Effekter af bioforgasning
på gødningsvirkning,
kvælstofudnyttelse og
udvaskning
Karin Peters, Miljøstyrelsen
Præsentation til ENVINA´s landbrugsårsmøde 30. september 2015
Husdyrreg.
- Nyt VVM direktiv
udvalg
- Emissionsbaseret
regulering (stiplads)
NLK
HusdyranlægsVækstplaner
B39
(16 pkt.)
regulering
Adskillelse
Arealregulering
husdyrgødning
Højere normer
Plan for målretning
Målinger mv.
- Ny godkendelsesordning
flere generelle regler
færre vilkår
- Generel regulering af
husdyrgødning via
Gødningsregnskabet +
bekendtgørelser
- Husdyrgødning +
anden organisk gødning
Afgasset biomasse på landbrugsjord
•
Kommunerne skal tage stilling til udbringning af den afgassede
biomasse på arealerne
•
VVM screening – Planloven – Naturstyrelsen
•
Der arbejdes på en smidigere løsning i ny husdyrarealregulering,
hvor konkrete VVM screeninger kan afløses af en generel
regulering
•
To projekter for Miljøstyrelsen og Energistyrelsen –
baggrundsviden til ny arealregulering
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 3
Rapport 1
Udvikling af beregningsmodel til bestemmelse af
gødningsværdi og fastsættelse af
udnyttelsesprocent for biomasser til biogasanlæg
Lars Stoumann Jensen, KU SCIENCE – for Miljøstyrelsen
•
Fagligt grundlag for nuværende udnyttelseskrav til organisk
materiale
•
Kemisk, fysisk og biologisk ændring af organisk materiale ved
bioforgasning
•
Beregningsmodel til bestemmelse af udnyttelsesprocenter på basis
af biomassens karakteristika.
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 4
Bestemmelse af gødningsværdi / værdital
Værdital: den reelle N-effekt i gødningen ift. handelsgødning.
• Bestemt ud fra afgrødens N optag og ikke udbytte
• Udtrykker normalt kun effekten i det vækstår gødningen tilføres
• Gentagen tilførsel af organisk gødning vil resultere i akkumuleret
eftervirkning
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 5
N eftervirkning af organisk gødning
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 6
Værdital af husdyrgødning og andre biomasser
•
Svinegylle: NH4-N på 70-80 % af total N
•
Kvæggylle: NH4-N på 50-60 % af total N
•
Det potentielle værdital kan på tværs af forskellige typer (rå gylle,
fiber- og væskefraktion) tilnærmes med NH4-N andelen af total N i
en næsten 1:1 relation for NH4-N/total N >50%
•
Karakteristisk for husdyrgødning med høj NH4-N andel - derfor
ikke korrelation med værditallet af andre restprodukter og typer af
organisk affald.
•
Jo mere organisk N jo mindre betyder NH4-N andel og jo større
rolle spiller C/N forholdet og mineraliserbarheden af organisk N.
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 7
Kvælstof udnyttelseskrav
•
Minimumskrav til kvælstof (N) udnyttelsen i gødningsregnskabet
•
For afgasset biomasse beregnes et vægtet udnyttelseskrav
(husdyrgødning på TS basis)
•
Fx 75% kvæggylle (70) og 25 % affald (40) = 62,5 i udnyttelseskrav
•
Repræsenterer minimum samlet værdital for førsteårsvirkning og
akkumuleret eftervirkning
•
Ved sammenligning af værdital og udnyttelseskrav er det vigtigt at
holde for øje om eftervirkningen er inddraget i værditallet
•
For organiske gødninger med højt ammoniumindhold vil
førsteårsvirkningen være dominerende
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 8
Omsætning af kvælstof i biogasanlægget
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 9
Afgasset biomasse
•Reduktion af tørstofprocent –
tyndere biomasse
•Omdannelse af en del af det
organiske N til NH4-N – andel
varierer
•C/N forholdet falder
•Model for estimering af det
potentielle værdital ved best practice i
alle led af udbringning og udnyttelse.
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 10
Biomassens potentielle gødningsværdi
•
Potentielle værdital reduceres ved konkret jordbrugsmæssig
anvendelse
•
Ved nedfældning på sort jord til vårafgrøde: reelle værdital =
potentielle værdital
•
Ved slangeudlægning på overfladen om foråret i voksende
kornafgrøde er reelle værdital = potentielle værdital – 10 % ved
svinegylle og digestater med høj ammonium andel og – 25% ved
kvæggylle og digestater med lav ammonium andel.
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 11
Konklusioner om forskellen mellem de
potentielle beregnede værdital ift. de vægtede
udnyttelseskrav
•
Svine og kvæggylle uden iblanding af andet affald: 14% og 8 %
forøgelse
•
Bioforgasning af gylle (kvæg og svin blandet) med andet cosubstrat (75/25) : gns. forskel på 12-14 % forøgelse
•
Iblanding af energiafgrøder: 10-12% forøgelse ( kvælstoffattige)
•
Største differens for iblanding af fiberfraktion og dybstrøelse fra
svin og fjerkræ med lavt tørstofindhold og højt NH4-N indhold:
14-18 % forøgelse (friskvægt)
•
For halm og haveparkaffald ses en forskel på 22-26% pga.
udnyttelseskrav på 0 for affaldet – illustrerer problemstillingen for
biomasser med lavt udnyttelseskrav
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 12
Rapport 2
Kvælstofudvaskning og øget gødningsvirkning ved
anvendelse af afgasset biomasse
Peter Sørensen og Christen Duus Børgensen, Institut for
Agroøkologi, Aarhus Universitet
Udarbejdet for Energistyrelsen – Biogas Task Force
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 13
Bioforgasning ændrer gødningen
•Mindre organisk N, mere ammonium
•Mindre omsætteligt kulstof > CH4 + CO2
•Højere pH, mindre tørstof
Organisk N
Ammoniak
tab
Ammonium
(NH4)
Mineralisering/
Immobilisering
Denitrifikation
(N2 and N2O)
Nitrat
(NO3)
Udvaskning
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 14
14
Faktorer med effekt på N udvaskning og N
udnyttelse fra tilført organisk gødning
•
Ændret tilførsel af total N (bestemt af udnyttelseskrav)
•
Forholdet mellem mineralsk N og organisk N og
mineraliseringsforløb af det organiske N
• På lang sigt større udvaskning fra organisk bundet N
•
Ammoniak fordampning og andre lufttab (her antages uændret tab
til atmosfære)
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 15
Farm N beregner større udvaskning ved
bioforgasning
•
FORKERT ifølge Peter Sørensen
•
Beregner større udvaskning fra tilført uorganisk N end fra organisk
N. Derfor beregnes også større udvaskning efter bioforgasning.
•
HVORFOR?: Disse modeller er kalibreret på et bredt datasæt, og
direkte sammenligninger af tilført mineralsk N og organisk N
udgør kun en meget lille del af datagrundlaget. Kort tidshorisont.
•
PETERS KONKLUSION: Nuværende modelopsætning ikke
velegnet til at beregne effekter af bioforgasning på udvaskning
Lysimeterforsøg
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 16
Ny model anvendt til beregning af N udvaskning
ved bioforgasning
•
Det kan antages at udvaskningen er ens for uorganisk og organisk
N det første år efter tilførsel
•
N-LES modeller regner anerledes
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 17
Effekt af bioforgasning i forskellige scenarier
med nuværende udnyttelseskrav og gødskning til
N norm med handelsgødning
Ændret N-udvaskning som følge af bioforgasning beregnet efter 1, 10 og 50 år
for sand- og lerjord og angivet som kg N/DE
Forhold baseret på tørstof
Det antages at affald også udbringes uden afgasning
Større reduktioner ses, hvis udnyttelsesprocenterne hæves
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 18
Afgasning sammen med energiafgrøder
(majsensilage)
Sand JB3
Udnyt. krav
majs: 40%
Forhold på
vådvægt
basis
Majs N med i
dyreenhed
100%
Svinegylle
Udnyt. 75%
100%
Kvæggylle
Udnyt. 70%
25% majs
75% kvæggylle
Udnyt. 62%
12% majs
88% kvæggylle
Udnyt. 66%
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
25% majs
75% svinegylle
Udnyt. 66%
12% majs
88% svinegylle
Udnyt. 71%
SIDE 19
Biogasanlæg kan medføre flytning af N fra ét
opland til et andet
•
Øget tilførsel af organisk gødning medfører øget N udvaskning.
•
Reduceret tilførsel medfører tilsvarende reduceret N udvaskning.
•
Anvendelse af affald/biomasse, der ikke tidligere har været tilført
jord, kan medføre øget N udvaskning (fx. husholdningsaffald).
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 20
Effekt af afgasning på N gødningsvirkning
Øget langsigtet N virkning: 5-7 kg N/DE
- Mere N fjernes med afgrøder > mindre udvaskes
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 21
Konklusioner om N udvaskning fra afgasset
biomasse
•
Med de nuværende bestemmelser giver bioforgasning af organisk
gødning både reduceret udvaskning på længere sigt, samt mulighed
for mere tilgængeligt N til landmand.
•
Ved anvendelse af majsensilage som energiafgrøde i biogasanlæg
(12% vådvægt) forventes øget udvaskning i de første år og ca 0
effekt af afgasning på længere sigt
•
Tilførsel til biogasanlæg af ”ny” biomasse N, der ellers normalt ikke
tilføres landbrugsjord, kan medføre øget N udvaskning.
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 22
Hvor findes rapporterne?
Udnyttelsesprocenter:
http://plen.ku.dk/myndighedsbetjening/
Kvælstofudvaskning:
http://web.agrsci.dk/djfpublikation/index.asp?action=show&id=1203
KARIN PETERS, MST, ENIVNA LANDBRUGSÅRSMØDE NYBORG 30.SEP 2015
SIDE 23
TAK FOR OPMÆRKSOMHEDEN!
SPØRGSMÅL og INPUT til
MILJØSTYRELSEN?
INDSÆT FOOTER: >VIS >SIDEHOVED & SIDEFOD >APPLICÉR PÅ ALLE, STORE BOGSTAVER
SIDE 24