Forskning

Inga samhällen eller stater har fullt ut realiserat biogaslösningarnas potential vilket indikerar att det är en svår utmaning. Inom Europa finns de flesta biogasanläggningar i Tyskland där politiken ursprungligen betonade och stödde produktion av förnybar el. Grödor var det viktigaste substratet. Numera rör sig Tyskland och hela Europa mot den nordiska modellen för biogas som i stället bygger på avfall och restprodukter som substrat och uppgradering till biometan som främst används till transporter eller förs in i gasnät där den ofta används i industri.

Kommuner och regioner har länge varit nyckelaktörer när det gäller att utveckla biogaslösningar eftersom de ibland lyckats integrera olika politikområden och identifierat den samlade nyttan av biogaslösningar. Flera av dem har under lång tid drivit ett strategiskt arbete som bygger på samverkan och målformuleringar På den nationella nivån finns exempel på länder som infört långsiktiga ekonomiska villkor för biogasproduktion. Utöver Tyskland gäller det Danmark och Tjeckien där produktionen av biogas har ökat snabbt. I Sverige har det under lång tid funnits skattebefrielse för biogas och möjlighet till investeringsstöd. Sedan 2022 har det kompletterats med stöd kopplat till metanreducering, uppgradering till biometan och för att göra gasen flytande.

EU vill öka produktionen av biometan snabbt och har uttalat ett mål om 350 TWh per år till 2030. Medlemsländerna kommer behöva utveckla sina egna strategier som involverar lokala och regionala aktörer såväl som företag för att tillsammans nå det målet.

Marcus Gustafsson

Forskningsledare

Arbetar med miljösystemanalys och biogaspolicy och är en av ledarna för RA1. Marcus är biträdande universitetslektor vid avdelningen Industriell Miljöteknik på LiU, med bakgrund inom energieffektivisering av byggnader, och leder även ett projekt om användning av koldioxid (CCU).

Senaste från Marcus Gustafsson

Stefan Anderberg

Forskningsledare

Stefan Anderberg är professor i Industriell ekologi vid avdelningen för Industriell miljöteknik (MILJÖ) och en av ledarna för RA1 och IP1.
Stefans forskning har anknutit till många olika hållbarhetsfrågor Han har ofta fokuserat på hur regioner, kommuner och företag hanterar hållbarhetsutmaningarna och gjort analyser av resursflöden i olika kontexter, deras konsekvenser och relaterade styrningsutmaningar. Pågående projekt handlar om regional metabolism, förvaltningen av den urbana infrastrukturen, klimatneutrala städer och utvecklingen av biogasanvändning och biogaspolicy i Sverige och Europa.

Senaste från Stefan Anderberg

I Sverige har vi under många år producerat ca 2 TWh biogas per år från avloppsreningsverk, samrötnings- gårds- och industrianläggningar. Den förväntade stora tillväxten tros främst ske från större samrötningsanläggningar, och i viss mån, gårdsanläggningar medan avloppsreningsverk och industrianläggningar väntas växa långsamt. Nu finns ett förslag om ett nationellt mål på 7 TWh per år från rötning 2030 och en lång rad projekt som är under byggnation. Många av dem bygger på rötning av gödsel tillsammans med andra bi- och restprodukter från lantbruket. För att bli verkligt effektiva behöver dessa anläggningar också andra substrat som matavfall från hushållen och försörjningskedjorna för livsmedel. Biogasanläggningar har en potentiellt stor roll att spela när det gäller omfördelning av växtnäring som det idag ofta finns för mycket av på sina ställen medan det på andra platser är en bristvara.

Utvecklingen pekar främst mot större, mer standardiserade och industrialiserade biogasanläggningar. Därmed blir lokalisering och logistik viktiga frågor för ett hållbart produktionssystem. Mycket av den tillkommande produktionen kommer att ske på landsbygden där det finns mycket gödsel och avsättning för den rötade biogödseln. Gasen kommer i större utsträckning antingen göras flytande eller föras in i gasnät för att vara mindre beroende av endast lokal efterfrågan. Infrastruktur för transport av rågas från flera rötningsanläggningar till centraliserad uppgradering och flytandegörande av biogas kan vara en lösning för att minska de omfattande transporterna som sker runt en biogasanläggning. Parallellt med denna utveckling växer också antalet gårdsanläggningar som producerar el och värme samt omsätter sin växtnäring. Dessa kan vara ett bra alternativ där det inte går att få underlag för större anläggningar.

För att kunna öka produktionen av biogas ännu mer i framtiden behöver markanvändningen inom lantbruket intensifieras på ett hållbart sätt. Det finns goda möjligheter att producera mycket mera biomassa än idag till exempel genom ökad vallodling. Det som skördas från vallen kan också fraktioneras, delas upp, i en mer koncentrerad proteindel som kan användas till foder medan resten är ett bra biogassubstrat. På detta sätt, tillsammans med odling av mellangrödor med mera, kan odlingssystemet samtidigt bli mer hållbart och bidra till väsentligt ökad biogasproduktion.

Thomas Prade

Forskningsledare

Thomas Prade är docent på institutionen för biosystem och teknologi, Sveriges lantbruksuniversitet, Alnarp och leder gruppen om ”Produktionssystemet” vid Biogas Research Centre tillsammans med Karin Tonderski.
Thomas har en doktorsexamen inom teknologi och han har erfarenhet av systemstudier och tekno-ekonomiska utvärderingar. Thomas forskning fokuserar på integrationen av produktion av livsmedel, foder, material och energi från jordbrukets grödor och restprodukter. Han undersöker nya sätt att intensifiera jordbruksproduktionen och främja ekosystemtjänster utan att påverka livsmedels- och foderproduktionen negativt.

Mer om Thomas Prade hos SLU

Latest from Thomas Prade

Karin Tonderski

Forskningsledare

Karin Tonderski är biträdande professor vid avdelningen för Industriell Miljöteknik, IEI, Linköpings universitet. Inom BSRC delar hon ledarskapet för forskningsområde RA 2 och för IP 2. Hon är dessutom bihandledare till doktorand Giacomo Carraro (LiU) och Christian Wedgwood, SLU Alnarp.

Karin är intresserad av både process- och systemstudier som rör effektiv och hållbar användning av näringsämnen. Fokus varierar från enskilda ekosystem och industrier, via jordbrukssystem till regionala studier av massflöden. Hon leder även, tillsammans med Hans Andersson, ett projekt som ligger nära BSRC och där syftet är att analysera och finna nya affärsmodeller för digestat. Här blir fokusgrupper och intervjuer viktiga metodiska inslag.

Senaste från Karin Tonderski

Syftena med rötningsprocesserna kan vara flera men för de flesta aktörer är produktionen av metangas det viktigaste eftersom den oftast står för en huvuddel av en anläggnings intäkter.

Därmed handlar mycket av forskning och utveckling inom området om att få ut mera gas ur det substrat som används genom en snabbare och mera fullständig nedbrytning. Omvandlingen av organiskt material till den energiinnehållande metanmolekylen förutsätter en lång rad olika processteg som involverar olika grupper av mikroorganismer som utgör ett helt mikrobiellt samhälle. En framgångsfaktor för god och stabil biogasproduktion är en bra blandning av olika substrat i samrötning. Med en sådan blandad meny minskar risken för brist på ämnen essentiella för processerna. Beroende på vilka substrat som finns att tillgå kan olika problem uppstå. Till exempel kan alltför kväverika substrat hämma biogasproduktionen och kan med fördel blandas med kvävefattigare. Uppkomst av svavelväte är också hämmande för biogasproduktion och i Sverige tillsats därför järnföreningar i rötningsprocessen.

I Sverige dominerar så kallad våtrötning med substrat som är möjliga att pumpa in i reaktorn. Forskningen undersöker olika modifieringar av produktionen i form av olika för- och efterbehandling, tillsatser av spårämnen, omrörning men också nya produktionskoncept med rötning i flera steg och återcirkulering med mera. Rötning av torrare substrat (high-density digestion) kan vara ett intressant komplement till våtrötning, inte minst därför att man kan använda till exempel fastgödsel och trädgårdsavfall som substrat. En annan fördel är att allt substrat inte blandas utan att det nya matas in i ena änden och färdas genom en liggande cylinder. På detta sätt kan man skapa olika förutsättningar som passar de olika organismgruppernas behov optimalt.

Delar av de tillgängliga substraten bryts inte ned fullständigt i rötningsprocesserna. En viktig sådan grupp av substrat är vedartade och innehåller mycket ligno-cellulosa. Framsteg på detta område skulle kunna göra nya substrat tillgängliga som till exempel halm och vass. Även en del proteiner kan finnas kvar i materialet som passerat rötningskammaren. Där kan efterrötning bidra till att höja effektiviteten.

Det är viktigt i forskningen att inte bara stirra sig blind på gasproduktionen utan att det är också viktigt att en användbar biogödsel produceras som efterfrågas. Ur rötningsprocesserna finns möjlighet att producera annat än metan. Genom att styra omvärldsfaktorer kan till exempel organiska syror bildas som kan utgöra grund för kemiska produkter. En annan framtida produkt kan genereras av att skörda mikroorganismerna och använda dem vid fodertillverkning (single-cell-protein).

Annika Björn

Forskningsledare

Annika Björn är docent och avdelningschef vid avdelningen för Tema Miljöförändring vid LiU.


Forskning inriktad på process- och teknikutveckling av anaeroba processer. Exempelvis forskning som fokuserar på effektivisering och utveckling av hållbara biogasprocesser genom att tillämpa kemiska, mikrobiella, och biotekniska metoder och alternativa koncept.
Annika är forskningsledare på BSRC för forskningsområdet rötningsprocesser, RA3.

Senaste från Annika Björn

Anna Schnürer
(Mer om Anna Schnürer hos SLU här)

anna.schnurer@slu.se

Biogaslösningar har tre huvudsakliga produkter/tjänster; avfallsbehandling, förnybar energibärare och förnybar växtnäring. I Sverige har biogasområdet främst utvecklats som en avfallstjänst (inklusive avlopp) vilket för en del aktörer fortfarande är en viktig intäktskälla. Efterhand har den förnybara gasens ekonomiska betydelse ökat, särskilt för de som uppgraderar gasen till biometan som går in på gasnätet eller används till transporter. Fortfarande är det inga biogasproducenter som har biogödsel som en betydande intäkt. Den har många fördelar men är utspädd och ekonomin tål bara kortare transporter.

Förekomst av olika aktörer och utvecklingen av marknadernas funktioner för biogas är ett dynamiskt område. I Sverige drevs mycket av utvecklingen länge av kommunalt ägda bolag men idag har många privatägda företag klivit in på scenen i olika delar av biogaslösningarnas försörjningskedjor. Utvecklingen av en ”biogasmarknad” är en komplex process som involverar aktiviteter av många olika aktörer över en lång tid. I Sverige har kommuner varit en nyckelaktör och står för många av de funktioner som krävts för att utveckla marknaden.

Flytande biogas har kommit att bli en viktig produkt eftersom den är ”energität” vilket gör det möjligt att transportera biogasen längre. På detta sätt minskar beroendet av gasnät och lokal efterfrågan. En konsekvens av denna utveckling är att gasen blir en internationell handelsvara. En annan är möjligheten att använda den i tunga fordon där prestanda och räckvidd blir ungefär som diesel vilket medfört snabbt ökande efterfrågan på den så kallade LBGn eller Bio-LNGn.   

Olika former av förädling, genom uppdelning av biogödseln i olika fraktioner, utvecklas för att göra den mer användbar som produkt och höja värdet av den. Denna affär drivs ibland av biogasproducenter och ibland av specialiserade biogödselföretag. Behovet av förnybar växtnäring är stort, inte minst till ekologisk odling. Andra produkter kan utvecklas från biogaslösningarna. Den som ligger närmast till hands är koldioxid som vid uppgradering avskiljs men oftast släpps ut. Nu finns anläggningar som fångar in koldioxid och omvandlar den till en produkt som kan ersätta koldioxid av fossilt ursprung.

Den nordiska modellen för biogas, med avfall som substrat, uppgradering till biometan och användning av biogödseln har utvecklats inbäddad i de nordiska länderna men är globalt relevant. Spridning av kunskap, teknik och förmåga till implementering av biogaslösningar kan göra stor nytta då problem med avfall och lokal miljökvalitet med flera aspekter är mycket stora runtom i världen.

Mikael Ottosson

Forskningsledare

Mikael Ottosson är biträdande professor vid avdelningen för företagsekonomi.
Forskning inriktad på breda studier av marknadsutveckling och expansion av biogaslösningar, exempelvis analys av förutsättningar för att Sverige ska nå 2030-målen.

Bland annat intresse för nya affärsmodeller och biogödsels möjliga roll för expansion av biogaslösningar.

Forskningsledare för RA4.

Senaste från Mikael Ottosson

Wisdom Kanda

Forskningsledare

Wisdom Kanda är docent vid avdelningen för industriell miljöteknik (MILJÖ) och chef för enheten för hållbar utveckling och strategi (HUS).

Wisdoms forskning fokuserar på att förstå under vilka förutsättningar biogaslösningar kan implementeras i olika socioekonomiska sammanhang.

Projektledare för IP4 och RA4.

Senaste från Wisdom Kanda

Biogaslösningarnas produkter och tjänster ger upphov till olika samhällseffekter och genom sin multi-funktionalitet har de oftast ett bredare och positivt handavtryck än alternativen. Om de utvärderas mot bredare ramverk som till exempel FNs hållbarhetsmål, Sveriges miljömål eller vida multikriterieanalyser så visar sig biogaslösningar falla särskilt väl ut. En etikett som hållbarhetens tiokampare ligger nära till hands. Biogas är dessutom det enda drivmedlet som har förutsättningar att bidra med så kallade negativa emissioner, vilket förklaras av att emissioner från gödsel och organiska avfall undviks. Infångning och användande av koldioxid kan ytterligare bidra. Dock finns det många andra alternativa drivmedel som också har bra klimatprestanda. Om man breddar perspektivet från klimat kommer biogaslösningarnas positiva effekter att framträda via till exempel förbättrad sanitet, bättre lokal miljö, tillförsel av förnybar växtnäring, stärkt mat- och energisäkerhet, förbättrad hållbarhetsprestanda för industrins produkter som produceras av biogas med mera.

En fortsatt utmaning är att omvandla kunskapen om biogaslösningarnas samhällseffekter till hur de kan bidra till privata och offentliga organisationers uppfyllelse av mål och strategier för till exempel klimat, hållbarhet och cirkulär ekonomi där alltför ofta biogaslösningarna saknas och deras potential inte utnyttjas.

Biogaslösningar kan också spela roll när det gäller utvecklingen av ett hållbart och resilient energisystem genom att öka möjligheterna för så kallad sektorskopplingar. Om systemen för gas, elektricitet och värme är sammankopplade och omvandlingar mellan dem kan ske ökar möjligheterna för systemvinster som har att göra med att flytta och lagra energi. En sådan koppling handlar om att när det finns mycket el kan den nyttiggöras genom vätgasproduktion som sedan används för metanisering av koldioxid till produktion av biometan.

Maria Johansson

Forskningsledare

Biträdande professor vid avdelningen för energisystem (ENSYS) och forskarstudierektor för den nationella tvärvetenskapliga forskarskolan Forskarskola energisystem.

Inom BSRC är Maria forskningsledare för forskningsområde 5 (RA5) Sustainability effects of biogas solutions.

Hennes forskning inbegriper energisystemanalyser inriktade mot omställningen till ett hållbart och resilient energisystem. Fokus är energieffektivisering, energibesparing och konvertering till förnybara energikällor inom framförallt industriella processer och försörjningskedjor, sektorskoppling och flexibilitet för ett klimatneutralt och resilient energisystem, samt hinder mot och drivkrafter för en framgångsrik omställning. Inom BSRC forskar hon på hållbarhetsutvärdering av biogaslösningar, biogaslösningar kopplat till regional utveckling och biogasens roll i ett flexibelt energisystem.

Senaste från Maria Johansson

Niclas Svensson
niclas.svensson@liu.se
Det finns fem Innovationsprojekt inom Biogas Solutions Research Center(BSRC) som leds av forskare kopplade till centrumet. De partners och medlemmar som är kopplade till BSRC har ett nära samarbete med forskningsledare och doktorander som är knutna till Linköpings universitet och Sveriges lantbruksuniversitet. Innovationsprojekten ska bidra med kunskap om biogaslösningar genom att fördjupa sig mer specifikt inom ett delområde och med fokus på praktiskt genomförande. Innovationsprojekten är projekt som pågår cirka två år.

Regional biogas strategies to achieve sustainability goals

Jonas Ammenberg och Stefan Anderberg.


Agriculture biogas solutions as enablers for the transition to fossil-free industry

Jonas Ammenberg och Karin Tonderski.


Breakthrough for biogas solutions in the Nordic forest industry – production and use

Hans Andersson och Madeleine Larsson.


Global dissemination of the Nordic model for biogas solutions

Roozbeh Feiz och Wisdom Kanda


The role of biogas solutions for a flexible and sustainable energy system in different regional settings

Åke Nordberg och Emma Lindkvist

 

Biogaslösningar, 6hp

Inom Biogas Solutions Research Center genomförs forskarutbildning.

Syftet med kursen är att ge bred kunskap om utveckling av biogaslösningar, från processteknik och biokemiska processer till biogasen ur ett systemperspektiv, samhällseffekter och förutsättningar för implementering.

För ytterligare information kontakta: Karin Tonderski

Här hittar du mer information om hur du ansöker till forskarutbildningen som startar HT 2023.

Upcoming publications of 2023