Vi lever i en värld som konsumerar en allt större mängd energi. Att minska den icke förnyelsebara energianvändningen är en mycket viktig del för ett långsiktigt hållbartsamhälle. Sjöstad är ett av flera reningsverk i Sverige som rötar avloppsslam för att utvinna ett av framtidens bränslen; Biogas. Framställningen av biogas sker genom anaerob nedbrytning, en känslig process som lätt störs av yttre faktorer, som temperatursvängningar och förändringar av substratsammansättning. För att anaerob nedbrytning ska fungera optimalt krävs exakt rätt koncentrationer av näringsämnen i reaktorerna. I detta projekt har en rad olika mikronäringsämnen, som metaller, salter och vitaminer testats för att se om en tillsats av något av dessa kan öka Sjöstads biogasproduktion. Genom ett antal försök vid olika tidpunkter under våren 2013 har ett ämne, magnesiumklorid identifierats som det näringsämne som kan vara det mest begränsande för Sjöstadverket. Resultatet visade att en liten mängd magnesiumklorid, 0,05 mg/l, kan ge en ökad biogasproduktion från rötresten. Labbskaleförsöken visade även en stor produktionsökning från rötresten under våren, vilket kan tyda på att en ökad dagvattenproduktion från snösmältningen för med sig de näringsämnen som reaktorerna behöver.

Syftet med denna studie var att undersöka förutsättningar och möjligheter att producera biogas på Utö. Förhoppningen var att på detta vis kunna utnyttja främst slammet ifrån det lokala reningsverket som en resurs. Examensarbetet utfördes som en del av EU-projektet Green Islands där Skärgårdsstiftelsen i Stockholms Län är Lead Partner. Utöver reningsverkets slam undersöktes andra möjliga substrat, där matavfall ifrån Utö Värdshus och slakteriavfall ifrån ett mindre slakteri valdes ut som bäst lämpade. En uppskattning av substratsmängderna gav att en lämplig storlek på biogasreaktorn skulle vara ca 50 m3. Lokala användningsområden för producerad gas och rötrest utreddes och ett antal olika typer av små biogasverk har undersökts. De reaktorer som granskats djupast är forskningsreaktorn Renowaste på Henriksdalsberget, MR120 som tas fram av Energiutvecklarna och en ordinär reaktor uppbyggd av betongelement. Biogasprocessens mikrobiologi har också studerats och potentiella svårigheter analyseras. Praktiska, ekonomiska och miljömässiga aspekter undersöktes. Vid kraftvärmeproduktion skulle producerad elektricitet och värme kunna utnyttjas i sin helhet internt i reningsverket, men ingen avsättning för den näringsrika rötresten hittades eftersom det närbelägna jordbruket drivs ekologiskt vilket gör att humanslam inte får spridas på odlingsmarken. Rapporten visar på att uppförandet av ett biogasverk i Gruvbyn på Utö inte kan motiveras ekonomiskt. Ett flertal praktiska problem uppmärksammas också, där främst småskaligheten och substratens ojämna flöden förväntas bidra. De medtagna substratens sammanlagt låga kol/kvävekvot på ca 8 skulle också kunna innebära svårigheter att få en stabil process. Miljö- och klimatvinsterna bedöms relativt små, främst på grund av att en uppgradering av biogasen till fordonsgas, för att ersätta fossila drivmedel, inte kan ses som en realistisk möjlighet. Ett antal förbättringsmöjligheter som anses mer realistiskt genomförbara föreslås, som lokalt omhändertagande av slam i form av en vassbädd, effektivisering av reningsverkets uppvärmningssystem och lokal kompostering av Värdshusets matavfall. / The purpose of this study was to investigate the conditions and opportunities to produce biogas at Utö, an island in the Stockholm archipelago. The intention was that the sludge from the local sewage treatment plant could be used as a resource. The Master Thesis was conducted as part of the EU-funded project Green Islands, where the Archipelago Foundation in Stockholm County is Lead Partner. In addition to the sludge, other possible substrates were investigated. Food waste from Utö Inn and slaughterhouse waste from a small slaughterhouse were determined best suited. An estimate of the amounts of substrate gave that a suitable size of a biogas reactor would be about 50 m3. Local uses of produced gas and the digestate were investigated. Several small scale biogas digesters were investigated. The closest examined digesters are the research reactor Renowaste at Henriksdalsberget, MR120 which is developed by Energiutvecklarna and an ordinary, small scale digester constructed by concrete segments. The microbiology of the biogas process has also been studied and potential difficulties were analyzed. Practical, economic and environmental aspects were examined. If CHP were to be applied, electricity and heat could be utilized at the waste water treatment plant. No suitable usage of the nutrient-rich digestate was found. The nearby organic farm could not use the digestate since human sludge cannot be spread on organic farming land. The report states that the construction of a biogas plant in Gruvbyn on Utö cannot be economically justified. Several practical problems were also noted, where mainly the small scale and the uneven flows of substrates are expected to contribute. The low carbon/nitrogen ratio of the substrates, about 8, could also pose difficulties in obtaining a stable process.Environmental and climatic benefits deemed relatively small, mainly due to that upgrading of biogas to vehicle fuel, thus replacing fossil fuels, cannot be seen as a realistic possibility. A number of possible improvements that are considered more realistically feasible are suggested, like local treatment of sludge in a bed of reed, making the heating system of the waste water plant more efficient and local composting of the inn’s food waste.

<p>One of Sweden’s sixteen national environmental objectives strives to decrease the impact on the climate. By 2020, green house gas emissions should be 40 % less compared to the levels of 1990 and a minimum of 50 % of the energy consumption should come from renewable energy sources. Because of this there is a great need of increasing the production of renewable energy. This is where biogas comes in as a competitive alternative. However, there is a problem. Substrates for biogas production have become a scarcity due to the increasing demand for biogas that has been expressed lately.</p><p>   The objective is to co-digest fodder beet and cow manure in order to find the best methane yielding mixture(s), and based on these results be able suggest whether fodder beets are a suitable substrate to use in a greater extent. This might prove to be one possible way in dealing with today’s substrate shortage. The mesophilic co-digestion has been performed in lab scale, where seven glass bottles (800ml) have served as digesters. Several analyses of important parameters i.e. gas production and composition, carbon/nitrogen-ratio, total solids and pH have been performed during and after the digestion tests.</p><p>   The best results (25-28 % methane) were obtained when 5-15 % beets were added to the digester. This shows that fodder beets is best used as a supplement in a smaller extent.  Results also show that, when using fodder beets as substrate, two of the most important process parameters to control are pH and buffer capacity (alkalinity/volatile organic acid ratio). This is because the digester easily gets acidic.</p><p>   Based on these results it’s hard to suggest fodder beet usage in a greater extent when being mixed with only cow manure for biogas production. This is especially true for smaller biogas plants where the possibility of observation often is limited or deficient. However, because of the rapid initial degradation and gas production, fodder beets would make a good complement in digesters where more persistent substrates with slower gas production are being digested. Also, since fodder beets are rich in carbon and poor in nitrogen they would also make a good complement when one desire to increase the carbon/nitrogen-ratio in the digester</p>

One of Sweden’s sixteen national environmental objectives strives to decrease the impact on the climate. By 2020, green house gas emissions should be 40 % less compared to the levels of 1990 and a minimum of 50 % of the energy consumption should come from renewable energy sources. Because of this there is a great need of increasing the production of renewable energy. This is where biogas comes in as a competitive alternative. However, there is a problem. Substrates for biogas production have become a scarcity due to the increasing demand for biogas that has been expressed lately.    The objective is to co-digest fodder beet and cow manure in order to find the best methane yielding mixture(s), and based on these results be able suggest whether fodder beets are a suitable substrate to use in a greater extent. This might prove to be one possible way in dealing with today’s substrate shortage. The mesophilic co-digestion has been performed in lab scale, where seven glass bottles (800ml) have served as digesters. Several analyses of important parameters i.e. gas production and composition, carbon/nitrogen-ratio, total solids and pH have been performed during and after the digestion tests.    The best results (25-28 % methane) were obtained when 5-15 % beets were added to the digester. This shows that fodder beets is best used as a supplement in a smaller extent.  Results also show that, when using fodder beets as substrate, two of the most important process parameters to control are pH and buffer capacity (alkalinity/volatile organic acid ratio). This is because the digester easily gets acidic.    Based on these results it’s hard to suggest fodder beet usage in a greater extent when being mixed with only cow manure for biogas production. This is especially true for smaller biogas plants where the possibility of observation often is limited or deficient. However, because of the rapid initial degradation and gas production, fodder beets would make a good complement in digesters where more persistent substrates with slower gas production are being digested. Also, since fodder beets are rich in carbon and poor in nitrogen they would also make a good complement when one desire to increase the carbon/nitrogen-ratio in the digester

Ziel dieses Projektes ist es, den Anbau von Energiepflanzen auf ertragsschwachen Standorten zu optimieren, wobei die Nutzung der Pflanzen zur Biogaserzeugung im Mittelpunkt steht. Als ertrags-schwache Standorte werden diluviale Böden, insbesondere Sandböden, in Trockengebieten Deutschlands in die Untersuchungen einbezogen. Im Vergleich zum Silomais, welcher zurzeit als nachwachsender Rohstoff am häufigsten in Biogasanlagen zum Einsatz kommt, werden Sorghum-hirsen (Zuckerhirse und Sudangras) hinsichtlich ihrer Eignung als Biogasrohstoff geprüft. Mit den Untersuchungen sollen für ertragsschwache Trockenstandorte Anbaualternativen aufgezeigt werden, die zu einem sicheren Ertrag und Einkommen in den entsprechenden Regionen führen.

Im Bericht wurden Sortenprüfungen (Energiemais, Sorghumhirse) auf verschiedenen diluvialen Standorten (AZ 30-48) hinsichtlich Trockenmasseertrag und Qualität der Biomasse vorgenommen. Die Sortenversuche bildeten auch die Grundlage für die standort- und sortenspezifischen Nährstoffbilanzen (Stickstoff). Weitere Ergebnisse beziehen sich auf den Einfluss der Saatstärke und des Einsatzes von Herbiziden im Zuckerhirse- und Sudangrasanbau. Für die Sorten wurden ebenfalls die theoretischen Biogas- und Methanausbeuten berechnet.

För att nå de klimatpolitiska målen arbetar såväl Sverige som EU aktivt mot en cirkulär ekonomi där varje resurs nyttjas så effektivt som möjligt. En del i det arbetet handlar om att lyfta fram hållbara energikällor för att succesivt fasa ut fossila bränslen. Ett etablerat förnybart energislag, som fått mer uppmärksamhet på senare tid, är biogas. Produktionen av biogas sker via rötning av biologiskt material och kan generera el och värme, men även uppgraderas till fordonsgas. Ett av alla substrat som kan användas för rötning är gödsel. Den här studien har till syfte att undersöka omfattningen av den outnyttjade energipotentialen i gödsel från mjölkproducerande lantbruk i Sverige. Därtill ger den en bild av hur mycket koldioxid från fossila energikällor som skulle kunna minska i och med tillvaratagandet av energin i gödsel. En gårdsbaserad biogasanläggning vid Fredrikslunds lantbruk i Kalmar kommun är utgångspunkten och beräkningar görs tillsammans med data från bland annat Jordbruksverket och Energigas Sverige. För beräkning av möjligheten till minskat koldioxidutsläpp från fossil källa görs jämförelse med eldningsolja som används vid de svenska kraftverken. Resultatet visar att det finns en betydande energipotential i gödsel från svenska mjölk- producerande lantbruk där majoriteten av den ännu inte nyttjas för biogas- produktion. Nya styrmedel har tillkommit med syfte att gynna en ökad biogasproduktion, vilket kan öka chanserna för att ta vara på energipotentialen. Att genom ökad biogasproduktion minska mängden utsläpp av koldioxid till atmosfären från fossila källor ses också som möjlig. Sammanfattningsvis är studien ett exempel på hur en befintlig resurs kan effektiviseras ytterligare, ett arbete som troligen kommer bli än viktigare framöver. / To reach the climate goals, Sweden and the European Union are working towards a circular economy where the resources are used as efficiently as possible. Part of that work is about highlighting sustainable energy sources to gradually replace fossil fuels. An established, renewable type of energy, which has received more attention recently, is biogas. Biogas is produced through anaerobic digestion of biological material. The produced gas can generate electricity and heat, but it can also be upgraded to compressed biogas and used as automotive fuel. One of the substrates that can be used for digestion is manure. The aim of this study is to investigate the extent of the energy potential in manure from dairy farms in Sweden. In addition, it gives an idea of how much carbon dioxide from fossil energy sources that could be reduced if the energy potential in manure were used. Data is received from a farm- based biogas plant at Fredrikslund's farm in Kalmar as well as Swedish statistics of agriculture and energy. To estimate the possibility of reduced carbon dioxide emissions from fossil sources, a comparison is made with fuel oil. The results show that there is a considerable energy potential in manure from Swedish dairy farms where the majority is not yet used for biogas production. Reducing the amount of carbon dioxide emissions into the atmosphere from fossil sources through increased biogas production is also seen as possible.

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.

Das Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie untersuchte auf einem D-Südstandort in der Dübener Heide acht verschiedene Fruchtfolgen mit Energiepflanzen zur Biogasproduktion. Untersucht wurde die Ertrags- und Biogasleistung. Für die Region wird empfohlen, den Anbau in fünfgliedrigen Fruchtfolgen vorzunehmen. Als ertragsstarke und ertragsstabile Energiepflanzen haben sich dabei Energiemais, Sudangras, Zuckerhirse und Kartoffeln bewährt. Sie sollten zu 30 bis maximal 60 % in der Fruchtfolge berücksichtigt werden. Von ökologischem (Humushaushalt) und ökonomischem Vorteil ist dabei der Aufbau von Fruchtfolgesystemen, die sowohl leistungsstarke Energiepflanzen als auch Nahrungspflanzen enthalten. Die leistungsfähigsten Fruchtfolgevarianten erreichen kumulative Trockenmasseerträge von 370 bis zu 430 dt TM/ha. Theoretische Methanleistungen von insgesamt 12.000 m³ Methan/ha sind möglich.

Der Bericht fasst die Ergebnisse des Projektes EVA (Entwicklung und Vergleich von Anbausystemen für Energiepflanzen zur Biogasproduktion) der Jahre 2009 bis 2013 auf dem Versuchsstandort Trossin (Nordsachsen) zusammen. Untersucht wurden acht Energiefruchtfolgen hinsichtlich Ertragseigenschaften, Methanbildungspotenzialen sowie ökonomischer und ökologischer Kriterien. Als leistungsstärkste Fruchtarten haben sich Energiemais, Sorghumhirsen, Sonnenblumen, Luzerne-Kleegras und Rüben bewährt. Das Ertragsrisiko konnte mit ertragsstabilen Getreideganzpflanzen, insbesondere Winterroggen, Wintergerste und Wintertriticale, gesenkt werden. Es konnten mit den verschiedenen Fruchtfolgevarianten kumulative Trockenmasseerträge bis zu 400 dt TM/ha und 12.600 m 3 CH 4 /ha erzielt werden. Mehrjährige Ackerfutter-Leguminosen-Mischungen und Zwischenfrüchte konnten den Anforderungen zum Schutz der Boden-, Luft und Wasserqualität am besten gerecht werden.