Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

It is projected that energy demand worldwide will double from 2009 until 2050. There is a demand for additional clean renewable energy, which can be supplied by biogas. Farm-based biogas plants exist in small numbers in Sweden; for the benefit of society it important to increase their numbers throughout the country. The aim of this report is to create the tools to allow for a competent evaluation of newly built farm-based biogas plants from an energy efficiency and environmental perspective.

In this thesis data from newly built plants has been analyzed to determine mistakes that could be avoided in future expansion. Research has been performed within the bounds of a SLF financed project focusing on the role of cooperation in achieving profitability and environmental benefits in farm based biogas plants.

The thesis has found that the investment cost during the technical lifetime of the plant is 11-16 kWh/MWh and 2.65 – 3.65 kg CO2-eq. per MWh. The initial investment is repaid by a factor of at least 50 during the technical lifetime of the plant.

Energy ratios have been calculated for two of the plants that express the usable energy produced from each. It has been found that 29 % of Högryd’s 2 GWh in energy production becomes usable electricity and heat; at Lövsta 62 % of its 10 GWh became usable electricity and heat. A larger biogas
plant benefits from a higher electrical efficiency, however, the impact of the heat utilization is significant. Replacement of 120 MWh of oil and electricity reduces the import of fossil-fuels more than 1.5 GWh of wood chips.

Det finns en förväntning att världens energibehov kommer att fördubbla från 2009 till 2050. Redan nu inser världen problemet med växthusgasutsläpp och vikten av att begränsa energitillförseln från icke-förnyelsebara källor. Därigenom skapas ett ökande behov av förnyelsebar energi, utan större
påverkan på lokal och global miljö.

Biogas har blivit populärt i Sverige under gångna decennier och biogasverk finns i flertalet av svenska städer. Det är även intressant på en gårdsbaserad nivå, då många lantbrukare har ett intresse att tillvarata den energipotential som finns i gödsel och andra substrat.
Gårdsbaserade biogasanläggningar i Sverige är få till antalet. Men för samhället i stort är det viktigt att kunna utnyttja varje möjlig energikälla och därigenom utöka antalet anläggningar.

Målet med detta arbete är att ta fram verktyg för att möjliggöra en kompetent utvärdering utifrån ett energieffektivt och miljönyttigt perspektiv, av nybyggda gårdsbaserad biogasanläggningar.

I detta examensarbete har data från nybyggda biogasanläggningar analyserats för att upptäcka möjliga misstag. Dessa misstag kan därigenom undvikas vid fortsätt expansion av biogasanläggningar.

Forskningen har skett inom ett SLF finanserad projekt ”Samverkan för lönsamhet och miljönytta i gårdsbaserad biogasproduktion”. Data har insamlats och analyserats från anläggningar som redan är i drift, Högryd och Lövsta.
Detta examensarbete har funnit att den energianvändning och växthusgasutsläpp som investeras vid nybyggnation av biogasanläggning uppgår till 11-16 kWh/MWh och 2.65 – 3.65 kg CO2-eq. per MWh av energi som produceras under anläggningens tekniska livslängd. Investeringen återbetalas med mer än 50 gånger under anläggningens tekniska livslängd.
Energikvoter beräknade individuellt för två av anläggningarna redogör för den tillgodogjorda energi
produktionen.

Där framgår att 29 % av Högryds årliga energi produktion på 2 GWh kan tillvaratas i form av el och värme och därigenom till ekonomisk nytta. Vid Lövsta kan 62 % av dess produktion på 10 GWh tillvaratas som el och värme.
En större biogasanläggning har en högre elverkningsgrad, vilket ger en stor påverkan på den totala effektiviteten. Bidraget från värmeproduktion ska dock inte glömmas, då den ersatta energikällan är av särskild vikt. Att ersätta 120 MWh med olja och el kan få större påverkan än att ersätta 1.5 GWh med flis.