Metanemission fra lagring af bioforgasset organisk dagrenovation

3 Systemer til lagring af bioforgasset organisk dagrenovation og måling af opbevaringstemperaturer og fyldningsgrad i udvalgte lagertanke og gyllebeholdere

3.1 Udvælgelse af biogasanlæg til videre undersøgelser
3.2 Temperaturmåling i systemer til lagring af bioforgasset organisk dagrenovation

Formålet med projektets anden fase har været at fremskaffe viden om de typer af tanke, der benyttes til lagertanke med gasopsamling og opbevaring af udrådnet gylle, typiske opholdstider i tankene og typiske temperaturforhold. I denne fase er der således :

- Skabt et overblik over produktions- og lagerforhold på de eksisterende biogasfællesanlæg og taget kontakt til og aflagt besøg på biogasanlæggene Linkogas, Århus, Vaarst-Fjellerad, Studsgård, Filskov og Blåbjerg, hvor der er indsamlet yderligere information om lagertankens udformning, kapacitet, typiske opholdstider og systemer for tømning/udbringning af gyllen til landmændene.
- Besøgt en række typiske lagerbeholdere for afgasset og frisk gylle med og uden overdækning og opsamling af gas.
- Udvalgt tre biogasfællesanlæg (Linkogas, Studsgård og Århus) og en række typiske lagertanke med og uden overdækning, som indgår i et måleprogram omkring temperaturer.
- Gennemført et måleprogram for temperatur og fyldning i de udvalgte tanke.

3.1 Udvælgelse af biogasanlæg til videre undersøgelser

I bilag 2 findes en sammenstilling af oplysninger om biogasproces og volumen af reaktor og lagertanke på 20 danske biogasfællesanlæg. Tabellen, der er udarbejdet på baggrund af kommunikation med Energistyrelsen /2/, har dannet grundlag for udvælgelse af de anlæg, der er indgået i det videre projektforløb. Det er Energistyrelsens vurdering, at biogasfællesanlæg i fremtiden vil blive drevet termofilt. Anlæggene vil enten blive udformet som højteknologiske anlæg, hvor biomassen omsættes i en reaktor med flere trin og køles i en varmeveksler, før den ledes til en lagertank (med gasopsamling) med en relativt kort opholdstid, eller mere simple anlæg, hvor biomassen ikke køles, før den ledes til lagertanken (med gasopsamling), men hvor opholdstiden i lagertanken til gengæld er længere, så tanken i praksis fungerer som et ekstra reaktortrin.

På baggrund af sammenstillingen af anlæg i bilag 2 er Linkogas biogasfællesanlæg ved Ribe og biogasanlægget Århus Nord udvalgt til at indgå i projektet som højteknologiske anlæg, mens Filskov ved Grindsted blev valgt som eksempel på anlæg uden varmegenvinding, men med et stort efterlager. I tabel 3.1 findes en kort sammenfatning af driftsforholdene på disse anlæg. En mere detaljeret beskrivelse findes i bilag 2.

Tabel 3.1:
Oversigt over driftsforhold mm. for de tre biogasfællesanlæg, der er indgået i undersøgelsen af temperatur- og fyldningsforhold i lagerbeholdere for bioforgasset gylle

Anlæg  Reaktor Hydraulisk opholdstid Lager Biomasse
Linkogas (Lintrup, nordøst for Ribe) Termofilt Med varme-veksler 12-13 dage i reaktor 4-5 dage i efterlager 2000 m3 lager med Kvæg og svinegylle låg på anlæg, Slutlagre decentrale

Kvæg og svinegylle Organisk affald fra fødevareindustri og lidt opsamlet affald fra fedtfang

Filskov (nordøst for Grinsted) Termofilt Uden varme-veksler 9-11 dage i reaktor 30 dage i efterlager 14 dage i reaktor, efterlager

1000 m3 på anlæg med låg. Slutlagre decentrale.

Kvæggylle Slagteriaffald (mave- og tarmaffald)

Århus Kommunale Værker 2 Termofile Med varme-veksler 14 dage i reaktor, efterlager

Slutlagre decentrale

Olie fra rapsoliefabrik Sorteret dagrenovation Affald fra fedtfang

Århus Kommunale Værker 2 Mesofile Med varme-veksler 21 dage i reaktor, efterlager

Slutlagre decentrale

Olie fra rapsoliefabrik Sorteret dagrenovation Affald fra fedtfang

3.2 Temperaturmåling i systemer til lagring af bioforgasset organisk dagrenovation

Der er over en 7 måneders periode blevet målt temperaturfordeling i lagertanke og gyllebeholdere, der modtager afgasset gylle fra de tre biogasanlæg, der indgår i undersøgelsen. Endvidere er der til sammenligning gennemført målinger af temperatur i en kvæggyllebeholder på Rugballegård og i en svinegyllebeholder på en ejendom nær Horsens. Disse beholdere modtager ikke varmt, bioforgasset materiale.

Temperaturen blev målt med fem temperaturfølere monteret på en 8 m lang stang. Målingerne blev gennemført ved at stikke stangen vertikalt ned i beholderen langs beholderens væg, ved at placere stangen horisontalt lige under gyllens overflade og ved at placere stangen skråt fra kanten og ned mod bunden i en vinkel på 45 grader så langt stangen rakte. Ved hver måling blev lufttemperaturen også målt.

Ved den første måling registreredes gyllebeholdernes dybde, diameter, overfladelag samt niveauet af gyllen. Ved de efterfølgende målinger registreredes niveauet af gyllen samt overfladelaget før temperaturmålinger. Målingerne blev påbegyndt i marts måned og afsluttet i september. Indledningsvis blev gylletemperaturen målt to gange om måneden i hver gyllebeholder, fra sommeren og frem ændredes målehyppigheden til 1 måling hver 3 uge.

Undersøgelsens resultater findes resumeret i det følgende, mens det gennemførte måleprogram findes mere detaljeret beskrevet i bilag 3.

I måleperioden indeholdt gyllebeholderne meget gylle ved de 2 til 3 første målinger i marts og starten af april. I april blev gyllebeholderne tømt og beholderne var tomme eller næsten tomme indtil juli måned. I en relativ lang periode er der derfor kun temperaturmålinger i et gyllelag af 0,1 til 1,1 m dybde. Målingerne af temperaturen af gylle fra den overdækkede efterbehandlingstank på Linkogas og i det overdækkede mellemlager på Filskov biogasanlæg udtrykker temperaturen i den gylle, der køres ud til de åbne gyllebeholdere på Blåkærsvej, Lyngkærvej og Kolstrupvej. Beholderne på Søvind og Ruballegård er gyllebeholdere, der ikke modtager varm, afgasset gylle, men indeholder gylle direkte fra stald. På baggrund af de gennemførte målinger, kan følgende observationer fremhæves:

- Temperatur i lagerbeholder med gasopsamling (efter varmeveksling) på Linkogas er høj, 30-35 oC og relativt uafhængig af omgivelsestemperaturen
- Temperaturen i lagertanken i Filskov varierer (efter passage af varmeveksler) fra 25-40 oC og er i nogen grad afhængig af omgivelsernes temperatur
- Temperatur i lagerbeholder ved Århus er efter passage af varmeveksler 25-40 oC. Der ses ikke en klar sammenhæng med omgivelsestemperaturen.
- Temperaturen i åbne lagertanke/gyllebeholdere (Blåkærsvej, Lyngkærvej, Søvind og Ruballegård) følger ændringerne i omgivelsestemperaturen med minimumtemperaturer i marts (ved start af målinger) på 5-8 oC og maksimumtemperaturer på 15-20 oC i juli-september. Temperaturer målt i beholderen på Kolstrupvej er generelt lavere med et niveau på 10-15 oC i sommermånederne.
- Der er ikke et fast mønster for opfyldning og tømning af åbne lagertanke/gyllebeholdere, men generelt har de åbne gyllebeholdere kun indeholdt små mængder materiale i sommermånederne. Dette stemmer overens med at størstedelen af landbrugets gylleproduktion køres ud i forårsmånederne.
- Der er ikke stor forskel i gylletemperaturen mellem forskellige lag og ved forskellig afstand fra kanten af gyllelagre.
- Temperaturen i afgasset gylle fra biogasanlæg med efterbehandling af gyllen er på niveau med temperaturen i beholdere, der blot modtager gylle fra kvæg og svineproduktion.