Dansk forskning: biogasproduktion minskar inte kolinlagring i jord

2023-01-20
Avkastning och livsmedelsförsörjning i ekologisk produktion För yrkesverksamma Förluster av växtnäring och övergödning i ekologisk produktion Klimat och ekologisk produktion Markbördighet och ekologisk produktion SLU ekologisk produktion och konsumtion (Epok)

Effektivare biogasproduktion med längre uppehållstid för materialet i biogasanläggningar minskar inte den långsiktiga kolbindningen i marken. Dessutom uppnås en bättre gödningseffekt av rötresten genom att optimera gasproduktionen.

Två danska forskningsprojekt har jämfört den långsiktiga kolinlagringen i mark (två år och längre) efter applicering av rötrest från varierande behandlingstid i biogasanläggningar. Forskarna fann inga skillnader i den långsiktiga kolinlagringen i marken. Däremot blev det en bättre gödseleffekt av rötresten när den, till följd av längre uppehållstid, omvandlats mer effektivt i biogasanläggningen.

När stallgödsel och andra substrat behandlas i en biogasanläggning tas mer än 50 procent av kolinnehållet bort tillsammans med biogasen. Det har tidigare antagits att avlägsnandet av kol kan leda till att mindre mängd kol och därmed organiskt material blir kvar i marken på lång sikt. De genomförda experimenten visade dock att även om mer kol togs bort med gasen genom att förlänga biogasbehandlingen, hade det ingen effekt på mängden stabiliserat kol i marken. I förhållande till mängden kol som tillförts biogasanläggningen stabiliserades 12–16 procent av kolet i marken – oavsett uppehållstid i anläggningen.

I försöket användes rötrest som i första hand kom från rötning av nötgödsel blandat med grönmassa från vall (klöver och gräs) eller andra organiska rester. Rötresten kom från två olika biogasanläggningar. Effekten av att ytterligare 30 dagars behandlingstid i rötgasanläggning undersöktes. Med en sådan förlängd behandling kan ett extra biogasutbyte och mindre utsläpp av växthusgas uppnås vid den efterföljande hanteringen av rötresten. Mängden stabiliserat kol i jorden beräknades från en mätning av utsläpp av koldioxid från tillsatt rötrest i jorden under sju månader vid 20° C.

Även gödslingseffekten av rötresten analyserades. I biogasanläggningar tillförs normalt fast biomassa, till exempel vall, eftersom det leder till ökad biogasproduktion och lönsamhet. Tyvärr leder detta till problem med ökad ammoniakförlust och därmed sämre gödningseffekt vid ytapplicering (slangspridning) av rötresten. Det beror på en högre torrsubstanshalt i rötresten, vilket gör att den inte kan tränga ner snabbt i jorden efter applicering i växande grödor.

Vid slangspridning observerades en liten effekt av ett extra rötningssteg som gav en lägre (statistiskt signifikant) ammoniakförlust och en liten (ej statistiskt signifikant) ökning av gödselvärdet från 39 till 42 procent. MEN gödslingseffekten var mycket högre vid nedbrukning och ökade från 75 till 86 procent i genomsnitt efter det extra rötningssteget. Ytspridning av rötrest är alltså mycket problematisk (hög ammoniakförlust, lågt gödselvärde) och mycket bättre utnyttjande uppnås genom nedbrukning.

Studierna har gjorts i samarbete mellan projekten FertiCycle och FertiHood.

Mer läsning:

Biogas reducerer ikke kulstofbindingen i jorden

Nyang’au, J. O.,  Møller, H.B., Sørensen, P. 2023. Effects of electrokinetic and ultrasonication pre-treatment and two-step anaerobic digestion of biowastes on the nitrogen fertiliser value by injection or surface banding to cereal crops. Journal of Environmental Management 326.

Nyang’au, J. O.,  Møller, H.B., Sørensen, P. 2022. Nitrogen dynamics and carbon sequestration in soil following application of digestates from one- and two-step anaerobic digestion. Science of the Total Environment 851.