Annonceinfo

Biomasse til energi har stort potentiale

ForskerZonenBiomasse har et enormt potentiale for både at gavne klimaet og miljøet. Men det kræver grundig forskning og internationalt samarbejde, hvis vi skal undgå de faldgruber, som andre lande allerede er dumpet i.

Det er vigtigt, at vi skelner mellem den biomasseudnyttelse, der sikrer bæredygtige løsninger, og den biomasseudnyttelse vi skal holde os fra, da den i bedste fald ikke gavner noget. (Foto: Colourbox)

Biomasse er i dag langt den største kilde til vedvarende energi både i Danmark og globalt.

Vi får i Danmark over fire gange så meget energi fra biomasse som fra vind.

Men biomasseudnyttelsen er også meget diskuteret.

Den ene dag bringes den til torvs som et bæredygtigt bidrag til at fortrænge forbruget af fossil energi og mindske klimaændringerne – og den næste dag er bioenergi en molbohistorie, hvor vi ødelægger mere end vi gavner ved at trampe rundt i økosystemerne for at udnytte biomassen.

Tæt kobling til andre fremtidige udfordringer

Begge versioner er rigtige for specifikke typer biomasse. Det er derfor meget vigtigt, at vi skelner mellem den biomasseudnyttelse, der sikrer bæredygtige løsninger, og den biomasseudnyttelse vi skal holde os fra, da den i bedste fald ikke gavner noget.

Det betyder også, at der ikke er noget enkelt svar på, om bioenergi er godt eller skidt – det er både og.

Det, der gør spørgsmålet om biomasseudnyttelse til energi og materialer så komplekst og kontroversielt, er den tætte kobling til andre centrale fremtidige udfordringer:

  • Fødevareforsyning af en både større og rigere verdensbefolkning
     
  • Bevarelse af biodiversiteten
     
  • Reduktion af miljøbelastning med næringsstoffer og pesticider
     
  • Mindre udledning af klimagasser
Molboløsninger bør stoppes

Men der er store muligheder for på én gang at udnytte den eksisterende biomasse bedre og at øge biomasseressourcens størrelse markant på bæredygtig vis, således at det kan blive muligt at manøvrere i det komplicerede samspil mellem teknologi, socioøkonomi, natur og miljø.

Det er dog ekstremt vigtigt at få udvalgt og udviklet de bæredygtige løsninger og at få fakta på bordet om konsekvenserne af de molboløsninger, som bør stoppes.

Vi vil give nogle eksempler på gode og dårlige bioenergiløsninger og pege på nogle af de udviklingsspor, vi skal forfølge for at sikre mere bæredygtig biomasse.

Der er et enormt undervurderet potentiale i at optimere de biologiske systemer i jordbruget til både at producere mere (en fordobling af udbyttet er ikke urealistisk i Danmark), samtidig med at udledningerne af næringsstoffer til vores vandmiljø og klimagasser til atmosfæren reduceres markant.

Dårlige løsninger skaber enorm kulstofgæld

Lad os starte med de dårlige løsninger:

Den klassiske molbohistorie, som desværre er økonomisk interessant og drives af vestlige landes tilskud og skattelettelser til biobrændstof, er rydning af regnskov, hvorefter arealerne tilplantes med sojabønner eller oliepalmer til produktion af biodiesel.

Ved afbrændingen af regnskoven udledes enorme mængder CO2, og efterfølgende udledes endnu mere i takt med at jordens organiske stof nedbrydes, når jorden drænes og pløjes til dyrkning af olieafgrøderne.

Selvom oliepalmer er meget produktive og leverer meget biodiesel, viser en artikel i tidskriftet Science, at det kan tage mere end 100 år at tjene den kulstofgæld hjem, som blev optaget ved rydningen af regnskoven.

Ukloge løsninger findes også i Danmark

Sådanne ukloge løsninger findes ikke kun i fjerne tredjeverdenslande.

I Danmark er det ganske vist længe siden, at vi ryddede og drænede vores naturarealer til opdyrkning. Men vi dyrker stadig humusjorde (tørvejorde), som udleder meget store mængder CO2 ved produktion af almindelige landbrugsafgrøder.

Det betyder, at den hvede, der dyrkes til svinefoder på humusjordene, sætter et meget stort klimafodspor, og at den raps, der dyrkes til biodiesel på danske humusjorde, formentlig giver større udledninger end fossil diesel, hvis jordens CO2-emission regnes med.

Det indgår bare ikke i de gængse livscyklusanalyser, fordi det er for besværligt at indregne de store forskelle mellem jordtyper.

Kortlægning af humus og drivhusgasser

Ved Aarhus Universitet er vi ved at lægge sidste hånd på en kortlægning af de danske lavbundsjordes humusindhold og emission af drivhusgasser.

Den viser bl.a., at arealet med deciderede tørvejorde bliver mindre og mindre, men der er stadig mange jorde med et meget højt humusindhold, hvor vi kan nå at bremse nedbrydningen (se AN nr. 3-2011).

Det kan vi måske gøre ved at omlægge dyrkningen af etårige afgrøder som hvede og raps på humusjordene til flerårige energiafgrøder som pil eller elefantgræs (en hurtigt-voksende græs importeret fra Japan).

Svenske og irske undersøgelser har nemlig vist, at der kan lagres op til tre ton kulstof årligt i jorden under en hektar af disse afgrøder, samtidig med at de producerer bioenergi over jorden.

Hvis det viser sig at holde stik, kan kulstoflagringen alene bidrage med en CO2-reduktion på 11 ton CO2 pr. hektar om året. Hvis der dyrkes pil på 100.000 hektar (cirka fire procent af landbrugsarealet), vil denne kulstofbinding svare til knap to procent af de samlede danske CO2-udledninger.

Biogas – både godt og skidt

En oplagt bæredygtig mulighed er biogasproduktion fra husdyrgødning.

Fra husdyrgødning udledes idag betydelige mængder af metan (en kraftige drivhusgas) til atmosfæren, men når gødningen sendes gennem et biogasanlæg, opsamles og afbrændes metanen til energi og omdannes til CO2, som har cirka 20 gange mindre drivhusgasvirkning end metan.

Det betyder, at alene afbrændingen af metan reducerer drivhusgaseffekten kraftigt. Dertil kommer, at energiudnyttelsen fortrænger fossil energi.

Jo mere biogas, des bedre for klimaet

Hvor EU’s krav til biobrændstoffers drivhusgasfortrængning i forhold til brug af fossilt brændstof i dag er på 35 procent, er fortrængningen ved brug af biogas langt over 100 procent.

Det betyder populært sagt, at jo mere biogas, vi udnytter til energi, desto bedre er det for klimaet, og det er jo ikke den effekt, vores energiforbrug plejer at have.

Det kan stadig diskuteres, om biogasproduktion fra husdyrgødning er en konkurrencedygtig energiteknologi, men det er vigtigt, at den store klimamæssige gevinst regnes med ved vurderingen.

Ikke al biogas er godt for klimaet

Men ikke al biogasproduktion er godt for klimaet. F.eks. har tyske tilskud til biogas gjort det attraktivt for tyske landmænd at sætte køerne ud og i stedet sende deres majs igennem et biogasanlæg.

Flere tusind tyske biogasanlæg producerer nu på majs, men modsat brugen af husdyrgødning fører brug af majs til et øget metanudslip:

Majsen omdannes i biogasreaktoren til metan, hvoraf hovedparten selvfølgelig afbrændes til energiproduktion.

Men der er et vist spild i gasmotoren, og der slippes også metan ud fra den afgassede majssuppe, når den lagres og føres tilbage til marken.

Dumt at dyrke majs til biogas

Da metan er så potent en drivhusgas, skal der kun spildes cirka 13 procent af den producerede metan fra majsen, før biogasprocessens samlede drivhusgasfortrængning går i nul.

Et typisk tab fra en gasmotor er to procent metan, hvortil kommer tab ved lagring og udbringning, hvorved drivhusgasfortrængningen kan ende med at blive meget lille.

I Danmark har vi store naturarealer, enge og lignende, som i dag gror til, fordi det ikke længere er rentabelt at afgræsse dem. Disse enge kan høstes til brug i biogasanlæg eller i bioraffinaderier, hvorved der sikres en naturpleje og en fjernelse af næringsstoffer, som kan medvirke til en mere varieret flora og fauna. (Foto: Colourbox)

Majs er i øvrigt ikke en specielt miljøvenlig afgrøde at dyrke, så det er samlet set en rigtig molbohistorie at dyrke den til biogas.

Energiafgrøder øger ikke sulten

En anden bæredygtig mulighed er at omlægge kornarealer, der i dag giver store udledninger af næringsstoffer til vandmiljøet, til produktion af flerårige energiafgrøder (f.eks. pil eller græs).

Det er en meget effektiv måde at reducere nitratudvaskningen på. Dyrkning af flerårige energiafgrøder kan altså både sikre mere biomasse, bedre vandmiljø og en stor drivhusgasreduktion.

Der bliver ofte argumenteret imod, at vi i Danmark omlægger kornproduktion til energiafgrøder, fordi der er sult i verden.

Fødevaremangel skaber ikke sultproblemer

Men overordnet set er det fattigdom og ikke fødevaremangel, der skaber sultproblemerne i verden.

Det blev f.eks. demonstreret under den kraftige overskudsproduktion af fødevarer i EU i slutningen af sidste århundrede – det afhjalp ikke verdens sultproblemer

De sultende var nemlig så fattige, at de ikke havde råd til at købe vore fødevarer.

Eksport af vore fødevarer til meget lave priser har blot gjort tingene værre i ulandene, fordi det udkonkurrerede den lokale landbrugsproduktion.

Og endelig går den danske kornproduktion mest til at fodre grise, så det er i højere grad vores eget store kødforbrug, der lægger beslag på arealerne, og ikke madforsyning til verdens fattige.

Effektivt og bæredygtigt landbrug

Et bedre argument mod at omlægge kornarealer til energiafgrøder er, at det kan føre til rydning af nyt land i andre dele af verden til produktion af en tilsvarende mængde korn.

Det fremføres derfor, at CO2-emissionerne fra skovrydningen bør medregnes i drivhusgasregnskabet for energiafgrøderne.

Men det er ikke nødvendigt at rydde nyt land for at producere mere korn i verden. Der er rigeligt med landbrugsland, som blot drives dårligt med udbytter langt under det mulige.

Kræver fornyet fokus på udvikling

Så både for at sikre flere lokalt producerede fødevarer til den fattige del af klodens befolkning og for at undgå rydning af naturarealer til landbrugsdrift er det utroligt vigtigt at fremme udviklingen af bæredygtig landbrugsdrift i den 3. verden – bioenergi eller ej.

Flere internationale studier viser, at det vil være teknisk muligt både at producere fødevarer til den stigende befolkning og levere langt mere bioenergi end i dag, samtidig med at natur og miljø bevares.

Men det er til gengæld en kæmpe politisk, social og teknisk opgave at føre ud i praksis, og det vil kræve fornyet fokus på landbrugsudvikling – og det haster.

Plads til forbedring i Danmark

I Danmark vil det være muligt at øge biomasseudbyttet fra jordbruget kraftigt ved at skifte til nye afgrøder. 

I naturen findes forskellige typer fotosyntese, og under varme forhold er den såkaldte C4-fotosyntese cirka 30 procent mere effektiv til at udnytte solens energi end den C3-fotosyntese, som de fleste danske afgrøder i dag benytter.

Elefantgræs, som mange kender fra haverne, er en af de få planter med C4-fotosyntese, der kan vokse i Danmark, og da den samtidig har en lang vækstsæson, kan den samlet set udnytte solens indstråling over året så effektivt, at den formentlig vil kunne producere dobbelt så meget biomasse, som en hvedeafgrøde i dag producer i både halm og kerne.

Forskning viser, at der kan lagres tre ton kulstof i jorden pr. hektar under en mark dyrket med elefantgræs, samtidig med at græsset i sig selv kan bruges til produktion af bioenergi. (Foto: Jens B. Kjeldsen)

Og det er vel at mærke med 70 procent mindre nitratudvaskning, mindre drivhusgasudslip og med mindre brug af pesticider.

Kun positive effekter på miljø og klima

Hvis elefantgræs udnyttes i et bioraffinaderi vil cirka en tredjedel af biomassen blive omsat til dyrefoder og dermed levere ligeså meget foder, som den hvedemark den erstatter, hvortil kommer bioetanol og brændsel til kraftvarme.

Hvis det kan realiseres – og det er en lang proces at udvikle – så er der ikke nogen indirekte miljøeffekter fra reduceret fødevareproduktion, men kun positive effekter på miljø, klima og energi­forsyning.

Store naturarealer kan udnyttes

I de fleste tilfælde er der en konflikt mellem landbrugsproduktion og natur. Og det er væsentligt at diskutere, om de kornarealer, vi formentlig skal omlægge for at opfylde Vandrammedirektivet, skal udnyttes til nye naturarealer eller til at producere bæredygtig bioenergi.

Men der er dog én biomasseudnyttelse, som i sig selv kan forbedre naturkvaliteten i Danmark.

Vi har nemlig store naturarealer, enge og lignende, som i dag gror til, fordi det ikke længere er rentabelt at afgræsse dem, og fordi de er overbelastede med næringsstoffer.

Disse enge kan høstes til brug i biogasanlæg eller i bioraffinaderier, hvorved der sikres en naturpleje og en fjernelse af næringsstoffer, som kan medvirke til en mere varieret flora og fauna.

Høst fra naturarealer er oplagt

De næringsstoffer, som er et problem for naturen, kan til gengæld bidrage til at sikre en næringsstofforsyning af det økologiske landbrug, som i dag importerer størsteparten af deres næringssstoffer fra konventionelle landbrugsbedrifter.

Den import har Økologisk Landsforening besluttet at udfase, og høst af næringsstoffer på naturarealer er et af de mest oplagte alternativer.

Nogle af de nævnte bæredygtige bioenergiløsninger kan vi gå i gang med her og nu. Andre kræver fortsat megen forskning og udvikling, før de kan omsættes i kommerciel produktion.

Forsk i produktionen

Desværre satser man i Danmark fortrinsvis på teknisk forskning i konverteringsprocesser for bioenergi – altså hvordan biomassen omdannes til biobrændstoffer og lignende.

Der er en udbredt opfattelse af, at biomasse bare er et overskudsprodukt, som man kan bruge løs af, og sådan har det da også været hidtil.

Men det er vores påstand, at biomasseproduktionens størrelse og bæredygtighed bliver helt afgørende parametre for fremtidens omfang af bioenergiudnyttelsen, og derfor skal forskning på disse områder prioriteres.

Vi skal vælge de kloge løsninger

Der bliver kamp om ressourcerne til fødevarer, materialer, energi og natur.

Muligheden for at fordoble biomasseproduktionen i Danmark uden at udvide dyrkningsarealet kan således være en nok så vigtig brik i puslespillet om at opnå en fremtid uden brug af fossile brændsler, som forbedringer af processerne til energikonvertering.

Biomasseudnyttelse kan gavne både energiforsyning, klima, vandmiljø og natur, hvis vi vælger de kloge løsninger.

Det kræver viden og oplysning, international certificering, politiske aftaler og fokus på fattigdomsproblematikken. Det er ikke let, men der findes ikke lette løsninger på vores store udfordringer.

Partnerartikel

Artiklen bringes i samarbejde med: Aktuel Naturvidenskab

Aktuel Naturvidenskab

Aktuel Naturvidenskab Ny Munkegade 120, Bygn. 1520 8000 Århus C Tlf.: 8942 5555

Aktuel Naturvidenskab er et landsdækkende tidsskrift med nyheder og baggrund fra den naturvidenskabelige verden. Aktuel Naturvidenskab har til formål at synliggøre naturvidenskab i det danske samfund. Bladet udgives i et samarbejde mellem 10 danske forskningsinstitutioner.

Artiklerne er primært skrevet af fagfolk og henvender sig til læsere med en bred interesse for naturvidenskab. Det faglige niveau svarer til en "studentereksamen".

I Aktuel Naturvidenskab finder du artikler om:

  • nye forskningsprojekter og resultater  
  • videnskabshistorie og naturfilosofi
  • synspunkter og kommentarer
  • boganmeldelser

Videnskab.dk bringer udvalgte artikler fra Aktuel Naturvidenskab.

Seneste artikler fra Aktuel Naturvidenskab

  • Må man fange en fisk, før den bliver voksen?

    Ny forskning viser, at vores fiskeri i højere grad bør rettes mod små, umodne fisk. Det vil give større fangst for fiskerne og mindre forstyrrelser af fiskebestandenes struktur. Men det kan koste på økonomien.
  • Mikrochips mod madforgiftning

    Ny teknik baseret på såkaldt lab-on-a-chip-teknologi kan hjælpe med at finde skadelige bakterier i vores fødevarer både hurtigt og billigt.
  • Fra genetik til epigenetik

    Celler indeholder anden arvelig information end den, der er indeholdt i den genetiske kode. Det har gjort epigenetik til et vigtigt forskningsemne, der har ført til ny erkendelse om organismers udvikling og kan lede til potentielle behandlinger for folkesygdomme som kræft.
Jeg er enig i, at det er godt

Jeg er enig i, at det er godt at køre alle de strategier vi har til rådighed. Jeg er bare bange for, at man bruger midler på midlertidige strategier, som kunne være brugt på de endelige istedet.

Som verden er lige nu, så skal vi selvfølgelig udnytte ressourcerne fuldt ud, og dvs. også afføringen fra husdyrene. Jeg er bare bange for, at hvis man investerer masser af penge i det og det begynder at blive en god forretning, så vil man fra politisk hold ikke være interesserede i at gå bort fra det igen for at forfølge bedre strategier.
F.eks. hvis vi går over på mere vegetarisk landbrug (hvilket kan blive en løsning på fremtidens fødevareknaphed og presset på miljøet), så vil dette betyde, at infrastrukturen til håndtering af dyreafføring bliver værdiløs, og det kan virke som et anti-incentiv til at forfølge den bedste løsning.

Man skal huske, at al investering tager investering væk fra noget andet.

Jeg vil medgive, at hvis man kan køre energi-planter (enggræs, energipil) økologisk, uden brug af fossile brændstoffer, så ser jeg helt klart et perspektiv, også på den lange bane.

Hvad skal biomassen bruges til?

Jeg tror at vi er nødt til at trække på alle teknologier hvis vi skal nå vores målsætning om helt at udfase de fossile brændsler indenfor en rimelig tidshorisont. Og biomasse spiller på den korte tidsbane en vigtig rolle idet den kan lagres og forholdsvis nemt kan indfases i eksisterende teknologier.
På den lange bane tror jeg også at specielt vind og sol vil spille en stigende rolle. Stadigvæk vil der dog være biomasse som det vil være fornuftigt at udnytte - fx enggræs, som alligevel skal slås af for at holde engene åbne, og som indeholder værdifulde næringsstoffer. Og på den lange bane vil biomasse formentlig istedet for til energi, mere blive brugt til erstatning for olie i den kemiske industri til fremstilling af plastik og andre materialer.

En sidste ting

Problemet med fossile brændstoffer er, at de virker i så lang tid. CO2 i hundredevis af år. Derfor vil afbrænding af fossile brændstoffer, som vi udvinder fra jordens dyb, betyde, at vi langsomt gør det værre og værre klima-mæssigt. Derfor synes jeg det er meget betænkeligt, at lægge en strategi, som baserer sig på fossile brændstoffer, uanset om nettoregnskabet er positivt - vi skulle jo gerne helt væk fra afbrændingen af dem for at stoppe klimakrisen.

Med tanke på andre løsninger, såsom vindmøller, havmøller, jordvarme m.m. - hvortil der selvfølgelig også bruges energi (og det betyder i øjeblikket fossil energi) til udvinding af metaller og forarbejdning til slutproduktet, så finder jeg dem dog mere perspektivrige.

Re: Er alt medregnet her?

Det er rigtigt at der i dag bruges fossil energi til at fremstille kunstgødning og pesticider. Det koster energi svarende til ca. 1 liter olie at fremstille 1 kg kvælstof i kunstgødning. Og jeg er også enig i, at det skal indregnes i en samlet vurdering af, hvor fornuftigt det er at benytte biomasse. De fleste analyser viser, at energiudbyttet af energiafgrøder er 10-20 gange større end energiinputtet til fremstilling af gødning, pesticider, maskiner m.m. Dvs. at 5-10% af energien produceret mistes til produktion af input.

I den tabel vi viser i artiklen er emissioner fra produktion af gødning og pesticider ikke indregnet, da tabellen stammer fra beregninger relateret til den danske Kyoto-forpligtelse, hvor kun indenlandske emissioner indregnes. Flere beregninger og forudsætninger kan ses i den samlede rapport "Landbrug og Klima" her:
http://www.fvm.dk/rapport_om_landbrug_og_klima.aspx?ID=45314

Hvis emissioner fra fremstilling gødnings- og pesticidforbrug indregnes bliver overskuddet på drivhusgasbalancen for majs til biogas endnu mindre, og betænkeligt tæt på nul. Overskuddet på drivhusgasbalancen for pil til kraftvarme vil dog stadigvæk være stor. Og det er netop vores pointe, at bioenergi ikke er en entydig vinder, da der er mange faktorer, som skal indregnes. Og at det er vigtigt at diskutere, hvilke løsninger der er bæredygtige, og hvilke der ikke er. Se bl.a. diskussionen på Ingeniøren: http://ing.dk/artikel/128557-forskere-en-molbohistorie-at-bruge-majs-til...

Og så skal vi blive ved med at udvikle systemerne, så input af energi, gødning m.m. reduceres og output af energi og materialer øges, mens emissioner af drivhusgasser, næringsstoffer m.m. reduceres. I forhold til et gennemsnitligt sædskifte i dagens landbrug mener jeg, at det er muligt at fordoble udbyttet af biomasse ved at udnytte sollyset bedre og at mere end halvere emissionerne. Med hensyn til pesticider er det sådan, at Danmarks største pileavler er ved at gå helt bort fra deres anvendelse, idet han istedet har udviklet effektiv mekanisk ukrudtsbekæmpelse.

I et fremtidigt samfund, hvor energien leveres af vedvarende energikilder, vil gødning og pesticider også blive fremstillet ud fra vedvarende energi. Men det vil selvfølgelig stadig være vigtigt at sikre at man ikke putter mere energi ind i en produktion end man får tilbage - for ellers er det jo en molbohistorie.

Hilsen Uffe

Jeg har sendt emails til de

Jeg har sendt emails til de to forfattere af artiklen og bedt dem om at besvare mit første indlæg, da det er meget relevante spørgsmål.

Jeg synes det ville klæde dem at tage debatten om det reelle CO2-udslip ved biomasse, når alt tages med.

Jeg venter.

Er alt medregnet her?

Hvad med fossile brændstoffer?

Vi laver kunstgødning og pesticider af fossile brændstoffer. Skal energiafgrøder dyrkes på kunstgødning og pesticider?
Hvad med husdyrenes foder? Er disse skabt på kunstgødning og pesticider?

Hvis dette er tilfældet, så putter man faktisk fossile brændstoffer direkte ned i jorden for at få både energiafgrøder og husdyr, og når disse så omsættes til energi, så er det faktisk fossile brændstoffer, man indirekte afbrænder.

Er dette indregnet i regnskaberne?

(og her er ikke engang nævnt driften af landbrugsmaskiner og transport og forarbejdning af produkter)

Seneste fra Miljø & Naturvidenskab

Annonceinfo

Det læser andre lige nu

Annonceinfo

Annonceinfo

Abonner på vores nyhedsbrev

Når du tilmelder dig, deltager du i konkurrencen om lækre præmier.

Mest sete video

Annonceinfo

Seneste kommentarer

Seneste blogindlæg