In 2013 the Swedish Environmental Protection Agency established new suggested limits for cadmium in biofertilizer. Some biogas producers have already stated that they will have difficulty to cope with the new suggested limits. This has started a conflict between the environmental goals “Giftfri miljö” and “God bebyggd miljö”. In this study six biogas plants has been studied to see how their biofertilizer relate to the suggested limits. They were selected according to their location and the size of their foodstuff substrate. The results demonstrate that the problem is associated with high cadmium concentrations in imported foodstuffs. By influencing the Public Procurement Act, Swedish foodstuff could be favored and the cadmium content decreases in the biofertilizer. The result demonstrates that Linköping is the facility that is least able to cope with the suggested limits and Helsingborg is the facility that has the best potential. The main conclusion of this study is that EU must work together to achieve the goals that the Swedish Environmental Protection Agency wants to achieve. If EU is working together to improve the Public Procurement Act, stricter limits for cadmium concentration in foodstuffs may be established and thus the cadmium concentration in foodstuff would be reduced.

By 2018 at least 50 % of the Swedish food waste will be biologically treated. Stockholm Vatten are planning to quadruple the collection of food waste for biological treatment between 2015 and 2020. There are three different food waste collecting systems in Stockholm City; food waste bins, half open food disposer and sealed food disposer. The factor that affects the choice of collecting system are costs throughout the process, for example waste fees. Waste fees are seen as a powerful policy instrument to reduce unsorted waste, and should be designed to reduce overall waste, increase the sorting and reduce the environmental load. The purpose of the thesis is to design two decision models for collecting systems of food waste for biogas and digestate production. One model will be simple and be of support when deciding which system the kitchen should invest in, the other model will be designed to give an overview for each systems costs and processes from collection to production of biogas/digestate. The methodology was composed of a mixture of a qualitative and quantitative method, and a case study. The data collection was made by a literature study, mail contact, study tour and a map of the processes. The pre-treatment cost is 500kr/ton for food waste collected from bins, a cost that food waste does not accrue from disposers. The waste tariff is 57% lower for waste disposals, and they require 72% less transport when collected. The costs Stockholm Vatten have for transporting food waste is 75 % lower for waste disposals compared to food waste bins. If the waste tariff would reflect the costs more kitchens would choose waste disposals over food waste bins. Beside the differences in food waste bins and waste disposals, there are differences between types of waste disposals. Sealed food waste disposals require half of the transports compared to half open food waste disposals for the same biogas potential. When designing tariffs this should be taken in consideration. / Senast 2018 ska minst 50 % av det svenska matavfallet sorteras ut och behandlas biologiskt. Stockholm Vatten planerar att fyrdubbla insamlingen av matavfall till biologisk behandling under perioden 2015 till 2020. Det finns tre olika system för insamling av matavfall för storkök/restauranger i Stockholms Stad; kärlsystem, halvöppna kvarnsystem och slutna kvarnsystem. De faktorer som påverkar valet av insamlingssystem är kostnader genom processerna som exempelvis avfallstaxor. Avfallstaxorna ses som ett kraftfullt styrmedel för att minska uppkomsten av osorterat avfall och de ska utformas så de styr tydligare mot minskade avfallsmängder, ökad källsortering och minskad miljöbelastning. Syftet med studien är att utforma två beslutsmodeller för insamling av matavfall till biogas- och biogödselproduktion. Den ena modellen ska vara enkel och vara till stöd vid val av insamlingssystem, den andra modellen ska utformas för att ge en överblick för respektive systems kostnader och processer från insamling till produktion av biogas/biogödsel. Metodologin utgick ifrån en blandning av en kvalitativ och kvantitativ metod, samt fallstudie. Datainsamlingen utfördes genom litteraturstudie, mailkontakt, studiebesök och kartläggning av processer. Förbehandling har en kostnad på 500kr/ton matavfall, en kostnad matavfall från kvarnsystem inte kräver. Avfallstaxan är 57 % lägre för kvarnsystem i jämförelse med kärlsystem, dessutom krävs det 72 % mindre transporter med kvarnsystem. Stockholm Vattens kostnader för transport av matavfall från kärlsystem är 75 % högre än matavfall från kvarnsystem.  Ifall avfallstaxan skulle reflektera Stockholm Vattens kostnader skulle fler kök välja kvarnsystem över kärlsystem. Förutom att det finns en skillnad på kärl- och kvarnsystem finns det även skillnader mellan kvarnsystem. Slutna kvarnsystem kräver ca hälften så mycket transporter som halvöppna kvarnsystem för att få ut samma mängd biogaspotential. Vid utformning av taxor och priser bör detta finnas i åtanke.

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.

Avfall Sverige äger två certifieringssystem: SPCR 120 Biogödsel och SPCR 152 Kompost. Dessa två certifieringssystem används för att certifiera biogasanläggningar och kompostanläggningar. Certifieringen säkerställer att biogödseln respektive komposten har en hög kvalité och kan användas inom till exempel jordbruk. Certifieringssystemen har varit i bruk sedan 1999 och har än så länge resulterat i åtta certifierade biogasanläggningar och tre certifierade kompostanläggningar. Det är SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut som genomför besiktningarna ute hos de olika anläggningarna samt ansvarar för utfärdandet av certifikaten.Denna rapport föregicks av en inläsning på certifieringsreglerna SPCR 120 Biogödsel och SPCR 152 Kompost, samt genomgång av samtliga besiktningsrapporter från 2005 och framåt. Därefter byggdes en databas upp där avvikelser, från certifieringsreglerna som påträffats vid besiktningarna, kunde registreras under respektive besiktning och anläggning. Från databasen kan också information om anläggningarna och besiktningsmännen fås ut såsom namn, adress och telefonnummer.Slutligen har avvikelserna sammanställts i olika diagram för att visa vilka områden i certifieringssystemen som genererat flest avvikelser. Det är dessa diagram som fått störst fokus i denna rapport, utöver bakgrundsfakta om biologisk behandling och information om certifieringsreglerna SPCR 120 Biogödsel och SPCR 152 Kompost. Resultatet visar att de största problemområdena är insamling och transport samt egenkontrollen av slutprodukten.

Biogas är en förnybar energikälla som kan framställas genom rötning av organiskt material som gödsel eller grödor. Trots att lantbruket står för 76 % av den totala biogaspotentialen i Sverige producerades endast en procent av biogasen 2008 i gårdsanläggningar. Uppsatsens syfte är att ge en översikt över vad som orsakar den långsamma utvecklingen av småskalig biogas, samt att ge förslag till lösningar som kan leda till en snabbare expansion. Aspekter som studeras är politiska styrmedel, anläggning och produktion samt information och kunskap. Det största hinder som påträffas är produktionens bristande lönsamhet, vilken föreslås hanteras med ett produktionsstöd, tekniska effektiviseringar, förenklade och mer fördelaktiga lagar och regler för småskalig produktion samt en långsiktig nationell biogasstrategi. En snabbare ökning av antalet småskaliga biogasanläggningar tros inte inträffa innan lönsamhetsproblematiken är löst. / Biogas is a renewable energy source that can be produced by anaerobic digestion of organic material such as manure or crop. Although agriculture accounts for 76 % of the total biogas potential in Sweden, only one percent of the gas was produced on farm biogas plants in 2008. The paper aims to find the conditions and barriers regarding policy instruments, construction and production, and information and knowledge that are causing the slow development of small-scale biogas. Based on the findings, suggestions for solutions that can lead to a faster expansion are given. The biggest obstacle found is that the production is unprofitable, which is suggested can be dealt with by introducing a production-based financial support system, technical efficiency, simplified and more favorable laws and regulations for small-scale production, and a long-term national strategy for biogas. A rapid increase in the number of small-scale biogas plants is not believed to occur before the profitability problems are resolved.

Den dominerande tekniken vid framställning av biogas från organiskt avfall är idag att använda kontinuerlig våtrötning. Utöver våtrötning finns också ett fåtal torrötningsanläggningar i Sverige. Torrötning skapar möjlighet att införa fler substrat på marknaden, substrat som annars kan vara problematiskt att röta i en våt process. Jordbrukssektorn har stor potential att bidra med organiskt avfall som kan nyttjas som substrat vid biogasproduktion. Förutom att öka den totala användningen av torra substrat från jordbrukssektorn är en möjlig åtgärd att öka biogasproduktion från gödsel, varför en lösning är avvattning. Efter separation erhålls en fast fraktion som kan spädas in i en våt process, eller användas som substrat vid en ny central torrötningsanläggning. Som slutprodukt erhålls biogas och biogödsel. Att avvattna gödseln innan rötning ger en annan gödselhantering än den konventionella. Detta eftersom att lägre volymer kan transporteras vid varje tillfälle jämfört med transport av flytgödsel som innehåller mycket vatten.  Syftet med examensarbetet var att analysera avvattnad gödsel som substrat till produktion av biogas, samt att studera effekten av att lägga till avvattning som ett alternativ till hanteringen av gödsel. För att klargöra hur mycket metangas som kunde bildas från avvattnad gödsel utfördes experiment i labskala med kontinuerlig våtrötning och satsvis torrötning. Parallellt med laborationsförsöken genomfördes en teoribaserad systemstudie med syfte att utreda central storskalig produktion med avvattnad gödsel som substrat. Utöver biogasproduktion analyserades gödselhantering med ett livscykelperspektiv där de olika systemalternativens direkta utsläpp av växthusgaser studerades. Systemmodellen innehöll tre scenarier vilka involverade olika system för att hantera gödseln (konventionell gödselhantering, våtrötning av flytgödsel samt våtrötning och torrötning med avvattnad gödsel som substrat). Laborationsförsöket visade att avvattnad gödsel är lämpligt som substrat vid biogasproduktion. Kontinuerlig våtrötning kunde genomföras med stabil process och liknade storskalig produktion. De kemiska analyser som utfördes under försöksperioden (pH, alkalinitet, VFA och kväve) uppvisade alla stabila värden utan processtörningar. Efter tre uppehållstider hade i medeltal 246 Nml CH4 per/g VS producerats från avvattnad gödsel vilket var i nivå med uppgifter från litteratur (200-300 Nml CH4/g VS). Vidare visade det satsvisa torrötningsförsöket varierande resultat beroende på val av ymp, samt hur stor mängd ymp som blandades in i testflaskorna. Vid inblandning av ymp från Tekniska verkens samrötningsanläggning i Linköping bildades i genomsnitt 222±8,6 Nml CH4/g VS (5 % VS ymp) respektive 236±10,8 Nml CH4/g VS (10 % VS ymp). Bildad metan 3 var inom rimligt intervall för välfungerande process, om än med lång uppehållstid (83 dagar). Försöksuppställningen för satsvis torrötning utformades så att laborationsförsöket skulle simulera så kallad garagerötning. Dock saknades utrustning för recirkulering av vätska, istället vändes testflaskorna dagligen. Då recirkulering av vätska ofta förekommer i storskaliga torrötningsanläggningar som drivs enligt garage-koncept är det önskvärt att utveckla laborationsförsöket vidare, med målet att bättre efterlikna en verklig process. I förhållande till konventionell hantering av gödsel visade systemstudien miljöfördelar för central torrötningsanläggning som använder avvattnad gödsel som substrat vid biogasproduktion. Miljönyttan var dels i händelse av att den bildade biogasen uppgraderas till fordonsbränsle och används som substitut till fossila drivmedel, men också om hantering av vätskefasen kan förbättras. Avvattnad gödsel ger en vätskefas som vid spridning och lagring ger upphov till emissioner av växthusgaser (lustgas, metan och koldioxid) som har negativ påverkan på miljön. Att skapa lösning för hantering av vätskefasen som reducerar emissioner innebär att biogassystem med avvattnad gödsel som substrat kan vara fördelaktigt ur ett miljöperspektiv jämfört med våtrötning av flytgödsel. Systemstudien inkluderade även en osäkerhetsanalys som visade att resultatet varierade beroende på vilket antagande som valdes för systemets parametrar. Den parameter som påverkade resultatet i störst utsträckning var antaganden kring metankonverteringsfaktorn (MCF). Sammanfattningsvis visade systemmodellen att det saknas tillräckligt underlag för att avgöra vilken rötningsteknik som är mest gynnsam vid produktion av biogas från avvattnad gödsel, varför fler studier är att rekommendera.

Östersjön är ett av världens sjukaste hav på grund av övergödning som bland annat beror på jordbrukets användning av gödselmedel och specifikt användandet av konstgödsel. Genom att istället ta tillvara på flytgödseln som finns tillgänglig hos lantbrukare på lokal nivå och låta flytgödseln passera genom en biogasanläggning kan både miljövänligt gödselmedel samt biogas utvinnas. Detta leder till att konstgödselanvändningen mer eller mindre skulle kunna uteslutas och ett mer miljövänligt och lokalt kretslopp skapas. Denna studie har utvecklat en optimeringsmodell som utifrån potentiella geografiska positioner för biogasanläggningar och annan teknik som avvattnar flytgödsel och tillverkar miljövänligt gödselmedel ska besluta om var de mest optimala placeringarna är. Dessutom ingår en kartläggning om var gårdar är placerade i kommunen, hur mycket flytgödsel som är tillgänglig på varje gård samt var behovet av gödselmedel finns i kommunen. Studien har utförts på uppdrag av Västerviks kommun i samarbete med en större forskningsgrupp på Linköpings universitet.

Mellan 1960 och idag har världspopulationen dubblerats medan matproduktionen tredubblats. Det har möjliggjorts av kemiskt framställda gödsel som introducerades på mitten av 1900-talet. Sedan 1965 har användandet av kvävegödsel ökat sexdubblet. Kvävegödsel ökar lönsamheten och avkastningen men har stora koldioxdutsläpp och orsaker övergödning. Därför finns det en efterfrågan på andra alternativ. Ett alternativ skulle kunna vara en syntetsik föränding av rhizosfären. För att undersöka om det är möjligt kommer ett modellsystem för insulerat metaboliskt utbyte att skapas. Modellsystemet kommer att ha en kvävefixarande bakterie som fixerar kväve från atmosfären och producerar en kvävekälla till en kolfixerande bakterie, som kommer modellera en växt i system. Den kolfixerande bakterien kommer att fixera koldioxid from atmosfären och producera en kolkälla för den kvävefixerande bakterien att använda. I den här studien har olika produktioner av olika kvävekällor i Escherichia coli och Anabaena sp. undersökts. Fyra olika plasmider har skapats för produktionen av alanin, guanin och allantoin. Alla odlingar med plasmiderna växte bättre än kontrollodlingarna, men de har inte blivit analyserade för produktion av metaboliterna på grund av tidsbrist. Tilläggningsvis, två av tre replikat av Anabaena sp. med en plasmid för allantoin produktion i media med urinsyra verkar ha varit stressade för okända anledningar / Between 1960 and today, the world population has doubled while food production has tripled. This has been made through chemical fertilisers being introduced in the middle of the 20th century. From 1965, the usage of nitrogen fertilisers has increased by sixfold. Nitrogen fertilisers improve crop profitability and yield but have large carbon dioxide emissions as well as cause eutrophication. Thus, there is a demand for an alternative. One alternative would be to engineer the rhizosphere. To investigate whether this is possible, a model system for insulated metabolic exchange will be created. The model system will have a nitrogen-fixating bacteria that will fixate atmospheric nitrogen and produce a nitrogen compound to a carbon-fixating bacteria, that will act as a plant in the model system. The carbon-fixating bacteria will fixate carbon dioxide from the atmosphere and produce a carbon source for the nitrogen-fixating bacteria to utilise. In this study, different productions of different nitrogen compounds in Escherichia coli and Anabaena sp. have been investigated. Four different plasmids have been constructed for the production of alanine, guanine and allantoin, respectively. The strains containing the plasmids all grew better than the control cultures, however, they have not been analysed for producing the metabolites due to time constraints.

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.

No description available.