Gårdsbasert biogassanlegg for 100 kuer

Abstract

Biogassproduksjon er en god måte å utnytte ressursene våre på, der vi henter ut og anvender energi vi ellers ville spredd på jorda og der noe ville gå ut i atmosfæren. Biogassproduksjon er kjent og mye brukt i store deler av verden, men lite å se av i Norge. I denne oppgaven beskrives det hvordan biogassproduksjon foregår, hvordan prosessen forløper seg og hvordan anlegg utformes. Hovedsakelig er biogassprosessen en anaerob råtneprosess, altså uten tilgang på luft. Biogassen består gjerne av rundt 60% metan, som er det stoffet energien er bundet i. Under arbeidet med oppgaven ble det besøkt forskjellige gårdsbiogassanlegg som var i daglig drift, der brukte husdyrgjødsel som hovedsubstrat. Av anleggene som ble besøkt var det tre ulike reaktortyper som ble brukt. Reaktorene som ble brukt var CSTR-reaktor, UASB-reaktor og plugflow-reaktor. Fokuset for denne oppgaven har vært å finne ut hvordan et biogassanlegg for 100 kuer må være. Ett tonn kumøkk har et energipotensiale på 141 kWh. Det har blitt satt ned en del forutsetninger og gjennomført beregninger for å finne ut hvordan anlegget må være. For den gjødselmengden som kommer fra et fjøs med 100 kuer vil det være mulig å få ut gass tilsvarende 383 199 kWh. CSTR-reaktoren var den reaktoren som ble mest aktuell. Dette er en tradisjonell reaktor hvor biogassprosessen foregår i en tank med røreverk, hvor nytt substrat påføres fortløpende. Det ble beregnet at biogassreaktoren må være 277 m3 stor. Det ble også sett på økonomi for anlegget og interessante funn ble gjort. Ved hjelp av en kostnadsfunksjon ble det funnet en investeringskostnad på kr 2 345 050. Årlig overskudd fra biogassanlegget ville være kr 347 520. Med en levetid på 15 år, og nedbetaling over samme tidsperiode ville dette gi god margin ift. økonomi. Konklusjonen ble at anlegget ville lønne seg, gitt at de beregninger som ble utført er riktige.

Biogas production is a good way to utilize our resources, where we extract and use energy we would otherwise spread on the ground, and something would dissapear to the atmosphere. Biogas production is known and widely used in large parts of the world, but selten to see in Norway. This bachelor thesis describes how biogas production takes place, how the process is working and how plants are designed. Mostly, the biogas process is an anaerobic rot process without access to air. The biogas often consists of about 60% methane, which is the substance the energy is bound in. Several farmbased biogas plants were visited during the work with the bachelor thesis. The biogas plants used different reactortypes. The reactortypes which were used was CSTR, UASB-reactor and plugflow-reactor. The focus of this task has been to find out how a biogas plant for 100 cows could be. One ton of cow dung has an energy potential of 141 kWh. A number of prerequisites has been put in place and calculations performed to find out how the plant could be. For the amount of dung that comes from a cowshed with 100 cows, it will be possible to extract gas corresponding to 383 199 kWh. The continious stirred tank reactor became the best reactor in this thesis. It was estimated that a biogas reactor must be 277 m3 in size. It was also looked at the finance of the biogas plant and interesting discoveries were made. An investment cost were found using a cost function. Investment cost were estimated to 2 345 050 NOK. The surplus for the biogas plant would be 347 520 NOK. With a livingtime of 15 years a lawn could easily be payed down. In the context of operating economy, the conclusion was that the plant would pay off, given that the calculations which were carried out are correct.