Allt lífrænt hráefni til áburðarframleiðslu verður kortlagt

Marvin Ingi Einarsson, verk­efnis­stjóri hjá Matís, stýrir samstarfsverkefni sem gengur út á að þróa íslenskan áburð með sjálfbærum framleiðsluaðferðum. Rétt fyrir jól fékk verkefnið vilyrði fyrir tæplega 150 milljóna króna stuðningi úr Markáætlun um samfélagslegar áskoranir, en það er áætlað til tveggja ára og mun hefjast formlega á næstu vikum. Fyrstu tilraunir með áburðarblöndur eru fyrirhugaðar hjá Landbúnaðarháskóla Íslands (LbhÍ) og Landgræðslunni næsta sumar.

Marvin segir tilgang verkefnisins vera að kortleggja það hráefni sem fellur til á Íslandi, sem getur nýst sem áburður. „Notkun lífræns hráefnis er ekki ný af nálinni og hafa Matís, LbhÍ og Landgræðslan öll notað og gert tilraunir með lífrænt aukahráefni sem áburð. Framleiðsla Atmonia á köfnunarefni opnar hins vegar dyr fyrir notkun fleiri lífrænna efna sem ekki hafa verið skoðuð áður með sama hætti, vegna lágs hlutfalls köfnunarefnis [N]. Raunar verður þetta í fyrsta skipti sem áburðablöndur eru framleiddar úr svo fjölbreyttum lífrænum úrgangi.

Atmonia hefur nú þegar smíðað fyrstu frumgerð ferlisins frá nitri í ammóníak og síðar nítrat sem er uppspretta N. Þessi frumgerð verður nýtt til að skala upp framleiðsluna. Vinna Atmonia í verkefninu mun felast í bestun rafefnahvatanna fyrir ferlið og umbreytingu yfir í nítrat,“ segir Marvin.

Starfsmenn Landgræðslunnar dreifa kjötmjöli á landgræðslusvæði í Bolholti í Rangárþingi ytra. Mynd / Landgræðslan

Mykja, slóg, seyra, beinmjöl og þari

Að sögn Marvins er verkefnið stórt samstarfsverkefni margra fyrirtækja og stofnana, meðal annars Matís, LbhÍ, Nýsköpunarmiðstöðvar Íslands (NMÍ), Landgræðslunnar, Landsvirkjunar og Atmonia. „Þessir aðilar hafa það sameiginlega markmið að besta nýtingu þess hráefnis sem fellur til sem aukaafurðir á Íslandi sem áburð. Við munum kortleggja aðgengilegt hráefni og næringarinnihald þeirra – eins og mykju, slóg, seyru, beinmjöl, þara og fleira – og leita lausna til að stilla af það innihald svo það henti sem NPK áburður [köfnunarefni, fosfór og kalí], auk brennisteins [S].

Samkvæmt grófri áætlun fellur til nægjanlegt K í þessu hráefni til að uppfylla þarfir íslenskrar jarðræktar. Við munum þurfa að leita vel og kreista allt P úr aukaafurðum til að uppfylla þær þarfir, og hlutfall S er alla jafna óþekkt. Þess vegna er Landsvirkjun virkur þátttakandi í þeim tilgangi að nýta þann brennistein sem fellur til í virkjunum hjá þeim. Að lokum er mikilvægt að viðurkenna það, að jafnaði er skortur á N í öllum þessum hráefnum og í ljósi þess að N áburður er framleiddur á mengandi hátt er Atmonia augljós þátttakandi í verkefninu.“

Atmonia þróar græna aðferð við ammoníaksframleiðslu

Árið 2012 kviknaði hugmynd í kolli frumkvöðulsins Egils Skúlasonar um að þróa lítinn tækjabúnað sem hver og einn bóndi geti notað heima á bæ til framleiðslu á ammoníaki; einungis með vatni, lofti og rafmagni. Nýsköpunarfyrirtækið Atmonia er stofnað árið 2016 og byggir á hugmynd Egils.

„Atmonia hefur verið að þróa aðferð við framleiðslu á ammoníaki með nýjum hvötum. Með nýja ferlinu verður hægt að draga gífurlega úr losun gróðurhúsalofttegunda og nýta betur umframorku. Þróunarferli sem byggja á djúptækni eru í eðli sínu mjög tímafrek, og hefur Atmonia miðað hratt og örugglega áfram með tilliti til þess. Hluti af þeirri vinnu sem nú fer af stað er að besta rafefnafræðilegan hvata sem er notaður í ferlinu með tilliti til stöðugleika og framleiðsluhraða auk þess að þróa aukaferli sem gerir N-áburðinn frá Atmonia ferlinu aðgengilegri fyrir plöntur.

Þessi vinna verður unnin í samstarfi Atmonia og Matís. Aðkoma LBHÍ, NMÍ og Landgræðslunnar er mjög mikilvæg í þessu samhengi en þar renna saman þekking á jarðvegi, plönturíki, efnafræði, líffræði og verkfræði,“ segi Marvin.

Jarðræktartilraun á Möðruvöllum. Mynd / Jarðræktarmiðstöð LbhÍ

Slíkt samstarf ekki áður sést á Íslandi

Marvin segir styrkveitinguna skipta sköpum um þróun verkefnisins. „Þetta verkefni er gríðarstórt samstarfsverkefni margra þátttakenda og væri ekki mögulegt án styrkveitingar af þessu tagi. Fram að þessu hefur mikil þekking safnast á mörgum stöðum varðandi hluta af því sem verkefnið snýst um og það mun nýtast vel, en samþætting og samstarf á þetta breiðum vettvangi hefur ekki áður sést á Íslandi.

Við vitum að hefðbundin áburðaframleiðsla er ósjálfbær. Gengið er á næringarefni á borð við fosfór í námum sem munu klárast og það verður alltaf erfiðara og erfiðara að nálgast þessi næringarefni. Á sama tíma og styrkveiting sem þessi styður við nýsköpun er hér verið að skilgreina hvaða hráefni falla til á Íslandi, í hvaða magni, hversu aðgengileg þau eru og hvernig beri að vinna það með tilliti til uppskeru og matvælaöryggis. Hér er því verið að leggja grunn að hringrásarhagkerfi á Íslandi og mun sú þekking sem hér skapast nýtast fjölda hagaðila í komandi þróunarvinnu á næstu árum og áratugum.“

Nothæfar lausnir

Þegar Marvin er spurður um mögu­legan ávinning fyrir bændur og landbúnaðinn af þessu verkefni, segir hann að erfitt sé að fullyrða um mögulega hagræðingu í upphafi verkefnisins. „Við munum horfa til kostnaðarliða, en það er líklegt að lífrænn úrgangur verði ódýrari en tilbúinn áburður með hækkandi áburðarverði. Þó fylgir óhjákvæmilega meira umstang að meðhöndla lífrænan áburð.
Lykillinn að framtíðarvelgengni lausnanna sem við finnum í þessu verkefni er fólginn í því að samstarfshópurinn er breiður með mikla reynslu á öllum sviðum, og þá sérstaklega þátttaka endaneytenda eins og Landgræðslunnar og LbHÍ. Þau munu tryggja að lausnirnar verði nothæfar fyrir bændur sem hafa í mörg horn að líta og þurfa að tryggja að allt gangi hratt og örugglega fyrir sig.

Mykja og önnur lífræn hráefni sem nýtt eru í dag eru oftar en ekki með óhagkvæm hlutföll næringarefnanna N,P,K og S. Því mun blöndun mismunandi hráefna bæta hlutföllin, og bæting ammoníaks eða nítrats frá Atmonia og S frá Landsvirkjun vega upp næringarsamsetninguna og draga úr áburðarkaupum,“ segir Marvin að lokum. Hann fer með verkefnisstjórn, en aðrir 11 starfsmenn koma að vinnu við verkefnið. Einnig verður auglýst eftir nemendum til að vinna að því, bæði á sviði umhverfisverkfræði og búfræði.