Tilbake til søkeresultatene

BIONÆR-Bionæringsprogram

Lystgassutslipp fra plasma-aktivert nitrogen-anriket digestat

Alternativ tittel: Nitrousoxide emissions from nitrogen enriched digestate

Tildelt: kr 6,0 mill.

Prosjektnummer:

295979

Prosjektperiode:

2019 - 2022

Midlene er mottatt fra:

N2 Applied utvikler teknologi for plasmabehandling av husdyrgjødsel og digestater fra biogassproduksjon. Dette forventes å bli en økonomisk konkurransedyktig prosess for nitrogenforsyning til planteproduksjon som samtidig eliminerer uønsket lukt og tap av ammoniakk ved spredning av husdyrgjødsel. Eliminering av ammoniakktapet medfører en forutsigelig nitrogen-effekt av husdyrgjødsel, hvilket muliggjør presis dosering i forhold til plantenes behov, og dermed redusert nitrogenavrenning av nitratutvasking fra jorden. I sum vil dette være et gjennombrudd i arbeidet for et miljøvennlig, bærekraftig landbruk uten store nitrogentap til miljøet. Plasmabehandlingen har imidlertid en mulig «Akilleshæl». Prosessen forsurer husdyrgjødsel ved å tilføre HNO2/3, og dette kan føre til store utslipp av lystgass både under lagring og rett etter spredning ved oppblomstring av denitrifiserende bakterier. Dette kan ødelegge plasmabehandlingens miljøprofil: lystgass er en sterk klimagass (300X CO2). Det er derfor nødvendig å kartlegge risiko for lystgassutslipp forårsaket av plasmabehandlingen, og finne frem til prosess-parametere og metoder som kan minimere/eliminere risiko. Gjennom en rekke forsøk i laboratoriet og i felt er det vist at plasmabehandling av husdyrgjødsel gir en varig hemming av mikrobiell denitrifikasjon, selv ved forurensing av substratet i lagerperioden. Det er allikevel en risiko for plutselig denitrifikasjon dersom de rette betingelsene ikke opprettholdes. Store deler av prosjektet har gått med til å bestemme disse betingelsene med høy nøyaktighet, slik at denitrifikasjon unngås over tid i realistiske lagringsscenarier. Resultatet av dette arbeidet er at mikrobiell stabilitet under lagring har vært opprettholdt i hittil18 måneder ved å sørge for de rette lagringsbetingelsene. For å ytterlig redusere lystgassutslipp fra dagens landbruk er det gjort forsøk med tilsats av lystgassreduserende bakterier. Effekten av bakteriene har vært formidabel når de tilsettes til ubehandlet biorest, men det har ikke lykkes å identifisere en organisme som trives i plasmabehandlet materiale. Dette arbeidet fortsetter i et nytt prosjekt. Sett under ett har prosjektet vært nyskapende i et helt nytt felt med akademisk relevans samtidig som nytten for bedriften har vært stor. Prosjektresultatene er nå sammenfattet i tre manuskripter under utarbeidelse som alle skal fagfellevurderes.

N2-prosessen har et enormt potensial til å forbedre ressursutnyttelsen i landbruket. Det vil både gi en bedre totaløkonomi for bonden og betydelig reduserte utslipp av klimagasser og nitrogenforurensing. Dersom denitrifikasjon hadde omdannet deler av tilført nitrogen til lystgass, så ville det gitt et betydelig dårligere totalregnskap. Det er derfor av stor verdi at prosjektet har gitt oss verktøy til å unngå mikrobiell denitrifikasjon. At dette er vist på flere pilotinstallasjoner, og dermed i et gårdsmiljø, over lenger tidsperioder, gir stor trygghet i prosjektresultatet.

N2 Applied utvikler en konkurransedyktig teknologi for plasmabehandling av husdyrgjødsel og digestater fra biogassproduksjon, som vil gi økt nitrogenforsyning til planteproduksjon, og eliminere uønsket lukt og tap av ammoniakk ved spredning av husdyrgjødsel. Eliminering av ammoniakktapet muliggjør presis dosering i forhold til plantenes behov, og dermed reduksjon av nitrat-utvasking fra jorden. I sum vil dette være et gjennombrudd i arbeidet for et miljøvennlig bærekraftig landbruk uten store nitrogentap til miljøet. Redusert nitrogentap vil også senke landbrukets klimapådriv. Den gunstige effekten på klimapådrivet trues imidlertid av risiko for betydelig utslipp av N2O fra plasmabehandlet materiale, både under lagring og etter spredning. Prosjektets målsetning er derfor å kartlegge denne risikoen, forstå årsakene, og finne frem til driftsparametre som minimerer utslipp av N2O. I tillegg vil prosjektet utforske mulighetene til å bruke plasmateknologien som plattform for utvikling av ny bioteknologi for en mer generell reduksjon av N2O-emisjon fra jord: Gitt plasmabehandlingens tilnærmet steriliserende effekt vil det være mulig å dyrke N2O-reduserende bakterier i massen etter plasmabehandling. Dette vil eliminere N2O utslipp under lagring og etter spredning, og bidra til en mer generell styrking av N2O-reduksjon i jorden. Prosjektet er krevende, og har stor innovasjonshøyde, men kan gi store miljøgevinster både gjennom kvalifisering av plasmabehandling som en klimasmart teknologi, og ved å videreutvikle denne til et instrument for ytterligere reduksjon av N2O-utslipp fra jordbruket.

Budsjettformål:

BIONÆR-Bionæringsprogram