publicerat_40.jpg

RKA 12 Biogas i framtida lantbruk och kretsloppssamhällen, Effekter på mark, miljö och ekonomi

Publikationstyp: Rapporter kretslopp och avfall
Författare: Sundberg Martin, Johannson Waldemar, Hjortsberg Hans, mfl.
År: 1997
Lantbruket har under de senaste decennierna i flera avseenden genomgått stora förändringar. Effektivitetskrav har medfört en successivt ökande storlek på trak¬torer och fältmaskiner. Även om man sedan många år tillbaka varit medveten om lämpliga åtgärder för att undvika skadlig jordpackning, är detta något som jordarna ändå drabbas av. Vi ser också en alltmer tydlig specialisering inom jord¬bruket, som medfört att man i vissa regioner har en ensidig odling av spannmåls¬grödor. Sammantaget har detta medfört att huvuddelen av våra odlade jordar idag har en sämre fysi¬kalisk status idag än någon gång tidigare. I många växtföljder skulle vallen, som har en mycket positiv inverkan på mullhalt och markstruktur, utgöra ett värdefullt avbrott. Under senare år har vi också blivit alltmer uppmärk¬samma på jordbrukets miljöpåverkan, tillika jord¬brukets roll när det gäller att sluta kretsloppet mellan stad och land. För att nå ett uthålligt, resurssnålt och miljö¬vänligt jordbruk är det av stor vikt att våra jordars produktionsförmåga kan upprätthållas och att skadlig miljöpåverkan minimeras. I framtiden kommer jord¬bruket sannolikt inte bara att producera livsmedel, utan i större omfattning än idag även energi och andra för¬nyelsebara råvaror till industrin.

Föreliggande studie har genomförts för att i någon mån belysa i vilken utsträck¬ning man med olika utformning av framtida lantbruk kan bidra till att nå den ovan beskrivna målbilden. Med ett systemanalytiskt angreppssätt har vi studerat lång¬siktiga effekter på mark och miljö vid införande av biogas från vall på gårdar utan kreatur. Vi har också försökt belysa de ekonomiska konsekvenserna av att införa biogasvall.

I studien har vi utgått från gårdsenheter på 100 ha på mellanlera i Mellansverige. Fyra grundalternativ med olika driftsform har beräknats, nämligen:

1. Ekologisk odling med gröngödsling

2. Konventionell odling utan vall

3. Ekologisk odling med vall för biogas

4. Konventionell odling med vall för biogas

I grundalternativen produceras biogasen i en liten anläggning på gårdsnivå, där årsmedeleffekten är 60 kW. Vi har i de ekonomiska beräkningarna även sett på effekterna av när 15 gårdar samverkar om en större anläggning på 1 MW. I ytter¬ligare ett alternativ samrötas ensilage med organiskt avfall i en anläggning på 2 MW. Den producerade biogasen kan användas för antingen uppvärmning, kraft¬värme (el och värme) eller fordonsdrift.

För att beskriva dynamiken i marksystemet konstruerades en simuleringsmodell, där bl.a. flödena av kol, kväve och fosfor i marken beräknas. Som resultat erhålls bl.a. mullhaltsförändringar, storleken av olika kväveförluster i systemet och under¬skott av kväve (gödslingsbehov). I statiska beräkningar har de olika driftsformer¬nas inverkan på markstrukturen värderats och sammanvägts i ett odlingssystem¬index. De studerade alternativens miljöpåverkan vad avser växthuseffekt, över¬göd¬¬ning och försurning har kvantifierats med livscykel¬analysmetodik. När det gäller ekonomi har vi beräknat dels hur införande av flerårig vall påverkar lant¬brukarens ekonomi, dels investerings¬utrymme för tre storlekar på biogasanlägg¬ning vid olika slutanvänd¬ning av biogasen.

Av de resultat som framkommit i studien framgår att man med flerårig vall i växt¬följden får en uppbyggnad av markens förråd av både kol (mull) och organiskt bundet kväve. I referensalternativen (utan flerårig vall) lyckas man nätt och jämnt upprätthålla den initiala mullhalten på 2,5 %. Detta trots att vi i förutsättningarna antagit att all halm lämnas kvar på fältet. En ökning av mängden organiskt bundet kväve i marken gör att odlingssystemet blir mer självförsörjande, varvid behovet av inköpt kväve minskar.

Mineraliseringen av det organiska kvävet kan emellertid inte styras på samma sätt som kompletteringsgödsling, vilket i konventionell odling innebär större förluster av kväve i systemet med flerårig vall. I ekologisk odling däremot, ger alternativet med flerårig vall inte större kväveförluster än växtföljden med gröngödslings¬vallar, åtminstone på 20 års sikt.

Flerårig vall i konventionell odling ger avsevärt bättre markstruktur än en växt¬följd utan vall. Lika god markstruktur har beräknats för det ekologiska alternativet med ettåriga gröngödslingsvallar. Däremot uppnås inte samma goda markstruktur med flerårig vall i ekologisk odling. Den främsta orsaken till detta är den ökade mark¬belastningen vid vallskörd och spridning av rötrest i jämförelse med växt¬följden med gröngödslingsvallar. I beräkningarna har emellertid ingen hänsyn tagits till att markstruktureffekterna av en flerårig vall troligen är stabilare och varar längre än effekterna av ettåriga vallar utspridda i växtföljden.

Om man inte tar hänsyn till de miljöeffekter som uppnås när biogasen ersätter annan energi, ger växtföljderna med flerårig vall större bidrag till växthuseffekt, övergödning och försurning räknat per ton avsalugrödor. När hänsyn också tas till att biogasen ersätter annan energi, blir bidraget till växthuseffekten avsevärt mycket lägre för biogasalternativen. Den ur miljösynpunkt bästa användningen av biogasen är när den ersätter diesel som fordonsbränsle. Bidragen till övergödning och försurning blir då ungefär lika stora i systemen med respektive utan flerårig vall.

Vid samrötning med organiskt avfall accentueras ökningen av kol och kväve i marken. På lång sikt skulle den stora mängden rötrest i detta system vara till¬räck¬lig för att klara kväveförsörjningen i konventionell odling. Samtidigt blir dock kväveförlusterna större än i de övriga studerade systemen. Med antagna förutsättningar och prisrelationer erhålls det största investerings¬utrymmet för en biogasanläggning när gasen förädlas till fordonsbränsle. Därefter kommer produktion av kraftvärme, medan värmeproduktion har lägst investerings¬utrymme.

Antal: Ladda ner 2,29 MB

Tillbaka
Tipsa en vän
  |  
Senast uppdaterad: 2010-07-08

 

RISE, Jordbruk och Livsmedel | Box 7033 | 750 07 Uppsala - Växel: 010-516 69 00 | Fax: 018-30 09 56 | info@jti.se