Så kan gården tillverka sin egen fordonsgas – av biogas

2022-09-14 06:00  

En ny metod gör det enklare och billigare att göra fordonsgas av biogas, även i liten skala, på den egna gården. ”En enkel och robust teknik.”

Strax utanför Töreboda i Västergötland ligger naturbruksskolan Sötåsen. Precis som många svenska bondgårdar gör Sötåsen biogas av gödsel och skörderester från den egna produktionen, som matas in i en lokal rötningsanläggning.

Av gödsel från skolans kor, får och grisar framställs årligen 0,2 till 0,3 GWh biogas. Rågasen används för att producera el och värme.

Men hur ska biogasen på ett enkelt sätt uppgraderas till egenproducerad fordonsgas, för att tanka gårdens fordon i? Sötåsen har bland annat en helt ny gastraktor, en splitterny New Holland T6 Methane Power som är världens första serietillverkade traktor som kan gå på 100 procent metan.

Nu ska en ny metod testas som gör processen tillgänglig även i liten skala, utan dyra investeringar, med hjälp av vanlig aska från värmeverk.

Gastraktorn, en splitterny New Holland T6 Methane Power, är världens första serietillverkade traktor som går på 100 procent metan. Foto: Tommy Harnesk

Biogasen består till cirka 60 procent av metan (resten är främst koldioxid). Om biogas ska användas som fordonsbränsle måste den bestå av metan till minst 97 procent. Metanet måste alltså separeras från övriga gaser, och halterna av svavelväte och vattenånga måste vara så små att de inte orsakar problem i förbränningsmotorer.

Det finns flera etablerade tekniker för att uppgradera rå biogas till fordonsgas. Vanligast i Sverige är vattenskrubbern, där gasen bubblas in i en motgående vattenström. Metanet koncentreras då, medan koldioxid och svavelväte löser sig i vattnet.

Men på Sötåsen har Rise, tillsammans med en rad andra aktörer, byggt en fullskalig prototypanläggning för uppgradering med askfilterteknik.

Biogasen blir till fordonsgas via aska

Enkelt uttryckt skickas delar av rågasen, vid 20 millibars tryck, genom färsk biobränsleaska. Där reagerar koldioxiden med askans kalciumoxid och bildar kalciumkarbonat. Alltså vanlig kalksten, som enkelt kan avskiljas från askan.

Naturbruksskolans rågaslager, två gånger 260 kubik. Av gödsel från skolans kor, får och grisar framställs årligen 0,2 till 0,3 GWh biogas. Foto: Tommy Harnesk

Askfiltren består av tre containrar med ungefär tre ton aska i varje, med två containrar seriekopplade och den tredje i stand-by. När styrsystemet känner att askan i en container är mättad (koldioxid börjar tränga igenom) styr det automatiskt över rågasen till den tredje containern.

Uppgraderad fordonsgas leds över till en teknikcontainer, där vattenrester avlägsnas och luktmedel tillsätts. Foto: Tommy Harnesk

Manuellt skickas kvävgas genom det mättade askfiltret för att få ut de sista metanresterna, innan containern töms och fylls med ny aska. Detta moment ska ta maximalt 30 minuter, och containrarna har snabbfästen för att enkelt kunna hanteras med lastmaskin.

Två av de tretons askfiltren jobbar seriekopplat, medan det tredje är stand-by. När ett av de aktiva filtren är mättat, slår styrsystemet automatiskt över till det tredje. Foto: Tommy Harnesk

Efter torkning och luktmedelstillsättning kan gasen komprimeras för långsamtankning. Sötåsen har en gasdriven traktor och flera gasbilar, och prototypanläggningen omfattar en tankstation för dessa. Här finns också ett högtryckslager (250 kubikmeter och 250 bars tryck) som möjliggör snabbtankning.

Tre MWh fordonsgas räcker till tio fulla tankar

För varje tre tons askfilter får man ut tre MWh fordonsgas, vilket ungefär motsvarar full tank i tio gasfordon.

– Det här är en enkel och robust teknik, mindre komplex än en vattenskrubber. Den kan lätt skalas ner till den här storleken för bruk på lantgårdar, mindre reningsverk och andra småskaliga biogasproducenter. Och vi nyttjar en biprodukt som värmeverken betalar för att bli av med, säger Henrik Olsson, senior projektledare på Rise.

Prototypanläggningens tankstation servar skolans egna gasfordon, en traktor och flera bilar. Foto: Tommy Harnesk

Den kemiska fixeringen binder dessutom mer koldioxid än vattenskrubbern.

– Vi kan få ner koldioxidhalten i rågasen till 50 ppm, vilket innebär att man kan skicka in den i en förvätskningsanläggning och göra flytande biogas. Så man skulle kunna tänka sig askfilter som polering efter storskaligare uppgradering med vattenskrubber eller annan konventionell teknik, säger Rise-kollegan Johan Andersson.

Vidare kräver askfiltertekniken lägre kapitalinvesteringar än konventionella uppgraderingsmetoder.

– Man slipper köpa dyra kompressorer, tryckkärl och annat. Men å andra sidan måste man hantera askan med lastmaskin, så man får lite mer mantimmar och andra driftskostnader, säger Henrik Olsson.

”Produktionen är tänkt för egen förbrukning”

Han vill inte jämföra produktionskostnaderna med ”vanliga” uppgraderingsanläggningar.

– De producerar normalt från 10 GWh och uppåt, och här pratar vi kanske 0,1 till 1 GWh på årsbasis. Så jag tror inte vi matchar de största prismässigt, men tanken är inte heller att jobba i stor skala. Produktionen är primärt tänkt för egen förbrukning och en lokal marknad nära anläggningen. Den får styras utifrån efterfrågan, säger Henrik Olsson.

En annan fördel gäller askan. I dag återförs årligen omkring 50 000 ton träaska till skogen (ungefär en fjärdedel av den totala mängden aska som produceras i Sverige). Detta görs för att returnera näringsämnen och mineraler som tas ut när man hämtar grot till bioenergi.

Men först måste man sänka askans pH-värde, för att den inte ska orsaka markskador. Normalt görs detta genom att askan helt enkelt får ligga på utomhusupplag tills atmosfärens koldioxid sänkt pH-värdet till nivåer runt 10 eller 12. Denna process kan ta ett år eller längre.

– Men eftersom koldioxidhalten i gasen är så mycket högre än den i atmosfären, sänks pH-värdet mycket snabbare. Askan blir klar för återföring på bara något dygn, säger Johan Andersson.

Per ton aska får man ut 50 till 100 kubikmeter uppgraderad fordonsgas. Det krävs med andra ord mycket aska. Men logistiken medför inga problem, tror Rise-forskarna.

– Redan i dag transporteras askan till lagring, bearbetning, deponering eller i bästa fall återföring till skogen. Vi tillför inga transporter, snarare räknar vi med att minska transporterna, säger projektledaren Nils Finnstedt.

Målet är att utvidga projektet med ytterligare en eller flera askfilteranläggningar. Sannolikt vill man då involvera någon intresserad lantbrukare som vill testa systemet på sin gård.

Fordonsgasuppgradering med askfilterteknik

• Anläggningen har en produktionskapacitet på upp till 5 normalkubikmeter fordonsgas per timme, och ett högtryckslager som rymmer 225 normalkubikmeter fordonsgas.

• Från och med sommaren 2022 kan personalen på naturbruksskolan Sötåsen självständigt köra askfilteranläggningen och tanka egna gasfordon.

• Fordonsgaskvaliteten når krav för kommersiell tankning

• Cirka 100 ton aska som använts under inledande tester av anläggningen ska återföras till skogsmark under hösten.

Medverkande part förutom Rise och Sötåsen är Nordic Gas Solutions, som bidragit med kunskap kring infrastrukturen. Finansiering kommer från Västra Götalandsregionen, Vinnova och Jordbruksverkets EIP-program.

Tommy Harnesk

Mer om: Fordonsgas Biogas

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt