Betri rekstrargrundvöllur fyrir lífgasver
Stefnt er að stofnun rekstrarfélags á næstunni utan um starfsemi á lífgas- og áburðarveri í uppsveitum Árnessýslu. Grunnhugmyndin er sú að verksmiðjan taki við nautgripamykju frá kúabændum og garðyrkjuúrgangi ylræktar frá Reykholti og nágrenni, sem síðan fer í loftfirrða gerjun [e. anaerobic digestion] og afurðirnar sem verða til eru meðal annars koltvísýringur og áburður.
Í nýrri viðskiptaáætlun Orkídeu fyrir slíka verksmiðju er gert ráð fyrir að horfið sé frá því að framleiða metangas sem afurð úr verksmiðjunni en í staðinn verði koltvísýringur eina gastegundin sem út úr verksmiðjunni kemur sem markaðsvara, auk áburðar, hita og rafmagns.

Áður hafði danska ráðgjafarfyrirtækið NIRAS unnið fýsileikaskýrslu um rekstrarhæfni slíkrar verksmiðju þar sem komist var að þeirri niðurstöðu að rekstrartekjur myndu standa undir rekstrarkostnaði en ekki fjármagnskostnaði. Var þá gert ráð fyrir kostnaðarsamri metanvinnslu auk þess að reiknað var með minna hráefni í þeirri sviðsmynd.
Því var farin sú leið að kanna annan rekstrargrundvöll og í nýju rekstrarlíkani er gert ráð fyrir stækkun verksmiðjunnar, úr tæpum 35 þúsund tonna hráefni af sem samanstendur af ylræktarúrgangi, sauðataði og kúamykju í allt að 50 þúsund tonn af ylræktarúrgangi og kúamykju. Þar af væru um þrjú þúsund tonn það sem fellur til á ylræktarstöðvum.
Möguleg þátttaka ríkisvaldsins
Orkídea er samstarfsvettvangur um nýsköpun á Suðurlandi á vegum Landsvirkjunar, Samtaka sunnlenskra sveitarfélaga, Landbúnaðarháskóla Íslands og umhverfis, orku og loftslagsráðuneytis.
„Við ætlum að senda þessa viðskiptaáætlun í umhverfis, orku og loftslagsráðuneytið til skoðunar og umræðu um mögulega þátttöku ríkisvaldsins í verkefni af þessu tagi, sem við teljum að ýmsu leyti geta orðið mjög þjóðhagslega hagkvæm,“ segir Sveinn Aðalsteinsson, framkvæmdastjóri Orkídeu.
Hringrásarhagkerfi landbúnaðarins
„Ef verkefnið verður að veruleika er ljóst að dregið verður úr samfélagslosun Íslands á gróðurhúsalofttegundum,“ heldur Sveinn áfram. „Við erum þá að breyta metani, sem annars færi út í loftið með hefðbundinni geymslu og dreifingu á mykjunni, í koltvísýring sem ylræktarstöðvarnar nota til ræktunar á nytjaplöntum sínum sem taka hann upp.
Við vitum að ráðuneytið hefur áhuga á þessu og verkefnið er þar til skoðunar, enda teljum við okkur vera búin að finna leið sem skilar arðsemi þó hún sé ekki mikil. Það myndi hins vegar breyta miklu fyrir verkefnið ef það fengist stuðningur við það, til dæmis úr nýja loftslags og orkusjóðnum sem myndi þá niðurgreiða stofnkostnaðinn að einhverju leyti en við áætlum að stofnkostnaður verði á bilinu sjö til átta hundruð milljónir króna,“ segir Sveinn.
Hann telur að verðmæti slíkrar verksmiðju fælist ekki síst í því að með starfsemi hennar væri verið að stíga ákveðið skref í átt að hringrásar hagkerfi í landbúnaði. „Það er vitað mál að möguleg áburðarefni sem falla til í afskurði í ylrækt og öðrum úrgangi frá landbúnaði til dæmis hafa ekki farið til beinnar endurnýtingar þó þau ættu að gera það.“
Sveinn vísar þar til þess að lög tóku gildi í byrjun árs 2023 þar sem kveðið er á um að bannað sé að urða lífrænan úrgang.
Betri áburður
Í þeirri sviðsmynd sem nú er gengið út frá í viðskiptaáætlun Orkídeu verður úrganginum safnað saman frá garðyrkjustöðvum í Reykholti, Laugarási og á Flúðum og frá allt að 30 kúabúum í um það bil 30 til 35 kílómetra radíusi frá verksmiðjunni. Í framleiðsluferli gerjunarinnar verður hráefnið að meltu sem nýtist sem lífrænn áburður.
„Þetta verður nýjung fyrir kúabændur að fá auðleysanlegri og dreifanlegri áburð til að bera á sín tún. Þetta samræmist líka gildum hringrásarhagkerfisins, þar sem við erum að fá þarna inn áburðarefni frá ylræktinni sem fara í raun til spillis í dag en geta nýst kúabændum og sparað þeim tugi milljóna króna í innkaupum á tilbúnum áburði.“
Nánast engin áburðarefni tapast
Í áætlunum Orkídeu, sem kynntar hafa verið kúabændum á svæðinu, er gert ráð fyrir að hvert kúabú fái út úr verksmiðjunni að minnsta kosti jafnmikið af áburðarefnum og það lagði inn. Þar sem nánast engin áburðarefni tapast í ferlinu verður jafnmikið sem fæst til baka, auk þeirra næringarefna sem bætast við úr garðyrkjunni.
Eftir að hráefnið hefur farið í gegnum gerjunarferlið hefur köfnunarefnið (N) að mestu leyti (80%) færst yfir á fljótandi form og kalí (K) líka (80%). Fosfórinn (P) er hins vegar að mestu leyti (80%) í fastefnahluta meltunnar, en um 20% er að finna á vökvahlutanum. Meltan, sem bændur fá, er blanda af föstu efni (um 10%) og fljótandi (um 85%) auk gastegunda og vatns. Að sögn Sveins er hins vegar ekki reiknað með frekari aðgreiningu eða vinnslu áburðar efnanna á þessu stigi, en vissulega sé möguleiki á að gera það síðar ef það verður talið hagkvæmt.
Innihaldsrík mykja
Í skýrslu sem Matís gaf út árið 2022 er veitt yfirlit yfir heildarmagn áburðarefna í lífrænum úrgangi á Íslandi árið 2019. Reyndist svipað heildarmagn áburðarefnanna N, P og K vera í lífræna úrganginum og í innfluttum áburði það ár. Langmest er af áburðarefnum í nautgripamykju af þeim úrgangsflokkum sem yfirlit Matís náði yfir, en þar voru allar búgreinar undir nema garðyrkja. Í þeim rúmlega 731 þúsund tonni af mykju sem féll til árið 2019 var heildarmagn af N tæp 2.600 tonn, 583 tonn af P og rúmlega 2.100 tonn af K. Innflutningur á tilbúnum áburði það ár innihélt 10.600 tonn af N, 1.480 tonn af P og 2.380 tonn af K, en langmest af þeim innflutningi var ætlaður til jarðræktar.
Á vef Ráðgjafarmiðstöðvar landbúnaðarins eru gögn aðgengileg, ætluð bændum vegna áburðaáætlana þeirra. Þar kemur fram að áætlað nýtanlegt magn af köfnunarefni úr kúamykju sé á bilinu 1,4 til 1,8 kíló á hvert tonn við góð skilyrði, nýtanlegt magn fosfór sé 0,5 kíló á tonn og af kalí sé magnið á bilinu 1,2 til 1,6 kíló á hvert tonn. „Okkar upplýsingar benda til þess að nýtnin á áburðarefnunum verði mun betri með því að dreifa meltunni fremur en mykju. Við höfum ekki enn farið út í að reyna að reikna út nákvæmlega hversu mikið betri nýtingin er, enda nokkuð flókið miðað við íslenskar aðstæður. En reynsla færeyskra bænda segir okkur að meltan gefi auðleysanlegri áburð sem er mun fljótvirkari en mykjan, eins konar millistig milli mykju og tilbúins áburðar hvað varðar leysanleika. En meltan gefur samt betri langtímaáhrif en tilbúinn áburður, samkvæmt okkar heimildum.“
Mikill sparnaður
Sveinn segir að reiknað hafi verið út að fyrir þessi 30 bú gæti sparnaðurinn numið 50 til 80 milljónum króna árlega samanlagt og þá er eingöngu tekið tillit til þeirrar viðbótar sem fengist úr garðyrkjuúrganginum en ekki til dæmis möguleg áhrif af betri nýtingu á áburðarefnunum.
Meltunni yrði dreift með slöngukerfi á traktor eða með mykjudreifara. Í áætlunum Orkídeu hefur verið reiknað út að viðbætur af áburðarefnum úr þrjú þúsund tonna garðyrkjuúrgangi geti numið 120 tonnum af köfnunarefni, 18 tonnum af fosfór og 90 tonnum af kalí á ári. Þar sem ekki voru til gögn var magnið áætlað út frá mælingum nokkurra garðyrkjustöðva í þéttbýliskjörnunum í uppsveitum Árnessýslu, en þar er langmesta ylræktarframleiðsla á Íslandi.
Með loftfirrðri gerjun á mykjunni minnkar kolefnisspor landbúnaðar, því minna metan leysist úr læðingi úr hauggeymslum og frá áborinni mykju á ræktarlönd.
Jákvætt hljóð í kúabændum
Rafn Bergsson, formaður deildar nautgripabænda hjá Bændasamtökum Íslands, segir að ekki hafi verið haft formlegt samráð við hans deild í undirbúning fyrir verkefnið. Honum sýnist hins vegar af þeim upplýsingum sem hann hafi séð að um mjög spennandi verkefni sé að ræða. Það sé gert ráð fyrir að nýting áburðarefnanna úr mykjunni verði enn betri, sem gefi vonir um að hægt verði að spara kaup á tilbúnum áburði. Slíkt verkefni gæti styrkt hringrásarkerfið og það sé mjög jákvætt ef hægt sé að nýta gasið úr mykjunni til að selja grænmetisbændum sem koltvísýring á góðum kjörum. Hann segir það væntanlega misjafnt eftir svæðum hvort þessar lausnir séu raunhæfar, en trúlega passi þetta vel á þessu svæði þar sem frekar þéttbýlt er og mikil grænmetisræktun.
Kynningarfundur var haldinn í byrjun október í Aratungu í Reykholti þar sem kúabændum í uppsveitum Árnessýslu voru kynnt áform um uppbyggingu á lífgas- og áburðarveri. Þar voru þrjár sviðsmyndir kynntar; fyrsta útgáfan, þar sem metangas var enn ein af afurðunum, síðan smærri útgáfan af verinu en einkum var sjónum þó beint að uppfærðri viðskiptaáætlun sem hér hefur verið til umfjöllunar. Sveinn segir að hljóðið í bændum hafi verið mjög jákvætt á fundinum og mikil stemmning hafi verið fyrir því að skoða verkefnið áfram í endurbættri útgáfu.
Sú sviðsmynd geri ráð fyrir sjö til átta prósenta rekstrarafgangi í tekjur af heildarstarfsemi versins, til að mæta fjármagnskostnaði. Fyrra rekstrarlíkan gerði ráð fyrir um fimm prósenta rekstrarafgangi sem þótti ekki nægilegt til að geta greitt vaxtakostnað eða laðað fjárfesta að verkefninu.

Hagstæð kjör á koltvísýringi
Sem fyrr segir er í nýrri viðskiptaáætlun gert ráð fyrir að meginafurðir verksmiðjunnar verði koltvísýringur og áburður, auk rafmagns og hita. Ávinningur garðyrkjubænda af innleggi sínu er vistvæn gjaldfrjáls losun á sínum úrgangi og hagstæð kjör á rafmagni og koltvísýringi.
„Nákvæmlega hversu góð kjör það verða er ekki alveg vitað ennþá, en við erum að reikna með um 25 prósent betra verði og lægri flutningskostnaði á koltvísýringi. Það er meiri óvissa með raforkuverðið enda er flutningskostnaður raforku að hluta til niðurgreiddur. Miðað við spár um hækkandi raforkuverð er þó líklegt að hagstæðari kjör verði í boði frá rekstrarfélagi verksmiðjunnar. Það hefur ekki verið gert ráð fyrir að garðyrkjubændur fá áburð til baka þar sem áburður í ylrækt er sértækur og þyrfti að vinna þá meltuna frekar, sem er dýrt,“ segir Sveinn.

Nytsamlegar lausnir fyrir garðyrkjuúrgang
Axel Sæland, formaður deildar garðyrkjubænda hjá Bændasamtökum Íslands, segir að hans deild hafi komið að því að ýta verkefninu úr vör. Deild garðyrkjubænda var formlegur útgefandi fýsileikaskýrslu NIRAS, ásamt Orkídeu, sem gefin var út í desember 2023.
„Þetta verkefni var styrkt í gegnum verkefni um kolefnishlutleysi garðyrkjunnar á sínum tíma, rúmar sjö milljónir króna. Garðyrkjustöðvarnar Friðheimar, Gufuhlíð og Espiflöt tóku þátt, sem og sveitarfélagið Bláskógabyggð, en Orkídea hefur alveg haldið utan um verkefnið.
Upphaflega markmiðið var að finna nytsamlegar lausnir fyrir garðyrkjuúrgang, það er annað en að urða hann. Skoðun á lífgasveri varð ofan á og hefur verkefnið þróast í þá átt síðan,“ segir Axel.
Hann telur að óvissa sé með ávinninginn af raforkuhlutanum og þar séu ýmis tæknileg úrlausnarefni líka. Líklega þurfi rafmagnið að fara inn á dreifikerfi RARIK og síðan þurfi að finna út úr söluhlutanum til garðyrkjubænda þaðan.
Hins vegar væri mikill ávinningur af því að fá hagstæð kjör af koltvísýringi, sem sé mikið notað á garðyrkjustöðvunum.
„Verkefnið er vissulega orðið fýsilegra en í upphafi og það var virkilega gaman að sjá áhuga kúabænda á þessu verkefni hér í uppsveitum,“ bætir Axel við.
Endurnýting áburðarefna
Hvort sem verkefni Orkídeu verður að veruleika eða ekki, er aðkallandi fyrir Ísland að finna lausnir í þróun landbúnaðar í átt að hringrásarhagkerfi. Lífrænn úrgangur er auðlind sem ætti ekki að fara til spillis. Ástand úrgangsmála er enn á frekar frumstæðu stigi, þannig að landið stendur tæpast undir skuldbindingum sínum, hvorki siðferðilegum né lagalegum hvað þau mál varðar.
Mikið magn af tilbúnum áburði er flutt til landsins árlega, en engir skipulagðir ferlar eru til á Íslandi um einangrun og endurnýtingu á áburðarefnunum svo minnka megi innflutningsmagnið.Aðallega felst endurvinnsla þessara efna hér á landi í notkun bænda á búfjáráburði, auk þess sem kjötmjöl sem áburðargjafi hefur verið framleitt úr sláturúrgangi.
Stöðugleika vistkerfa verið raskað
Hefðbundin notkun á búfjáráburði er ekki skilvirk leið á nýtingu áburðar efna, auk þess sem hún er óumhverfisvæn að ýmsu leyti. Hún losar bæði gróðurhúsalofttegundir og getur skapað ójafnvægi í vistkerfum vatna þegar áburðarefni skolast út úr búfjáráburðinum, sérstaklega þegar mykja er borin á utan vaxtartíma nytjaplantna, til dæmis á vorin og eða að hausti. Það er víða þekkt vandamál og kallast þörungablómi og getur orðið með stöðugri útskolun á bæði köfnunarefni og fosfór.
Þjóðum heimsins ber siðferðilega að vernda vistkerfi jarðarinnar sem sjá okkur fyrir lífsnauðsynlegum næringarefnum fyrir plöntur, sem eru undirstaða fæðuöflunar. Það er hægt með því að stefna í átt að virkri hringrás áburðaefna, með hringrásarhagkerfi í landbúnaði. Stöðugleika náttúrulegra ferla köfnunarefnis og fosfórs hefur verið alvarlega raskað á síðustu árum með inngripum mannsins vegna framleiðslu á tilbúnum áburði. Nýting margra þjóða á þessum áburðarefnum er ósjálfbær og er talin geta haft skaðleg og mögulega hörmungaráhrif á mannkynið.
Á vef Stockholm Resilience Centre (stockholmresilience.org) er fylgst með stöðu vistkerfa og þolmörk þeirra (planetary boundaries) gagnvart inngripi mannsins til dæmis, eins og þau voru skilgreind í grein nokkurra vísindamanna í Nature árið 2009.
Þar má sjá á stöðumynd frá síðasta ári að fosfór og köfnunarefni er komið langt út fyrir þolmörkin og inn á rautt hættusvæði. Þróunin hefur verið hröð í þá átt allar götur frá 2009 þegar farið var að meta stöðuna. Þá þegar var talið að óumhverfisvæn framleiðsla á köfnunarefni úr andrúmsloftinu hefði valdið því farið var út fyrir þolmörk vistkerfisins, með röskun á náttúrulegri hringrás. Síðan hafa ógnirnar af námuvinnslu fosfórs einnig vaxið jafnt og þétt, enda framleiðsla á tilbúnum áburði vaxið jafnt og þétt á undanförnum árum. Fosfór er takmörkuð auðlind í heiminum en það á sér mjög hægfara náttúrulega hringrás.

Lagalegar skyldur Íslands
Lagalega hefur Ísland líka skyldur, sem beinlínis snerta úrgang frá búgreinum landbúnaðarins; alþjóðlegar skuldbindingar eru um samdrátt í losun á gróðurhúsaloft- tegundum og í byrjun árs 2023 tóku lög gildi sem kveða á um að bannað sé að urða „lífúrgang“ eða veita honum út í sjó.
Lífúrgangur er til dæmis úrgangur frá garðyrkjustöðvum og fiskeldisseyra.
Markmið skuldbindinganna eru því tvíþætt. Annars vegar að Ísland leggi sitt af mörkum í sameiginlegu átaki þjóða heimsins í baráttunni gegn hnattrænni hlýnum og hins vegar varðveisla á verðmætum næringarefnum með innleiðingu á hringrásarhagkerfi. Hið síðarnefnda snýst meðal annars um hagræn rök og verðmætasköpun sem hægt er að ná fram með því að draga mjög úr innflutningi á tilbúnum áburði.
Nægilegur rekstrarafgangur
Í sviðsmyndinni sem nú er horft til hjá Orkídeu er gengið út frá að um einfalt miðlægt lífgasver verði að ræða. Hráefnið verður sótt á býlin og kúamykjan sótt á kúabúin á sérstökum tankbíl. Gerjunartankar yrðu staðsettir í um eins til þriggja kílómetra fjarlægð frá Reykholti. Lífgasið yrði leitt eftir plastpípum í sérstaka rafstöð sem yrði staðsett í Reykholti. Rafstöðin verður keyrð á CHP-kerfi (Combined Heat and Power), sem knúið er með lífgasi og þar er metangasið brennt sem gefur hreinan koltvísýring, hita og rafmagn. Það eru svo afurðirnar sem verða til sölu og eiga að standa straum af stofn- og rekstrarkostnaðinum og í þessari sviðsmynd er gert ráð fyrir nægilegum rekstrarafgangi til þess.
„Í okkar áætlunum gerum við ráð fyrir að meginhluti teknanna muni koma af sölunni á koltvísýringnum sem myndi standa undir kostnaðinum að mestu leyti. Auðvitað vonumst við eftir stuðningi við verkefnið og grænum lánum, til dæmis frá Byggðastofnun, sem myndi gera það fýsilegra. Þá ætlum við líka að kynna það fyrir fjárfestum í heimabyggð og við finnum áhuga á að halda verinu í eigu heimamanna.
„Ég er ólæknandi bjartsýnn á verkefnið og held að það væri hægt að vinna hratt í undirbúningi verkefnisins. En við erum núna að gera okkur vonir um að innan árs, eftir að öll leyfi eru fengin, að þá verði verksmiðjan komin í fulla starfsemi.
Um leið erum við að skoða útfærslur á svipuðum líkönum en bara á mun smærri skala, jafnvel bara á einum bæ. Um væri að ræða staðbundna einfalda vinnslu sem byggir á söfnun á mykju á einu eða tveimur nálægum kúabúum með viðbót af öðrum lífrænum úrgangi, til dæmis heyfyrningum. Slík ver gætu verið mjög hagstæð á köldum svæðum,“ segir Sveinn.

Næringarrík en blaut og sölt fiskeldisseyra
Skýrsla Matís, sem áður er nefnd, var hluti af stærra samstarfsverkefni um sjálfbæra áburðargjafa sem lauk formlega um mitt síðasta ár. Í skýrslunni er tiltekið að þó svipað magn áburðarefna falli til í lífrænum úrgangi ár hvert og er í innfluttum tilbúnum áburði beri að athuga það að uppruni áburðarefnanna sé einmitt að mestu leyti úr innflutta tilbúna áburðinum.
Undantekningin er þó fiskeldisseyra þar sem áburðarefnin koma úr fóðrinu. Með stórvaxandi grein landeldis á Íslandi má búast við að fiskeldisseyra verði mjög mikilvægt hráefni til áburðargerðar í framtíðinni, hvernig sem hún verður svo unnin á endanum. Tæknilega er þó erfiðara að einangra áburðarefnin úr henni, gera hana hæfa til notkunar sem áburðargjafa, en til dæmis úr nautgripamykju. Hún er vatnsmikil, inniheldur mikið magn af salti og gæti orðið kostnaðarsöm í flutningi.
Hún kom hins vegar vel út í uppgræðslutilraunum verkefnisins um sjálfbæra áburðargjafa og var á pari við kjúklingaskít og kjötmjöl, en hún er sérstaklega auðug af fosfór. Nokkur nýsköpunarverkefni erunúígangisemgangaútáað nýta fiskeldisseyruna til framleiðslu á lífkolum og varðveita áburðarefni með þeim hætti. Það er ferli sem felst í hitun á lífrænu efni án súrefnis, en lífkol má síðan nota til að bæta jarðvegsgæði og draga úr þörf fyrir tilbúnum áburði.

Hringrásinni lokað
Í umfjöllun Bændablaðsins í júní 2023 um verkefnið var rætt við Jónas Baldursson, verkefnisstjóra hjá Matís. Þar sagði hann að nýsköpunarfyrirtækið Atmonia hefði náð að þróa umhverfisvæna leið til að framleiða köfnunarefni úr andrúmsloftinu og þar sé unnið að því að skala hana upp. Fyrirtækið hafi verið samstarfsaðili í verkefninu og í áburðartilraunum þess.
Af niðurstöðum skýrslu Matís um áburðarefnin í lífrænum úrgangi var ljóst að nóg fellur til af fosfór og kalí á Íslandi, en dálítið vantar upp á magn köfnunarnefnis. Jónas segir að með viðbót af umhverfisvænu köfnunarefni frá Atmonia verði fræðilega hægt að loka hringrásinni.