Nyheter

Akvatisk biomassa

icon_ocean

En ökad användning av biomassa från akvatiska miljöer – såsom alger, spigg och avfall från fiskbaserad livsmedelsproduktion – för biogasproduktion skulle potentiellt ha många fördelar. Förutom att bidra till biogasens expansion skulle det medföra möjligheter att cirkulera näringsämnen från vatten till land, minska övergödningen och skapa nya affärsmöjligheter. I det här projektet undersöks möjligheter och hinder för att en sådan utveckling ska komma till stånd.

Skog

icon_tree

Det finns potential för ökad biogasproduktion i den svenska skogsindustrin. Detta projekt fokuserar på biogasproduktion i pappers- och massaindustrin, och angriper frågor av teknisk och kemisk karaktär likaväl som organisatoriska och affärsmässiga aspekter.

Lantbruk

icon_truck

Enligt flera potentialstudier ligger en stor del av den svenska biogaspotentialen inom lantbrukssektorn, i form av gödsel, halm, energigrödor och restprodukter från jordbruket. Dock är potentialen långt från att realiseras i praktiken – utvecklingen står inom många områden och stampar. Inom projektet träffas aktörer med verksamhet, kompetens och intresse inom lantbrukssektorn och diskuterar möjligheter, hinder och drivkrafter utifrån olika teman. Huvudsyftet är att identifiera kritiska faktorer och vad som är allra viktigast att förändra för en ökad biogasproduktion. Den typen av information är central för framtida forskningsprioriteringar, för teknik- och företagsutveckling samt för beslutsfattare.

Avfall

icon_recycle

Detta projekt fokuserar på de specifika utmaningar och möjligheter för biogasens utveckling som finns inom avfallssektorn. Projektet utför en mångdimensionell analys av process- och teknikutveckling, affärsmässiga strategier, institutionella villkor och hur biogas uppfattas av samhället.

Regioner

icon_people

I detta projekt står tvärvetenskapliga frågor kring biogas i en regional kontext i fokus. Genom att engagera en bred samling aktörer kan politiska hinder och drivkrafter, institutionella villkor och tekniska aspekter av biodrivmedel studeras, för att identifiera utmaningar och möjligheter för biogas.

Robusta eller anpassningsbara biogassystem?

Projektet IP2 Avfall träffades i september för att diskutera olika europeiska länders policies för biogas, och hur dessa motsvarar de biogassystem som finns i respektive länder. En central frågeställning som projektet vill lyfta är vilket som är mest eftersträvansvärt – robusta biogassystem, som står emot ändringar i policy, eller följsamma biogassystem, som kan anpassas efter rådande policies. Frågan om hur avfallssektorn ska förhålla sig till detta och hur den kan påverka det svenska biogassystemet är något IP2 tar med sig till kommande möten och workshops.

Kontaktperson: Mats Söderström

System och teknik för effektiv användning av biogödsel

Ett viktigt område för den expanderande biogasindustrin är att rötresten, med sitt innehåll av näringsämnen, kan återföras som biogödsel till jordbruket. I de flesta biogasreaktorer måste materialet som ska rötas vara pumpbart, vilket innebär att rötresten utgör en utspädd näringslösning. Konsekvensen är att stora volymer vatten måste transporteras när biogödslet ska återföras till jordbruksmark. Det kan då vara intressant att avvattna biogödseln eller att t.ex. processa den för att koncentrera kväveinnehållet. Men vilket är det bästa alternativet med tanke på kostnader för processen, olika användningsområden, frakter, lagring, spridningsteknik och miljöpåverkan?

Detta utvecklingsprojekt inom BRC syftar till att analysera olika möjligheter att utveckla behandling och hantering av biogödsel så att det stärker den samlade affärsnyttan för biogaslösningar. Projektet är organiserat i fyra samverkande aktiviteter:

  1. I en systemanalys utvecklas en modell för att bedöma och förstå hur olika faktorer påverkar det ekonomiska och miljömässiga resultat av olika möjliga strategier för att hantera biogödsel. Exempel på sådana faktorer är rötrestens innehåll, tekniker för avvattning och koncentrering av kväveinnehållet, transportmöjligheter och avstånd, samt spridningstekniker och placering av lagringsmöjligheter.
  2. En översikt och värdering görs av olika möjligheter att maximera värdet på olika fraktioner av rötrester. Dessutom genomförs försök med kombinationer av olika avvattningsmetoder och olika sorters rötrester. Den mest lovande kombinationen av tekniker/processer (t.ex. behandlingsmetod, spridningsmetod eller odlingssystem) prövas i pilot- eller full skala under år 2.
  3. Barriärer och drivkrafter för användning av biogödsel i jordbruket undersöks genom intervjuer med viktiga aktörer.
  4. En litteraturstudie genomförs för att kartera och värdera potentiella problem (plastpartiklar, spridning av växtsjukdomar och ogräs) med att använda biogödsel I jordbruk. Labbförsök genomförs eventuellt för att undersöka någon specifik frågeställning.

Deltagare: Projektledare docent Karin Tonderski och Karin Johannesson från avdelningen Biologi, Institutionen för fysik, kemi och biologi, IFM. Professor Mats Eklund samt doktoranderna Carolina Ersson och Roozbeh Feiz från avdelningen Industriell miljöteknik, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, IEI. Medverkande från Biototal AB, Kemira OYJ, Lantmännens Riksförbund LRF, Scandinavian Biogas Fuels AB, Svensk Biogas i Linköping AB och Tekniska verken i Linköping AB.

Enzymatisk ökning av slams rötbarhet

Ett substrat för biogasproduktion som finns i stor mängd i Sverige och övriga världen är det slam som produceras vid olika vattenreningsverk. Vid de reningsverk som behandlar slammet med rötning för att producera biogas är dock nedbrytningsgraden ofta lägre än 50 % och materialet är därmed kraftigt underutnyttjat. Vidare är det välkänt att det framförallt är det biologiska överskottslammet, bestående av mikroorganismer, som är svårnedbrytbart. Mycket arbete har därför fokuserat på att göra bakterieflockar och bakterieinnehållet tillgängligt för anaerob nedbrytning med olika kemiska, termiska och mekaniska förbehandlingsmetoder. Men, eftersom överskottslam är så utspätt med ett torrinnehåll på bara 0,5 – 3 % så är det framförallt vatten som behandlas vilket gör det svårt att försvara användandet av dessa typer av energiintensiva förbehandlingsmetoder. Ett mer energieffektivt sätt att bryta bakterieflockar och öppna upp bakterieceller skulle vara att använda enzymer och ett flertal försök att använda enzymer för att accelerera nedbrytningen har också utförts. Tyvärr är resultaten från många av dessa försök i många avseenden otydliga och ibland motsägelsefulla. Inte desto mindre kan man i flera fall sluta sig till att effekten av att tillsätta enzymer till slam ibland är en ökad biogasproduktion, men inte till den grad att det i nuläget är ekonomiskt försvarbart att tillsätta den stora mängd enzymer som skulle behövas.

För att kunna öka effektiviteten avser vi därför att utföra en mer ingående studie för att förstå mekanismerna bakom olika processer och därigenom avgöra om enzymtillsatser de facto är en framkomlig väg för att öka biogasproduktionen vid rötning av slam. För att uppnå detta är det nödvändigt att följa de tillsatta enzymernas öde genom att studera deras aktivitet, modifieringar och livstid under de förhållanden som skulle råda i en verklig process, snarare än att enbart studera effekten i biogasproduktion. Detta kan sedan användas för att korrelera enzymaktivitet till t.ex. omsättning av metaboliter och eventuella inaktiveringsmekanismer för de tillsatta enzymerna. Detta kommer vidare ge information om vilka av de många kommersiellt tillgängliga enzymerna som bäst lämpar sig för den avsedda användningen. Genom att identifiera eventuella inaktiveringsprocesser hoppas vi i förlängningen också kunna förbättra effektiviteten och livstiden för enzymerna genom att justera förhållandena eller gentekniskt modifiera enzymerna.

Deltagare: Projektledare Martin Karlsson, Rational Enzyme Mining AB och avdelningen Molekylär bioteknik, Institutionen för fysik, kemi och biologi, IFM. Professor Bengt-Harald ‘Nalle’ Jonsson och doktorand Anna Hansson från avdelningen Molekylär bioteknik, IFM. Professor Bo Svensson från avdelningen Tema Vatten i natur och samhälle, Institutionen för Tema. Medverkande från Kemira OYJ, Scandinavian Biogas Fuels AB och Tekniska verken i Linköping AB.

Ökad metanproduktion och processtabilitet i biogasreaktorer

Baserat på tidigare forskning finns en god plattform för att samtidigt utveckla både den mikrobiella kapaciteten i biogasreaktorer och stärka processtabiliteten. Viktiga komponenter i detta arbete utgörs av att förstå och styra betydelsen av spårämnestillsatser samt reologin/viskositeten i förhållande till substratsammansättning och processparametrar.

Avsikten med detta projekt är att vidarutveckla kunskaperna om spårämnenas roll i effektiviseringen av biogasproduktionen som sådan och deras roll för mikroorganismernas produktion av organiska ämnen, som i sin tur påverkar reaktorvätskans reologi.

För att åstadkomma detta kommer projektet att driva en serie labbskalereaktorer med för branschen aktuella substrat och optimera processförhållanden avseende förändringar i substratmixer, organisk belastning, spårämnestillsatser, omrörningskapacitet etc. Dessa reaktorkörningar kommer att genomföras i tätt samarbete med projektpartners och med hjälp av sedanliga analyser som biogas- och metanbildning per tillförd mängd organiskt material, fermentationseffektivitet, pH, alkalinitet, utrötningsgrad etc. Reologisk karaktärisering, bestämning av spårämnestillgänglighet, molekylärbiologisk karaktärisering av mikrobiologisamhället bestäms i samband med förändringar i substratmixer, belastnings- och omrörningsvariationer, tillsats av spårelement etc.

Resultaten kommer att ge underlag där vi integrerar möjligheterna till ökad belastning och utbyte i testade processer samt riktlinjer för vidare forskningsstudier inom området inför nästa BRC etapp. Det innebär att de praktiska villkoren för till exempel dosering av spårämnen, dimensionering av omrörning, pumpning och avvattning på sikt ges ett säkrare underlag med mindre risk för överraskningar i form av processtörningar.

Deltagare: Projektledare universitetslektor Annika Björn och professor Bo Svensson, doktorand Sepehr Shakeri Yekta samt forskningsassistent Pascal Ojong, från avdelningen Tema Vatten i natur och samhälle, Institutionen för Tema. Forskare från avdelningen Industriell miljöteknik, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, IEI, och avdelningen Molekylär bioteknik, Institutionen för fysik, kemi och biologi, IFM. Medverkande från och Kemira OYJ, NSR AB, Scandinavian Biogas Fuels AB och Tekniska Verken i Linköping AB.

Kommuner som systembyggare i energisystemen

För att förstå framväxt och utveckling av tekniska system måste sådana system analyseras som sociotekniska, dvs utifrån ett antagande där tekniken och dess samhälleliga, ekonomiska, politiska omgivning samverkar och påverkar varandra ömsesidigt. Teknisk utveckling sker i ett socialt sammanhang av nätverk där aktörer gemensamt formar dessa sociotekniska system. I detta projekt ska vi särskilt fokusera på kommunernas drivande roll som systembyggare i energisystemen, i synnerhet gällande biogasproduktion. I ett flertal svenska kommuner pågår framställning av biogas i kommunal regi, exempelvis genom kommunala energi- och/eller avfallsbolag och ibland i samverkan med privata aktörer.

Detta projekt syftar till att analysera och förklara kommuners roll som systembyggare för att på så vis öka kunskapen om hinder, drivkrafter och lärdomar gällande kommunernas roll i omställningen av energisystemen.

  • Hur och varför initieras sociotekniska energisystemlösningar för biogas på den kommunala nivån?
  • Hur agerar kommunen som systembyggare alternativt för att vara stöd och pådrivare för teknikutveckling och kommersialisering på biogasområdet?
  • Vilka hinder och möjligheter möter de?

Detta är några av frågorna som är av intresse för projektet. Förutom litteratur- och dokumentstudier kommer intervjuer och fokusgrupper att genomföras med företrädare för bland annat kommuner, akademi, intresseorganisationer, företag och medborgare.

Deltagare: Projektledare biträdande universitetslektor Magdalena Fallde och professor Jenny Palm, professor Kajsa Ellegård och doktorand Linnea Hjalmarsson från avdelningen Tema teknik och social förändring, Institutionen för Tema. Professor Mats Eklund från avdelningen Industriell miljöteknik, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, IEI. Professor Bo Svensson från avdelningen Tema Vatten i natur och samhälle, Institutionen för Tema. Helena Kock-Åström från Linköpings kommun samt Mattias Philipsson och Stellan Jacobsson från Svensk Biogas i Linköping AB / Tekniska verken i Linköping AB.