Posts Tagged ‘Bioenergi’

Domedagsklockan, en bok

juni 6, 2017

Boken Domedagsklockan (2013). Stefan Karlsson, Jacob Nordangård, Stefan Radetzki m fl

En bok med kritik av rådande diskussion om särskilt klimatet. Och man är kritisk. Trump skulle gilla den.
Och det är klart: det finns osäkerheter. Men några bakgrundsfakta ifrågasätts inte:

En temperaturökning leder till stora förändringar i vår värld.
Ökad koldioxidhalt ger större uppvärmning, i princip.

Boken kritiserar försiktighetsprincipen – att vi måste begränsa växthusgasutsläpp, och ställer mot detta en annan fråga: ska vi riskera ökad fattigdom och hunger i världen.
Detta ser jag som en nyckelpassus, som avslöjar en stor förenkling i tänkandet. Man ser inte kombinationen begränsning av utsläpp och ny fördelaktig teknikutveckling som solenergi, transportutveckling, odlingsmetoder mm.

I det stora sammanhanget betonar man mänsklighetens förmåga att utveckla och hitta nya vägar. Vi kan förändra utan att försaka, när man har en drivkraft. Det är möjligt att klimatdiskussionen behövs som drivkraft.

Biobränslen kritiseras för att de upptar jordbruksmark. Och jag tror faktiskt att etanolspannmål och , dieselraps är fel väg att gå. Men biprodukter som halm och ”bonusproduktion” av mellangrödor är en helt annan sak. Det kräver ingen markresurs utan kan i rätt system förstärka odlingsmark och miljö.

”Människan ändrar beteende när hon ser det behövs”, ungefär så sägs det i boken. Men när det gäller processer som är så långsamma att det inte märks i dagliga livet är den filosofin otillräcklig. Då behöver man tala om den risk som finns. Och det är ju det man gör, tack och lov. Och hittills har ingen tagit skada av det.

Det finns en bonus i att spara kol och olja i marken – de kan behövas för att avvärja nästa istid.

Annonser

Boken ” Omställningen ” av Jens Ergon, ger hopp

maj 12, 2017

.

En bok som överraskar. Det handlar om klimatet. En initierad genomgång av klimatforskning och klimatpolitik de senaste åren. Fiaskot i Köpenhamn, den bedrövliga utvecklingen därefter och den stora pessimismen. Men – Parisöverenskommelsen blev en positiv politisk vändpunkt. Men framför allt – del 2 i boken heter Hopp. Där beskrivs den fantastiska utvecklingen för förnyelsebara energikällor. De växer med sådan kraft att fossilkällorna håller på att köras över.
Intressant och riktigt spännande.

Svensk växtodling kan producera fullt och bli fossilfri och klimatpositiv med den kunskap vi har.

augusti 24, 2015

Om möjlig jordbruksutveckling.

Att en utveckling är möjlig betyder inte att den sker.

Jordbruket arbetar i och styrs av en kortsiktig ekonomi. Det ger betydande begränsningar. Men det skadar inte att diskutera de ”agronomiska” möjligheterna bortsett från denna begränsning. Det kan vara ett sätt att få en modifiering.

Men låt oss börja med de mål eller krav som finns.

Huvudmål för framtiden, fokus växtodling.

Högre produktion. Behoven ökar. Markresursen är nästan fullt utnyttjad. ”Peak farmland” är nog allvarligare är ”Peak Oil”. Visst får vi prioritera om både konsumtion och produktion, men kraven på produktion kommer vi inte ifrån. Kvalitetsfaktorer innefattas i detta.

Hållbar odlingsmark. Mullhalt, erosion, struktur.

Klimatfrågan: lägre utsläpp. Kan vändas till positivt. Rentav fossilfritt.

Utsläpp av kväve och fosfor.minimeras  Det innefattar effektivt fosforkretslopp.

I tillägg bör nämnas biodiversitet och ”kemikaliesäkerhet”.

Kommentar:

Energi är inte med ovan. Den frågan övertrumfas av klimatet. Kretslopp i allmänhet inte heller. Det ser jag faktiskt som underordnat klimat och utsläpp.

Vad vet vi eller tror oss veta?

Höga skördar

Höga skördar är i princip (i våra trakter) positiva för marken (mullhalt, struktur) och troligen indirekt för minskat fosforutflöde. Kvävet kan vara en riskfaktor och måste anpassas och helst kompletteras med ett skyddsnät i form av fånggröda.

Fånggröda, ”eftergröda”,

Fånggrödan ska fånga kväve på hösten. Det kan ibland innebära mycket svag utveckling på grund av kvävebrist, men den fyller ändå sin uppgift. Om man ser ”fånggrödan” som en produktionsgröda kan man kalla den Eftergröda.  Eftergrödan kommer efter huvudgrödan (t ex spannmål) och kan producera växtmassa under tre effektiva månader aug-okt. Med ett visst kvävetillskott kan det bli 3000-5000 kg torrsubstans. Det kan skördas (foder eller biogasråvara), det kan brukas ner (sen höst eller vår) som ”gröngödsling”.  Såväl fånggrödor som eftergrödor bidrar starkt till mullförsörjningen och kan ersätta halmnedbrukning. Halmen frigörs då för energiändamål. Vi kan därmed producera råvara för bioenergi utan att inkräkta på den normala produktionen. I själva verket stärks denna.

Att bevaka: P-utsläpp från övervintrande grödor.

Energiförhållanden.

En normal spannmålsväxtföljd med medelskörd på 6000 kg har normalt en energiinsats på 2500 kwh (diesel+gödsel+allmänt). Det kan skördas ca 3000 kg halm.  Dess praktiska energiinnehåll är ca 2,5 kwh/kg, totalt alltså 7500 kwh. I en välanpassad biogasproduktion ger denna halm 2500 kwh raffinerad biometan. Därmed kan insatsen av fossilenergi betalas tillbaka med likvärdig produkt.

Nettoförbrukningen av fossil energi är noll.  Fossilfritt?

Vi får också en nettobindning av växthusgaser, ett klimatpositivt system, åtminstone några decennier tills marken antagit ett nytt jämviktsläge..

Att bevaka: ammoniakavgång från biogödsel.

 

Reducerad bearbetning.

Under stark utveckling. Är positiv för mark, utsläpp, klimat.

 

Precisionsodling.

Under stark utveckling på olika fronter. En viktig trend som påverkar alla mål.

 

Utförligare diskussion av några frågor.

Kostnader.

Denna fråga ses ibland som en stor begränsning för utvecklingen, t ex av kretsloppsfosfor. Men man bör inte tillämpa kortsiktig konkurrensekonomi på framtidsutvecklingar.

För fosfor tillämpar vi nu i stort sett en ersättningsprincip. Vi tillför vad som förts bort. 6 ton vete innehåller 18 kg P, värt i dag ca 360 kr, 0,03 kr per kg vete. Prisintervallet för vete kan variera mellan 1,50 och 2 kr/kg. Spelar det någon avgörande roll för jordbruksekonomin om fosforpriset fördubblas? Knappast, men det betyder oerhört mycket för tillgången på reserver eller möjligheten att utveckla kretslopp.

För kväve har vi praktiska exempel från skatterna, som inte påverkat särskilt mycket. Vad gör ett fördubblat kvävepris? 6 ton vete innehåller 120 kg kväve, värt 1200 kr. 0,20 kr per kg. Det känns mer än för fosforn, men är inte helt avgörande. Om man får ett utbyte av 25 kg skörd per kg N får man 40-50 kr för satsade 20 vid ett fördubblat kvävepris. Det är fortfarande god utdelning men man får en större försiktighet, en viss men inte avgörande skördeminskning.

För perspektiv: Bensinen i USA kostar dubbelt mot i Sverige. Självklart ser amerikanen en katastrof om man skulle fördubbla priset.  Har vi en sådan katastrof?

 

Kväve, ammoniak.

Kväve är en motor i produktionen, det märker inte minst ekologiskt jordbruk som gör allt för att få in tillåtet kväve i systemet.

Kväve kan sägas vara virtuell mark. Mineralgödselkväve beräknas stå för hälften av den globala växtproduktionen.

Kvävetillverkningen använder i dag 2% av världens energiförbrukning och ger betydande växthusgasutsläpp. Dock kan man säga att rätt kväveanvändning inte är en konsumtion, det är en investering som avkastar 6 ggr mer i fångad solenergi. Så för att spara energi är just kvävetillverkningen det sista man skulle ge sig på. Vidare är det så att rätt anpassad kvävegödsling ökar mullhalten och därmed binder kol. I svenska försök kan det kvantifieras till ett kg kol per kg kväve. Det neutraliserar utsläppen vid tillverkningen. Detta brukar dock inte komma in i miljöanalyser.

Detta är en tankekedja. En annan:

Om det är så att vi av klimatskäl ska stänga ner användningen av fossil energi, vad händer då med kvävet och jordbruket?

För att tillverka ammoniak behövs bara energi, vatten och luft. Att det är naturgas i dag beror på att det är effektivt och billigt. Jag har själv sett en ammoniakfabrik som drevs med el (Glomfjord, Norge på 1980-talet). Energin kom från Svartisens jökelälv.  Det finns många jökelälvar i världen.

Ett svar gavs tidigare här: vi gödslar en vetegröda och använder halmen för att ge energi för bl a det kväve som användes.  Det medger full normal produktion av 6 ton kärnskörd och ett uthålligt läge med fånggrödor och reducerad bearbetning. Utan kvävegödsel skulle vi fått 3-4 ton vete. Det är en rätt försiktig räkning, förbättringsmöjligheter finns.

Det finns också andra möjligheter till fossilfri kvävegödsel. Eldrift, som gick på 1980-talet går fortfarande. Dyrare? Kanske det. Men inte värre än att det fungerar. Och kvävegödsel ska inte vara alltför billig.

Mycket sker på solenergifronten. Allt effektivare och billigare solceller. Med dagens siffror får jag det till att solenergi i Sverige skulle kunna ge el motsvarande kanske 5 kg N per kvadratmeter som ammoniak per år. Om en 100-hektars gård har en yta solpaneler motsvarande gårdsplanen kan man leverera el som motsvarar energin för kvävegödseln. Och vad kan man inte göra i sydligare nejder? Och utvecklingen fortgår.

Det finns också utvecklingar av ny ammoniakteknologi. Minst 2 olika alternativ som siktar på mer energieffektiva och enkla metoder som kan göras mer småskaliga.

Som en kontrast till dessa tekniska utsvävningar måste nämnas att biologisk kvävefixering kommer att spela större roll.

En sammanfattning om fossilfri kväveförsörjning.

1.

Kompensationsprincip. Nödvändig i ett övergångsskede.

Fossilproducerat kväve används, men kompenseras av biometan eller el från jordbruket. Principen används ju för el och kolutsläppskvoter. Kräver systemuppbyggnad för biogas eller lokala energiverk. Restprodukter i kretslopp.

Inkräktar inte på normal jordbruksproduktion, vilken snarare främjas, liksom flera miljömål. Ger koluppbyggnad i marken.

2.

Ammoniakfabriker baserade på biogas eller el från olika icke fossila energikällor..

Möjligt, men en trög tung industriomställning internationellt

3.

En ny lokal ammoniakindustri byggd på nya principer kan växa fram.

 

 

 

 

Kretslopp, långsiktighet, mull, bördighet, biogas

februari 10, 2012

Några av de frågor som engagerat mig så att bloggen kommit i kläm. Men det är inte riktigt rättvist.

Jag får nämna några andra böcker också. Verkligheten eller filosoferandet är ofta mer spännande än deckare.

Christa Wolfs uppgörelse med sig själv. Att ha trott på kommunismens utopi och hoppats att avarter skulle försvinna i utvecklingen. Bara för att bli besviken, för att inte säga sviken. (Änglarnas stad)

Håkan Anderssons underbara bearbetning av Ansatsernas Bok. Den unga, sjuka C von Esslins bok från början av 1930-talet, där hon från sin utgångspunkt i ett gammalt gods i Ostfriesland med avsmak och skräck ser nazismen växa fram.

Cancerläkaren Peter Strang: Livsglädjen och det djupa allvaret. Tankar och människoöden i skuggan av den svåra sjukdomen.

Fascinerande alla, och med många ljusglimtar, inte minst den sist nämnda.

Det kom mig att tänka på min egen bok, Mat Klimat Miljö. Av en helt annan karaktär, men jag är faktiskt fortfarande stolt över den. Den står sig.

Finns ljusglimtar i utvecklingen? Filosoferna hos Christa Wolf tyckte nog inte det. Men det finns en begynnande eftertänksamhet både i politiken, ekonomin och agronomin. (Vad nu – kan man nämna specialiteten agronomi jämställt med politik och ekonomi?  Jo – för den styr det vi lever av. Om magen knorrar väger både politik och ekonomi lätt). Men man får tänka till.

Kretslopp – det räcker inte att lägga näring på marken för att det ska bli kretslopp.  Den ska fungera bra också, annars är det en miljöbelastning.

Kadmium mm. Om vi inte ser någon negativ effekt på 30år kan vi väl vara lugna?  Nej, jag tycker inte det. Om vi inte kan tänka längre än en generation finns anledning till pessimism.

Långsiktighet, mull, bördighet.  Ja, det börjar röra på sig. Den senaste rådgivningstidskriften Arvensis hade flera bra artiklar inom detta område.

Biogas. Det är en väg att göra jordbruket till en energiproducent utan att inkräkta på matproduktionen. Men inte helt nödvändig. Däremot är det nödvändigt att utnyttja fotosyntesen bättre. Inte nödvändigtvis genom nya mirakelgrödor, men bara genom att se till att marken producerar också under höstmånaderna. Biomassa kan bli biogas, men den kan också göra det möjligt att utan problem för marken använda halm mm för energi.

 

Skörderester som energiråvara

november 7, 2010

Det talas mycket om bioenergi och energigrödor. Och, ja, skörderester nämns åtminstone i förbigående. Men det tycks mig dock som om man inte tar det riktigt på allvar. Men det är en inte obetydlig resurs. Salix i produktion ger 8-10 ton ts per ha och år. Skörderester kommer inte upp till det, men till bortåt hälften. Och det viktiga är ju att de inte inkräktar på något annat. Det blir full jordbruksproduktion vid sidan av.

Men mullhalten då? Kan man föra bort skörderester utan vidare? Nej det kan man inte. Men man kan kompensera med fånggrödor och jordbearbetningssystem. Särskilt övervintrande fånggrödor har stor effekt på mullhushållningen.

En sockerbetsgröda vart 4e år ger vid hög skördenivå en blastskörd som kan ge raffinerad biogas som ersätter halva odlingssystemets energiförbrukning i kvävegödsel och diesel. Lägger vi till en halmskörd har vi täckt det hela. Och då finns två halmgrödor kvar för ”nettoexport”.

En ytterligare möjlighet för Sydsverige att att producera grönfoder med mellangrödor. Skörda fånggrödan, ev efter gödsling. Energiinsatsen som gödsel 5-6 dubblas när allt fungerar som det ska. Men det behövs praktisk utveckling och test av detta.

Lokala biogassystem ger kretslopp. Inte bara av kväve och fosfor utan också av kol.

Mer perspektiv på detta finns  i min bok Mat-Klimat-Miljö  www.greengard.se/BOKEN.htm

Om mullutveckling: http://www.greengard.se/mull1.htm

Alternativ energi.

september 28, 2010

 Ett tema i Science, 13 aug 2010.

Denna sammanfattning av amerikansk vetenskaplig diskussion utgår ifrån att fossil energi är ”rökt”. Det beror inte på att den tar slut, det beror på klimatfrågan. Kol och oljaproduktion kan fortsätta öka fram till 2030 (peak oil), naturgasen till 2050. Men läget kräver handling nu. Utveckling tar tid. 

Solenergi ses som den största möjligheten. Teknik: speglar som koncentrerar strålningen till ett centralt torn där värmen driver turbiner och generatorer. Det ger flexibilitet att producera med hjälp av lagrad energi eller ev fossil energi under nätter. Jordens ökenområden är heta.

Bioenergi? Stor potential men också problem. Är majs och sockerrör hållbart för framtiden? Etanol från cellulosa? Stora förhoppningar men utvecklingen går långsamt. Konkurrenskraft?

Storskaliga centrala bioenergianläggningar får enorma logistikproblem.

Biogas nämns inte i denna genomgång.

Bioenergigrödor konkurrerar om mark, vatten, resurser. Viktigt de är högproducerande och ”snåla”. Elefantgräs  (Miscanthus), Agave, Salix nämns faktiskt också.

Alger? Inte från havet, utan mikroalger odlade i behållare eller ”rör”. Ger organiska produkter som kan förädlas till drivmedel.  De har högre produktivitet per yta och energiinstrålning än vanliga växter men det är mycket långt kvar för att de ska kunna bli en energikälla av betydelse.

Vidare gås kärnkraften igenom, men jag lämnar det här.

Energibesparing nämns och även lokala lösningar för bioenergi. Men ändå blir man något besviken över denna ambitiösa rad av artiklar. Gäller frågan mest att fylla de behov vi har nu? Kan vi inte förutse nya lösningar av våra transporter och uppvärmnings/kylningsbehov?

En andra-gröda för bioenergi i Skåne?

april 15, 2010

Vårbruk i full gång i Skåne. Sent. Men nu är det fint vårväder. Och jordbrukarna jobbar med stor optimism.

Som jag nämnde tidigare jobbar jag med ett projekt i kontakt med jordbruket: Bördighet och bioenergi. Det som slår en är hur bra jordbruket egentligen är i denna trakten av Skåne. Och hur bra jordbrukarna är. Det ska fingertoppskänsla till för att ta de skördar man gör.

Det finns en viss försiktighet. Fånggrödor finns oftast på gårdarna, men sällan på mer än en gröda i växtföljden även om det finns rum för mer. Det får ju vara måtta på miljöarbetet.

Arbetshypotesen för mitt projekt är att det finns möjlighet att både förbättra ekonomin och miljöfunktionen i dagens jordbruk. Det ser ut som att den stämmer. Man är bra – men kan bli ännu bättre.

Samtidigt finns utrymme för betydande bioenergiproduktion med halm och grönmassa. Det kanske är möjligt att vi kan utveckla ett system med en eftergröda för grönmassaproduktion. Vi skördar fånggrödan helt enkelt. Men det fordrar säkert en hel del anpassningar. Erfarenheter från sådana system finns i Danmark, där det gäller foderproduktion. Så finns betblast och om det skulle behövas, möjlighet till grönfoderproduktion som huvudgröda.

Men nog borde snarast försök med höstproduktion av grönfoder inledas.

Ett problem med bioenergi är ju bortförseln av särskilt fosfor. Det borde recirkuleras. I ett lokalt biogassystem går detta utmärkt. Halm kan också användas till biogas, men knappast ensamt utan komplettering med mer lättnedbrytbara material behövs. Kan en harmoni mellan halm och grönmassa åstadkommas?

Jordbruket självförsörjande med energi?

februari 6, 2010

 Javisst, säger Serina Ahlgren i ett doktorsarbete vid SLU. Det kan ge energi både till kvävegödseltillverkning och drivmedel.

 Och låt oss göra en liten snabbkalkyl.

Huvudsakliga energiförbrukare i växtodlingen är kvävegödsel och drivmedel.  1 kg kväve kräver vid tillverkningen i dag ungefär 40 MJ ( ca 11 kwh) och en liter drivmedel kräver ca 50 inkl ”tillverkningskostnader”.

100 kg kväve gör då 4000 MJ och 70 l drivmedel 3500, summa 7500 MJ.

Det produceras spannmål, säg 6 ton och 4 ton halm. Halmen innehåller totalt ca 18 MJ/kg. Efter avbränningar kanske 10 kan komma till nytta . Det blir 40000 MJ. Och vi behövde 7500 för att täcka det som gödsel och diesel kostat.

 Ska det nu tillverkas mer lokalt och småskaligt blir energieffektiviteten lägre. Men vi har ju verkligen marginal så det räcker.

 I tillägg kan mellangrödor användas på många håll. Det skulle ge ytterligare växtmassa att sätta in och skulle vidare förbättra mullbalansen vilket kan behövas på många jordar om halmen ska föras bort

 Den skörd som här har använts är ju inte särskilt hög. I gengäld har ingen extra areal för energigrödor behövts. Men det finns många andra kombinationer att diskutera.

Ska vi då vänta på småskalig teknik för kväveproduktion? Är en sådan överhuvudtaget möjlig ekonomiskt? Nja – det finns ju en genväg: att producera biogas som levereras in till gasnätet. Det behövs då en rening som kostar energi, men det finns det god råd till.

Det viktiga är att man ser till helheten och inte suboptimerar. Det är inget självändamål att just jordbruket inte ska använda fossil energi. Totalförbrukningen ska minska, jordbruket ska göra vad det kan på sitt håll, men det är kanske viktigare att maximera nettoenergibidraget än att minimera insatsen.

Halmenergi kan ge klimatneutralitet i växtodlingen..

november 26, 2009

 Odling av bioenergigrödor konkurrerar med matproduktion och många frågar sig om vi i framtiden har råd att använda jordbruksmark till ren energiproduktion. I dagens överskottsläge syns frågan inte aktuell, men det är ju framtiden vi talar om. Det må emellertid vara hur som helst med det – det finns bioenergi som inte konkurrerar med vanlig jordbruksproduktion: halm och andra restprodukter. Det är viktigt att använda dem fullt ut.

 

Men halmen kan behövas för mullbildning och man måste veta vad man gör. Mullhalten kan behöva underhållas. Det kan man dock göra med fånggrödor. På det viset får man många fördelar på en gång: behövlig markvård tillgodoses, i många fall skördeökningar, inkomster av att sälja halm, om halmen går till bioenergi och man räknar växthusgaser på helheten kan en bra växtodling bli klimatneutral.

 

Etanol – bra eller dåligt?

maj 13, 2009

En studie presenterad i Science 1 May ger dåliga siffror för majs-etanol. Budskapet togs upp av dagspressen , Sydsvenskan i alla fall, och man sammanfattade att etanolens saga som miljöbränsle nog var slut.

Men frågan tål att granskas. Det som avgör i studien är att man använder jordbruksmark vilket minskar matproduktionen och det leder till uppodling på andra håll och växthusgasutsläpp där. Visst är det så och det har diskuterats tidigare i denna blogg (etikett Klimat).

Men det skadar inte att vidga perspektivet något. Om man räknar så kommer en stor belastning också på ett mer lågproducerande ekologiskt jordbruk. Och där brukar man inte räkna in sådana sekundära effekter. Fast det borde man  göra. I så fall får den produktionen dåliga värden klimatmässigt.

Är det kanske  viktigare att se en mosaik av möjligheter? Etanol från jordbruksmark kan vara en viktig temporär vägröjare. Men det håller inte i längden att inte utnyttja jordbruksmark för effektiv produktion av livsmedel.