Lífrænn úrgangur er vannýtt auðlind á Íslandi

Í dag eru tveir stórir metanframleiðendur á Íslandi – annars vegar Sorpa í Reykjavík og hins vegar Norðurorka á Akureyri. Lífrænn úrgangur ratar hins vegar enn í urðun og fara verðmæti forgörðum. Tæknin til að fullvinna lífrænan úrgang er þekkt, en innleiðing hefur gengið hægt hingað til. Skriður virðist vera kominn á þessi mál og má reikna með framförum á næstu misserum.

Á síðasta ári framleiddi Sorpa tvær miljónir rúmmetra metangass sem jafngildir orkunni í tveimur milljónum lítra af dísilolíu. Á þessu ári er stefnt að því að koma framleiðslunni upp í fjórar milljónir rúmmetra til að svara eftirspurn. Aukning hefur verið á afköstum eftir að Gaja, gas- og jarðgerðarstöð, var tekin í gagnið.

Norðurorka framleiðir nálægt 250 til 300 þúsund rúmmetra af metangasi á ári hverju, sem er nálægt fullum afköstum stöðvarinnar. Allt er það selt sem eldsneyti og myndi duga fyrir árskeyrslu 250 til 300 fólksbíla. 60 til 70 prósent af metaninu er hins vegar notað til að knýja metanstrætisvagna á Akureyri. Einnig eru framleidd 70 til 100 tonn af lífdísil á hverju ári úr steikingarolíu frá veitingahúsum.

„Engar tæknilegar hindranir“

Núna er komin af stað vinna við að hanna líforkuver í samstarfi sveitarfélaga á Norðurlandi eystra. Þar yrði farvegur fyrir allan lífrænan úrgang og afköstin í eldsneytisframleiðslu myndu tífaldast. „Tíminn er svo fljótur að líða. Ísland ætlar að vera búið að draga úr losun um 55 prósent fyrir 2030 – og árið 2023 var að detta inn. Við klárum samdráttinn ekki í desember 2029, heldur þurfum við að ná árangri á hverju ári.

Við þurfum að nýta þessar „núlausnir“ sem við erum með í staðinn fyrir að horfa alltaf á einhverja nýsköpun. Það eru engar tæknilegar hindranir í nýtingu metans – það þarf bara vilja til verka,“ segir Guðmundur H. Sigurðarson hjá Vistorku, sem er dótturfélag Norðurorku.

Kaupendur að öllu íslensku metani

Gunnar Dofri Ólafsson, samskipta- og viðskiptaþróunarstjóri hjá Sorpu, segir þá nýbreytni hafa átt sér stað á síðustu misserum að iðnfyrirtæki eru farin að sækjast eftir metani. Malbiksstöðin stefnir að því að kaupa milljón rúmmetra á ári. Enn fremur hafa Te og kaffi ásamt Lava Show nýlega skipt út innfluttu jarðgasi í stað metans frá Sorpu. Gunnar segir að í flestum tilfellum þar sem notað er propangas eða dísil sé hægt að skipta yfir í metan. Ekki er þó hægt að skipta út innihaldi gaskútsins við grillið, því rúmmál metans við stofuhita er of mikið til að það sé meðfærilegt í litlu magni.

„Staðan er sú að það eru kaupendur að bróðurpartinum af því metani sem framleitt er á Íslandi í dag. Þannig að ef við ætlum að nýta þennan kost betur í orkuskiptunum þurfum við að framleiða meira,“ segir Gunnar.

Metan er 80 sinnum verri gróðurhúsalofttegund fyrstu tíu árin en koltvísýringur – og 30 sinnum verri yfir hundrað ár. Gunnar Dofri segir risavaxið loftslagsmál að nýta metanið ekki bara í orkuskipti, heldur líka fanga það. Söfnun metans á urðunarstöðum er mjög óskilvirk samanborið við þegar lífrænn úrgangur er unninn við stýrðar aðstæður.

Um áramótin tóku í gildi nýjar reglur þar sem sveitarfélög eru skylduð til sérsöfnunar á lífrænum úrgangi, þó svo að fæst sveitarfélög hafi lokið sinni aðlögun eins og kom fram í síðasta tölublaði Bændablaðsins. Í þeim reglum er tekið fyrir urðun á áðurnefndu sorpi.

Gunnar segir að þegar byrjað verði að taka við sérflokkuðum matarleifum muni Gaja skila af sér mjög hreinni afurð. Í stöðinni er búnaður sem hreinsar burt aðskotahluti, en þar sem almenna sorpið sem kemur í stöðina núna inniheldur 30 prósent af óæskilegum efnum ræður búnaðurinn ekki við að hreinsa afurðina nógu vel í moltu sem má nýta. Sorpið er því verkað til metanframleiðslu og urðað að því loknu.

Samkvæmt Gunnari fara mikil verðmæti forgörðum með að fullnýta ekki lífúrgang. „Það er eitthvað sem við getum ekki leyft okkur ef okkur er alvara að ætla í orkuskiptin. Við erum alltaf að bíða eftir stóru lausninni en hún kemur aldrei. Orkuskiptin verða „þúsundlausnalausn“. Við höfum ekki efni á því að bíða eftir að einn orkukostur vinni af því það verður enginn sigurvegari.“

Nokkur munur er á Gaja og því líforkuveri sem fyrirhugað er fyrir norðan, því fyrrnefnda sorphreinsistöðin verkar þurrt lífrænt sorp, á meðan sú síðarnefnda myndi að auki vinna með lífrænar afurðir á vökvaformi.

Heildstæð lausn í burðarliðnum

Samtök sveitarfélaga og atvinnuþróunar á Norðurlandi eystra (SSNE) létu gera frumhagkvæmnimat á fýsileika þess að reisa líforkuver í landshlutanum. Smári Jónas Lúðvíksson, verkefnastjóri hjá SSNE, kom að vinnu skýrslunnar og segir hann niðurstöðurnar í stuttu máli mæla með frekari skoðun á uppbyggingu líforkuvers. „Þetta yrði heildstæð lausn á meðhöndlun lífúrgangs,“ segir Smári.

Öll vinna við undirbúning muni taka nokkur ár áður en framkvæmdir geta endanlega hafist. Samkvæmt tímalínu í skýrslunni er talið mögulegt að líforkuverið verði klárt í tveimur áföngum. Sá hluti sem snýr að metanframleiðslu gæti verið kominn í gagnið í lok árs 2027 og sorpbrennslan um mitt ár 2030. „Við vonumst til þess að fljótlega verði gerð viljayfirlýsing á milli sveitarfélaganna og ráðuneytis um að fara í þá vinnu,“ segir Smári.

Farvegur fyrir öll dýrahræ

Líforkuverið mun taka við dýrahræjum úr öllum áhættuflokkum. Eins og staðan er núna er ekki hlaupið að því að farga sauðfé sem smitað er af riðu, en í líforkuverinu mun opnast farvegur til að búa til lífdísil úr fitunni og brenna restinni.

„Þetta er orkuver, en afurðin sem slík er orkugjafar,“ segir Smári. Þar á hann annars vegar við eldsneyti eins og metan og lífdísil, og hins vegar áburð í formi moltu eða meltrar mykju. Ef samstarf næst við aðila í fiskeldi skapast miklir mögu- leikar á að framleiða fosfórríkan áburð úr seyru sem verður til í landeldi. Öll tæknin sem lagt er upp með að nota í líforkuverinu er þekkt og var horft til þess sem vel er gert í öðrum löndum.

„Það eina sem er nýtt er að við erum að setja þetta allt á sama stað. Með því að ná þessum efnum í hringrás verðum við sjálfum okkur nægari. Það er mjög mikilvægt að við týnum ekki þessum verðmætum út úr keðjunni hjá okkur – því að þetta eru sannarlega verðmæti. Við erum alltaf að reka okkur meira og meira á það í dag að öll þessi verðmæti eru ekki tæmandi og þau verða dýrari og dýrari,“ segir Smári.

Loftfirrt gerjun á mykju

Ásgeir Ívarsson hjá Gefn kom einnig að vinnu frumhagkvæmnimatsins á líforkuveri fyrir SSNE. Hann segir að matið geri ráð fyrir að fyrirhugað líforkuver á Norðurlandi eystra muni vinna metan úr mykju frá landbúnaði. Hráefninu yrði safnað í loftþétta tanka, en við þær aðstæður éta örverur upp allt súrefnið og koma af stað loftfirrtri gerjun.

Gasið sem myndast í tönkunum nefnist hauggas, sem er að megninu til blanda af metani og koldíoxíði. Eftir að búið er að meðhöndla mykjuna á þennan hátt er hún orðin að betri áburði, þar sem köfnunarefnissamböndin brotna niður og verða aðgengilegri plöntunum.

60 til 65 prósent af rúmmáli hauggassins er metan. Með lágmarkshreinsun nýtist það til að hita katla og sem eldsneyti á rafstöðvar. Erlendis tíðkast að framleiða rafmagn og varma á þennan hátt. Hérlendis er hitaveita og vatnsaflsorka ódýrari, sem hefur komið í veg fyrir frekari innleiðingu.

Ýmsar aðferðir eru til að fullhreinsa hauggas, en hérlendis tíðkast að láta það fara í gegnum vatnsbað, sem leysir upp öll óæskilegu gösin og skilur metanið eftir. Að lokinni þurrkun fæst eldsneytið sem dælt er á bifreiðar og vinnuvélar. Koldíoxíð er stærsta aukaefnið í hauggasi og er möguleiki á að vinna úr því kolsýru sem ýmist gagnast í ylrækt eða gosdrykkjagerð.

Í líforkuverinu er gert ráð fyrir þeim möguleika að sótthreinsa mykjuna áður en hún fer í tankana. Þá er hún hituð vel yfir 100 °C undir þrýstingi sem á að koma í veg fyrir dreifingu smitefna. Reikna þarf með að stöku bæir geti ekki tekið þátt ef áhætta á dreifingu búfjársjúkdóma er mikil.

„Þetta getur klárlega verið hluti af þessari orkuskiptavegferð sem við erum á. Hvað eldsneytishliðina varðar er fólk áhugasamt um vetni og annað rafeldsneyti, en metanið er ekki síður áhugaverður kostur þó ekki verði hægt að framleiða það í jafn miklum mæli,“ segir Ásgeir, en verðleikar metans felast m.a. í því að framleiðslan er afar orkuhagkvæm. Við framleiðslu á vetni þarf minnst tífalt meiri raforku samanborið við framleiðslu á jafn mikilli orku í formi metans eins og tæknin er núna.

Færeyingar með fullkomið líforkuver

Eitt af því sem horft var til við frum­ hagkvæmnimatið er líforkuverið Förka, rétt norðan við Þórshöfn í Færeyjum. Þar er hráefnið seyra frá landeldi, úrgangur úr sjókvíum ásamt mykju frá kúabúum, og afurðin er góður áburður, metan og varmi. Lítill hluti hráefnisins eru skemmdir ávextir og grænmeti úr verslunum.

Förka er alfarið í eigu fiskeldis­ risans Bakkafrosts. Fróði Mortensen, framkvæmdastjóri Förka, segir kaupendur eldisfisks farna að gera ríkari kröfu um sjálfbærni í framleiðslu, ekki bara þegar kemur að loftslagsmálum, heldur líka varðandi mengun.

Meira en helmingur af út­ flutningstekjum Færeyinga er frá fiskeldi. Því skiptir Bakkafrost miklu máli að auka sjálfbærni framleiðslunnar og að losna við úrganginn á sem bestan máta. Fróði segir að gengið sé út frá því að lax sem drepst í sjókvíum beri með sér sjúkdóma og því nauðsynlegt að fjarlægja hræin áður en smitefnin dreifa úr sér. Þennan úrgang þarf að meðhöndla með varúð og má ekki nýta ómeðhöndlaðan sem fæðu, fóður eða áburð eða losa í hafið. Áður en lífmassaverið var sett upp voru hræin send til vinnslu í Noregi og send þaðan sem hráefni í lífmassaver í Danmörku. Nú er öruggur farvegur fyrir úrganginn hjá Förka.

Með því að vinna úr úrganginum innanlands styður Bakkafrost við myndun hringrásarhagkerfisins og hefur jákvæð áhrif á samfélagið. „Þetta er dýrt, en samt er þetta ódýrara samanborið við áður,“ segir Fróði.

Flutt án endurgjalds

Starfsmenn Förka sækja mykjuna með flutningabílum á bæina og skila verkuðum áburði til baka. Bændurnir borga ekkert fyrir flutninginn eða meðferðina í líforkuverinu. Það eina sem bændurnir þurfa að gera er að koma upp tvöfaldri geymslu á lífrænum áburði, þannig að hægt sé að halda meltri mykju aðskilinni. Bændum býðst ekki geymslupláss í lífmassaverinu, því Förka fær mun betri nýtingu á flutningabýlunum ef þeir keyra fulllestaðir báðar leiðir.

Færeyskir sauðfjárbændur eru einnig í samstarfi við Förka, þrátt fyrir að leggja engin hráefni í líforkuverið. Þeirra framlag er að leggja til beitiland og tún meðfram þjóðvegum sem Förka getur spúlað áburði á með þar til gerðri dælu á flutningabíl. Stöku kúabændur nýta sömu þjónustu og spara þar með vinnu og eldsneyti við að keyra mykjunni sjálfir á túnin.

Förka efnagreinir áburðinn og sendir upplýsingarnar til bændanna. Með því geta þeir séð nákvæmlega hvað þeir eru með í höndunum. Samkvæmt Fróða geta bændurnir uppfyllt þörfina á köfnunarefni með áburðinum frá Förka og gefur seyran frá landeldinu mikinn fosfór. Kaup á tilbúnum áburði eru því í lágmarki. „Bændurnir fá betri afurð þar sem þetta lyktar ekki illa, inniheldur meiri vökva, er einsleitara og er með meira af næringarefnum.“

Ferlið í gegnum Förka

Tveir móttökutankar eru við líforkuverið. Annar tekur við mykju og seyru, á meðan hinn er hugsaður fyrir laxahræ. Hráefnið í móttökutönkunum er hitað upp í 85 °C í eina klukkustund til gerilsneyðingar. Að því loknu er efninu dælt í aðal verkunartankinn þar sem gerjunin hefst við 28 °C. Þaðan er efninu dælt í minni gerjunartank og kælt niður í 25 °C og er umframhitinn nýttur til kyndingar. Þaðan fer efnið svo í geymslutanka sem duga til að geyma vikuforða af framleiðslu.

Metanið sem verður til er notað í rafstöð, sem annars vegar framleiðir rafmagn sem sett er á dreifikerfið, og hins vegar skilar rafstöðin af sér varma sem fer í vinnsluna og í að kynda hús í Þórshöfn. Á síðasta ári seldi Förka 2,6 gWst af rafmagni, en Fróði segir að stefnt sé að því að ná þessari tölu upp í 9 gWst eftir einhver ár. Markmiðið er að framleiða rafmagn fyrir 1.900 heimili og hita fyrir 400.

Aðspurður hvaða úrgangur komi frá starfsemi Förka segir Fróði að það séu einungis slitnir vélahlutir, skrifstofupappír og umbúðir. Einnig kemur eitthvað af koltvísýringi frá metanrafstöðinni.

Metan mun alltaf fylgja okkur

Ragnar K. Ásmundsson, Ph.D., verkefnisstjóri Orkusjóðs, segir að mest af því metani sem framleitt er í heiminum sé jarðgas – sem oftar en ekki er aukaafurð úr olíulindum. Allt metan sem er nýtt og framleitt á Íslandi kemur frá úrgangi.

Ragnar segir mikið loftslagsmál að safna metani úr lífrænum úrgangi, en eins og áður segir er það gastegund sem veldur mun meiri loftslagsáhrifum en koltvísýringur. „Það er loftslagsatriði þó þú gerir ekkert annað en að kveikja í þessu.“

Ragnar nefnir að metangas sem búið er að kæla niður á vökvaform sé talsvert notað sem eldsneyti á skipavélar og er bruninn á því mjög hreinn samanborið við dísil eða bensín. „Metan er þó ekki sett efst á lista yfir þau eldsneyti sem eiga að taka við síðar meir þar sem sameindin inniheldur kol og við brunann myndast koltvísýringur. Metan verður samt alltaf með okkur af því að við erum kolbaseruð lífvera og það er partur af okkar lífi. Við þurfum því að koma því í farveg.“

Félagið Norður með svissneska bakhjarla standa á bak við verkefni á Hellisheiði og Þeistareykjum sem byggjast á að fanga og nýta metan sem verður til við framleiðslu á jarðvarma.

„Ef það fer af stað eru ákveðin samlegðaráhrif sem auka metan á íslenskum markaði,“ segir Ragnar.

Óhagkvæmt á smáum skala

Jón Tryggvi Guðmundsson, véltæknifræðingur á orkusviði, gerði tilraun fyrir nokkrum árum við framleiðslu metans úr mykju sem féll til á kúabúinu Hraungerði í Flóahreppi. Tækjabúnaðurinn gat framleitt átta rúmmetra á klukkutíma og nýtti Jón Tryggvi afurðina sem eldsneyti á eigin bíla.

Aðspurður hvort hann myndi fara aftur í sömu vegferð, verandi með þá reynslu sem hann er með núna, segir Jón Tryggvi forsendurnar vera breyttar. „Þegar ég fór af stað árið 2008 var þróun rafbíla ekki komin eins langt og núna. Mínar hugmyndir gengu út á að framleiða metan á fólksbíla sem þá var þekkt lausn og komnar upp metanstöðvar í Reykjavík.“

Jón Tryggvi segir torsótt að safna upp miklum metanforða með einföldum tækjabúnaði. Þetta atriði geri ópraktískt fyrir bændur að fá sér metantraktora með það að sjónarmiði að framleiða orkuna á þá sjálfir. „Þegar orkuþörfin er mest, á sumrin í heyskap, þá ertu búinn að dreifa öllum haugnum á túnin og ert með tóm haughús. Bændur þyrftu að gera einhverjar ráðstafanir til að tryggja að framleiðslan fari fram jöfnum höndum og notkunin.“

Stofnkostnaðurinn er nokkuð hár og getur Jón Tryggvi ekki mælt með að einstaka býli fari í sömu vegferð. „Mér finnst hundleiðinlegt að þurfa að segja þetta en það er ekki arður af þessu og þetta stendur varla undir sér.“