Våra forskningsområden

Rötningsprocesser

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).

Hållbarhetseffekter

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.