BioValueChain

Modeller for klima- og miljønytte og livsløpsøkonomi for biogass

Kari-Anne LyngØstfoldforskning

The biogas modelParameters

• Environmental impacts- GWP- Acidification- CED

Eutrophication: lack of data

Value chain economy

Pre-treatment

Storage

Transportation to plants

Anaerobic digestion

BiogasDigestateUpgrading Replaces

other energy sources (oil, electricity,

district heating)

Dewatering and/ or composting Storage

Use (inclusive spreading and growing season)

Replaces mineralfertiliser

Replaces peat

Replaces other fuel

(diesel)

Slaughter waste

Food waste

Pig manure

Cattle

manure

Nytt Kompetanseprosjekt - BioValueChain

Godkjent av EnergiX programstyre juni 2013

Objectives for BioValueChainThe main objective of the project is to design

effective biogas value chains, and to describe how Norwegian and EU governmental regulations affect relevant actors in the value chain.

• Compare Norwegian and Danish biogas value chains, and analyse and describe the effectiveness of the systems with respect to environmental, resource and economic cost benefits assessments

• Analyse and describe how governmental politics, regulations, instruments and incentive programs influences on economic and environmental effectiveness of the biogas value chains in Norway and Denmark, and how EU regulations and politics influences on the national politics

• Analyse if and how small farm-based biogas plants can be implemented in combination with larger industrial biogas plants and utilize local manure and resources with economic benefits

• Develop and update value chain models for biogas production and use through cooperation and joint research with the Danish BioChain project.

Brukerpartnere• Avfall Norge/avfallssektoren• Norges Bondelag• Cambi• NHO Mat og Drikke• SLF• Fylkesmennenes landbruksavd

i Østfold og Vestfold

Forskningspartnere• Østfoldforskning• UMB• Bioforsk• Høgskolen i Telemark• TelTek• RebioKonsult• Syd-Danske Universitet• DTU Risø

Hovedpartnere i BioValueChain

Arbeidspakker i prosjektetI. Development of the models with improved data, and necessary

development to incorporate Danish conditions in the modelsII. Analyses and comparisons of effectiveness and efficiency of

Norwegian and Danish value chains for biogas. III. Analyse effects of politics and regulations from Danish, Norwegian

and EU authorities on the efficiency and effectiveness of biogas value chains in Norway and Denmark.

IV. Analyse if and how smaller biogas plants based on manure and locally distributed substrates can be incorporated in systems with large industrial biogas plants.

V. Educate one PhD candidate in value chain effectiveness in collaboration with the Danish BioChain project.

Case studies

• Case 1 Biogass Østfold/ Frevar• Case 2 Cambi technology (Växsjö?)• Case 3 Greve biogass Vestfold• Case 4 Agriculture Rogaland Nordland ?• Case 5 Follo Ren MBT• Case 6 OsloRen• Case 7 Chicken manure (Armenia)

Typical Norwegian and Danish biogas plant

Typical Norwegian biogas plant 2010

Typical Norwegian biogas plant 2015

Typical Danish biogas plant

Case 1 Biogass Østfold/ Frevar

Case 2 Cambi technology (Växsjö)

Case 3 Greve biogass Vestfold

Case 4 Agriculture Rogaland Nordland

Case 5 Follo Ren MBT

Case 6 OsloRen

Case 7 Chicken manure (Armenia)

Type of substrateOrganic waste

Organic waste and manure Manure?

Organic waste

Organic waste

Chicken manure

Access of substrateMunicipal waste

Municipal waste, farms

Municipal waste MBT

Municipal waste (optibag)

Technology for pre-treatment

Technology for biogas production Cambi Dry process

Use of biogasFuel for buses

Fuel for buses

Local heat? Natural gas grid?

Heat or fuel for buses

Fuel for buses and waste trucks

Technology/type of equipment

Use of digestate

Sammenheng mellom WPs og Case studier

Alternatives for treatment of biowaste and manureReference Treatment Avoided product

heatAvoided product manure

Biowaste Energy recovery District heating mix (NO)

Manure Used as fertiliser Mineral fertiliser

Scenario Treatment Avoided product biogas Avoided product digestate

Biowaste

Biogas production

District heating mix (NO)Mineral fertiliser

Heat (oil 75% el 25%)Compost (dewatered)Aqueous phase goes to treatment

Electricity

Diesel (fuel)Manure Compost (dewatered digestate)Aqueous phase replaces mineral fertiliser

Generic results GWPOrganic waste

-1 200

-1 000

-800

-600

-400

-200

-

200

400

600

kg C

O2-

ekvi

vale

nter

/ton

n TS

Klimapåvirkning for 1 tonn TS matavfallLagring av substrat

Transport til anlegg

(Forbehandling)

Biogass-produksjon (forbrenning/kompostering)

Oppgradering

Avvanning (inkl. komposterinng og N-rensing)

Transport til lagring og lagring av biorest

Transport til spredning og spredning/bruk

Biogass erstatter drivstoff eller energibærer

Biorest erstatter kunstgjødsel eller jordforbedrings-middel

28

-315

-485

-212

-611

-191

-372

-1 200

-1 000

-800

-600

-400

-200

-

200

400

600

kg C

O2-

ekvi

vale

nter

/ton

n TS

Netto klimapåvirkning for 1 tonn TS matavfall

Varmeproduksjon El-produk. Drivstoffproduksjon

-30 000 000

-25 000 000

-20 000 000

-15 000 000

-10 000 000

-5 000 000

-

5 000 000

10 000 000

15 000 000

20 000 000

Gården Forbehandlingsanlegg Biogassanlegg

Netto årlig økonomiresultat for håndtering av matavfall og gjødsel i ØstfoldVist for scenario IIa

Biorest erstatter gjødsel

Lagerleie biorest

Gate fee avfall

Salg av energi

Investeringskostnad for oppgraderingsanlegg

Transportkostnader

Driftskostnader

Investeringskostnader

Pre-treatment

Storage

Transportation to plants

Anaerobic digestion

BiogasDigestate

Upgrading Replaces other energy sources (oil, electricity,

district heating)

Dewatering and/ or composting Storage

Use (inclusive spreading and growing season)

Replaces mineralfertiliser

Replaces peat

Replaces other fuel

(diesel)

Slaughter waste

Food waste

Pig manure

Cattle

manure

Included waste types and treatment methods

Våtorganiskavfall

GlassemballasjePapp, papir og drikkekartong

PlastMetall-emballasje

EnergiutnyttingNoreg

Deponi Energiutnyttingeksport

Del av restavfallet

Biologiskbehandli

ng

Material-gjenvinni

ng

Kildesortert avfall

Three dimensions of the system

Transport

Waste treatment

Substituted energy or materials

Erstattetmateriale

Transport med restavfall

Erstattet energi

Material-gjenvinning

Sortering og behandling

Deponi Energi-utnyttelse

Forbrenning

Erstattet energi

Erstattetmateriale

Biologisk behandling

Sortering og behandling

Erstattet energi

Transport som kildesortert avfall

Systemtype

Livsløpsfase

3D

Våtorganiskavfall

Glass-emballasje

Plast-emballasje

Metall-emballasje

Papir Papp Avfallstype

Trevirke Restavfall

Historikk - modellutvikling for matavfallE6 som

Biogassveg

Frstad Biogass

Potensial-studie

biogass

Enova

VRI ØstfoldGjenvinning

ØstfoldBiogass-nettverk

Biogass Østfold

2015Regionalt

utvikl.prosj.

DISBiogass

Tel-Tek/HiTOslofjord-

Fondet

Klimaregnskap Avfall I og II

Avfall Norge

Verdikjede-modell biogass

for avfall og gjødsel Fase ISLF

Nasjonal biogass-strategi

Verdikjede-modell biogass

for avfall og gjødsel Fase II

SLF

Regionale avfalls-studiar i

i Noreg (18 kommunar)

Fem livsløpsfasar - Deponi, energiutnytting og materialgjenvinning

(+ kompostering og biogassproduksjon) av:- Glassemballasje, metallemballasje, papir,

plastemballasje, treavfall, våtorganisk avfall og restavfall.

Mod

ell

Ny og meir detaljert modell (10 livsløpsfasar) - Biogassproduksjon, med/utan avvatning.- Matavfall, storfegjødsel og svinegjødsel - Kjøring av case for Vestfold og Østfold.- Har også laga økonomimodell.- Utvider til fleire miljøparametrar (hausten 2012).

Finansiert av SLF i samarbeid medFMLA i Østfold og Vestfold, Østfold/Vestfold bondelag. Utviklet saman med Bioforsk og

UMB. Matavfall til deponi, forbrenning og kompostering

FoU

-

Matavfall til biogassproduksjon

Ole Jørgen Hanssen - Østfoldforskningsilje@ostfoldforskning.nowww.ostfoldforskning.no