Klimagassutslipp fra bløtgjødsellager

Norsk senter for økologisk landbruk (NORSØK) og Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU) har samarbeidet i flere prosjekter der målet har vært å identifisere muligheter til å redusere utslipp av klimagasser fra lager for bløtgjødsel fra storfe.

I Møre og Romsdal og Trøndelag ble temperatur i gjødsla undersøkt i 16 gjødsellager og utslipp av klimagasser fra åtte. Av disse var det biorest i to.

Resultat av undersøkelsene

Metan er den viktigste kilden til klimagassutslipp fra bløtgjødsellager. Selv om utslipp av metan og lystgass øker med økt temperatur, er det andre faktorer som betyr mer for dannelse og frigjøring av disse gassene under praktiske forhold.

Temperatur. Det var lav temperatur i gjødsla i de gjødsellagrene vi undersøkte med bare få dager over 15 °C selv om sommeren. Høyest var temperaturen i lagre for biorest.

Biorest. Utslipp av metan var ikke lavere i lagre for biorest enn i lagre for ubehandlet storfegjødsel. Det ble av og til tilsatt fersk gjødsel eller annet energirikt materiale som urea/oljeprodukt i biorestlagrene, og dette førte til økning i metanutslippene.

Vann og kalk. Bygningstype betydde ikke mye for utslipp av metan, men vanninnholdet i gjødsla kan være en faktor som er undervurdert. Det ser ut til at redusert vanninnhold i gjødsla, antakelig i kombinasjon med kalk er en lovende metode for å redusere utslipp av metan fra gjødsellager.  Dette kan skyldes at nedbrytningsprodukt som dannes når organisk materiale brytes ned er giftige for organismene som produserer metan, og at kalk antakelig stimulerer en slik nedbryting. Økt metanproduksjon ved tilsetting av vann kan skyldes en fortynning av stoffene som hemmer disse organismene og dermed demper effekten av nedbrytningsproduktene. Samspillet organisk materiale, vann og kalk må undersøkes nærmere.

Skorpe. Skorpe på bløtgjødsel er kjent for å senke fordamping av ammoniakk. Våre undersøkelser bekrefter lavere utslipp av metan og høyere utslipp av lystgass der det er porøs skorpe, men lystgassutslippene vi målte var uansett små.

Metansensor. Det trengs bedre grunnlagsdata og modeller for vurdering av ulike tiltak for reduserte utslipp av klimagasser fra gjødsellager. Foreløpige registreringer tyder på at metansensorer som kontinuerlig overvåker konsentrasjonen i lufta over gjødsellager kan være en hjelp for å få til dette. 

Anbefalinger

Basert på resultat fra dette arbeidet, anbefalinger fra Sverige og Danmark og annen litteratur, er følgende tiltak aktuelle:

Lav temperatur i gjødsellageret vil redusere utslipp av metan (CH4), lystgass (N2O) og ammoniakk (NH3). Tiltak som kan senke temperaturen:

• Ha minst mulig gjødsel på lager om sommeren
• Ved nybygging graves gjødselkjellere og gjødsellager så langt ned som praktisk mulig
• Plasser utendørs gjødsellager så skyggefullt som mulig
• Unngå mørkt dekke over gjødsla enten det er tak eller flytende dekke, bruk så lyse farger som mulig. Dette for å unngå at gjødsellageret varmes mer opp enn det ville gjort uten tak eller dekke
• Effektiv nedkjøling av biorest før den slippes ut i lager for biorest
• Kort oppholdstid for gjødsel i varmt fjøs
• Unngå at varmt vaskevann fra fjøset slippes rett ut i lagertank
• Der varmen kan utnyttes om sommeren kan det monteres en varmeveksler som henter varme fra gjødsellager

Tak over gjødsellager og tilførsel av ny gjødsel nedenfra vil føre til at det danner seg en porøs skorpe på storfegjødsel. En slik skorpe vil redusere fordamping av ammoniakk og fremme oksidering av metan til CO2 slik at også utslippene av metan blir mindre. Det skjer samtidig en oksidering av ammoniakk til lystgass, men utslippene av lystgass øker så lite at effekten av reduserte metanutslipp er mye større når vi regner dette om til CO2-ekvivalenter.

Surgjøring av gjødsel med svovelsyre (H2SO4) anbefales av danske og svenske forskere for å redusere ammoniakkfordamping ved spredning og utslipp av ammoniakk og metan fra gjødsellagre. I Danmark anbefales nå en lavdose med 2 kg syre per tonn gjødsel. På grunn av fare for lystgassutslipp ved tilsetting av salpetersyre (HNO3) anbefales bruk av svovelsyre. Det må tilføres ny syre ved lang lagringstid og tilførsel av ny gjødsel på grunn av gjødsla sine bufferegenskaper (Andersen m.fl. 2024). Det er ikke tillatt å bruke svovelsyre i økologisk landbruk. Det er usikkert hvor mye svovelsyren tærer på betong og det anbefales å unngå direkte kontakt med betongen.

Tett lager og oppsamling av gass er en måte å hindre utslipp fra både lagre for ubehandlet gjødsel og biorest.  Gassen kan utnyttes direkte eller behandles. I Danmark har de utviklet en metode til å fakle gassen (Andersen m.fl. 2024). Ved å brenne gassen omdannes metan til CO2.

Biogass. Ved utråtning av gjødsel i et biogassanlegg brytes mye av det organiske materialet ned, og spesielt lett omsettelige karbonforbindelser som stivelse og cellulose blir omdannet til biogass og fjernet fra bioresten. Utslipp av metan fra gjødsellagre kan dermed bli redusert både ved at det er mindre organisk materiale i biorest og ved at det organiske materialet som finnes er mindre potent. Biogassbehandling er dermed en måte å redusere metanutslipp fra storfegjødsel på. Det kreves imidlertid stor kunnskap om prosessene og egenskapene til bioresten for å unngå uønskede metanutslipp fra biogassanlegget og biorest. I bioresten er det mange sultne mikroorganismer som fortsatt vil kunne produsere metan dersom de får tilført næring. Tiltak som reduserer faren for uønskede klimagassutslipp fra biogassanlegg og biorest:

• Gjennomgang av biogassanlegg for å sjekke farer for lekkasjer og andre kilder til uønskede utslipp
• Lang oppholdstid i reaktoren for å redusere innhold av potent organisk materiale
• Effektiv nedkjøling av biorest før den slippes ut i lager for biorest
• Ha bare biorest i lageret og unngå tilførsel av ubehandlet husdyrgjødsel, urea/olje-produkt og annet energirikt organisk materiale
• Tett dekke på biorestlager og oppsamling av gass, spesielt ved lagring av biorest ved større anlegg

Mulige tiltak som trenger utprøving før de anbefales

Redusere vanntilførsel for dermed å hindre uttynning av det organiske materiale (VS) i gjødsla. Ved nedbryting av det organiske materialet i ubehandlet bløtgjødsel dannes det stoffer som hemmer metanproduserende (metanogene) organismer. Dette kan føre til redusert metanproduksjon (Dalby m.fl. 2021), noe våre resultater også indikerer. Det trengs flere undersøkelser for å stadfeste dette, og også hvilke organismer som er involvert. Dersom videre undersøkelser kan bekrefte at en høy konsentrasjon av organisk materiale i bløtgjødsel reduserer metanutslipp, trengs det utprøving av tiltak som på en rimelig og effektiv måte kan redusere vanninnhold i gjødsla på gjødsellagre. Samtidig er det ønskelig med et høyt vanninnhold ved spredning på eng for å sikre god spredekvalitet og god gjødseleffekt. Tiltak for lavere vanninnhold kan for eksempel være:

• Tak over gjødselkum for å unngå nedbør
• Unngå tilførsel av vaskevann fra fjøset til gjødsellager

Tilsetting av finmalt, flytende kalk eller bruk kalkrikt vann i fjøset ved gjødsellager med høy konsentrasjon av organisk materiale. Kalk kan øke nedbryting av organisk materiale og dermed øke frigjøring av stoffer som hemmer metanogene organismer. Prosjektresultatene tyder på at kalktilsetting kan føre til reduserte metanutslipp nettopp der det er en høy konsentrasjon av organisk materiale i gjødsla. Det kreves flere undersøkelser for å stadfeste dette og finne ut av mekanismene her.

Separering av bløtgjødsel reduserer innholdet av organisk materiale i bløtgjødsel, og kan dermed redusere mengden substrat for metanogene organismer. Det fører også til en lettflytende del som lett infiltreres ved spredning på eng. Ved kompostering av den faste delen av separert biorest fra storfegjødsel og separert ubehandlet bløtgjødsel fant Eggen m.fl. (2024) at det ble små utslipp av metan fra den faste delen. Et porøst kompostmateriale med god lufttilgang er en viktig forklaring her, men de fant også at avvannet fast biorest har lavere restgasspotensiale enn biorest før separering. Det kan bety at den mer lett nedbrytbare delen av det organiske materialet har blitt igjen i den flytende delen og kan føre til økte metanutslipp der.

Tilførsel av luft nedenfra i gjødselrenne eller gjødsellager vil kunne hemme metanogene organismer da de er strikt anaerobe og oksygen er giftig for dem. Men resultatet er avhengig av metodikken for tilføring av luft, hastigheten og temperaturen i gjødsellageret. Lufttilførsel øker nedbryting av organisk materiale og gjør gjødsla lett å spre. Det er imidlertid viktig å undersøke effekt på utslipp av lystgass og ammoniakk da tilførsel av luft til bløtgjødsel kan øke utslipp av disse.

Forsuring av gjødsel med svakere, organiske syrer. Det er gjort undersøkelser med ulike organiske syrer som er tillatt i økologisk landbruk, som for eksempel melkesyre, men det har ikke vært like effektivt som svovelsyre til å senke pH, og det har gitt mye skum.

Tilsetting av sukker eller andre produkt som bidrar til melkesyregjæring. Dette har gitt gode resultat i lab-forsøk, men av økonomiske og andre årsaker er det sannsynligvis vanskeligere å bruke i gjødsellager.

Referanser

Andersen, M.N. & Adamsen, A.P. 2024. Virkemidler til reduktion af klimagasser i landbruket. DCA rapport nr. 227. Rådgiving.373 s.  https://pure.au.dk/portal/da/publications/virkemidler-til-reduktion-af-klimagasser-i-landbruget-2024

Hansen, S., Ebbesvik, M., Kvande, I., Rittl, T.F., Jakovljevic, M., Morken, J.,  Beilegaard, F.N. & Dörsch, P.  2024. SkitGass Klimagassutslipp fra bløtgjødsel. NORSØK Rapport nr. 20, vol 9. 82 s.  

Dalby, F. R., Hafner, S. D., Petersen, S. O., Vanderzaag, A. C., Habtewold, J., Dunfield, K., Chantigny, M. H., & Sommer, S. G. 2021. Understanding methane emission from stored animal manure: A review to guide model development. https://doi.org/10.1002/jeq2.20252

Eggen, T., Bergersen, O., Bergheim, H., Bless, M., Cabell, J., Dietrich, M., Fongen, M., Frøseth, R.B., Hansen, S., Kvande, I., Pedersen, R., Solli, L. & Øgaard, A.F. 2024. Klimanøytral kompostering av biorest for resirkulering av ressurser i konvensjonelt og økologisk landbruk. NIBIO Rapport vol 10, nr. 115.