Halm til biogas

Biogasbranchen står over for betydelige udfordringer i de kommende år. Statstilskuddene blev kraftigt reduceret for et par år siden, og nu er der også politisk aftalt en nedtrapningsordning for anvendelsen af energiafgrøder, især majs. I 2019-2020 var 9 % af den producerede biogas, målt som energi, baseret på energiafgrøder. Grænsen ifølge lovgivningen er p.t. 12 % men vil i løbet af få år blive trappet ned til nul.

Biogasproduktionen har lige siden starten været afhængig af statstilskuddene, idet den producerede gas i lang tid var 3-4 gange dyrere end naturgas. Energikrisen i 2022 og de stærkt stigende gaspriser har midlertidigt ændret denne situation, men biogas vil altid være kostbar og ressourcekrævende at fremstille.

Fig. 1 viser den forventede udvikling frem til 2035 ifølge interesseorganisationen Biogas Danmark. Man ser, at andelen af energiafgrøderne ret let kan erstattes af halm, og halm skal også spille en stor rolle i den kommende ekspansion af produktionen. Efter opbremsningen af tilskuddene til nyinvesteringer i 2018 har politikerne ombestemt sig og sætter nu nye millioner på højkant i statsstøtte. Der skal, oven i de eksisterende ordninger udbetales i størrelsesordenen 600 mio. kr. pr. år til branchen.

Energistyrelsen har også udarbejdet en fremtidsprognose, se fig. 2 og den er lidt mere pessimistisk, idet man ikke umiddelbart tror på den kraftige ekspansion af brugen af halm. 

Herom har Energistyrelsen udgivet en hel rapport, og her opregnes de mange vanskeligheder, der er med håndtering af halm. Stråene er fra naturens side godt beskyttet af et ydre vokslag og stråene er opbygget af svært nedbrydeligt plantemateriale. Man kan således ikke bare stoppe halm ind i sin biogasreaktor i stedet for majsen og forvente at få det samme udbytte.

Halmen skal underkastes en omfattende forbehandling, hvor den mest gængse er en mekanisk knusning eller findeling. Der findes en stribe maskiner på markedet til formålet, fig. 3 viser et eksempel. Teknologierne har maleriske navne som Hüningen hammermølle, Börger skruepresse, Biogrinder BHS, Disruptor osv. Fælles for alle maskinerne er deres relativt høje strømforbrug, som naturligvis forøger omkostningerne ved biogas-produktionen og nedsætter netto-udbyttet af energi.

En anden metode er ensilering af halmen, hvor den lægges ud på passende vis i våd tilstand, og gerne blandet op med letomsættelige plantedele, f.eks. roetoppe. Her går forrådnelsen af halmstråene i gang, og derved bliver de mere modtagelige for metanbakteriernes angreb. Ensileringen skal dog kombineres med en lettere mekanisk behandling, før halmen er klar til biogasreaktoren.

Ensilering kræver også plads til opbevaring, samt ekstra håndtering af halmen med maskiner, hvilket alt sammen forøger omkostningerne.

Omkostningerne til ensilering kan derfor variere en del. En ensilageplads kan etableres for 300-600 kr. pr. m³, svarende til 20 kr./ton pr. år. En gummiged koster 600-800 kr. pr. time. Hvis der høstes 40 ton friskmasse pr. ha. svarer det til 15-20 kr. pr. ton frisk masse.

Halm er langsommere nedbrydelig end de øvrige råvarer, og for at få et fornuftigt udbytte, skal opholdstiden i reaktoren sættes op. Fig. 4 viser, hvor svært det er at få de sidste gasmængder ud af halmen. Det betyder, at en batch vil tage længere tid, fra f.eks. 25-30 dage til op over 50 og dermed falder produktionskapaciteten. Et andet problem er, at en reaktor kun kan håndtere en vis mængde tørstof, og da halm pr. ton tørstof indeholder meget mindre gas end f.eks. majs, bliver produktionen også af den grund sat ned. Disse forhold medfører et økonomisk tab for biogasproducenten. Energistyrelsen giver et eksempel:

Denne analyse viser, at et stort anlæg, der har baseret sin økonomi på tilførsel af 12 % energiafgrøder vil opleve en produktionsnedgang på 4,3 mio. Nm³ CH₄ hvis majsen helt udfases og erstattes med halm, svarende til en nedgang i salget på 12,5 mio. kr. ved en gaspris på 8 kr. pr. Nm³ CH₄. Den opnåede besparelse i råvareomkostningerne, som omlægningen vil medføre, reducerer tabet til 7 mio. kr. på årsbasis 

Restproduktet fra biogasfremstillingen er rigt på kvælstof og fosfor og bruges derfor af landmændene som en udmærket gødning til markerne. Der spares en god del kunstgødning på denne måde. Desværre vil en øget brug af halm gøre restproduktet sværere at håndtere i udbringningen, og det får også en form, der gør det vanskeligere for planterne at optage næringsstofferne. Man er derfor nødt til at efterbehandle restproduktet, hvilket igen er en ekstra omkostning.

Meget tyder således på, at biogassens omkostningsniveau og dermed konkurrencedygtighed ikke bliver bedre i fremtiden, biogassen vil vedblive med at være et nicheprodukt, der kontinuerligt kræver statstilskud. Alternativet er, at forbrugerne skal betale en meget højere pris for gassen, hvilket også vil gøre hele samfundet fattigere.

De optimistiske fremskrivninger fra Biogas Danmark og i mindre grad fra Energistyrelsen er baseret på en gradvist stigende anvendelse af gylle fra kvæg og svin. Det harmonerer ikke så godt med klimamålsætningerne, hvorefter husdyrholdet i dansk landbrug skal reduceres kraftigt. Biogas Danmark har et diagram, der illustrerer den situation, og her ser man, hvordan halm bare forventes at erstatte gyllen, se fig. 5. Det kan teknisk nok godt lade sig gøre, men udbyttet bliver dårligere og omkostningerne meget højere. Så bliver biogas for alvor en dyr fornøjelse.

Og man må ikke glemme, at hvis man i stedet brænder halmen af direkte i et kraftvarmeværk, så får man udnyttet stort set hele energiindholdet direkte, hvor netto-udbyttet ved biogasproduktionen måske i bedste fald ligger på 50-60 %. Så skal man have mest muligt ud af sin halm, skal den ikke bruges til biogas.