpåverkan är lokalt, dvs. i Göteborg desto bättre är det för det globala klimatet.

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.

Coastal areas in Grenada and the Caribbean are experiencing an abundance of stranded macroalgae. Climate change and eutrophication are probable causes of this inconvenience. This leads to logistic and economic dilemmas for the Caribbean societies. Research of methods to benefit from the algal bloom is therefore valuable for a sustainable future in these countries. Studies of biogas and fertilizer production are initiated around the world, but a large scale production is absent. Therefore, this thesis scrutinize the requirements for producing biofertilizer from biogas by examine the content of macroalgae and the conditions in Grenada. To achieve this, a literature study and a miniature biogas experiment were conducted. Grenada would presumably benefit from substituting synthetic fertilizer with biofertilizer from macroalgae utilized in biogas production. The positive aspects includes the recirculation of nutrients, development of renewable energy and autonomous fertilizer production. Further research of the definite macroalgae content is essential to determine the exact extent and conditions of the fertilizer utilization. / Kustområden i Grenada och Karibien är drabbat av större mängder strandade makroalger. Klimatförändringar och övergödning är de huvudsakliga orsakerna till denna olägenhet. Detta leder till logistiska och ekonomiska problem för samhällen i Karibien. Det är därför av värde att forska på metoder för att försöka nyttja algblomningen, för en hållbar framtid i dessa länder. Studier på biogasproduktion och gödselmedelstillverkning av makroalger har utvecklats på senare tid, men en storskalig produktion är fortfarande frånvarande. Därför ska denna avhandling granska kriterierna för att använda biogödsel från biogasproduktion genom att undersöka makroalgernas innehåll, och Grenadas förutsättningar för att genomföra detta. För att uppnå detta så har en litteraturstudie och ett mindre biogasexperiment genomförts. Grenada skulle förmodligen dra fördel av att byta ut syntetiskt gödningsmedel med biogödningsmedel från biogasproduktion med makroalger. De positiva aspekterna av detta är recirkulationen av näringsämnen, etablering av förnyelsebara energikällor, samt självständig gödselproduktion. Vidare forskning på det exakta innehållet i makroalger är väsentligt för att kunna bestämma utsträckningen och förhållandena för gödselmedelsanvändningen.