Skandinaviske statistikker 2011

Transcription

Overblik over international nyeste
viden og udvikling af teknologier
med relevans for månegrisen
Technology Outlook
Af Peter Kai, Martin N. Hansen, Torkild S. Birkmose, Mathias Andersen, Kurt
Hjorth Gregersen, Jørgen Pedersen & Finn Strudsholm
RAPPORT
AGROTECH, 06-03-2014
Overblik over international nyeste viden og udvikling af teknologier
med relevans for månegrisen
Technology Outlook
Af Peter Kai, Martin Nørregaard Hansen, Torkild S. Birkmose, Mathias Andersen, Kurt
Hjort Gregersen, Jørgen Pedersen & Finn Strudsholm, AgroTech
AgroTech
- Institut for Jordbrugs- og FødevareInnovation
Om AgroTech
AgroTech er et Godkendt Teknologisk Serviceinstitut, der tilbyder forskningsbaseret
rådgivning og teknologiske serviceydelser. AgroTech binder forskning og erhvervsliv
sammen og skaber grøn udvikling, styrket innovation og konkurrencekraft i jordbrugsog fødevaresektoren.
Vores strategiske fokusområder er:





Biomasse og bioenergi
Fødevareinnovation
Grønne livsmiljøer
Miljøteknologi
Planteteknologi.
Med dette fokus bidrager vi til en grøn omstilling i den danske jordbrugsog fødevaresektor. Vi stiller en omfattende teknologisk infrastruktur til rådighed, og vi arbejder
professionelt med innovationsprocesser og projektledelse.
Vi har ca. 90 medarbejdere på hovedkontoret i Agro Food Park ved Aarhus og i afdelingen på Københavns universitets campus i Taastrup.
Vi offentliggør løbende nyt om projekter, nye samarbejdspartnere, nye rapporter med
mere på vores hjemmeside. Hold dig opdateret ved at tilmelde dig vores nyhedsbrev
på www.agrotech.dk
Aarhus 2014
Thomas B. Olsen
Adm. direktør
Månegrisen – Technology outlook | 2014 | 3
INDHOLD
1.
Indledning .................................................................................................. 6
2.
Udvælgelse af internationale områder med intensiv svineproduktion for videre
granskning .................................................................................................. 7
3.
Internationale kontakter og key experts ....................................................... 11
3.1.
Holland .............................................................................................. 11
3.2.
Tyskland ............................................................................................ 12
3.3.
Belgien .............................................................................................. 13
3.4.
Frankrig ............................................................................................. 14
3.5.
USA .................................................................................................. 14
4.
Teknologioversigt....................................................................................... 16
4.1.
Gulvprofil ........................................................................................... 16
4.2.
Hyppig udslusning af husdyrgødning ..................................................... 17
4.3.
V-formede gyllekanaler........................................................................ 18
4.4.
Kildeseparering................................................................................... 18
4.5.
Gylleadditiver ..................................................................................... 19
4.6.
Gyllekøling ......................................................................................... 20
4.7.
Biologisk luftrensning .......................................................................... 21
4.8.
Kemisk luftrensning ............................................................................ 22
4.9.
Delluftrensning ................................................................................... 22
4.10.
Gulvudsugning ................................................................................... 24
4.11.
Punktudsugning .................................................................................. 25
4.12.
Gulvudsugning kombineret med luftrensning .......................................... 26
4.13.
Høje ventilationsskorstene ................................................................... 27
4.14.
Højtrykskøling .................................................................................... 27
4.15.
Filtrering af indsugningsluften med henblik på smittebeskyttelse .............. 28
4.16.
Ventilationsteknik ............................................................................... 28
4.17.
VE-energiproduktion ........................................................................... 28
5.
Informations- og kommunikationsteknologi (IKT) .......................................... 30
5.1.
Produktionsstyring .............................................................................. 30
5.2.
Overvågning af staldklima .................................................................... 31
5.3.
Overvågning af enkeltdyr ..................................................................... 32
5.4.
Robotteknologi ................................................................................... 33
6.
Monitering af emissioner ............................................................................. 34
6.1.
Strategier for fastlæggelse af emissioner fra stalde ................................. 34
6.2.
Måleteknik til måling af emissioner fra svinestalde .................................. 36
6.3.
Konklusion ......................................................................................... 42
7.
Konceptstalde............................................................................................ 43
7.1.
Herkules ............................................................................................ 43
7.2.
Jørgen Berth konceptstald .................................................................... 46
7.3.
Intellifarm .......................................................................................... 48
7.4.
Pig City.............................................................................................. 49
7.5.
Re-Cycle ............................................................................................ 51
7.6.
Starplus *** 4PPP-P ............................................................................ 54
appendiks 1 Delvist fast gulv ............................................................................. 58
appendiks 2 støbejernsriste ............................................................................... 60
appendiks 3 V-formede gyllekanaler og delvist fast gulv ........................................ 62
appendiks 4 Kildeseparering af gødning urin inde i stalden .................................... 64
appendiks 5 Forsuring af gylle med svovlsyre....................................................... 68
appendiks 6 Gyllekøling ..................................................................................... 71
appendiks 7 Biologisk luftrensning ...................................................................... 74
appendiks 8 Gulvudsugning med luftrensning og inddampning af forsuret ajlefraktion
ved hjælp af staldluft ................................................................................. 77
appendiks 9 Højtrykskøling ................................................................................ 79
appendiks 10 EC-Ventilatorer ............................................................................. 81
appendiks 11 Gårdbiogasanlæg .......................................................................... 82
appendiks 12 Biogasfællesanlæg ........................................................................ 85
appendiks 13 Gylleseparering ............................................................................ 87
appendiks 14 Tørring og Forgasning af fiberfraktion .............................................. 90
appendiks 15 Solceller integreret i taget .............................................................. 93
1. INDLEDNING
Ved udvikling af nye komplekse staldkoncepter som Månegrisstalden er det vigtigt at
sikre, at al tilgængelig viden i ind- og udland er til stede. I Danmark samt i andre dele
af verden med intensiv svineproduktion kan der således ligge viden om produktivitet,
management, ressourceforbrug, miljøteknologi, måling af emission og restprodukter,
som kan være relevant for Månegrisens målsætninger.
Formål
Formålet med nærværende rapport har været at indsamle og sammenfatte viden og
erfaringer med ressource- og miljøeffektive teknologier tilpasset svineproduktion i
Danmark og udvalgte lande med intensiv svineproduktion. Rapporten har særlig fokus
på anvendelsen af innovative miljøteknologiske løsninger, ressourceforbrug, effektiv
management og produktivitet samt technologi til måling af emissioner og restprodukter.
Metode
AgroTech har i forbindelse med løsningen af opgaven holdt et koordineringsmøde den
15. august 2013 med nøglepersoner fra Videncenter for Svineproduktion (VSP) med
henblik på at udpege 3 – 5 væsentlige internationale områder af interesse for Månegrisen. Såvel AgroTech’s som VSP’s netværk har været benyttet til at identificere relevante teknologier og staldkoncepter. Områderne er gjort til genstand for en undersøgelse af teknologiske løsninger, der er bragt i anvendelse i svineproduktion med henblik på reduktion af påvirkningen af klima og miljø, samt fremme af dyrevelfærden og
erfaringer med at integrere disse i produktionen. I udvælgelsen er der lagt særlig vægt
på at identificere innovative systemer, hvor stalde, teknologier og management er
integreret i bæredygtige løsninger.
Endvidere identificeres og beskrives konceptstalde af samme karakter som Månegrisen. Aktiviteten søges gennemført i samarbejde med VSP, som har et indgående kendskab til svineproduktion i andre lande.
2. UDVÆLGELSE AF INTERNATIONALE OMRÅDER MED INTENSIV SVINEPRODUKTION FOR VIDERE GRANSKNING
EU har en intensiv svineproduktion. Den samlede produktion af svinekød i EU27 udgjorde i 2011 ca. 22,5 mio. tons årligt1 (EUROSTAT, 2011). Svineproduktionen finder
sted i meste af Europa, men er primært koncentreret i specifikke lande og områder.
Figur 1 viser en oversigt over svineproduktionen i de vigtigste svineproducerende lande i Europa.
A
B
Fi g u r 1 . P r o du k t i on e n a f s vi n e k ø d ( 1 0 0 0 t o n s sl a g t e k ø d p r å r ) (a ) , o g a n t a l l e t a f s vi n (b ) i
de me st sv i n e p r o du ce r e n de E U l a n d e (E U RO S T A T , 2 0 1 1 ) .
Den europæiske svineproduktion i er koncentreret i områder med meget høj husdyrtæthed. Disse områder kan ses i en opgørelse over antallet af søer indenfor EU (Figur
2). Brancheforeningen danske svineproducenter har på baggrund af denne opgørelse
udarbejdet en oversigt over de vigtigste svinetætte områder og har beregnet den procentvise andel af søer i de forskellige områder2. Ifølge denne opgørelse befinder mere
en halvdelen af alle søer sig indenfor fire områder med meget høj tæthed af svin. Ca.
en tredjedel af det samlede antal søer befinder sig i det nord europæiske område
(Nordtyskland, Holland, Danmark og Belgien), mens henholdsvis 10, 7 og 5 procent af
EU’s svinebestand befinder sig i det østlige Spanien, det vestlige Frankrig og det nordlige Italien (Figur 2).
1
EUROSTAT, 2012. Your key to European statistic. Agricultural production, production
of meat and number of pigs.
http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/page/portal/agriculture/agricultural_productio
n/main_tables
2
Aarestrup H, 2012. Status på implementeringen af løsgående søer i EU og implementeringen af samme. Brancheforeningen Danske svineproducenter.
http://www.jlbr.dk/NR/rdonlyres/7EAB28D0-F00A-4BD2-9C7F0650AE22905B/0/SvinemodeHansAarestrupDanskeSvineproducenter.pdf
Fi g u r 2 . F or de l i n g e n a f s øe r i n d e n f or E U. H ve r a f d e i n d s a t t e p u n k t e r r e p r æ se n t e r e r 1 0 0 0
søe r (E U RO S T A T , 2 0 0 7 ). A n d e l e n a f d e t sa ml e d e a n t a l s øe r i i n t e n s i ve o m r å d e r m a r k e r e t
me d r ø dt e r be r e g n e t i f or h o l d t i l d e t s a ml e d e a n t a l s øe r i E U 3.
Der er ikke en direkte sammenhæng mellem antallet af søer og antallet af slagtesvin,
da der indenfor EU sker en betydelig transport af smågrise til opfedning og slagtning i
andre lande og regioner. Der eksporteres eksempelvis et betydelig antal smågrise fra
Danmark til Tyskland og i mindre omfang til Italien, ligesom der eksporteres et betydeligt antal smågrise fra Holland til Tyskland, Spanien og Polen (Figur 3a).
3
Aarestrup H, 2012. Status på implementeringen af løsgående søer i EU og implementeringen af
samme. Brancheforeningen Danske svineproducenter.
A
B
Fi g u r 3 . Ne t t ot r a n sp or t a f s må g r i se (A ) og sl a g t e s vi n (B ) me l l e m e u r op æ i s k e l a n d e ma r k e r e t
me d pi l e . T yk k e l se n a f pi l e a n g i ve r a n t a l l e t a f d yr (E U RO S T A T , 2 0 1 1 )
Tilsvarende transporteres der et betydelig antal slagtesvin mellem landene umiddelbart før slagtning. Transporten er mest markant fra Holland til Tyskland, men også fra
Danmark transporteres der en del slagtesvin til slagtning i Tyskland (Figur 3b) Forskellige faktorer som højere afregningspriser, lavere omkostninger, lavere miljøkrav og
nærhed til markederne i andre lande kan være de drivende kræfter for den omfattende
transport af smågrise og slagtesvin.
Udvælgelse af områder med intensiv svineproduktion
Med baggrund i udbredelsen af intensive svineområder, udbredelsen af miljøteknologier samt niveauer af miljøregulering i de forskellige områder er der udvalgt fire europæiske lande som har klima og produktionsforhold og miljøreguleringssystemer svarende til det danske niveau. Disse lande er som følger:
1.
2.
3.
4.
Holland
Tyskland
Frankrig
Belgien
Også i USA finder der en betydelig intensiv svineproduktion sted og i den forbindelse
arbejdes der på at udvikle relevante miljø- og produktionssystemer. De største svineproducerende regioner findes i de centrale og østlige stater, primært Minnesota, Syddakota og Iowa.
Fi g u r 4 . O ve r si g t o ve r pl a ce r i n g e n a f d e 5 0 r e g i on e r me d d e n st ør st e p r o d u k t i o n a f s vi n i
US A 4.
I de udvalgte lande gennemføres der en undersøgelse af teknologiske løsninger, der er
bragt i anvendelse i svineproduktion med henblik på reduktion af påvirkningen af klima
og miljø, samt fremme af dyrevelfærden og erfaringer med at integrere disse i produktionen. Måleteknologier inddrages tillige i forhold til emission og restprodukter.
4
Pork facts, 2012. Pork facts. National pork producers councils. http://www.nppc.org/pork-facts/
3. INTERNATIONALE KONTAKTER OG KEY EXPERTS
3.1.
Holland
dr.ir. NWM (Nico) Ogink, researcher Livestock and Environment, Animal Sciences
Group (ASG), Wageningen UR Livestock Research.
Profil: Statistics, Environmental Engineering, Animal Production Systems, Environmental Management, Animal Husbandry, odour abatement, odour emission, environmental
technology, agriculture and environment, particulate matter, statistics, sustainable
animal husbandry
dr.ir. AJA (Andre) Aarnink, Researcher Livestock Environment, Animal Sciences Group
(ASG), Wageningen UR Livestock Research.
Profil: Environmental engineering, farm and captive animals, Animal Production Systems, Environmental Management, Animal Husbandry, odour emission, modeling, manure treatment, environmental technology, ammonia emission, dust, pig farming, pigs,
pollution, stall climate.
dr. J (Julio) Mosquera Losada, DLO Onderzoeker, Animal Sciences Group (ASG), Wageningen UR Livestock Research.
Profil: Agriculture, Environmental Engineering, Environmental Management, Animal
husbandry, odour emission, measurement techniques, agriculture and environment,
air quality, ammonia emission, animal housing, livestock farming, greenhouse gases,
pollution control.
dr.ir. CM (Karin) Groenestein, DLO Onderzoeker, Animal Sciences Group (ASG), Wageningen UR Livestock Research.
Profil: Environmental Engineering, Animal Husbandry, environmental technology,
emission, air pollution, ammonia emission, animal husbandry, system development,
greenhouse gases, sustainable animal husbandry, process management
Aktuelle projekter (link er indsat, hvor det er muligt):
1. Integrated measures to reduce emissions
2. Implementatie van strooiselsystemen in de varkenshouderij
3. Evaluatie van de CIGR methode voor de bepaling van het ventilatiedebiet
uit stallen
4. Environmental and welfare friendly housing for pigs
5. Gaseous emissions during the management of litter-based manures
6. Emission reduction of ammonia, greenhouse gases and odour
7. Toiletstal voor vleesvarkens
8. Het onderzoek naar Toiletstal wroet voort
9. Sustainable animal production: dust emissions and landscape
10. Sluiten van stofstromen tussen glastuinbouw en varkenshouderij (svinestald og væksthusproduktion i samdrift)
11. Varkansen. Springplank naar een duurzame veehouderij
12. Onderzoeksthema Energieneutrale Varkensstal
13. Ontwerpondracht mooie innovatieve varkensstal
14. ALFA-bouw
15. Stallen in het landschap
16. Varkens in ComfortClass
17. Mijn Varken’, individuele dierherkenning
18. Manure management: data collection in support of resource use efficiency
19. On-farm economic decision making related to implementation of animal
welfare standards
20. The organic pig sector antibiotic-free (CLEAR)
21. Antibioticic resistance: Solutions from organic farming systems
22. Optimisation of the fermentation process
23. ECODIESEL - High effiency biodiesel plant with minimum ghg emissions for
improved fame production from various raw materials
24. Algae is good for sustainable paint, biofuel and a reduction in CO2 emissions
25. P-low diets; requirements and accretion of Phosphate
26. P-recovery
27. VP Minovia mestverwerking
28. Ecoson bouwt biofosfaatinstallatie
29. Mestportaal.nl
3.2.
Tyskland
Professor Dr. Eberhard Hartung, Institut für Landwirtschaftliche Verfahrenstechnik
(Institut for jordbrugsteknik), Universität Kiel, [email protected],
Aktuelle forskningsprojekter:
1. Applikation von Ureaseinhibitoren in der Milchviehhaltung zur Minderung
von Ammoniakemissionen
2.
Fish in vivo Online Monitoring für die Plattfisch-Aquakultur
3. Förderung der Mulchsaat durch Entwicklung und Erprobung einer Sensorund Verfahrenskombination zur Präzisionsbodenbearbeitung
4. Modellgestützte Überwachung und Steuerung von Biogasanlagen auf Basis
von Nahinfrarotspektroskopie
5. Modellgestütztes Stoffstrommanagement im System Boden-PflanzeFermenter, Teilprojekt 1: Charakterisierung von Substratqualität und
Methanausbeute in einem modularen Biogas-Prozesslabor
6. Nahinfrarotspektroskopie zur Prozesskontrolle und Mixturoptimierung in
Praxis-Biogasanlagen
Nährstoffgesteuerte Gülleausbringung
7. NIR-Sensor zur on-line Bestimmung der Getreidequalität während des
Druschvorganges
Verbundprojekt: Biogas-Expert
8. Vergleich neuartiger Ureaseinhibitoren zur Reduktion von AmmoniakEmissionen unter Laborbedingungen
PD Dr. Eva Gallmann, Forschungsgruppe Verfahrenstechnik der Tierhaltungssysteme
(forskningsgruppe for produktionssystemer til husdyrproduktion), Universität Hohenheim, [email protected].
Aktuelle forskningsprojekter:
1. Eine Infrastruktur für betriebs-, betriebszweig-, anwendungs- und standardübergreifende Auswertungen von Daten im Precision Livestock Farming - Verbundprojekt - Teilprojekt 2
2. Elektronische Tierkennzeichnungssysteme auf Basis ultrahochfrequenter
Radio-Frequenz-Identifikation - Verbundprojekt - Teilprojekt 1
3. Indikatorgestützes Managementsystem zum Verhaltens- und Gesundheitsmonitoring in der Sauenhaltung - Verbundprojekt - Teilprojekt 1
4. IRTG 1070: SP 1.4 Evaluation of nutrient and pollutant cycles of livestock
production systems and manure management systems in the North China
Plain
5. Informations- und Datengewinnung aus Tierhaltungssystemen (afsluttet)
6. Vergleichende Untersuchungen zur Zuluftführung in Schweineställen im
Hinblick auf Energieeffizienz, Emissionsgeschehen, Tierwohlempfinden und
Wirtschaftlichkeit (afsluttet).
Diplomingeniør Ewald Grimm, Team Standortentwicklung/Immissionsschutz, KTBL
(www.ktbl.de), [email protected]
Aktuelle projekter:
1. Abluftreinigung für Schweine- und Geflügelställe
2. Anwendung der VDI-Richtlinie 3894
3. Internet-Abstandsrechner VDI 3894
4. Beste verfügbare Techniken in der Intensivtierhaltung (BVT)
5. Energiebedarf in Stallanlagen für die Schweinehaltung; Techniken zur Steigerung der Energieeffizienz.
Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft, KTBL (Foreningen for
landbrugsteknik og byggeri) er en forening med ca. 400 medlemmer og drives med
støtte fra det tyske forbundsministerium for Fødevarer, Landbrug og Forbrugerbeskyttelse. KTBL’s primære formål er teknologioverførsel og videnspredning.
Dipl.-Ing.agr. Iris Beckert, Tierhaltungstechnik Schwein und Geflügel, DLG,
[email protected]
Profil: Staldhygiejne, rengøring, desinfektion, produktionsdyrs etologi, husdyrproduktion, staldindretning, vurdering af dyrevelfærd, reduktion af emissioner i husdyrproduktionen.
3.3.
Belgien
Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek (ILVO) gennemfører multidisciplinær og
uafhængig F&U indenfor bæredygtigt landbrug og fiskeri. ILVO er organiseret i 4 afdelinger, hhv. dyr, jordbrug og samfund samt teknik og fodring.
Peter Demeyer, Technologie en Voeding, Instituut voor Landbouw- en
Visserijonderzoek, ILVO, [email protected]
Peter Demeyer er blevet kontaktet og har meddelt, at ILVO har haft besøg af Henning
Foged. Henning Foged er udsendt af Miljøstyrelsen i samme ærinde. ILVO beder os
derfor om at vi selv udveksler informationer.
3.4.
Frankrig
Hovedparten af den landbrugs- og fødevareforskningen varetages i Frankrig af The
French National Institute for Agricultural Research (INRA). INRA gennemfører forskning indenfor Landbrug, fødevarer, ernæring, fødevaresikkerhed, miljø og bæredygtig
udvikling. INRA har en forskergruppe som arbejder specifikt med forskning relateret til
svineproduktion (the pig in livestock systems
(https://www6.rennes.inra.fr/pegase_eng/RESEARCH/Research-Teams/SwineSystems), samt en forskergruppe som arbejder med husdyrproduktion, husdyr og
fodring (Livestock production system, animal and nutrition system (SENAH)
http://w3.rennes.inra.fr/senah/personnel_en.html). Følgende personer i disse grupper
har kompetencer og forskningsaktiviteter som vurderes relevante for månegrisprojektet:
Dr. Ludovic Brossard, INRA F-35590 Saint Gilles, France [email protected] Tel : +33 (0)2 23 48 70 57 (Head of the research group
Pig in livestock systems)
Profil:
- Integration of individual variability in nutritional models in growing pig (InraPorc®)
- Modeling of welfare in pig chains
- Pig behaviour modeling
- Protein and amino acid requirements in growing pig
Dr. Jean-Yves Dourmad: F-35590 Saint Gilles, France, Tel : +33 (0)2 23 48 50 47,
Mail: [email protected]
Profil:
- Indflydelse af fodersammensætning på omsætning og udskillelse af kvælstof og fosfor, samt ammoniak- og metanemission
- Vurdering af de miljømæssige konsekvenser af svineproduktionssystemer
Dr. Elodie Merlot: 35590 Saint Gilles, France, Tel : +33 (0)2 23 48 70 55, Mail: [email protected]
Profil:
- Produktionssystemer, miljø og dyrevelfærd.
3.5.
USA
Larry Jacobson, Professor and Extension Engineer, Department of Bioproducts and
Biosystems Engineering, University of Minnesota, [email protected]
Profil: alternative housing systems for pigs, development of manure management
practices for the Minnesota pork industry, evaluation of the indoor air quality concerns,
energy conservation and lighting efficiencies in dairy and pig facilities, and evaluation
of odor control technologies and the development of an odor rating system.
David Schmidt, Research Engineer and Instructor, Department of Bioproducts and
Biosystems Engineering, University of Minnesota, [email protected]
Profil: developing and promoting affordable manure handling technologies that protect
air and water quality, development of a wind tunnel for quantifying air emissions from
area sources, quantifying emissions from both building and area sources and dispersion modeling, development of OFFSET and MinnFARM, simple screening tools to objectively evaluate air and water quality impacts on the environment. Task Forces dealing with manure and animal agriculture issues.
Kevin A. Janni, Professor, Department of Bioproducts and Biosystems Engineering,
University of Minnesota, [email protected]
Profil: Livestock housing systems. Gas phase biofilters. Air quality mitigation. Environmental control and ventilating system design for livestock and poultry buildings.
Milk house wastewater treatment. Agricultural odor and gas sources, emissions and
their control.
1. Bio-filter Treatment of Feedlot Runoff
2. Mass Transfer modeling for gas and odor emissions from manure
3. Emission control strategies in animal production sites
4. Environmental impacts of animal agriculture
5. Environmental and Economic impacts of biofuels
6. Institutional considerations for greenhouse gas reductions: Survey and assessment of conservation improvement programs in Minnesota.
Dick Nicolai, Emeritus Associate Professor/Extension Specialist, Department of Agricultural and Biosystems Engineering, South Dakota State University.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Biofiltration of livestock gas and odor emissions
Vertical Biofilters
Odor modeling or South Dakota Odor Footprint Tool
Odor reduction from natural windbreaks
Reducing hydrogen sulfide emissions in manure collection pits
Evaluation of Design Specifications for a Vertical Bed Biofilter
Odor Reduction from Natural Windbreaks
Reducing Hydrogen Sulfide Emissions in Manure Collection Pits
4. OVERSIGT OVER TEKNOLOGIER
I såvel Danmark som i udlandet er der udviklet en lang række landbrugsteknologier
med henblik på at forbedre produktion-, miljø- og dyrevelfærd i husdyrproduktioner.
Teknologierne kan grove træk opdeles i følgende grupper:
1. Inputbegrænsende teknologier (fodringsteknologier). Teknologier som forøger
foderudnyttelsen og derved reducerer udledningen af næringsstoffer fra husdyrproduktionen.
2. Indendørsteknologier. Teknologier som påvirker næringsstofudledningen i og
fra stalden og husdyrernes velfærd og nærmiljø.
3. Restfraktionsteknologier. Teknologier der begrænser udledningen og forbedrer
udnyttelsen af næringsstoffer fra den restfraktion husdyrproduktionen producerer (primært husdyrgødning).
Der kan dog være et betydeligt overlap mellem de forskellige grupperinger. En fodringsteknologi eller indendørsteknologi kan eksempelvis føre til ændringer i restfraktionens miljøeffekt og energiudnyttelse.
Der er udviklet en række landbrugsrelaterede teknologier såvel i Danmark som i udlandet. Da svineproduktionens stald- og produktionsforhold, specielt mht. slagtesvineproduktion, ikke adskiller sig væsentligt i de intensive svineområder i Europa og USA,
sker der en forholdsvis hurtig overføring af udviklede teknologer mellem lande, hvis
teknologien er driftsikker, omkostningsneutral og miljøeffektiv og/eller at der stilles de
samme krav til regulering af produktionens miljøeffekt i de forskellige regioner. Mange
af de teknologier der er udviklet i andre europæiske lande markedsføres og benyttes
derfor i et vist omfang også i Danmark.
I det følgende er der indført beskrivelser af en række teknologier, som vurderes at
have relevans for månegrisprojektet. Listen dækker alene indendørs og restfraktionsteknologier, da det vurderes at fodringsteknologier ikke er direkte relateret til staldkonceptet og derfor ikke har en direkte relevans for månegriskonceptet. De teknologier, som vurderes mest relevante for månegriskonceptet og som indgår i scenarieberegningerne, er beskrevet i detaljer i teknologibeskrivelser, der findes i appendiks bagest i rapporten.
4.1.
Gulvprofil
Gulvtyper
Gulvet i svinestalde består typisk af fast og/eller drænet gulv kombineret med spaltegulv. Drænet gulv og spaltegulv tillader i modsætning til fast gulv at urin, fækalier,
strøelse og spildvand (sammenblandet kaldet gylle) kan drænes til en underliggende
gyllekanal eller -kumme, som benyttes til opsamling og opbevaringen af gyllen, inden
den føres ud af stalden til videre lagring eller behandling. Tidligere blev mange stier til
slagtesvin etableret med fuldspaltegulv, dvs. hvor der var spaltegulv i hele stiarealet.
Sådanne stier er imidlertid ikke længere lovlige at etablere og eksisterende stalde med
fuldspaltegulv er forbudt fra 2015. Loven tilskriver således, at minimum 1/3 af stiarealet skal være fast eller drænet gulv, mens resten kan bestå af spaltegulv. Drænet gulv
er defineret ved at det maksimalt må have 10 % åbningsareal. Ved anvendelse af
drænet gulv i kombination med spaltegulv vil der være fuld gyllekumme i hele stiarealet. Stier, hvor det faste gulv udgør 1/3 op til 2/3 af stiarealet, kaldes delvis fast gulv.
Det faste gulv består normalt af beton uden underliggende gyllekanal, hvilket begrænser gyllens overfladeareal og dermed indvirker på tabet af ammoniak og lugt. Ved fast
gulv kan der opstå problemer med dårlig hygiejne i stierne, hvis grisene begynder at
afsætte urin og fækalier på det faste gulv. Dette har en negativ indvirkning på dyrenes
velfærd og medfører forøgede emissioner af lugt og ammoniak.
For yderligere information se teknologibeskrivelse i appendiks 1
Typer af spaltegulv
I slagtesvinestalde benyttes der i dag i langt overvejende grad betonspalter. Dele af
spaltegulvet kan dog bestå af andre materialer såsom plast, stål eller støbejern. Disse
adskiller sig fra beton have en mere glat overflade end beton. Derudover er plast- og
metalriste har smallere bjælker (trædeflade) og spalteåbninger end beton, hvilket har
betydning for, i hvor høj grad afsat urin forbliver på spaltens overflade. Dette kan fordampningen af ammoniak og lugt fra gulvoverfladen og dermed påvirke emissionerne
fra stalden.
Den mere glatte overflade kan dog også have en negativ indvirkning på dyrevelfærden
og staldens arbejdsmiljø, hvilket dog til dels kan modvirkes ved at præge mønstre i
overfladen af ristene.
Støbejernsriste benyttes i scenariet Miljøstalden. For yderligere information se teknologibeskrivelse i appendiks 2
4.2.
Hyppig udslusning af husdyrgødning
I hovedparten af danske svinestalde håndteres husdyrgødningen som gylle, som i første omgang opsamles i gyllekummer eller gyllekanaler under gulvet i stierne. Kummerne tømmes med 2-4 ugers mellemrum, typisk når de er fyldte.
Ved hyppig udslusning fjernes husdyrgødningen typisk fra stalden én eller flere gange
dagligt. Dette har ikke nødvendigvis nogen reducerende effekt på ammoniakfordampningen, men udslusningen medfører alt andet lige, at gyllen fjernes fra stalden og opbevares ved lavere temperatur end i stalden, hvilket har betydning for dannelsen af
metan. Hyppig udslusning af gylle praktiseres typisk i drægtighedsstalde, som er indrettet med linespilsanlæg under spaltegulvsarealet.
Tilnærmet hyppig udslusning kan dog også praktiseres i stalde med gylle, fx slagtesvinestalde med traditionelt rørudslusningsanlæg, idet der efter en uge typisk vil være en
tilstrækkelig mængde gylle i kummerne til at sikre det nødvendige flow på gyllen til at
også den mere tørstofrige del af gyllen bliver trukket ud af kummerne. Et forsøg i Italien viste, at ugentlig tømning af gyllekummerne i en slagtesvinestald reducerede ammoniakemissionen med 35 % sammenlignet med én gang pr. hold5. En tilsvarende
fransk undersøgelse i en slagtesvinestald viste, at sammenlignet med tømning én gang
pr. hold medførte tømning af gyllekanalerne hver 15. dag at ammoniakemissionen blev
reduceret med 20 %, men at der ingen effekt var på lugtemissionen6.
I Danmark har VSP sammenlignet ugentlig udslusning af gylle med tømning af gyllekummerne to gange pr. hold, hhv. efter 6 uger og ved afslutningen af holdet7,8. Ved
5
Guarino, M., Fabbri, C., Navarotto, P., Valli, L., Mascatelli, G., Rossetti, M., Mazzotta, V., 2003.
Ammonia, methane and nitrous oxide emissions and particulate matter concentrations in two
different buildings for fattening pig. In: CIGR (Ed.), Proceedings of the International Symposium
on Gaseous and Odour Emissions from Animal Production Facilities. Danish Institute for Agricultural Sciences, Foulum, Denmark, 140–149.
6
Guingand, N. 2000. Influence de la vidange des préfosses sur l’émission d’ammoniac et d’odeurs
par les porcheries d’engraissement. Journées Rech. Porcine en France, 2000, 32, 83-88.
7
Jonassen, K. 2011. Reduceret lugtemission fra slagtesvinestald ved hyppig udslusning af gylle.
VSP Meddelelse nr. 899, pp. 13.
den første afprøvning blev der observeret en reduktion i lugtemissionen fra stalden
med ugentlig tømning af gyllekummerne på ca. 50 % målt dagen efter tømning af
gyllekummerne7. Ved den anden afprøvning var lugtemissionen 40 % lavere i stalden
med ugentlig tømning af gyllekummerne målt dagen efter tømning af gyllekummerne
hhv. 31 % lavere målt 6 dage efter tømning af gyllekummerne8.
Sommer et al.9 simulerede metanproduktionen som funktion af gødningsmanagement
og beregnede i den forbindelse, at daglig udslusning af gylle fra kvægstalde kunne
reducere den samlede drivhusgasemission målt i CO2-ækvivalenter med 35 % sammenlignet med en opbevaringstid på 30 dage.
4.3.
V-formede gyllekanaler
Gyllekanaler opbygges almindeligvis med lodrette vægge. Forsøg fra Holland10 og
Danmark har dog vist, at der kan opnås en miljøeffekt ved at benytte skråtstillede
kanalvægge. Derved reduceres gyllens overfladeareal i bunden af kanalerne, hvilket
begrænser ammoniakfordampningen. Ved stigende mængde af gylle i kanalerne øges
gyllens overfladeareal gradvist, og ammoniakfordampningen øges.
V-formede gyllekanaler giver mulighed for udslusning dagligt eller flere gange ugentligt, afhængigt af grisenes størrelse og gylleproduktion. Ved etablering af bagskylsfunktion (flushing), dvs. tilførsel af væske i enden af gyllekanalen modsat udslusningsåbningen, kan daglig udslusning praktiseres under alle omstændigheder. Bagskyl reducerer endvidere risikoen for driftsproblemer som følge af brug af strøelse.
V-formede gyllekanaler benyttes i scenariet V-stalden i kombination med hyppig udslusning og gyllekøling. For yderligere information se teknologibeskrivelse i appendiks
3
4.4.
Kildeseparering
Ved kildeseparation søges den af dyrene frisk udskilte fæces og urin i størst muligt
omfang holdt adskilt, således at urinen ikke kommer i kontakt med urease-enzym i
fæces. Urinen drænes kontinuerligt fra gødningssystemet til en lukket beholder, mens
fæces, foderrester og strøelse typisk fjernes fra stalden med timers mellemrum.
Metoderne der anvendes til at opnå dette omfatter skrabekanaler med hældende bund,
hvorved den flydende gødning kontinuerligt dræner væk, mens det faste del af gødningen tilbageholdes og skrabes ud af stalden ved hjælp af en skrabeanordning, fx
linespilsanlæg eller andet mekanisk skrabeanlæg. Der er ingen dokumentation for at
kildeseparation i optimerede skrabekanaler med mekanisk udmugning giver anledning
til lavere emissioner af ammoniak og lugt11,12. Ved kombination med køling af kanalbunden vil der kunne opnås ammoniakreduktion og evt. lugtreduktion (se separat beskrivelse).
Der er ligeledes eksempler på såkaldt separering vha. gødningsbånd, idet der under
spaltegulvet i stalden monteres et transportbånd som opfanger såvel fast som flyden8
Jonassen, K. 2013. Hyppig gylleudslusning i slagtesvinebesætning med henblik på reduceret
lugtemission. VSP Erfaring nr. 1321, pp. 11.
9
Sommer et al., 2004. Algorithms for calculating methane and nitrous oxide emissions from
manure management. Nutrient Recycling in Agroecosystems 69: 143-154.
10
Groenestein og Montsma, 1993.
11
Von Bernuth et al., 2004. Efficacy of a Liquid/Solid Isolation System for Swine Manure. Paper
No 044131 presented at ASAE/CSAE Annual International Meeting, Ottawa, Canada 1-4 August
2004.
12
Pedersen og Kai, 2008. Kildesepareringsstald med gulvudsugning. VSP Meddelelse nr. 824.
de gødning. Gødningsbåndet kan være udført i et materiale, der tillader passage af
den flydende del til en underliggende kumme (filternet), mens den faste del tilbageholdes, eller gødningsbåndet kan være udført i et impermeabelt materiale, som opfanger såvel fast som flydende materiale. Båndet monteres i så fald med fald til én eller
flere sider med henblik på kontinuerlig dræning af urin. Den faste del fjernes ved at
aktivere transportbåndet, hvorved den faste del transporteres til enden af båndet og
skrabes væk fra båndet til videre foranstaltning såsom lagring eller oparbejdning.
Ved såvel kildeseparering i optimerede skrabekanaler som anvendelse af gødningsbælter opdeles den udskilte fæces og urin i to fraktioner, hvis karakteristik afhænger af
systemet. Separationseffektiviteten af kildeseparation er typisk bedre end andre separeringstyper, som følge af en meget nænsom separering som er at betragte som en
dekantering. På ét punkt er kildeseparering dog markant dårligere end gængse systemer, idet massesepareringen er ringe. Ved separering i optimerede skrabekanaler vil
gødningen typisk blive opdelt i 50 % fast og 50 % flydende13, mens bælteseparering
er markant bedre med 35 % fast og 65 % flydende14.
Da der er tale om systemer, der benytter hyppig udslusning, vil metanemissionen være lavere end i stalde, hvor gyllen opbevares i længere tid. Der foreligger dog ikke
dokumentation herfor.
Kildeseparering benyttes i scenarierne Miljøstalden samt Velfærdsstalden i kombination
med hyppig udslusning. For yderligere information se teknologibeskrivelse i appendiks
4.
4.5.
Gylleadditiver
Gylleforsuring i stald
Tilsætning af syre til gylle bevirker, at gyllens pH-værdi falder, hvorved gyllens indhold
af ammoniakalsk kvælstof i stigende omfang omdannes til ammonium (NH4+), der ikke
fordamper. Ved tilsætning af 4-6 kg koncentreret svovlsyre pr. ton svinegylle sænkes
gyllens pH-værdi til mellem pH 5,5 og 6,0. Der kan benyttes en række forskellige syrer
i praksis benyttes der dog af økonomiske og effektivitetsmæssige årsager alene svovlsyre.
Et anlæg til svovlsyrebehandling af gylle består normalt af en ventilbrønd, procestank
og syrebeholder. Forsuringsprocessen foregår på den måde, at gyllen, som inde i stalden opsamles i gyllekummer under stierne, sluses ud i procestanken, hvor den omrøres, og pH-værdien aflæses. Derefter tilsættes svovlsyre under fortsat omrøring til
gyllens ønskede pH-værdi er nået, hvorefter hovedparten pumpes tilbage til gyllekummerne i stalden, hvor den fungerer som en stødpude-opløsning for den friskproducerede gylle, frem til næste behandling. Overskuddet af gylle efter behandlingen pumpes til en gyllebeholder for lagring frem til gødskningstidspunktet.
Gylleforsuring i stald er en forholdsvis nyudviklet teknologi. Konceptet vinder stigende
udbredelse i Danmark, mens det endnu kun i meget begrænset omfang er implementeret i udlandet.
13
Pedersen og Kai, 2008. Kildesepareringsstald med gulvudsugning. VSP Meddelelse nr. 824.
Pedersen og Kai, 2012. Separation af ajle og fast gødning med gødningsbånd. VSP Meddelelse
nr. 958.
14
Nyere danske undersøgelser viser at hyppig justering af pH-værdien i svinegylle i en
slagtesvinestald med 1/3 drænet gulv og 2/3 spaltegulv reducerede ammoniakemissionen fra stalden med ca. 70%15,16.
Se appendiks 5 for yderligere oplysninger.
Gylletilsætningsstoffer
Der eksisterer en række af kemiske og biologiske tilsætningsstoffer (additiver) som
potentielt kan påvirke emissionen af lugt og ammoniak fra gylle. I denne beskrivelse
indgår alene additiver, som tilsættes gylle i stald eller lager med henblik på at begrænse emissionen af ammoniak og lugt fra stald eller gyllelager.
Rækken af additiver kan opdeles i henhold til deres generelle virkemåde i følgende fem
grupper:
1. Fodringsadditiver, som potentielt kan påvirke den biologiske omsætning af husdyrgødningen i tarm og lager. Fodringsadditivernes virkemåde vil ofte være enzymatisk
eller mikrobiel.
2. Forsuringsadditiver, som potentielt kan reducere husdyrgødningens surhedsværdi
(pH), hvilket medfører, at en højere andel af gyllens N indhold forefindes på ammoniumformen (NH ) frem for på ammoniakformen (NH ), hvilket begrænser potentialet for
4
3
ammoniaktab. Syretilsætning (forsuring) indgår dog ikke i denne gruppe, da denne
teknologi beskrives separat.
3. Adsorptionsadditiver som eksempelvis zeolite, som potentielt kan binde gyllens
ammoni-um/ammoniakindhold, eller som fremmer den mikrobielle omsætning i gyllen
ved binding af toksiske substanser i gyllen.
4. Urease hæmmende additiver, som potentielt kan begrænse nedbrydningen af urinens indhold af urease til ammoniak/ammonium. Brugen af ureasehæmmere kan derfor potentielt begrænse størrel-sen af den ammoniakudledende kilde.
5. Naturlige additiver som eksempelvis udtræk fra Yucca planten. Den potentielle effekt og virkemåde af de naturlige additiver varierer fra produkt til produkt, men vil
ofte være en kombination af to eller flere af ovenstående virkemåder.
Der findes således en bred vifte af tilsætningsstoffer som markedsføres til og benyttes
af landmænd med henblik på at opnå en given gødnings, håndterings- eller miljøeffekt. Miljøstyrelsen har udarbejdet en general vurdering af gylletilsætningsstoffer og
har vurderet, at for en meget stor del af disse gælder det, at dokumentationen for
miljøeffekt er manglende eller funderet på spinkle eller ikke uvildige undersøgelser 17.
4.6.
Gyllekøling
Gyllekøling kan anvendes i stalde med gyllekanal såvel som med mekanisk udmugning
(linespil, skraber). Gyllekølingssystemet etableres ved nedstøbning af PEL-slanger i
bunden af gødningskanalerne i stalden. Slangerne monteres typisk med en afstand på
15
Pedersen, P. 2004. Svovlsyrebehandling af gylle i slagtesvinestald med drænet gulv. VSP meddelelse nr. 683.
16
Pedersen og Albrechtsen. 2012. JH forsuringsanlæg i slagtesvinestald med drænet gulv. VSP
Meddelelse nr. 932.
17
Miljøstyrelsen, 2010. Gylletilsætningsstoffer. Teknologiudredning.Miljøministeriet, Miljøstyrelsen.
35-40 cm. I stalde med gyllesystem kan køleslangerne alternativt udlægges direkte
oven på kanalbunden. Køleslangerne forbindes til en varmepumpe.
I forbindelse med en teknologiudredning i regi af Miljøstyrelsen18 blev der udviklet
algoritmer for forventet ammoniakreduktion som funktion af køleeffekt i stalde med
hhv. mekanisk udmugning og i stalde med gyllesystem (rørudslusningsanlæg).
I anlæg for gyllekøling kan det kolde vand fremstilles på fire måder: 1) kompressordrevet varmepumpe, 2) passiv jordkøling ved hjælp PEL-slanger nedgravet i jorden, 3)
grundvandskøling med reinjektion af grundvandet, og 4) absorptionskøling. Det er
primært kølemetode 1, der benyttes i stalde, da erfaringerne med de øvrige er begrænsede. I slagtesvinestalde kan det dog være vanskeligt at udnytte den indvundne
varme, hvilket påvirker økonomien. Derfor vil det være relevant at undersøge mulighederne for alternative kølemuligheder.
Gyllekøling benyttes i scenariet V-stalden og beskrives i detaljer i appendiks 6
4.7.
Biologisk luftrensning
Ved biologisk luftrensning, ledes staldluft igennem et filtermateriale, som holdes fugtigt, så ammoniak og lugtstoffer absorberes i en vandfilm i biofiltret og efterfølgende
nedbrydes af mikroorganismer. Biologiske luftrensningsanlæg kan opdeles i to hovedgrupper: biofiltre, som hovedsageligt fjerner lugt, og biologiske luftvaskere, som fjerner både lugt og ammoniak. Biologiske luftvaskere producerer lænsevand indeholdende ammonium, nitrit og nitrat.
Ingen kendte biologiske luftrensere fjerner drivhusgasser. Derimod er biologisk luftrensning forbundet med omsætning af kvælstof, hvorved der er risiko for dannelse af
lattergas.
Der kan ikke gives en entydig angivelse af biologiske luftrenseres effektivitet, da den
afhænger af en række faktorer, herunder rensertype og fabrikat. To biologiske luftrensere er opført på MST’s teknologiliste, hhv. Farm Airclean BIO Flex 2 trin (SKOV A/S)
med >70% ammoniakreduktion og 73% lugtreduktion, samt Dorset Biological Combi
Aircleaner (Rotor A/S) med >70% ammoniakreduktion, 40% lugtreduktion og 55%
støvreduktion.
Luftrensning giver anledning til øget energiforbrug som følge af større elforbrug til
ventilation og vandpumper. Det forøgede energiforbrug afhænger stærkt af anlæggets
type og dimensionering samt af vedligeholdelsen.
Luftrensning giver anledning til et øget vandforbrug til befugtning af filtret. I biologiske
luftvaskere vil typisk halvdelen af vandforbruget gå til fordampning mens resten er
kvælstofholdigt lænsevand, som kan ledes til gyllekummer, lagertank og udbringes på
marken.
Biofiltres filtermatrice nedbrydes med tiden og derfor jævnligt udskiftes. Den brugte
filtermatrice har karakter af kompost og kan håndteres som sådan til gødskningsformål og jordforbedring. Filtermatricen i visse fabrikater af biologiske luftrensere er ligeledes fremstillet af et nedbrydeligt materiale, som skal skiftes med mellemrum, mens
andre fabrikaters filtermatrice er fremstillet af inerte materialer og således funktionsdygtigt i renserens levetid.
18
Miljøstyrelsen, 2011. Køling af gylle i slagtesvinestalde.
Biologiske luftrensere anvendes i Tyskland og Holland til reduktion af ammoniak og
lugt. I begge lande anvendes biologiske luftvaskere til reduktion af både ammoniak og
lugt, mens biofiltre kun benyttes til lugtreduktion.
Biologiske luftrensere kan med fordel benyttes til delluftrensning for ammoniak, hvor
kun en del af staldens samlede ventilationskapacitet renses. De kan også reducere
lugt. I det tilfælde skal luftrenseren som oftest have kapacitet til at rense al luft fra
stalden.
Biologisk luftrensning benyttes i scenarierne V-stalden og Velfærdsstalden og beskrives nærmere i appendiks 7
4.8.
Kemisk luftrensning
Kemisk luftrensning er baseret på en renseproces, hvor ventilationsluften ledes igennem en filtermatrice, der konstant overrisles med en syreopløsning, typisk svovlsyre.
Derved tilbageholdes og opsamles ammoniak fra luften, idet ammoniak bindes i væsken i form af ammonium. Etablering af luftrensning kræver et teknikrum samt beholdere til koncentreret svovlsyre og returvæske. Teknikrummet indeholder en blandetank, pumper, doseringsudstyr samt enheder til styring af hele luftrensningssystemet.
Returvæsken fra renseprocessen opsamles i de førnævnte beholdere. Returvæsken er
en flydende svovlholdig ammoniumgødning. Væsken er stabil og kan køres direkte ud
på markerne som gødningstilskud eller hældes direkte i gylletanken.
Undersøgelser har vist, at kemisk luftrensning kan reducere ammoniakindholdet i luften med mere end 90 pct. Det er uvist i hvilket omfang kemisk luftrensning kan reducere lugt, idet målinger foretaget i Danmark og Tyskland ikke har kunnet påvise en
effekt, mens man i Holland har fundet en lugtreduktion af kemiske luftrensere på ca.
30 pct.
Lavteknologisk luftrensning baseret på forsuret urin fra kildeseparering som
skrubbervæske
En særlig afart af kemisk luftrensning: ”Lavteknologisk luftrensning baseret på anvendelse af forsuret ajle fra kildeseparering som skrubbervæske” benyttes i scenarie Miljøstalden og er nærmere beskrevet i appendiks 8
4.9.
Delluftrensning
Stalde indeholdende dyr skal ventileres kontinuerligt året rundt; om sommeren primært for at fjerne dyrenes overskudsvarme, mens ventilationen om vinteren primært
tjener til at fjerne fugt og gasser (kuldioxid, ammoniak mv.) fra staldrummet. Typisk
opererer ventilationsanlægget i en slagtesvinestald med drænet gulv med en ydelse på
under 25 % af den samlede ventilationskapacitet cirka halvdelen af året. Dvs. at hvis
ventilationsanlægget så 25 % af luften renses, vil al ventilationsluft blive renset omkring halvdelen af året (Kai et al., 2007). Afhængig af kravet til ammoniakreduktion,
kan der derfor med fordel anvendes et luftrensningsanlæg med en lavere kapacitet
end staldens samlede ventilationskapacitet. Ved delluftrensning er luftrenserens kapacitet lavere end staldens ventilationsbehov. For at opnå den største effekt af delluftrensning, ledes staldluften igennem luftrenseren i det omfang denne har kapacitet.
Først når staldens ventilationsbehov overstiger luftrenserens kapacitet, ledes urenset
luft ud i atmosfæren. Figur 5 viser et eksempel på en stald med delluftrensning.
Fi g u r 5 . S k i t se a f st a l d, h vor e n d e l a f st a l d e n s u d su g n i n g sl u f t l e d e s g e n n e m e t l u f t r e n s n i n g s fi l t e r (t v. ) . F ør st n å r v e n t i l a t i o n s k a p a c i t e t e n p å l u f t r e n sn i n g s fi l t e r e t e r n å e t st a r t e s
de n a n de n ve n t i l a t or (t h . ) (t e g n i n g : P . K a i , A g r oT e c h ) .
Figur 6 viser et eksempel på sammenhængen mellem kapacitet af en kemisk luftrenser
og den deraf følgende ammoniakreduktion for en slagtesvinestald med drænet gulv.
Delluftrensning kan beregnes vha. simuleringsprogrammet StaldVent.
Fi g u r 6 . S a m me n h æn g me l l e m l u ft r e n se r e n s k a p a ci t e t s a m me n l i g n e t me d s t a l d e n s ve n t i l a t i on s k a pa ci t e t og de n s a ml e d e r e d u k t i on i a m mon i a k e m i s si on fr a e n sl a g t e s vi n e st a l d me d
dr æn e t g u l v/ sp a l t e g u l v. De t e r i si mu l e r i n g e n a n t a g e t , a t l u ft r e n se r e n h a r e n e f fe k t i v i t e t p å
9 0 % f or så vi dt a n g å r de n d e l a f l u ft e n d e r r e n se s ( Ka i e t a l . , 2 0 0 7 ) .
4.10. Gulvudsugning
Staldens ventilationsanlæg opbygges således, at der i tillæg til de traditionelle loftudsugninger monteres udsugningspunkter i gyllekanalen under stiens gødeområde. Gulvudsugningen dimensioneres typisk så 10-20 % af staldens ventilationskapacitet trækkes gennem gulvudsugningen samt således, at loftsudsugningen først startes, når
staldens ventilationsbehov overstiger kapaciteten på gulvudsugningsanlægget. Derved
opnås en forbedret ventilationseffektivitet for så vidt angår gyllegasserne såsom ammoniak, svovlbrinte og til en vis grad metan.
Fi g u r 7 . E k se m pe l på o p by g n i n g a f g u l vu d su g n i n g s s yst e m i e n s t a l d , h v or st i e r n e e r i n d r e t t e t me d de l vi st fa st g u l v . I g yl l e k a n a l e r n e s e n e k a n a l v æ g e r i n d b yg g e t si d e k a n a l e r , so m
fø r e r t i l h o ve d k a n a l e n , de r b e fi n d e r u n d e r st a l d e n s i n s p e k t i on s g a n g . V e d p a s se n d e d i me n s i on e r i n g a f si de k a n a l e r o g h o ve d k a n a l , k a n d e r o p n å s e n e n sa r t e t l u ft yd e l se i si d e k a n a l e r n e i
h e l e st a l de n s l æn g de .
Ved mindre ydelser har gulvudsugning som udgangspunkt ingen effekt på emissionen
af ammoniak, lugt og drivhusgasser fra stalden, men danner grundlag for en mere
omkostningseffektiv luftrensning. Fuld gulvudsugning, dvs. hvor gulvudsugningen er
den eneste kilde til ventilation, kan imidlertid øge ammoniakfordampningen og dermed
-emissionen fra stalden som følge af en øget lufthastighed over gylleoverfladen. Gulvudsugning bør derfor begrænses til en mindre andel af det samlede ventilationsbehov.
Teknikken kan kombineres med alle kendte luftrensningsteknologier. Hvis hovedfokus
er lugt, kan gulvudsugningen kobles sammen med en høj skorsten, som øger udledningspunktet for ventilationsluften og derved sikrer en bedre atmosfærisk fortynding af
lugten i atmosfæren.
Gulvudsugning forbedrer indeklimaet i stalden i kraft af lavere koncentrationer af gyllegasser, herunder svovlbrinte, i staldrummet, hvilket kan have en gavnlig effekt på
grisenes velfærd såvel for arbejdsmiljøet. Dette er dog en kvalitativ vurdering uden
dokumentation.
Der må forventes et øget energiforbrug til gulvudsugning, som følge af større tryktab i
kanalsystemet. Energiforbruget afhænger af gulvudsugningssystemets dimensionering
og skal derfor fastlægges for det enkelte anlæg.
Gulvudsugning har været anvendt i Danmark siden 1970’erne, hvor det især blev anvendt i farestalde som en metode til at forbedre indeklimaet i staldene. I disse stalde
blev der typisk benyttet fuld gulvudsugning, hvilket er energikrævende. Gulvudsugning
blev derfor senere i høj grad erstattet af billigere og mere energieffektive ventilationssystemer.
Gulvudsugning er en teknologi, som kan give en mere omkostningseffektiv reduktion
af lugt og ammoniak fra svinestalde. Teknikken kan kombineres med alle kendte luftrensningsteknologier samt høje skorstene.
Gulvudsugning benyttes kombineret med luftrensning i scenarierne Miljøstalden, Vstalden samt Velfærdstalden.
4.11. Punktudsugning
I slagtesvinestalde med fulddrænet gulv og diffust luftindtag gennem loftsfladen kan
der etableres punktudsugninger i gyllekanalen under grisenes lejeareal. Denne særlige
afart af gulvudsugning udnytter staldens mikroklima til at optimere ventilationseffektiviteten og derved opnå en forbedret udsugningseffekt.
En kombination af staldens luftindtag diffust luftindtag i loftet og dyrenes varmeproduktion skaber et lokalt mikroklima i stalden, som påvirker luftens strømning i stalden.
Som følge heraf er koncentrationerne af ammoniak, svovlbrinte og lugt højest i gyllekanalen under dyrenes lejeareal. Ved at placere udsugningspunkterne under grisenes
lejeareal opnås derfor en yderligere forbedret ekstraktion af gyllegasserne.
Fordampningen af ammoniak og lugtstoffer sker primært fra gyllen, der opsamles i
gyllekummer under stierne. Ved at placere flere mindre udsugningsenheder i gyllekummerne parallelt med loftsudsugningerne, kan hovedparten af gyllegasserne opfanges i en mindre luftmængde, hvilket gør det muligt at reducere størrelsen af luftrensningsanlægget og stadig opnå en god ammoniak- og lugtreduktion.
Fi g u r 8 . S k i t se a f sl a g t e s vi n e st i me d d r æn e t g u l v i 1 /3 a f st i a r e a l e t o g s p a l t e g u l v 2 / 3 a f
st i a r e a l e t . O r a n g e pi l e a n g i v e r l u ft st r ø mn i n g e r i st a l d r u m me t h h v . o ve r o g u n d e r s p a l t e g u l ve t . De n or a n g e ci r k e l i g y l l e k a n a l e n u n d e r g r i se n e e r e t u d su g n i n g sr ø r f or p u n k t u d s u g n i n g .
(T e g n i n g : V S P , 2 0 1 3 ).
Punktudsugning har isoleret set ikke effekt på ammoniak, lugt og drivhusgasser, men
giver grundlag for en mere omkostningseffektiv efterfølgende luftrensning.
Ved et forsøg i en vinterperiode i en forsøgsslagtesvinestald med 1/3 drænet gulv og
2/3 spaltegulv blev det fundet, at montering af punktudsugninger i gyllekanalen under
grisenes lejeareal medførte, at udledningen af ammoniak og lugt fra loftudsugningen
blev reduceret med hhv. 65 og 70 % ved en nominel udsugningsydelse af punktudsugningen på 10 m3/t pr. stiplads og 79 og 76 % ved en nominel udsugningsydelse af
punktudsugningen på 20 m3/t pr. stiplads19. Tilsvarende målinger i en sommerperiode
afviste, at udledningen af ammoniak og lugt fra loftudsugningen blev reduceret med
hhv. 82 og 62 % ved en nominel udsugningsydelse af punktudsugningen på 10 m3/t
pr. stiplads og 85 og 66 % ved en nominel udsugningsydelse af punktudsugningen på
20 m3/t pr. stiplads20.
Såfremt det antages, at punktudsugning ikke påvirker staldenes samlede emissioner,
kan det forventes, at den del af emissionerne, der ikke udledes via loftsudsugninger, i
stedet udledes via punktudsugninger. Ved anvendelse af punktudsugning kan det forventes, at mere end 70 % af ammoniakemissionen og mere end 60 % af lugtemissionen kan koncentreres i så lille en luftydelse som 10 m3/t pr. stiplads, hvilket gør det
meget attraktivt at lave delluftrensning, da gaskoncentrationerne i denne lille luftmængde samtidig er højere end normalt for staldluft.
Erfaringer fra Videncenter for Svineproduktion (VSP) viser, at punktudsugning kan
forbedre stihygiejnen i stalde med diffus ventilation, da punktudsugningen sikrer en
forbedret ventilationseffektivitet i den enkelte sti. Som følge af en mere effektiv udsugning af gyllegasser i kraft af punktudsugningerne falder koncentrationen af disse
gasser i staldluften i dyrenes og menneskenes opholdszoner.
VSP vurderer, at ventilationsbehovet i staldene kan reduceres med 10-15 % som følge
af forbedret ventilationseffektivitet, hvilket vil medføre en energibesparelse til ventilation21.
Punktudsugning er en ny teknologi, som kan give en mere omkostningseffektiv reduktion af lugt og ammoniak fra svinestalde. Teknologien er stadig under udvikling/dokumentation og har endnu ingen større udbredelse i hverken Danmark eller
andre lande.
Teknikken kan kombineres med alle kendte luftrensningsteknologier samt høje skorstene. Punktudsugning reducerer energiforbruget og dermed energiomkostningerne
som følge af, at teknologien forbedrer ventilationseffektiviteten i svinenes opholdszone.
Selvom punktudsugning er mere effektiv end traditionel gulvudsugning benyttes det
ikke i scenarierne, da disse er indrettet med delvist fast gulv.
4.12. Gulvudsugning kombineret med luftrensning
Delluftrensning kan yderligere optimeres, hvis luftrenseren tilsluttes et gulvudsugningsanlæg, hvor luften hentes så tæt på gyllen som muligt. Formålet er at koncentrere så stor en andel af ammoniak- og lugtemissionen i så lille en luftmængde som muligt og efterfølgende rense luften, mens den resterende mindre forurenede del af ventilationsluften udledes urenset til det eksterne miljø.
Der er på nuværende tidspunkt gennemført to projekter, som indikerer at gulvudsugning kan anvendes til at koncentrere ammoniak og lugt i en lille luftmængde (10-20 %
af staldens ventilationskapacitet), mens koncentrationen af ammoniak og lugt er lav i
den resterende normale loftsudsugning (Pedersen et al., 2010; Pedersen & Jensen,
2010). Det er dog i forbindelse med Miljøstyrelsens teknologiudredningsprojekt vurderet, at teknologien endnu mangler dokumentation, bl.a. som følge af en risiko for, at
19
Pedersen et al., 2010. Forskellige gulvtyper med og uden gulvudsugning til slagtesvin i en
vinterperiode. VSP meddelelse nr. 878.
20
Pedersen og Jensen. 2010. Forskellige gulvtyper med og uden gulvudsugning til slagtesvin i en
sommerperiode. VSP meddelelse nr. 883.
21
Riis, 2012 Punktudsugning i svinestalde.
http://vsp.lf.dk/Viden/Stalde/Punktudsugning.aspx?full=1
emissionen af ammoniak og lugt kan stige ved uhensigtsmæssig dimensionering af
gulvudsugningsanlægget. Der er et igangværende projekt under GUDP om emissionsforhold ved forskellige former for gulvudsugning med henblik på efterfølgende luftrensning, som skal være med til at afklare dette.
Gulvudsugning i stier med delvist fast gulv og biologisk luftrensning benyttes i scenarierne Klimastald og Velfærdsstald. For yderligere oplysninger se appendiks 8
4.13. Høje ventilationsskorstene
Forhøjede ventilationsafkast – enkelt vis eller som samlet skorstensløsning – kan være
en effektiv metode til at sikre en større atmosfærisk fortynding af de udledte lugtstoffer med henblik på at reducere lugtpåvirkningen hos beboere omkring fx stalde. Lugteffekten kan beregnes ved hjælp af atmosfæriske spredningsmodeller såsom det Operative Meteorologiske Luftkvalitetsprogram OML-Multi.
En sidegevinst ved forhøjet udledningshøjde af ventilationsluften er en lavere risiko for
smittespredning mellem staldsektioner. Ved traditionel afkastplacering opfanges afkastluften i varierende grad af vindens strømning hen over tagfladen og trækkes med
vinden ned i læsiden af stalden, hvor den kan blive suget ind i stalden igen, hvorved
de smitstoffer der måtte være i luften føres tilbage i stalden, herunder til andre staldsektioner. I visse tilfælde kan udbrud af sygdomme i én staldsektion således overføres
til de øvrige staldsektioner via denne kortslutning af ”ventilationssystemet”. Ved forhøjet udledning af afgangsluften fra stalden, reduceres eller elimineres denne mulighed
for ventilationsmæssig kortslutning.
Forhøjelse af ventilationsluftens udledning kan finde sted ved at forhøje de individuelle
ventilationsafkast eller ved at lave en egentlig skorstensløsning, hvor ventilationsluften
fra de enkelte staldsektioner samles i en hovedkanal og føres til skorstenen. Æstetisk/arkitektonisk er den sidste løsning at foretrække. En skorstensløsning passer fint
sammen med fx kemisk luftrensning, som er effektiv i forhold til ammoniak, men ikke
luftstoffer.
Der kan ikke givet generelle tal for hverken lugteffekten eller omkostningerne ved høje
ventilationsskorstene, da dette kræver individuel beregning.
Høje ventilationsskorstene har ingen effekt på emissioner, hvorfor metoden ikke er
relevant i forhold til drivhusgas og ammoniak. For så vidt angår ammoniak, vil metoden kunne benyttes at reducere den specifikke immission (deposition) af ammoniakkvælstof i staldens næromgivelser, hvilket kan være relevant, hvis der i staldens nærområde findes kvælstof-følsomme biotoper. Der findes meteorologiske spredningsmodeller, der kan benyttes til at beregne effekten.
4.14. Højtrykskøling
Et højtryksanlæg består af et dyse system, som udsender forstøvede vandpartikler til
staldluften under et højt tryk (> 70 bar). Størstedelen af de forstøvede vandpartikler
fordamper, og da denne faseovergang er energikrævende afkøles luften, hvilket sænker staldtemperaturen. Højtrykskøling bruges bl.a. til at sænke temperaturen i varme
perioder for at fremme dyrevelfærd og hindre varmestress. Teknologien benyttes bl.a.
i forbindelse med produktion af slagtekyllinger.
Undersøgelser gennemført i slagtesvinestalde viser, at højtrykskøling kan reducere
staldtemperaturen med 1 – 2˚C (Hauesermann et al., 2007). Dette kan have betydning for ammoniakemissionen, da undersøgelser viser, at ammoniakfordampningen i
svinestalde er korreleret med staldtemperaturen (Lyngbye et al., 2006). Den ammoniakreducerende effekt af højtrykskøling er ikke tilstrækkeligt dokumenteret, men i en
mindre undersøgelse fandt man at højtrykskøling tilsat Biosa Air reducerede ammoniakfordampningen fra slagtesvin med 47 % (Maahn et al., 2009). Det er dog ikke klart
om den fundne effekt skyldtes tilsætningen af Biosa air eller effekten af højtrykskølingen. I praksis benyttes højtrykskøling alene i varme perioder med henblik på at køle
staldrum og grise. Den eventuelle ammoniakbegrænsende effekt er derfor begrænset,
og vurderes i denne sammenhæng til at udgøre max 5 %.
Højtrykskøling benyttes i scenarierne Miljøstalden, Klimastalden og Velfærdsstalden.
Yderligere oplysninger kan ses i appendiks 9
4.15. Filtrering af indsugningsluften med henblik på smittebeskyttelse
Der er udviklet systemer til rensning af luftindtaget i svinestalde. Formålet hermed er
at reducere friskluftsindtagets indhold af smittestoffer, som potentielt kan inficere grisene. Teknikkerne omfatter UV-bestråling af luften i luftindtagene samt forskellige
former for mekaniske filtre, fx HEPA filtre, som kan filtrere luften for partikler, herunder bakterier, mykoplasmer og vira.
Implementering giver i sig selv ikke en produktivitetsforøgelse, men giver øget sikkerhed mod luftbåren smitte i besætningen, hvilket kan være særdeles omkostningsgivende. Filtrering af indsugningsluften benyttes primært i besætninger med høj produktionsværdi, fx avlsbesætninger.
Teknikken er bl.a. benyttet i USA22 og Frankrig23.
4.16. Ventilationsteknik
EC-ventilationsprincip
En EC-ventilator er en ventilationsenhed, hvor motorenheden er en EC-motor (elektronisk kommuteret). Denne type elmotor betegnes også PM-motor, og er en motortyper
med permanente magneter i/på rotoren. EC-motor rummer en række fordele i forhold
til asynkronmotorer, nemlig lavere vægt, mindre støj, længere holdbarhed og fremfor
alt en væsentlig bedre energieffektivitet. Særligt ved lave omdrejninger bruger ECventilatorer betydelig mindre energi end ventilatorer med andre typer af motorer, eksempelvis sparemotorer og frekvensregulerede asynkronmotorer. EC-ventilatorer er i
reglen designet således, at EC-motoren er integreret i ventilatorhjulet.
Anvendelse af EC-ventilatorer har en reducerende effekt på den energiforbundne udledning af CO2 i kraft af, at EC-ventilatorerne bruger mindre energi sammenlignet med
andre ventilationstyper. Undersøgelser har således vist at energiforbruget ved ventilation med EC-ventilatorer kan reduceres markant i forhold til ventilering med traditionelle ventilatorsystemer, specielt i perioder, hvor ventilationsbehovet er lavt.
EC-ventilatorer benyttes i alle scenarierne undtaget referencen. For yderligere informationer se appendiks 10
4.17. VE-energiproduktion
Staldanlæggene kan på flere måder bidrage til energiproduktion. Der kan eksempelvis
udvindes energi af restproduktet gyllen (ufordøjede tørstofforbindelser fra foderet,
22
Kristensen og Pedersen. 2011. Filtrering af indsugningsluften forhindrer smitte med sygdomme.
VSP notat nr. 1115.
23
http://www.sodis-france.fr/actualites/
som havner i gødningen) ved hjælp af biogasanlæg eller forgasningsanlæg. Staldanlæggets ydre skal kan også anvendes til integration af strømproducerende solceller.
Biogasproduktion
Ved afsætning af gylle til biogasfællesanlæg afhenter biogasanlæggets tankbiler den
friske svinegylle fra staldens fortank. På biogasfællesanlægget pumpes gyllen over i
reaktoren, hvor den opvarmes til 35-50 °C i 3-4 uger. Under denne proces omdannes
ca. halvdelen af gyllens organiske tørstof til biogas. I forbindelse med processen omdannes også ca. halvdelen af gyllens organiske kvælstofforbindelser til ammonium, og
en stor andel af gyllens lugtstoffer (fx organiske fedtsyrer) nedbrydes. Derved øges
gyllens gødningsværdi og risikoen for lugtgener efter udbringning på marken reduceres.
Efter afgasning returneres gyllen til landmandens gylletank. Under biogasprocessen
øges gyllens pH med 0,5-1 enhed, hvilket øger risikoen for tab af ammoniak under
især lagring af gyllen.
For yderligere informationer om gårdbiogasanlæg se appendiks 11 og appendiks 12.
I stedet for at afhente hele gyllemængden kan gyllen separeres på bedriften og kun
den tørstofrige fiberfraktion transporteres til biogasanlægget. Det giver den fordel, at
væskefraktionen med høj gødningsværdi bliver på bedriften, og potentielt reduceres
ammoniakfordampning og lugtgener efter udbringning.
For yderligere informationer se appendiks 13.
Tørring og forgasning af fiberfraktion
Ved gylleseparering deles gyllen i en fast fraktion (fiberfraktionen) og en flydende
fraktion (væskefraktionen). Ved højteknologiske separering kan der dannes flere flydende fraktioner med henblik på at opsamle gyllens forskellige næringsstoffer i flere
fraktioner. Fiberfraktionen har typisk et tørstofindhold på 30-35 %, indeholder 10-15
% af gyllens volumen og har en relativ høj koncentration af organisk kvælstof og fosfor. Fiberfraktionen indeholder en relativ stor andel af gyllens kvælstof og fosfor. Ved
tørring afdampes størstedelen af fiberens vandindhold og samtidig afdampes ca. 75 %
af fiberens indhold af ammoniumkvælstof (Petersen, 2005). Den fordampede ammoniak kan opsamles og tilsættes væskefraktionen.
Den tørre fiberfraktion indeholder 5-10 % vand og presses til piller i en pillepresse.
Pillerne er lagerstabile og lagres i en silo, inden de skal anvendes til forgasning.
Væskefraktionen er tørstoffattig og derfor meget tyndtflydende. Væsken er meget
velegnet til gødskning af de korn- og rapsafgrøder, som typisk dyrkes på svinebrug.
Derved reduceres ammoniakfordampning og lugtgener efter udbringning.
Ved forgasning opvarmes fiberen under iltfattige forhold, hvorved brændbare gasser
frigives. De brændbare dele af gassen består af CH4, H2 og CO. Desuden indeholder
gassen CO2 samt tjærestoffer. Gassen skal efterfølgende renses og anvendes til kraftvarmeproduktion. Hovedudfordringen ved forgasning har traditionelt været at opnå
tilstrækkelig høj gaskvalitet. Gasrensning, primært fjernelse af tjærestofferne, er en
afgørende udfordring, hvis gassen skal anvendes til el og varmeproduktion. Forgasningsteknologien har en række fordele. Biomassen opbevares tør og kan anvendes,
når der er behov for energi. Forsuret biomasse kan anvendes uden problemer for teknikken. Restproduktet, kaldet Biochar, tilskrives en række fordele for jordens langsigtede frugtbarhed og giver en mulighed for kulstoflagring. Forgasning kræver ikke fedt
eller andre næringsmidler til processen. Af negative forhold kan nævnes, at det orga-
nisk bundne kvælstof i fiberfraktionen mistes, ligesom gassen indeholder tjærestoffer
som skal bortrenses før anvendelse i en gasmotor. Forgasningsteknologierne er under
udvikling, og de økonomiske forhold er derfor ikke dokumenterede.
Solceller integreret i taget
Størrelser og typiske taghældninger på staldbygninger er ideel for placering af solceller, idet retningen mod solen næsten er optimal. Bygningen skal helst være østvestvendt, således at taget vender stik syd. I dag er det mest almindeligt at montere
paneler af solceller uden på det eksisterende tag. Ved at integrere solcellerne i tagkonstruktionen i forbindelse med byggeriet kan man opnå en mere æstetisk løsning end
ved montering af paneler oven på taget. Ulempen er, at den integrerede løsning er
dyrere, og at effekten i varmt vejr kan være lavere, fordi ventilation og afkøling nedsættes. Integration af solceller på staldbygninger er i dag almindelig i Tyskland, men
teknologien har på grund af et andet tilskudsgrundlag kun i begrænset omfang vundet
indpas på danske staldbygninger.
5. INFORMATIONS- OG KOMMUNIKATIONSTEKNOLOGI
(IKT)
Informations- og kommunikationsteknologi (IKT) anvendes i dag i de fleste slagtesvinebesætninger i forbindelse med generel planlægning, styring og kontrol af produktionen (tilvækst, foderoptagelse, fodereffektivitet og sundhed) og til at overvåge og styre
indeklimaet i stalden. Perspektiverne i brugen af IKT er desuden at systemer i stigende
grad bruges til at overvåge sygdomme og velfærd hos slagtesvin samt emissioner fra
slagtesvinestaldene.
5.1.
Produktionsstyring
Data til brug i produktionsstyring kan enten opsamles via hyppige manuelle registreringer, men efterhånden som teknologier bliver udviklet også i flere og flere baseres
på data, som registreres automatisk.
Opsamlede data omsættes til information, som driftslederen kan bruges til beslutningsstøtte på besætningsniveau eller til justeringer på relevante besætningsgrupper.
Principperne for vejen fra data til beslutning og handling ved brug af iKT-systemer er
illustreret i figuren udarbejdet af Cornou og Kristensen (2013)24:
24
Cornou og Kristensen, 2013: Use of information from monitoring and decision support systems
in pig production: Collection, applications and expected benefits. Submitted to Livestock Science,
august 2013.
Det er vanskeligt at fastlægge den økonomiske værdi af IKT til produktionsstyring helt
præcist, da den økonomiske værdi af informationer til beslutningsstøtte hænger tæt
sammen med det management og de menneskelige beslutninger og handlinger der i
den sidste ende bliver gennemført.
Et udbredt IKT-system til brug for produktionsstyring af danske slagesvineproducenter
er programmet WinPig.net (AgroSoft A/S). Programmet er et management system
som udnytter en række datakilder til analyse og beslutningsstøtte. Systemet kan lave
analyser på tilvækst, kødprocenter, medicinforbrug og diverse sammenhænge mellem
produktionstal. Data overføres automatisk fra fx slagteri og kan indtastes manuelt via
en PDA.
5.2.
Overvågning af staldklima
Som et eksempel på brug af IKT til styring af klimaet i slagtesvinestalden har virksomheden SKOV har udviklet et integreret system som gør det muligt at overvåge mange
stalde samtidig – herunder specifikt aktuelle nølgetal for fugt, køling, temperatur og
vandforbrug i forskellige staldafsnit.
Styringsstystemet hedder FarmOnline® og er baseret på at staldcomputeren overfører
data direkte mellem pc’ere via netværk og kræver ikke manuel håndtering af dataoverførsel.
Som en del af overvågningssystemet modtager driftslederen alarmer for staldcomputeren og har mulighed hurtigt at gribe ind efter behov. Alarmerne kan vises som pop upvindue på pc-en eller systemet kan sættes op til at sende en alarm per sms eller mail.
SKOVs integrerede styringssystem er nærmere beskrevet på www.skov.com
Virksomheder som SKJOLD (www.skiold.com) og MUNTERS (www.munters.dk) er
andre danske firmaer med løsninger, som optimerer ventilation og klimastyring i stalde
til slagtesvin ved brug af IKT.
5.3.
Overvågning af enkeltdyr
For at kunne overvåge det enkeltes dyrs adfærd, er det essentielt at have et system
der kan identificere det enkelte dyr. Styringssystemer med integreret RFID (Radio
Frequency Identification) løser denne opgave. Systemet består basalt set af et RFIDtag og en antenne der via et ratiosignal detektere når en bestemt RFID-tag er inden
for rækkevide. Data lagres på en computer eller server og kan senere bruges til styring og overvågning af produktionen. RFID teknologien kan overvåge svinene gennem
hele dets levetid hvor alle relevante informationer om hvert enkelt svin logges. Registreringerne kan f.eks. omfatte indsættelsesdag, vægt, tilvækst, æde- og drikkemønster, overfladetemperatur, medicinering mm. Systemet kan afgive alarm, eller udføre
en handling i tilfælde af forud programmeret hændelse.
Nedenfor er samlet en oversigt over staldteknologier til elektronisk overvågning og en
kort beskrivelse af deres funktioner. Beskrivelserne er et sammendrag af flere forskellige undersøgelser.
Identificeringssystemer
Teknologien kan anvendes på bedriften vha. et øremærke med en RFID-tags, hvor en
modtagerantenne f.eks. er placeret på foderstationen. Dette bruges til at identificere
dyret når det benytter foderstationen. De fleste identifikationssystemer er baseret på
sensorisk overvågning på enkelte dyr niveau. Se endvidere: http://www.epc-
rfid.info/rfid
Vejningssystemer
Vejninger kan udføres manuelt ved hjælp af en vægt eller bedømmes visuelt af landmanden. Automatisk vejning af de enkelte svin kan udføres ved bl.a. delvejning af
grisens forben, og efterfølgende beregning af den samlede vægt. Fuldvejning af grisen
i et vejesystem som f.eks. tilbageholder grise med for lav vægt og lader slagteklare
grise passere til anden indhegning. Fotometri til at vurdere den tredimensionelle form
af den levende gris. Delvejning gør det muligt at estimere vægten inden for 3 til 5 %,
og fotometri kan estimere vægten inden for 2 kilos nøjagtighed.
Temperaturmålinger
Kropstemperaturen kan måles forskellige steder på grisen, herunder ved brug af infrarød sensor eller kamere. Desuden kan temperaturen måles ved sensorer anbraft på
grisen. Måling i øret er en mindre præcis i forhold til vaginal- og rektalmålinger.
Drikkeadfærd
Drikkeadfærd kan overvåges via information fra flowmålere og estimeres ved antallet
af besøg ved hver drikkenippel.
Ædeadfærd
Grisenes ædeadfærd overvåges ved at identificerer det enkelte svins besøg ved fodertruget enten ved hjælp af et RFID-tags eller der ved hjælp af videoovervågning. Foderindtaget kan estimeres ved en kombination af vejning af fodertrug før og efter besøg
ved fodertruget, tid svinet æder samt svinets vægt før og efter foderindtag.
Hoste
Hoste kan konstateres ved brug af mikrofoner, hvor lyden i stalden optages. Baseret
på antallet af host over en tidsperiode kan sundhedsniveauet vurderes.
Aktivitet
Aktivitetsdata kan detekteres automatisk ved hjælp af videometri, infrarøde sensorer/fotoceller samt accelerometre.
Brunst adfærd
Brunst kan detekteres ved at monitere grisens kropstemperatur, aktivitetsniveau og
spiseadfærd.
Drægtighedsinformation
Der kan detekteres en stigning i soens temperatur 6-12 timer før faring.
Faringsindikation
Øget aktivitetsniveau som redebygning kan ligeledes observeres ca. 24 før faring.
5.4.
Robotteknologi
Informations– og robotteknologi i staldsammenhænge findes mest som teknologi under udvikling eller på tegnebordet og nedenstående teknologier er ikke færdigudviklet
eller dokumenteret i fuldskala svineproduktioner. StaldTek er et eksempel på en konceptstald der er baseret på et samarbejde mellem Teknologisk Institut og Syddansk
Universitet. Se endvidere: http://www.teknologisk.dk/ydelser/kan-svineproduktionforegaa-i-en-hoejteknologisk-silo/33355,
http://www.teknologisk.dk/_root/media/53029_Rapport%20%20Dansk%20svineprodu
ktion%20i%20fremtiden.pdf
Sortering efter vægt
Sorteringsrobot i kombination med vejeceller der sorterer grisen efter vægt. Grisen går
ind i en boks og bliver vejet. Afhængigt af vægten åbnes dør nr. 1, retur til stien eller
dør nr. 2, der fører til en opsamlingssti. Herved undgår landmanden belastende arbejde med vejning, og grisene stresses mindre.
Drive-robot
Robotten kan genne grisen hen, hvor det er nødvendigt. Teknologien er et alternativ til
manuelle driveplader til sortering af grise. Teknologien kan kombineres med f.eks.
RFID tag, så robotten selv finder de grise, der skal flyttes.
Flytning af døde/syge grise
Grisene kan flyttes via en lift i loftet. De syge grise skal have en mere skånsom behandling hvorfor en lift med et sejl kan bruges til at flytte grisen. Døde grise kan flyttes via en kæde i benet eller via en slæde med hejs så landmanden ikke belastes.
Injektion af tatoveringsrobot og trykluft/farvemarkering
Injektion ved hjælp af. trykluft er en metode, der allerede benyttes i landbruget i dag.
Behandlede grise farvemarkeres derefter med spraymaling. Et tænkt system er injektion i kombination med farvning som landmanden kan have på ryggen.
Nanny-pig
Robotarm til skånsom flytning af de smågrise, som kommer bagved eller under soen
og derfor bliver mast eller ikke får nok varme eller mælk. Armen skal kunne flytte
rundt på grisene og fordele dem til soens patter, så de mindste grise også får mælk.
Smågrise-redder
Sensorer i gulvet kan detektere, at soen rejser sig op og dysser puster kold luft henover gulvet, så smågrisene flygter væk. Smågrisene kan søge hen i et beskyttet område med varmelame eller lignende, hvilket mindsker risikoen for, at smågrisene lægges
ihjel.
6. MONITERING AF EMISSIONER
6.1.
Strategier for fastlæggelse af emissioner fra stalde
Emissioner fra stalde kan tilvejebringes på to måder:
1. beregnet på grundlag af emissionsfaktorer eller
2. fastlagt ved måling af de faktiske emissioner fra stalden.
Emissionsfaktorer kan være uspecifikke og fx omfatte en dyreart (fx svin), specifikke i
forhold til en dyrekategori (slagtesvin), eller specifikke i forhold til staldsystemet (fx
slagtesvinstier med 2/3 spaltegulv og 1/3 fast betongulv). Valget af niveau for specificitet afhænger af formålet.
Det gældende normtalssystem
Det nationale center for Fødevarer og Jordbrug under Aarhus Universitet udarbejder
årligt normtal for husdyrgødning for de fleste typer af husdyr (art, kategori, opstaldningsform) til NaturErhverv/Fødevareministeriet til brug for landbrugets gødningsplanlægning. Ved udarbejdelsen af normtal indgår der en estimering af tab af kvælstof
(ammoniak-N og denitrificering) i stalden og under lagring af husdyrgødningen baseret
på fastsatte stald- og lagerspecifikke emissionsfaktorer, som angiver hvor stor en andel af den tilførte mængde kvælstof (total-N) eller ammoniakalsk kvælstof (TAN), som
fordamper og derved tabes i hhv. stald og lager.
Emissionsfaktorer for stalde er fastlagt med det formål at beregne normtal for næringsstofindholdet i husdyrgødning afhængig af dyreart, opstaldningsform og gødningshåndtering, hvilket set i forhold til en alternativ anvendelse kan være en udfordring. Emissionsfaktorerne er ikke tilvejebragt via systematiske måleprogrammer eller
ved anvendelse af standardiserede testprotokoller, men indhentet fra forskningslitteraturen i form af forsøgsresultater fra ind- og udland samt baseret på de involverede
personers faglige vurdering. Den enkelte emissionsfaktor må derfor forventes at være
forbundet med en vis usikkerhed, hvilket er fuldt acceptabelt i forhold til det oprindelige formål, hvor emissionen fra stalden kun udgør et enkelt led i en større kæde.
Emissionsfaktorer vil altid være forbundet med en vis variationsbredde forårsaget af
variation i produktionen indenfor det samme produktionssystem, fx variationer i management, klimastyring og genetik mv. Et stort anlagt måleprogram vil ikke i sig selv
reducere variationsbredden for en emissionsfaktor, men vil kunne forbedre prædiktionen af emissionsfaktoren for en given dyrekategori eller staldsystem. Dette afhænger
af, i hvilket omfang variationen for et givent staldsystem kan forklares ved systematiske, kvantificerbare parametre. Det ligger derfor i sagens natur at efterfølgende kontrolmålinger af emissioner fra stalde vil afsløre, at nogle stalde vil være forbundet med
en højere emission end beregnet ud fra emissionsfaktorer, mens andre stalde har en
lavere emission end beregnet.
Standardiserede emissionsfaktorer
Fastlæggelse af emissionsfaktorer for staldsystemer kan finde sted på et mere systematisk grundlag end førnævnte normtalssystem ved fx at følge en veldefineret måleprotokol, som detaljeret beskriver, hvordan og i hvilket omfang der skal måles. VERAtestprotokollerne (Verification of Environmental technologies for Agricultural Production) har således udarbejdet standardiserede testprotokoller med henblik på fastlæggelse af effekter af miljøteknologi i stalde. er eksempler på testprotokoller, der er udviklet
specifikt med henblik på at sammenligne miljøteknologier med en reference og er udviklet i et samarbejde mellem Danmark, Holland og Tyskland, med henblik på gensidig
anerkendelse af testresultater tilvejebragt i deltager landene.
Standardiserede test foretages af certificerede testinstitutter, og omkostningerne herfor er relativt høje grundet testomfang og høje analyseomkostninger til især lugtmålinger. En VERA-test af et staldsystem koster 1-2 mio. kr. pr. staldtype (NH3, lugt og
støv, men ikke drivhusgasser). Det er imidlertid ikke på forhånd givet, at en testprotokol med henblik på fastlæggelse af emissionsfaktorer, nødvendigvis skal have samme
omfang som en VERA-protokol.
Omkostningerne vil være markant højere sammenlignet med det eksisterende normtalssystem men vil alt andet lige være forbundet med en større nøjagtighed. Som
nævnt ovenfor vil fastlæggelsen af normtal altid være forbundet med en vis variationsbredde som følge af naturlig variation indenfor det enkelte staldsystem. Systemverifikationen vil ikke ændre på dette forhold, men en systematisk dataindsamling vil
bidrage til, at der kan sættes tal på denne variation.
Standardiserede emissionsfaktorer med løbende overvågning
Emissioner fra et givet staldsystem udvikler sig typisk over tid som følge af ændringer
i fx dyrenes genetik, ændret fodringspraksis, management osv. Emissionsfaktorer er
som udgangspunkt statiske, med mindre der jævnligt tilvejebringes fornyet dokumentation. Der er således risiko for at beregnede emissioner med tiden skrider i forhold til
den faktiske emission. Metoden, der benyttes i det gældende normtalssystem tager
dog i en vis udstrækning hensyn til ændringer i fodersammensætning og produktivitet,
idet fx ammoniakemissionen beregnes på grundlag af den udskilte mængde kvælstof i
gødningen. Alligevel bør det overvejes at supplere beregningen af emissioner fra en
given stald med monitering, som kan gennemføres på et mindre omfangsrigt grundlag
og som vil kunne gennemføres som egenkontrol eller tredjepartskontrol.
Dokumentation ved måling af emissioner på ejendomsniveau
Ved individuel dokumentation af emissioner fra en stalde er det den enkelte husdyrproducent, som via et veltilrettelagt egenkontrolprogram dokumenterer emissionerne.
Egenkontrollen vil typisk skulle suppleres med målinger foretaget af en uafhængig
instans, såkaldt tredjepartskontrol.
Hvis hver stald udstyres med målevinger i ventilationsafkastene, og der løbende udtages luftprøver til analyse for ammoniak, kuldioxid, metan og lattergas, vil emissionen
fra staldene kunne fastlægges med meget stor nøjagtighed og præcision, idet usikkerheden ved fastlæggelsen stort set vil være begrænset til den usikkerhed, som knytter
sig til målesystemet.
På nuværende tidspunkt forekommer implementering af fuldstændig dokumentation af
emissionerne på et husdyrbrug ikke realistisk. Dette vil være særdeles kostbart, hvilket ikke vil stå i forhold til værdien af de mange målinger (øget nøjagtighed), som er
forbundet med fremgangsmåde.
Et mere realistisk måleprogram for dokumentation af emissionerne på hvert enkelt
husdyrbrug kan baseres på et passende antal stikprøver af emissionen, hver typisk af
en varighed på et døgn for at eliminere effekten af døgnvariationer. I VERA-protokollen
for verifikation af miljøteknologier i stalde er der krav om minimum 6 døgnmålinger
(stikprøver) af ammoniakemissionen fordelt over et år på hver af to besætninger i hhv.
en forsøgsstald og en kontrolstald. Det nødvendige antal af stikprøver afhænger dog af
variationen i emissionerne i den enkelte stald.
EU-retten25 opererer med et pladsbegreb og med emissioner pr. år pr. stiplads, mens
Danmark for så vidt angår slagtesvin administrativt fastlægger ammoniakemissionen i
forhold til antallet af producerede grise. Det såkaldte Husdyrreguleringsudvalg anbefaler derfor, at Danmark skal ændre praksis og begynde at operere med pladsbegrebet i
overensstemmelse med IE-direktivet26. En følge heraf vil bl.a. være at årtidsvariationer i emissioner er irrelevante. Der vil dog forekomme udsving i emissionen fra år til
år, fx som følge af forskelle i vejrliget, fx hedebølger som erfaringsmæssigt kan give
voldsomme hygiejne-problemer i visse staldtyper med fast gulv og deraf følgende forøgede emissioner.
Det vil da være svineproducentens ansvar at foretage korrigerende handlinger herfor
ved planlægning og gennemførelse af driften, fx via reduceret produktion eller via øget
brug af miljøteknologi (luftrensning). Alternativt kunne man forestille sig en reguleringsmodel med løbende årlig opgørelse af ammoniakemissionen og deraf følgende
justering af udledningstilladelsen for ammoniakemission det følgende produktionsår,
og sådan at den kumulative målte ammoniakemission for hele godkendelsesperioden
ikke overstiger godkendelsens udledningstilladelse. Dette ville give landmanden længere frist til at foretage korrigerende handlinger uden, at det eksterne miljø derved
lider skade, idet år med højere emission af ammoniak efterfølges af år med lavere
emission.
6.2.
Måleteknik til måling af emissioner fra svinestalde
Gas-emissioner udtrykker mængden af gas, der udledes (emitteres) til det eksterne
miljø pr. tidsenhed, fx sekund, time, døgn eller år, fx kilogram ammoniak pr. år. For at
komme frem til dette tal, kræves der samtidig måling af gaskoncentrationen og ventilationsydelsen, idet emissionen beregnes som produktet af gaskoncentrationen og
25
26
IE-direktivet (Industrial Emissions Directive).
Anbefalinger fra Husdyrreguleringsudvalget, juni 2011.
ventilationsydelsen, dvs. E = K x V, hvor E er emissionen i g/time, K er gaskoncentrationen i g/m3, og V er ventilationsydelsen i m3/time.
Måling af ventilationsydelse
I mekanisk ventilerede stalde med veldefinerede luftafkast kan ventilationsydelsen
fastlægges med stor præcision og nøjagtighed ved anvendelse af en såkaldt målevinge, som er et vingehjulsanemometer, som er fremstillet til in-line måling i luftkanalerne. Der eksisterer kommercielle ventilationsanlæg, som har indbygget målevinger for
direkte måling af det enkelte ventilationsafkasts ydelse, fx Fancom BV og Veng System. Prisen afhænger af fabrikat og model og koster typisk få tusinde kroner pr. enhed. Dertil kommer en enhed, der kan omsætte signalerne fra målevingerne til en
ventilationsydelse. Målevinger er udsatte for korrosive gasser, støv samt fugt i forbindelse med fx rengøring af stald og ventilationsanlæg og kræver jævnlig kontrol og
kalibrering. De må derudover forventes at have en relativt kort forventet levetid med
deraf følgende behov for udskiftning. Desuden giver målevinger anledning til forøget
modstand i ventilationsafkastet og dermed til øget energiforbrug- og -omkostninger.
SKOV ventilation A/S har nyligt taget patent på en ny metode til fastlæggelse af ventilationsydelsen. Systemet hedder Dynamic Air og består af en tryksensor, som måler
trykforskellen mellem staldrummet og ventilationsskorstenen. Klimacomputeren beregner ventilationsydelsen i afkastet baseret på denne information i kombination med
oplysninger om afkastets spjældindstilling. Indtil videre kan Dynamic Air kun fås til
SKOV’s model DA-600 skorstene.
For punktmålinger kan der som alternativ til målevinger anvendes håndbårne anemometre såsom vingehjulsanemometre, varmetrådsanemometre og pitotrør, idet der
foretages traverserende målinger på tværs af luftkanalens diameter efter en standardmetode. Dette giver dog målinger med en ringere præcision og nøjagtighed end
tidligere nævnte målevinge og kan endvidere kun benyttes til punktmålinger.
På mange klimastyringskonsoller kan ventilationsydelsen aflæses som ”%-ventilation”.
Dette er dog oftest en nominel værdi, som typisk er forbundet med en varierende
præcision og nøjagtighed som følge af varierende driftsbetingelser såsom varierende
tryk i ventilationsrøret som funktion af ventilationsydelse, spjældindstilling og vindpåvirkning. Som udgangspunkt vil denne værdi således ikke kunne danne grundlag for
en præcis fastlæggelse af ventilationsydelsen som input til en emissionsberegning.
Indirekte måling af ventilationsydelse
I naturligt ventilerede stalde er luftindtag og luftafgange oftest ikke veldefinerede,
hvorfor direkte måling af ventilationsydelsen ikke kan finde sted. Som alternativ kan
der benyttes en indirekte målemetode ved anvendelse af en sporgas. Til dette formål
kan anvendes kuldioxid (CO2) der produceres af dyrene i stalden som følge af dyrenes
metaboliske omsætning. Da dyrene er fordelt i hele staldarealet, kan der sikres en god
fordeling af sporgassen i staldrummet. Metoden regnes for at give acceptable resultater under forudsætning af, at der foretages målinger over tilstrækkelig lang tid, typisk
et døgn for at udligne variationer i dyrenes udledning af kuldioxid som følge af variationer i dyrenes aktivitetsniveau og klimaforhold samt arbejde i stalden. Metoden kræver viden om dyrs udskillelse af kuldioxid og involverer korrektion for forskellige parametre såsom staldtemperatur og produktion (daglig tilvækst og aktivitetsniveau). I
stalde med dybstrøelse bidrager denne med en betydelig mængde kuldioxid, hvorfor
kuldioxid ikke er velegnet i sådanne stalde.
Andre sporgasser end CO2 kan benyttes. Ved anvendelse af sporgasser skal det sikres,
at de fordeles effektivt i staldrummet, hvilket kan være en stor udfordring grundet
staldes størrelse.
Indirekte målinger af ventilation baseret på sporgas kan også benyttes i mekanisk
ventilerede staldrum og er fx en accepteret metode i henhold til VERA-testprotokollen.
Direkte målinger er dog forbundet med mindre måleusikkerhed og må derfor foretrækkes, hvor det er muligt.
Måling af gasser
I det følgende gives en oversigt over de mest relevante principper for måling af ammoniak, kuldioxid, metan og lattergas i stalde, herunder en vurdering af deres egnethed i forhold til rutinemæssig anvendelse på landbrug.
Fotoakustisk spektroskopi (FAS)
FAS er en såkaldt non-dispersiv Infrarød (NDIR) teknik, hvor en gas i et målekammer
udsættes for modulerende lys. Den absorberede lysenergi afgives i overvejende grad
som varme i takt med modulationsfrekvensen, hvorved der opstår trykbølger, som
detekteres som lyd af en mikrofon og som efterfølgende omregnes til en koncentration. Teknikken kan benyttes til kvantificering af gasser som absorberer lys i det infrarøde område, herunder ammoniak, kuldioxid, metan og lattergas, som er de vigtigste
gasser af relevans for landbrugsproduktion. Måleprincippet er forbundet med risiko for
krydsfølsomhed for andre stoffer, idet absorptionen af lys ved en given bølgelængde
ikke er specifik for den enkelte gas. Der kan således være flere gasser, som absorberer ved samme bølgelængde.
Et eksempel på et instrument som benytter sig af FAS er Innova 1412 Photoacoustic
Gas-monitor (Lumasense A/S). Denne kan semi-kontinuerligt måle i alt fem gasser.
Dermed kan der måles ammoniak, kuldioxid, metan og lattergas med samme instrument, hvilket er en stor fordel. Instrumentet kan anvendes til både semi-kontinuerlige
målinger i stalde samt før og efter luftrensere.
Følgende leverandøroplyste detektionsgrænser er angivet for gas-monitoren: ammoniak: 0,2 ppm, kuldioxid: 1,5 ppm, metan: 0,2 ppm og lattergas: 0,03 ppm. Detektionsgrænsen angiver den laveste koncentration af en given gas, som instrumentet kan
måle. Ved så lave koncentrationer kan instrumentet kun detektere gassen, mens det
ikke kan fastlægge koncentrationen. Først når koncentrationen af gasses overstiger
kvanticeringsgrænsen, kan instrumentets udlæsning bruges som grundlag en kvantitativ måling. En typisk værdi for kvanticeringsgrænsen er 3 gange detektionsgrænsen.
Innova 1412 Photoacoustic Gas-monitor koster ca. 375.000 kr. inkl. software samt
filtre for måling af ammoniak, kuldioxid, metan og lattergas. Instrumentet kan i sig
selv kun måle på én kanal (ét ventilationsafkast). Tilkøb af en multipoint-sampler (Innova 1309) giver mulighed for at øge antallet af målepunkter til 12 (ventilationsafkast). En Innova 1309 multipoint sampler koster ca. 150.000 kr. Gas-monitoren kan
styre to multipoint-samplere, hvilket giver mulighed for successiv sampling fra i alt 24
ventilationsafkast. Derudover omfatter et komplet målesystem slanger, pumper, filtre,
kondenssikring m.m. Leverandøren anbefaler, at instrumentet minimum én gang årligt, hvilket koster ca. 30.000 kr. Dertil kommer evt. serviceeftersyn. Instrumentet er
kompetencekrævende i anvendelse og vedligeholdelse og må anses for uegnet til brug
for egenkontrol.
NDIR sensorer
Mange gasser, herunder drivhusgasserne absorberer energi i det infrarøde område.
Absorptionen ved forskellige bølgelængder afhænger af molekylets opbygning og der
vil være IR-bølgelængder, som et givent molekyle responderer særligt meget ved.
Disse bruges ved NDIR, idet der foran IR-lyskilden i instrumentet indsættes et filter,
som kun tillader passage af den ønskede bølgelængde, som målegassen absorberer.
Absorptionen af lysenergien afhænger af målegassens koncentration og af længden af
lysvejen, hvilket anvendes ved kvantificering af gassen. Metoden besidder en relativ
stor grad af krydsfølsomhed, idet absorptionen ved en given bølgelængde ikke er begrænset til én gas.
Instrumenter, der anvender NDIR-måleprincippet kan i princippet anvendes til måling
af gasser i ventilationsafkastene fra stalde. Sensorerne er typisk udviklet til brug som
alarmsensorer og derfor for typisk ikke tilstrækkeligt følsomme ved måling af ammoniak, metan og lattergas i de koncentrationer, som typisk findes i stalde. NDIR-sensorer
dog normalt tilstrækkeligt følsomme til måling af kuldioxid-koncentrationen (CO2) i
staldluft. Det finske firma Vaisala producerer NDIR sensorer, som har været benyttet i
mange undersøgelser til måling af kuldioxid i stalde. Et eksempel på en sådan produkt
er CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series GMT222 (Vaisala) med en måleusikkerhed på ±105 ppm i måleområdet 0 til 3000 ppm kuldioxid, hvilket normalt vil være
tilstrækkeligt til brug i stalde. Prisen for denne er ca. 7.500 kr. Vaisala producerer
også mere præcise og dyrere sensorer (fx CARBOCAP 343).
NOx-analyzer
Dette måleprincip omfatter en indirekte måling af ammoniak og er baseret på en totrins analyse. Først sker der en omdannelse af ammoniak til kvælstofmonooxid (NO) i
en katalytisk konverter, og dernæst oxideres NO til NO2 ved hjælp af ozon i en NOxanalyzer, som endvidere måler koncentrationen af NO2 ved hjælp af chemiluminescent-metoden, idet elektronisk exiteret NO2 henfalder til et lavere energiniveau
under samtidig udsendelse af lysenergi, som detekteres og omsættes til en koncentration.
Metoden har været benyttet i forbindelse med husdyrrelateret forskning i Holland,
Belgien, USA og Danmark. Metoden er meget følsom; et fabrikat har således en detektionsgrænse på ca. 1 ppb (parts per billion) og en præcision på ca. 0,5 ppb og kan
operere i to valgbare områder (0-50 ppb hhv. 0-2000 ppb), dvs. lavere koncentrationer, end der normalt findes i lukkede stalde. Til ulemperne hører, at metoden kun kan
måle én gas, ammoniak. NOx måles som et led i analysen, men denne gas er uden
betydning i nærværende sammenhæng. Et instrument koster ca. 200.000 kr.
Instrumentet måler kun på én kanal (ventilationsafkast) og skal suppleres med en
multiplekser for automatisk og semi-kontinuerligt at kunne måle koncentrationen i
flere ventilationsafkast successivt. Instrumentet er kompetencekrævende i anvendelse
og vedligeholdelse og må anses for uegnet til brug for egenkontrol i svinestalde.
Fourier Transform Infrarød Spektroskopi (FTIR)
FTIR baserer sig på såkaldt optisk adsorptions-spektroskopi, idet instrumentet udnytter molekylers evne til at absorbere lys i det infrarøde område. FTIR spektrometre kan
således måle alle for landbrug relevante gasser, dvs. ammoniak, metan, lattergas og
kuldioxid. Den bagvedliggende teori er kompliceret og omtales ikke yderligere i nærværende notat. Måleprincippet er forbundet med risiko for krydsfølsomhed for andre
stoffer, idet absorptionen af lys ved en given bølgelængde afhænger af typerne af molekylære bindinger, hvilket ikke er specifik for det enkelte molekyle. Metoden giver dog
større mulighed end FAS for korrigere herfor. Måleprincippet benyttes såvel forsk-
ningsmæssigt (bl.a. emission af gasser fra vulkaner) som til rutinemæssige industrielle
måleopgaver (røggasrensning og forbrændingsmotorer). Detektionsgrænse og følsomhed af FTIR spektrometre afhænger helt af det enkelte instruments specifikation, men
der findes fabrikater (modeller med multipass celle) med en følsomhed, som er relevant for stalde, mens andre konfigurationer (open-path modeller) giver mulighed for at
måle gasser i det eksterne miljø. Sidstnævnte type kan potentielt finde anvendelse i
store staldrum, fx naturligt ventilerede stalde og fjerkræstalde. FTIR-instrumenter er
relativt dyre i indkøb (mere end 500.000 kr.). Hvis der skal måles i multiple afkast skal
instrumentet suppleres med en multiplekser. Instrumentet er kompetencekrævende i
anvendelse og vedligeholdelse og må anses for uegnet til brug for egenkontrol på et
landbrug.
Elektrokemiske sensorer
Gassensorer der baserer sig på et elektrokemisk (EC) måleprincip har været benyttet i
en del emissionsrelaterede undersøgelser indenfor landbrugsforskningen. ECprocessen er forbundet med et forbrug af kemikalie, hvorfor EC-sensorer har en begrænset levetid, der afhænger af ammoniakkoncentrationen prøveluften. Sensorprincippet benyttes derfor hyppigst som alarmsensor eller lækageovervågning. Firmaet
Dräger’s EC-baserede NH3-sensor har en forventet levetid på mindst 18 måneder. Detektionsgrænsen er angivet til 5 ppm, hvilket ikke er tilstrækkeligt følsomt ved koncentrationsmålinger i forbindelse med fx luftrensningsanlæg samt i naturligt ventilerede stalde. I mange mekanisk ventilerede stalde er ammoniakniveauet ligeledes så lavt,
at EC-sensoren ikke kan fastlægge ammoniakkoncentrationen med tilstrækkelig sikkerhed og præcision. Sensoren kræver hyppig kalibrering. EC-sensoren er i nogen
grad krydsfølsom over for andre gasser. Prisen på EC-sensorer er relativt lav og koster
typisk få tusinde kroner.
Vådkemiske metoder
De fleste vådkemiske metoder er standardiserede metoder, hvor analyten (her ammoniak) i prøveluften opsamles i en passende syreopløsning (fx borsyre eller svovlsyre) i
vaskeflasker vha. en lille luftpumpe, og efterfølgende analyseres i laboratoriet. Indholdet af ammoniak i luften findes kvantitativt ved titrering eller ved kolorimetri. Der
samples typisk fra én time og op til et døgn. Metoden kan således ikke bruges til kontinuerlige målinger. Analysemetoden er meget følsom (0,01-1 mg/l), men er samtidig
arbejdskrævende og der er flere mulige fejlkilder forbundet med analysemetoden,
hvilket kræver fornøden kompetence ligesom anvendelsen af ætsende kemikalier kræver iagttagelse af fornødne sikkerhedsforhold. Prisen per analyse er lav, men afhænger
stærkt af antallet af prøver.
Denudere
En denuder er et glasrør indvendigt er belagt med en syre, fx oxalsyre. Når der aktivt
trækkes luft gennem denuderen binder luftens indhold af ammoniak sig til syrebelægningen, som efter endt sampling skylles ud ad røret med demineraliseret vand og analyseres vha. en vådkemisk metode (se 6.6). Aktive denudere bruges fortrinsvis til korttidssampling og er angiveligt nemmere at håndtere end vaskeflasker. Denudere findes
også i såkaldt passive udgaver, hvor røret kun er åbent i den ene ende. Ved eksponering for prøveluften trænger ammoniakholdig luft passivt ind i den åbne ende af denuderen ved diffusion. Metoden har været anvendt i forbindelse med bl.a. atmosfæreforskning.
Gasdetektionsrør
Gasdetektionsrør består af glasrør indeholdende et partikulært materiale, som giver en
farvereaktion ved udsættelse for en specifik gas (ammoniak, kuldioxid). Metodens
fortrin er den operationelle og funktionelle enkelthed. Målingen foretages meget enkelt
ved at bryde glasrøret i begge ender og stikke den ene ende ind i en håndbåret pumpe, som trækker en veldefineret luftmængde gennem glasrøret. Metoden kan kun bruges til punktmålinger og tager ca. 1 minut at udtage. Litteraturen angiver forskellige
værdier for præcisionen og nøjagtigheden af forskellige fabrikater (Dräger, Kitagawa,
Gastec) og typer af detektionsrør. Følsomheden er passende i forhold til ammoniakkoncentrationer der normalt optræder i stalde, men typisk ikke lav nok til måling af
udendørskoncentrationer. Gasdetektorrør koster 20-30 kr. pr. analyse. Gasdetektionsrør kan ikke anvendes ved udførelse af såkaldte VERA-test (www.veracert.eu). Gasdetektionsrør har været benyttet forsøgsmæssigt til løbende kontrol/kalibrering af andre
målesensorer fx Dräger’s EC-sensor.
Gaskromatografi (GC)
Gaskromatografi er en meget alsidig metode til måling af gasser herunder drivhusgasserne kuldioxid, metan og lattergas, hvorimod metoden ikke benyttes til måling af
ammoniak. Ved en måling injiceres en gasprøve i en GC-kolonne, som er et langt,
tyndt gasrør indeholdende et porøst medie. Sidstnævnte benyttes ved analyse af metan og lattergas. Ved en analyse separeres den injicerede prøve, således at nogle gasser passerer hurtigere gennem kolonnen end andre. Ved anvendelse af en passende
detektor, kan der foretages kvantitative målinger. Metoden er meget følsom og kan
detektere gasser i lave ppb-område (parts per billion). Metoden anvendes typisk
forskningsmæssigt på grund af dens følsomhed og alsidighed, men instrumentet er ret
kostbart og kræver stor faglig kompetence at anvende og kan således ikke benyttes
rutinemæssigt til egenkontrol på et landbrug. Instrumentet er heller ikke ”førstevalg”
for testinstitutter, da disse ofte foretrækker mere mobile og robuste måleinstrumenter.
Måling af lugt
Lugt måles ved såkaldt olfaktometri, som kan gennemføres efter en standardiseret
metode (EN 13725). Ved olfaktometri udtages en luftprøve ved kilden i specielle poser,
der er fremstillet af TEDLAR eller Nalophan og transporteres til et lugtlaboratorium,
hvor luftprøven analyseres ved hjælp af et olfaktometer, som basalt set er et instrument, der fortynder prøveluften og leverer den til et antal trænede lugtdommere. Ved
en analyse fremstiller olfaktometret en fortyndingsrække med henblik på at finde den
fortyndingsgrad, hvor netop halvdelen af lugtdommerne kan lugte noget, mens den
anden halvdel ikke kan, dvs. ikke kan skelne den fortyndede lugtprøve fra en lugtfri
luft. Denne fortyndingsgrad angiver ligeledes antallet af lugtenheder i prøveluften, idet
1000 lugtenheder svarer til at prøveluften skal fortyndes 1000 gange for at nå lugttærskelværdien.
Olfaktometri er forbundet med en stor måleusikkerhed som følge af variationer i parametre såsom dommernes følsomhed, olfaktometer, prøveudtagning samt lugttab i
perioden mellem prøveudtagning og analyse. Som en følge heraf skal der analyseres
mange lugtprøver for at opnå et resultat med en ”fornuftig” usikkerhed.
I henhold til tidligere nævnte VERA-testprotokol for staldsystemer omfattende casecontrol undersøgelser på to ejendomme med husdyrproduktion skal der gennemføres
minimum 6 måledage fordelt over hele året samt 6 måledage ved udetemperaturer
over 16°C og udtagning af minimum 3 lugtprøver pr. stald/sektion pr. måledag. De 6
måledage fordelt over året er fastlagt under hensyntagen til Tyskland og Holland, hvis
lugtregulering baserer sig på gennemsnitsbetragtninger og ikke worst-case, som den
danske lugtregulering baserer sig på.
Forskning ved Aarhus universitet har endvidere påvist, at der sker betydeligt tab af
lugtstoffer umiddelbart efter prøveudtagning, hvilket påvirker prøvens indhold af lugtstoffer på tidspunktet for lugtanalysen. Dette betyder meget for lugtprøver fra stalde,
som er relativt lugtsvage sammenlignet med mange ”industrilugte”. Der er endvidere
betydelig variation i resultaterne opnået på forskellige lugtlaboratorier, selvom de følger den samme analyse-norm. Dette bør give anledning til overvejelser i forhold til
metodens validitet på det nugældende grundlag. På nuværende tidspunkt kan det således ikke anbefales, at lade lugtmålinger indgå rutinemæssigt til dokumentation af
lugtemissioner fra svinestalde.
En nyere metode kaldet PTR-massespektrometri (PTR-MS) kan benyttes til at identificere lugtstofferne, som giver anledning til lugt. Det er på længere sigt forhåbningen,
at PTR-MS eller lignende analysemetoder i sammenhæng med viden om lugtpåvirkningen af de enkelte lugtstoffer kan danne grundlag for en mere repræsentativ og reproducerbar metode til at kvantificere lugt fra svinestalde. Dette kræver yderligere forskning samt ændring af den lovgivning, der regulerer husdyrproduktionens lugtemissioner.
6.3.
Konklusion
På nuværende tidspunkt er der ikke fundet tilstrækkeligt robuste kommercielle målesystemer til brug for måling af emissioner fra månegrise-stalden. Det fremherskende
måleprincip ved fastlæggelse af emissioner fra stalde er fotoakustisk spektroskopi,
som udmærker sig ved være et multigas-instrument, der kan detektere de relevante
gasser i de koncentrationer, som er almindeligt forekommende i staldmiljøer. I kombination med samtidig fastlæggelse af ventilationsluftskiftet i staldene, typisk ved hjælp
af såkaldte målevinger, kan emissionerne bestemmes med korte tidsintervaller. Målesystemerne er dog bekostelige i anskaffelse såvel som drift og vedligeholdelse, og de
kræver dertil stor faglig kompetence at benytte. Systemerne anvendes derfor forskningsmæssigt og til gennemførelse af kontrollerede undersøgelser/test. De er derimod
ikke egnet til rutinemæssig brug på et landbrug.
Såfremt rutinemæssige emissionsmålinger på de enkelte landbrug ønskes realiseret,
vil det være nødvendigt at udvikle målesystemer til en acceptabel pris. Målesystemer
skal være robuste for at kunne operere i det relativt korrosive miljø, der findes i stalde. Landmænd kan ikke forventes at besidde måleteknisk kompetence, og det vil derfor være nødvendigt, at målesystemerne har karakter af turn-key anlæg, som kræver
et minimum af overvågning og vedligeholdelse. En sådan egenkontrol/dokumentation
vil med fordel kunne suppleres med ekstern kontrol, i form af kontrol af egenkontrollen
og/eller kontrolmålinger.
For så vidt angår lugt, kan den nugældende regulering af husdyrproduktionen opfattes
som en emissionsbaseret regulering, idet lugtemissionen fra et husdyrbrug fastsættes
beregningsmæssigt. På nuværende tidspunkt kan det ikke anbefales, at lade lugtmålinger indgå rutinemæssigt til dokumentation af lugtemissioner på det enkelte landbrug, fordi målemetoden er forbundet med stor usikkerhed. Det er således nødvendigt
at udtage mange lugtprøver for at kunne fastslå lugtkoncentrationen med rimelig præcision. I forhold til nøjagtighed er metoden stærkt problematisk. Det anbefales, i stedet at undersøge mulighederne for at inddrage lugtstof-baserede kriterier i reguleringen af lugt, som det eksempelvis er tilfældet i Japan, hvor virksomheder som alternativ til olfaktometriske lugtmålinger kan vælge at blive reguleret efter et antal lugtstoffer. Det har den fordel, at fastsatte kriterier for lugtstof-emissioner kan eftervises ved
hjælp af en reproducerbar målemetode.
Fælles for begge metoder er, at et permanent installeret in-line målesystem til dokumentation af emissioner vil være omkostningstungt og vil kræve betydelig vedligeholdelse. Staldluft er stærkt korrosiv, og pumper og lignende har erfaringsmæssig begrænset levetid ved konstant eksponering for staldluft. Filtre, som skal forhindre støv i
at trænge ind i og kontaminere følsomt apparatur, kræver hyppig udskiftning, og slangeføringer for transport af prøveluft til et målecenter bliver utætte som følge af gnaverangreb eller mekaniske påvirkninger. Målevinger for fastlæggelse af ventilationsydelse er ligeledes udsatte for korrosive gasser, støv samt fugt i forbindelse med fx
rengøring af stald og ventilationsanlæg og kræver jævnlig kontrol og kalibrering, hvilket som udgangspunkt skal ske i en ventilationsprøvestand på et testinstitut eller hos
leverandøren af ventilationsanlægget. De må derudover forventes at have en relativt
kort forventet levetid og således kræve udskiftning.
Gennemførelse af måleprogrammer som beskrevet kræver endvidere betydelig faglig
kompetence, som ikke kan forventes besiddet af en landmand. Alternativet er at målingerne foretages af testinstitutter, som besidder såvel kompetencerne og det nødvendige måleudstyr. Dette vil dog være forbundet med store årlige omkostninger.
7. KONCEPTSTALDE
7.1.
Herkules
Herkules er et staldkoncept baseret på stier med delvist fast gulv, kildeseparering,
opkoncentrering af næringsstofferne i urin og fæces til gødningskoncentrater og rensning af staldluften. Herkules-projektet blev iværksat i 1998 som et samarbejde mellem
Wageningen universitet, IMAG og Research Station for Pig Husbandry samt 6 firmaer.
Fi g u r 9 . Ko n ce pt u e l o ve r s i g t o ve r H e r k u l e s -s y st e me t .
Hercules er opbygget omkring en slagtesvinestald med delvist fast gulv, hvor grisene
tildeles vådfoder baseret på et højt indhold af agroindustrielle biprodukter. Grisene
tildeles strøelse, og husdyrgødningen separeres under spaltegulvet ved kildeseparering, idet fæces og urin separeres ved hjælp af et gødningsbånd.
Stalden er indrettet med 75 % fast gulv (beton) og 25 % spaltegulv. Transportbåndet
er konkavt, således at urin og anden væske løber af båndet, mens fæces og strøelse
tilbageholdes på båndet. Gødningsbåndet kører med en hastighed på 2 m/minut
under drift, hvor fæces og strøelse skrabes af båndet og opsamlet forenden af
transportbåndet. Urinen opsamles i de 2 tagrender i siderne.
Fi g u r 1 0 . S n i t a f H e r cu l e s -st a l d . A : b e t o n g u l v , B : sp a l t e g u l v, C : B a g v æ g , D: T r a n sp or t b å n d ,
E : u r i n o ps a ml i n g .
Den faste fraktion stabiliseres via en styret komposteringsproces. Formålet med behandlingen er produktion af organisk gødning med en højere gødningskvalitet end
gylle samt reducerede lager- og transportomkostninger. Inden kompostering tilsættes
halm til gødningsfiberen (5 % w/w).
Urinfraktionen forsures med salpetersyre, og anvendes som scrubbervæske i en packed bed-skrubber, idet ammoniakken fjernes fra udsugningsluften fra stalden og fra
komposteringsprocessen. Samtidig inddampes den forsurede urin, hvilket resulterer i
en koncentreret flydende kvælstofgødning. Energien til fordampningsprocessen stammer fra grisenes varmeproduktion, som opvarmer staldluften.
Miljøeffekt
Lavere frigivelse af ammoniak og lugt fra delvis fast gulv sammenlignet med fuldspaltegulv. Forudsætter dog god stihygiejne.
Lavere produktion af ammoniak, lugt og metan pga. gødningsbånd og hurtig fjernelse
af husdyrgødningen sammenlignet med håndteringen af husdyrgødningen som gylle.
Lavere emission af ammoniak fra stalden samt komposteringsanlæg som følge af luftrensning.
Risiko for dannelse af lattergas i forbindelse med komposteringsprocessen. Dette søges reduceret ved at regulere luftmængden.
Dyrevelfærd
Fast gulv og anvendelse af strøelse antages at forbedre grisenes velfærd.
Arbejdsmiljø
Fast gulv og kildeseparering medfører lavere ammoniak- og hydrogensulfidkoncentrationer i staldluften.
Reduceret patogenniveau i både den komposterede fiberfraktion og i urinfraktionen.
Anvendelse af koncentreret salpetersyre til forsuring af urin kan være forbundet med
øget arbejdsrisiko pga. ætsningsfare.
Risiko for øget lugtproduktion ved koncentreringen af urin i skrubberen. Årsagen menes at være tilstedeværelsen af flygtige fedtsyrer og fenoler. Lugten aftager ved fordampning af vand og dermed stigende koncentration af urin.
Energiforbrug
Energiforbrug til drift af gødningsbånd.
Energiforbrug til drift af blæser til fiberfraktionssystemet.
Energiforbrug til drift af pumpe til luftvaskeren.
Ressourceforbrug
Der tilføres salpetersyre til urinen, inden den anvendes i luftvaskeren.
Utilsigtede effekter
Ukendt.
Økonomi
Ukendt, angiver en besparelse i driftsomkostningerne grundet energiudnyttelsen fra
grisenes varme til komposteringen og fordampningsprocesserne.
Udbredelse
Testet i pilotskala på en bedrift i Holland.
Helhedsvurdering
Der fremligger ikke en udførlig beskrivelse af stalden, men som miljøteknologi vurderes Herkules-konceptet interessant. Dog er det ikke endnu udbredt på bedrifter med
kildeseparering, så den konkrete effekt ved implementering af denne teknologi eller
lignende er ikke kendt.
Ved luftrensning med syre kan mere end 90 % af ammoniakfordampningen fra stalden
reduceres, hvis al udsugningsluft renses.
Litteratur
http://www.mestverwerken.wur.nl/info/bibliotheek/pdf/AgEng2000.pdf
Ogink, N.W.M.; Willers, H.C.; Veeken, A.H.M.; Hamelers, H.V.M. (2000) The Hercules
pig production system: a new farm system for sustainable production of pigs and fertilisers. Paper No 00-AP-06 presented at AgEng / EurAgEng 2000, 9 pp.
Willers, H.C.; R.W. Melse; N.W.M. Ogink. (2003) Concentration of urin from fatteners
combined with ammonia removal by scrubbing exhaust air from a pig house. 9 th International Animal, Agricultural and Food Processing Wastes Proceedings of the 12-15
October 2003 Symposium, Research Triangle Park North Carolina, USA. Pp. 584-589
Willers et al. (2000) On-form processing of urine and solid manure fraction of fattening
pig in the HERCULES SYSTEM.
Kontaktinfo
Institute of Agricultural and Environmental Engineering (IMAG) P.O. Box 43, 6700 AA,
Wageningen, The Netherlands, Tel. (+31) 317 476554; [email protected]
7.2.
Jørgen Berth konceptstald
Værum Vestergaard er en bedrift på ca. 50 ha hvor ca. 20 ha er beliggende i naturfølsomt område. Bedriften råder over 2 naboejendomme med et samlet jordtilliggende på
ca. 100 ha. Heraf er ca. 50 ha også beliggende i naturfølsomt og fredet område.
Stalden er 117,5 m bred og 25,8 m lang, den består af 10 sektioner med 19 stier + en
sygesti i hver. Sektionerne er forsynet med 2/3 fast gulv og 1/3 spaltegulv.
Stalden har et patenteret system til opsamling af gylle. Under spaltegulvet i hver sti,
er anbragt en tragt fremstillet i HDPE-plast. Tragtene har direkte udløb til et almindeligt gyllerør. Gyllen bliver løbende opsamlet i bunden af tragten samt i gyllerøret. Fordampningen af ammoniak er direkte afhængig af størrelsen på overfladen af gyllen. I
tragtene vil overfladen af gyllen som gennemsnit stå midt i tragten, og den aktive
fordampningsoverflade vil blive reduceret med 75 % i forhold til det åbne areal i spaltegulvet.
Fi g u r 1 1 . J ør g e n B e r t h s p a t e n t e r e d e s y st e m t i l o p s a ml i n g a f g y l l e .
Når et vist gylleniveau er nået i tragtene trækkes et spjæld, og gyllen ledes til en
overdækket tank, hvor der tilsættes svovlsyre. Forsuringen af gyllen bliver foretaget
med et Infarm-anlæg, idet gyllen ikke pumpes tilbage til stalden igen efter forsuring.
Gyllens pH sænkes til pH 5,5 hvor fordampningen af ammoniak begrænses.
Hulrummet mellem tragtene bruges i stalden som gulvudsugningskanal. 20 % af luften
bliver ført gennem kanalerne under gulvet til en isoleret kanal til loftet. Den resterende
del af udsugningsluften tages gennem de enkelte sektioner i loftet og føres sammen
med luften fra gulvudsugningen til luftrensningsanlægget.
Luftrenseren består af 2 uafhængige filtervægge: step 1 er syreskrubber som hovedsalig fjerner ammoniak og støv. I step 2 anvendes en svagt sur opløsning af ozonberiget vand, hvis primære formål er reduktion af lugtstoffer.
Ventilationens max. udsugningskapacitet (80 %) bruges primært til at mindske temperaturen i de forskellige sektioner da ammoniakfordampningen er minimeret som følge
af tragtsystemet til opsamling af gylle. Systemet er forsynet med indblæsningsposer
der tilfører kølet luft over loftet. Køling af luften foretages med 2 varmevekslere via
koldt vand fra en absorptionskøler. Absorptionskøleren får sin energi fra et Stoker
halmfyr. Køleteknologien er installeret men har endnu ikke været i drift.
Fi g u r 1 2 . T v æ r sn i t a f b yg n i n g e n me d g yl l e t r a g t e t i l o p sa ml i n g e n a f g yl l e . Lu ft k a n a l f r a g u l v u ds u g n i n g sa mt l u ft r e n se r p å l o ft e t fr e mg å r l i g e l e d e s .
Miljøeffekt
Delvist fast gulv og gylletragte forventes at reducere emissionen ammoniak og lugt fra
staldrummet betragteligt. Al luft føres luftrensningsanlægget, ammoniak, støv og lugt.
Dyrevelfærd
Stierne har delvist fast gulv hvilket antages at forbedre grisenes velfærd.
Delvist fast gulv i kombination med optimeret gyllesystem (gylletragte) samt gulvudsugning forbedrer indeklimaet i stalden.
Køling af luften giver et bedre indeklima for grisene i perioder med høje udetemperaturer.
Arbejdsmiljø
Delvist fast gulv i kombination med optimeret gyllesystem (gylletragte) samt gulvudsugning forbedrer indeklimaet i stalden.
Køling af luften giver et bedre indeklima for grisene i perioder med høje udetemperaturer.
Delvist fast gulv kan give anledning til øget svineri, som kræver manuel rengøring.
Risiko for ætsning ved forkert håndtering af syre til luftrenseren.
Energiforbrug
Energiforbrug til drift af halmfyr.
Øget energiforbrug til drift af vandpumper og til ventilation som følge af gulvudsugning
og luftrensning.
Ressourceforbrug
Der anvendes svovlsyre til luftrensning.
Ukendt.
Økonomi
Ukendt
Udbredelse
Konceptstalden er opført og i drift på Værum Vestergaard.
Helhedsvurdering
De forskellige miljøteknologiske tiltag har medvirket til at en udvidelse i svinebesætningen fra 38,6 dyreenheder til 250 dyreenheder. Implementeringen af disse tiltag har
betydet at udledningen af ammoniak ikke er steget, selvom der er udvidet fra 700 til
7000 svin.
Litteratur
http://vaerumvestergaard.dk/
https://www.landbrugsinfo.dk/ledelse/Strategi/Miljoestrategi/Sider/MTK_Luftrensning_
syre.aspx
http://www.landbrugsavisen.dk/CmsRoot/Modules/PageTemplates/LandbrugsAvisenSt
andard.aspx?NRMODE=Published&NRNODEGUID=%7B486A3301-050C-49A5-9EDB5F196B66737B%7D&NRORIGINALURL=%2FLandbrugsavisen%2F2007%2F11%2F23%
2FSvineproduktion%2Buden%2Bpaavirkning%2Baf%2Bmiljoeet.htm&NRCACHEHINT=
NoModifyGuest
7.3.
Intellifarm
Intellifarm er en konceptstald udviklet af MT Højgaard. Konceptstaldens hovedformål
er en svinestald med meget lavt energiforbrug. Konceptets omdrejningspunkt er et nyt
ventilationsprincip der bygger på styre naturlig ventilation, der medfører besparelser
grundet et lavere energiforbrug.
Stalden har en bredde på 60 meter, hvilket er bredere end de typiske staldtyper. Stierne etableres med delvist fast gulv. Det faste gulv hindrer, at rode- og beskæftigelsesmateriale som halm forsvinder ned gennem spalterne. Stalden er desuden zoneopdelt med et hvile- og aktivitetsområde. Stalden har udsugning i gulvet, hvilket forbedrer luftkvaliteten i stalden og muliggør delluftrensning. Under det faste gulv og under
logistikgangen er der luftkanaler til gulvudsug. Overskudsvarmen fra grisene opsamles, og varmen genanvendes via varmeslanger, som er indstøbt i det faste gulv under
stalden. Stalden er forsynet med ventilations- og lysventiler, som giver et mere naturligt lysindfald samt en besparelse på energien til mekanisk ventilation. Stierne i stalden er forsynet med justerbare overdækninger med automatisk åbne/lukke funktion.
Der er i stalden installeret automatiske gyllepropper, hvilket giver mulighed for at programmere, hvor ofte udslusning skal foregå og eliminere tunge løft i denne forbindelse.
Fi g u r 1 3 . S n i t t e g n i n g a f In t e l l i fa r m h vor b l . a . ve n t i l a t i on s - og l y sve n t i l e r e r i n d t e g n e t .
Stalden er forsynet med et styresystem kaldet smartfarm, som gør det muligt at
fjernovervåge stalden via en opkobling fra sin computer eller smartphone.
Her ses et billede af udsugningskanalerne under gulvet. Det potentielt store luftskifte
fra styret naturlig ventilation giver god ventilation i stalden med meget lave
koncentrationer af lugtstoffer og ammoniak. Luft fra gulvudsuget renses gennem en
syreskrubber til reduktion af ammoniak.
Litteratur
http://mth.dk/~/media/Files/dk/Agri/MTH_Folder_Intellifarm_web.ashx
7.4.
Pig City
Pig City er et staldkoncept baseret på en plan om at etablere Danmarks første jordløse
svineproduktion, i kombination med et slagteri og væksthusproduktion, hvor restprodukterne som gylle og slagteriaffald omdannes til energi, gødningsprodukter og hvor
varmen og CO2 fra svineproduktionen udnyttes i væksthuset. Idemanden Sørren Hansen er sammen med flere partnere ved at færdigudvikle og verificere konceptet. Projektet er endnu ikke realiseret i fuld størrelse, men der er bygget er pilotstald med 2
stier, V-formede gyllekanaler, fuld gulvudsugning, luftrensning, gartneri og minibiogasanlæg.
Fi g u r 1 4 . O ve r si g t ove r P i g C i t y st a l d e n . 1 : V e n t i l a t i on s k a n a l , f or -r e n se t l u ft t i l v æ k st h u s.
2 : Fi l t e r l a g , l e ca n ød de r . 3 : O ve n l y s me d b r a n d l e m. 4 : G yl l e k a n a l e r . 5 : G u l vu d su g n i n g - l u ft .
Stalden tænkes bygget i to niveauer med svineproduktion og slagteri i nederste niveau
og gartneri på øverste niveau. I et tilhørende miljøanlæg med gylleseparering og biogasanlæg, inddampningsanlæg og kompostering vil restprodukterne blive omdannet til
energi, vaskevand og gødningsprodukter. Restbiomassen efter bioafgasning bliver
separeret til en fast og en flydende fraktion. Den faste fraktion bliver komposteret,
tørret og solgt som gødningspiller eller kan alternativt anvendes som brændsel til termisk forgasning. Askefraktionen efter forgasning kan bruges som jordforbedringsmiddel og om nødvendigt oprenses for indhold af fosfor. Den flydende fraktion fra separeringen inddampes til et koncentreret gødningsprodukt, der ligeledes kan sælges og
bruges til fuldgødskning. Afgørende for konceptet er en hurtig og effektiv udslusning af
gylle til miljøanlægget. Produktionsbygningen vil have installeret et luftrensningssystem, der genbruger luften fra svinestalden i gartneriet hvor varme og CO2 forbruges.
Miljøeffekt
Målet er et miljøneutralt koncept med minimale emissioner fra produktionsanlægget.
Det er beregnet, at Pig-City kan producere CO2-neutralt kød.
Dyrevelfærd
Grisene har adgang til ekstra halm, rodemateriale og grovfoder, hvilket stimulerer
dyrenes naturlige adfærd og kan forbygge mavesår.
Alle dyr er fritgående, ingen halekupering eller kastration.
Slagtesvinene flyttes ikke under deres opvækst, idet der opereres med det såkaldte
FTS-system (faring til slagtning). I stedet flyttes søerne efter fravending, hvilket stresser smågrisene mindre. Grisene slagtes endvidere på bedriftens eget slagteri, så
transportstress undgås.
Arbejdsmiljø
Forbedret arbejdsmiljø ved reduceret støv-og ammoniakindhold i luften grundet gulvudsugning. Reducerede lugtgener fra stald.
Energiforbrug
Der produceres mere energi end der forbruges.
Ressourceforbrug
Alt vand på besætningen genbruges.
Ukendt.
Økonomi
Ukendt
Udbredelse
Endnu ikke implementeret.
Helhedsvurdering
Interessant men også komplekst staldkoncept som indeholder et bredt uddrag af diverse miljøteknologier og miljøvenlige løsninger.
Symbiose konceptet indeholder nogle interessante ideer og positive elementer indenfor
kategorierne dyrevelfærd, miljø og ressourceudnyttelse.
Litteratur
http://www.fremtidsgaarde.dk/index.php?option=com_content&view=article&
id=181&Itemid=25
http://www.fremtidsgaarde.dk/images/stories/Erfaringer/Fremtidens%20Landbrugsby
ggeri%20Galten_FINAL_low.pdf
http://www.foodculture.dk/Produktion/Landbrug/2013/Pig_city_baeredygtig_svineprod
uktion_med_globale_perspektiver.aspx#.UtOhxGt7zcs
http://www.cowi.dk/menu/project/Oekonomimanagementogplanlaegning/Fysiskplanla
egningogbyudvikling/Documents/Pig%20City%20folder.pdf
http://www.ddc.dk/ddd2010-11/vindere/pig-city
7.5.
Re-Cycle
Et universitet i den amerikanske stat North Carolina har udviklet et koncept til produktion af slagtesvin, hvor gødningen omdannes til værdiprodukter og genanvendes. Staldene indrettes med delvist fast gulv med separationsbånd (transportbånd) under spaltegulvet for kontinuerlig separering af urin og fæces. Den faste gødning omdannes til
energi og aske i et pyrolyseanlæg, mens kvælstoffet i urin og fæces opkoncentreres på
mineralsk form. Asken tænkes genanvendt som mineralsk fosfor- og kalciumkilde i
svinefoder.
Transportbåndet placeres under spaltegulvet i stalden med en sideværts hældning på
ca. 4°, så urinen hurtigt løber væk, mens de relativt tørre ekskrementer efterfølgende
kan opsamles som fast gødning. Urinen løber ned i en afløbsrende og opsamles i en
lukket bundfældningstank udenfor stalden med henblik på videre behandling.
Formålet er først og fremmest at skabe så tør en gødning som muligt. Som sidegevinst
reduceres staldbidraget af lugt og ammoniak markant, når gødning og urin ikke blandes sammen som i et traditionelt gyllesystem. Høstes gødningsfraktionen én gang i
døgnet tidligt om morgenen er der målt et tørstofindhold så højt som 53 %, da grisene
ikke urinerer så ofte om natten, hvorfor ekskrementerne tørrer i løbet af natten. Det
høje tørstofindhold blev opnået i et forsøg, hvor stalden var indrettet med fuld gulvudsugning, således at den varme staldluft blev trukket hen over separationsbåndet.
Fi g u r 1 5 . O ve r si g t ove r fi be r p r o ce sse n i Re -C ycl e .
Svinegødning indeholder ca. 20 MJ pr. kg tørstof. En god del af denne energi kan man
hente ud af tørstoffet ved at lade det gennemgå en pyrolyse. I pyrolyseovnen opvarmes fiberen til ca. 800 °C uden tilsætning af oxygen, hvorved den forgasser under
dannelse af hydrogen (H2), kulilte (CO), metan (CH4) og kuldioxid (CO2). Den dannede
produktgas tænkes derefter renset og ført gennem en katalysator under højt tryk og
temperatur med henblik på dannelse af flydende brændstof i form af ethanol eller
diesel afhængigt af den valgte katalysator. Alternativt kan gassen føres direkte til en
gasturbine og producere elektricitet og varme. Den fosforholdige aske kan bruges som
gødningsprodukt.
Fi g u r 1 6 . O ve r si g t ove r u r i n - op g r a d e r i n g s p r o ce s se n i Re C yc l e - s ys t e me t .
Urin fra svin indeholder ca. 70 % af den samlede udskilte mængde kvælstof ab dyr.
Kvælstoffet omdannes til ammonium/ammoniak ved nedbrydning af urinstof (urea)
med ammoniaktab i form af fordampning til følge. Ved at opsamle urinen hurtigt efter
udskillelsen kan ammoniaktabet dog reduceres væsentligt. I Recycle-systemet separeres ammoniumkvælstoffet fra urinen i et ionbytningsanlæg. Den kvælstoffattige væskefraktion kan håndteres på samme måde som væskefraktionen fra andre separationsanlæg og udbringes på et lille areal, fordi næringsstofkoncentrationen er meget lav,
idet væsken dog indeholder hovedparten af de ca. 1,26 kg kalium som udskilles af et
slagtesvin.
Ionbytningskolonnen mættes efterhånden med ammonium, hvorfor den jævnligt skal
regenereres. Dette gøres ved at gennemskylle den med en stærk svovlsyre-opløsning,
hvorved ammoniummet frigives og skylles væk. Resultatet er en sur opløsning indeholdende zink, ammonium og sulfat. Denne opløsning inddampes, hvorved ammoniak
og vand fordamper og efterlader stoffet zinksulfat, som bruges til at regenerere ionbytningskolonnen. Den fordampede ammoniak fanges efterfølgende i en syreskrubber,
hvor den bindes på væskeform som ammonium ved hjælp af svovlsyre.
Miljøeffekt
Lavere emission af ammoniak og lugt fra delvis fast gulv sammenlignet med fuldspaltegulv. Forudsætter dog god stihygiejne.
Lavere emission af ammoniak, lugt og metan pga. gødningsbånd og hurtig fjernelse af
husdyrgødningen sammenlignet med håndteringen af husdyrgødningen som gylle.
Potentielt lavere ammoniakfordampning fra mark ved brug af koncentrat i stedet for
gødning med gylle.
Dyrevelfærd
Delvist fast gulv antages at forbedre dyrevelfærden.
Arbejdsmiljø
Der anvendes koncentreret svovlsyre, som udgør en arbejdsrisiko.
Energiforbrug
Evt. energiforbrug til pyrolyse og udskilning af nitrogen, bl.a. kolonnemateriale. Det er
ikke kendt om de dannede gødningsprodukter giver en god driftsøkonomi og derfor
opvejer de omkostninger der er ved processerne.
Ressourceforbrug
Der tilføres svovlsyre opløsning til regenerering af ionbytterkolonnen samt til syreskrubberen, der benyttes i urin-opgraderingsprocessen.
Ukendt.
Økonomi
Ukendt.
Udbredelse
Konceptet er udviklet og delkomponenterne er testet på NC State universitetet i North
Carolina, USA. Der er dog endnu ikke bygget et kommercielt anlæg i fuld skala.
Helhedsvurdering
Interessant men også komplekst koncept med fokus på effektiv udnyttelse af næringsstofferne i gyllen. Anvendelse af gødningsaske som dyrefoder vil dog næppe være
muligt i Danmark. Asken, som er rig på fosfor vil under danske forhold kunne bruges
til gødskning.
Bliver næringsstofferne koncentrerede kan de transporteres og længere afstande før
miljø og økonomi sætter begrænsningen.
Litteratur
http://www.cals.ncsu.edu/waste_mgt/smithfield_projects/recycle/RE-Cycle.pdf
Kai, P., H.B. Møller & T. van Kempen (2005). Fast møg giver mere energi. Forskning i
bioenergi nr. 11/2005: 2-4.
7.6.
Starplus *** 4PPP-P
Starplus *** 4 PPP-P er et nyudviklet staldkoncept, som reducerer emissioner af ammoniak, lugt og metan, fokuserer på høj dyrevelfærd og som sideeffekt producerer
bioenergi og gødningskoncentrat. Konceptet er udviklet af et konsortium bestående af
landmand Martien van Kempen (www.Kempfarm.nl) og en række hollandske virksomheder (HoSt BV, Wopereis Staalbouw BV) samt Wageningen UR.
Stalden er to-rækket og har udeareal. Stierne er opbygget med delvist fast gulv. Der
er monteret gødningsbånd under spaltegulvet i både inde- og udearealet. Stalden har
naturlig ventilation. Der tildeles strøelse i form af halm eller majs i stierne af hensyn til
grisenes velfærd. Tildeling af strøelse fungerer fint i sammenhæng med gødningsbåndet, som sikrer hurtig fjernelse og separering (segregering) af ekskrementer/strøelse
og urin, hvorved emissionen af ammoniak, lugt og metan forventeligt er lavere sammenlignet med stalde med gyllesystem.
Fi g u r 1 7 . S n i t a f S t a r pl u s * * * 4 P P P -P sl a g t e s vi n e s t a l d e n .
Gødningsbåndet er etableret med fald, således at urin og anden væske løber væk fra
båndet, mens fæces og strøelse tilbageholdes på båndet. Fiberfraktionen indeholdende
ekskrementer og strøelse (halm og/eller majs) føres til et gårdbiogasanlæg (HoST
Microferm), hvor den bioforgasses med henblik på produktion af energi i form af el og
varme. Væskefraktionen indeholdende urin og drikkevandsspild separeres i en N-rig og
en N-fattig væskefraktion ved en såkaldt TMCS proces (transmembranechemosorption), hvor NH3 diffunderer gennem en hydrophob polymermembran til en
sur væske, hvor den omdannes til ammonium. Processen kræver tilførsel af en base
for at hæve ajlens pH-værdi, således at ammonium (NH4+) omdannes til ammoniak.
Ved anvendelse af overskudsvarme fra biogasanlægget kan mængden af base kan
reduceres. Den N-fattige væskefraktion ledes til biogasreaktoren. Fjernelsen af ammoniak-N fra biogasreaktoren har angiveligt en gunstig effekt på biogasproduktionen.
Fi g u r 1 8 . S t a r pl u s * * * 4 P P -P P r o ce sd i a g r a m. G ø d n i n g ( me st ) o g st r øe l se ( st r o oi se l /sn i j m a i s)
op sa ml e s p å se pa r a t i on s bå n d ( me st b a n d ) i st a l d e n og t r a n s p o r t e r e s t i l e t M i cr o fe r m g å r d bi og a sa n l æg for pr odu k t i on a f b i o g a s. B i o g a sse n a f b r æn d e s ( WK K -u n i t ) og st r ø m me n s æ l g e s . Ur i n e n d r æn e s k on t i n u e r l i g t fr a se p a r a t i on s b å n d e t o g g e n n e m g å r e n p r o ce s ( N st r i ppe r ) , h v or t i l o ve r sk u d s v a r me n fr a b i og a s a n l æg g e t a n ve n d e s . V e d p r o ce sse n d a n n e s e t
k v æl st o fr i g t g ød n i n g s k on ce n t r a t ( st i k st of c on ce n t r a a t ) sa mt e n r e st v æs k e ( N - a r me vl oe i st o f )
so m f ør e s t i l bi o g a sr e a k t or e n .
Miljøeffekt
Lavere emission af ammoniak og lugt fra delvis fast gulv sammenlignet med fuldspaltegulv. Forudsætter dog god stihygiejne.
Lavere emission af ammoniak, lugt og metan pga. gødningsbånd og hurtig fjernelse af
husdyrgødningen sammenlignet med håndteringen af husdyrgødningen som gylle.
Potentielt lavere ammoniakfordampning fra stigulv ved anvendelse af majsensilage
som grovfoder/strøelse på grund af dets indhold af organiske syrer.
Potentielt øget støvkoncentration og –emission ved tildeling af strøelse. Anvendelse af
majs som strøelsesmateriale vil formodentlig ikke medføre øget støv.
Dyrevelfærd
Stalden indeholder flere klimazoner i form af inde- og udeareal.
Stierne har delvist fast gulv.
Dyrenes tildeles strøelse i form af halm eller majsensilage.
Stalden har stort naturligt lysindfald.
Arbejdsmiljø
Anvendelse af halmstrøelse kan medføre forhøjet støvkoncentration i stalden. Majsstrøelse vil formodentlig ikke have samme effekt.
Energiforbrug
Lavt energiforbrug i stalden som følge af naturlig ventilation.
Indengårdsproduktion af el på grundlag af biogas.
Ressourceforbrug
Der tilføres base og syre ved TMCS-separeringsprocessen.
Ukendt.
Økonomi
Ukendt, men www.kempfarm.nl angiver (prosatekst), at der er en meromkostning
pr. kg produceret svinekød. Meromkostningen vil muligvis kunne dækkes ind ved produktion efter det økologiske regelsæt eller anden kontraktproduktion.
Udbredelse
Konceptet vil angiveligt blive demonstreret på Varkens Innovatie Centrum Sterksel og
muligvis på KempFarm.
Helhedsvurdering
Konceptet indeholder interessante elementer. Der benyttes allerede slagtesvinestalde
med udeareal i DK til bl.a. frilands- og økologisk slagtesvineproduktion. Erfaringerne
herfra er, at en betydelig del af gødningen afsættes i udearealet, som derved bliver
uhygiejnisk og giver anledning til øgede emissioner af især ammoniak og lugt, forringet dyrevelfærd samt risiko for øget smittespredning.
I Danmark kunne staldkonceptet muligvis videreudvikles med henblik på at leve op til
det økologiske regelsæt for slagtesvineproduktion.
Starplus ville i Danmark formentligt skulle etableres med overdækning af lejearealet i
stierne pga. udeklimaet.
Sammenhængen mellem kildeseparering og biogasproduktion giver god mening. Ved
kildeseparering tilbageholdes næsten alt organisk materiale i fiberfraktionen. Dette
medfører, at energitætheden i fiberfraktionen bliver væsentligt forøget og der er muligvis ikke behov for supplerende tilsætning af anden biomasse for at opnå en acceptabel gasproduktion og dermed økonomi.
Litteratur
http://www.livestockresearch.wur.nl/uk/newsagenda/archive/news/2011/Sustainable_
pig_stall_receives_certificate_from_State_Secretary_Bleker.htm
http://www.livestockresearch.wur.nl/NR/rdonlyres/7BFB7C80-C23B-42E9-81F4AE6ECBA5D933/136447/20110411_Flyer_SBIR.pdf
Kontaktinfo

Kempfarm BV, Martin van Kempen (tel. 06-55131626)

HoSt BV, Martine Klaver of Roel Oldenhuis (tel. 06-52054986 / 06-12743492)

Wopereis Staalbouw BV, Hans Hutten (tel. 0314-335941)

Varkens Innovatie Centrum Sterksel, John Horrevorts (tel. 040-2262376)

Wageningen UR Livestock Research, Michel Smits (tel. 0320-293596)
APPENDIKS 1 DELVIST FAST GULV
Kort beskrivelse af teknologien
Gulvet i svinestalde kan helt eller delvis bestå af spaltegulv. Spaltegulvet dækker en
underliggende gyllekanal, som benyttes til at opbevare og borttransportere fæces, urin
og vandspild fra stien. Hvis spaltegulvet dækker hele stiens areal, kaldes det et fuldspaltegulv. Spaltegulvet og den underliggende gyllekanal kan helt eller delvist erstattes af et fast gulv i stiens lejeområde (delvist fast gulv) (Figur 19). Dette begrænser
gyllekanalens overfladeareal, hvilket indvirker på tabet af ammoniak og lugt. Spaltegulvet dækker normalt mellem 1/3 og 2/3 af stiens gulvareal. Det faste gulv består
normalt af beton uden underliggende kanal.
Fi g u r 1 9 . T e g n i n g a f sl a g t e s vi n e st i me d 2 /3 f a s t g u l v o g 1 /3 sp a l t e g u l v (t e g n i n g : M i l j ø st yr e l se n , 2 0 1 1 ).
Miljøeffekt (Ammoniak, lugt, støv, drivhusgasser)
Betydningen af delvist fast gulv i slagtesvinestalde er bl.a. vurderet i et teknologiblad27. Teknologibladet vurderer på baggrund af en undersøgelse gennemført af Videncenter for Svineproduktion (VSP), at ændring fra drænet gulv til fast gulv i lejearealet
reducerer ammoniaktabet fra stald og lager med 17 %, hvis det faste gulv udgør 2549 % af stiens areal og 34 %, hvis det faste gulv udgør 50-75 % af stiens gulvareal27.
Undersøgelsen finder således tilsvarende andre undersøgelser, at jo højere andel af
stiarealet, der udgøres af fast gulv, jo lavere ammoniakemission. Dette er dog betinget
af, at det faste gulvareal kan holdes tørt og rent. En undersøgelse udført af VSP viser,
at risikoen for, at lejearealet ikke kan holdes rent og tørt, stiger jo større andel fast
gulv28.
Der er fundet lavere emission af lugt fra stalde med delvist fast gulv (300 OU/s/1000
kg dyr) end fra stalde med fuldspaltegulv eller drænet gulv i lejeareal (450 OU/s/1000
kg dyr)29.
Der er ikke fundet dokumentation for, at delvist fast gulv påvirker emissionen af støv
og drivhusgasser. En kortere opholdstid af gyllen i stalden som følge af en mindre kapacitet i gyllekanalerne kan dog forventes at have en positiv effekt på dannelsen og
fordampningen af metan fra gyllen og dermed på udledningen af drivhusgas.
27
Miljøstyrelsen, 2011. Delvist fast gulv. Teknologiblad, Miljøministeriet, Miljøstyrelsen. Pp 11.
Jensen, T., 2003: Flokstørrelser og gulvudformning i slagtesvinestier med delvist fast gulv.
Meddelelse nr. 603. Landsudvalget for Svin.
29
Riis, A.L., 2006: Standard tal for lugtemission fra danske svinestalde om sommeren. Meddelelse nr. 742, Videncenter for Svineproduktion.
28
Dyrevelfærd
I forbindelse med fast gulv er det i modsætning til fuldspaltegulve muligt at benytte
strøelse som eksempelvist halm. Dette har en positiv effekt på svins dyrevelfærd. Det
er dog en forudsætning, at strøelsen kan holdes tør på lejearealet.
Arbejdsmiljø
Luftkvaliteten i stalden kan forbedres ved brug af fast gulv, forudsat at lejearealet kan
holdes tør. Et forurenet lejeområde på fast gulv vil forringe luftkvalitet og arbejdsmiljøet i stalden, specielt i forbindelse med dyrenes håndtering.
Energiforbrug
Teknologien har kun marginal indvirkning på staldens energiforbrug. Der kan dog påregnes øget energiforbrug til ventilation, da man normalt ønsker en lidt lavere staldtemperatur i stalde med delvist fast gulv sammenlignet med stalde med fuldspaltegulv
eller med drænet gulv.
Ressourceforbrug
Teknologien har kun marginal påvirkning på staldens ressourceforbrug.
Økonomi
Delvist fast gulv er vurderet til at føre til en ekstra investeringsomkostning på 6,70 og
13,3 kr. per stiplads, når det faste gulv udgør henholdsvis 25-49 % og 50-75 % af
stiens gulvareal30. Desuden er det beregnet, at sikring af et rent og tørt leje på det
faste gulvareal øger de samlede driftsomkostninger med mellem 3,50 og 4,80 kr. per
produceret slagtesvin.
Fast gulv kan føre til et mere vådt og urent lejeareal31. Dette kan føre til højere emission af lugt, ammoniak og forringe dyrevelfærden. En undersøgelse i 10 slagtesvinebesætninger med delvist fast gulv i stierne viste, at halvdelen af besætningerne havde så
udtalte problemer med svineri, at der i perioder var svineri i lejearealet i mellem 10 og
50 % af stierne32. Den anden halvdel af besætningerne havde relativt få problemer
med svineri. Rapporten anslår, at ekstra rengøring af bare 10 % af stierne i tre sommermåneder medfører en meromkostning på 1,8 kr. pr. slagtesvin33.
Udbredelse
Fast og drænet gulv vinder stigende indpas både i dansk og europæisk svineproduktion. Ikke mindst begrundet i et lovkrav om, at mindst 1/3 af gulvarealet i alle nye stalde siden 2000 skal være indrettet som fast eller drænet gulv. Dette krav er i Danmark
gældende for alle stalde medium 2015.
30
Miljøstyrelsen, 2011. Delvist fast gulv. Teknologiblad, Miljøministeriet, Miljøstyrelsen. Pp 11.
Jensen, T., 2003: Flokstørrelser og gulvudformning i slagtesvinestier med delvist fast gulv.
Meddelelse nr. 603. Landsudvalget for Svin.
32
Pedersen, P. 2010. Fast gulv er ikke sikkert for alle svineproducenter. VSP notat nr.
33
Ved ekstra manuel rengøring 3 måneder om året og fordeling af dette på 4 hold slagtesvin,
svarer det til et gennemsnitligt merarbejdsforbrug på 0,68 minut pr. gris pr. dag eller en meromkostning på 1,8 kr. pr. slagtesvin ved en timeløn på 160 kr. pr. time.
31
APPENDIKS 2 STØBEJERNSRISTE
Gulvet i svinestalde kan helt eller delvis bestå af spaltegulv. I slagtesvinestalde benyttes der i dag i langt overvejende grad betonspaltegulv. I forbindelse med nybygning
kan betonspaltegulv dog erstattes af andre materialer som plast eller støbejern (Figur
20). Disse har som udgangspunkt en mere glat overflade end betonspaltegulve, hvilket
har betydning for i hvor høj grad afsat urin forbliver på spaltens overflade. Dette kan
potentielt påvirke potentialet for emissioner af ammoniak og lugt fra stalden. Den glatte overflade kan dog også have betydning for dyrevelfærden og staldens arbejdsmiljø.
Fi g u r 2 0 . F ot o a f s må g r i se st i me d st øb e j e r n sr i st e i g ød e a r e a l e t .
Betydningen af brugen af støbejernsriste i so- og smågrisestalde er bl.a. vurderet i en
teknologiudredning udarbejdet for miljøstyrelsen (Miljøstyrelsen, 2010). I Danmark er
der gennemført et enkelt laboratorieforsøg (Pedersen og Ravn, 2008). Ved denne undersøgelse fandtes, at ammoniakfordampningen fra støbejernsriste kun udgjorde halvdelen af ammoniakfordampningen fra betonspaltegulv. Samme positive resultater er
dog ikke fundet i forbindelse med undersøgelser gennemført under staldforhold i praksis. I en Hollandsk undersøgelse gennemført i en slagtesvinestald fandt man, at brugen af støbejernsriste reducerede ammoniakfordampningen med 5 % sammenlignet
med brugen af betonspaltegulv (Aarnink et al, 1997).
Teknologiens effekt på lugt, støv og drivhusgasser er ikke undersøgt, men vurderes ikke påvirket
markant.
Dyrevelfærd
Metalriste er som udgangspunkt mere glatte end betonspalter. En undersøgelse gennemført af Videncenter for Svineproduktion fandt dog ikke, at dette førte til problemer
med skridsikkerhed i forbindelse med slagtesvin (Boykel I., 2001).
Arbejdsmiljø
Metalriste er som udgangspunkt mere glatte end betonspaltegulv. Dette kan potentielt
føre til højere risiko for udskridning og fald, hvilket kan påvirke arbejdsmiljøet negativt. Effekten er dog ikke dokumenteret.
Energiforbrug
Teknologien påvirker ikke staldens energiforbrug.
Ressourceforbrug
Teknologien har kun marginal indvirkning på staldens ressourceforbrug.
Ingen.
Udbredelse
Metalriste er ikke almindelig udbredt i forbindelse med slagtesvinestalde i Danmark. I
udlandet er det mest i Holland, som benytter stålriste, hvor bjælkerne er fremstillet
med trekantprofil (såkaldte trangelriste/tribarriste). Metalriste finder udbredt anvendelse i farestalde.
Økonomi
Omkostningen ved etablering med støbejernsspalter er højere end omkostningen ved
brugen af betonspaltegulv. Miljøstyrelsen (2010) vurderer, at omkostningen ved indkøb af støbejernsriste på ca. 480 kr./m2 er ca. dobbelt så høj som betonspaltegulv (ca.
250 kr./m2).
Referencer
Aarnink, A. J. A.; D. Swierstra; A. J. van den Berg; L. Speelman (1997). ”Effect of type
of slatted floor and degree of fouling of solid floor on ammonia emission rates from
fattening piggeries”. Journal of Agri-cultural Engineering Research. 66(2): 93 – 102
Boykel, I., 2001. Spaltegulve til slagtesvin i stier med delvist spaltegulv. Videncenter
for svineproduktion, Erfaring 0102. Online
http://vsp.lf.dk/Publikationer/Kilder/lu_erfa/erfa/0102.aspx?full=1
Miljøstyrelsen, 2010. Spaltegulvudformning – stål, plastic og beton. Teknologiudredning, Miljøministeriet. http://www.mst.dk/NR/rdonlyres/B302CAA0-7D77-41AE-8A8E617BE85E4EDF/0/Spaltegulvsudformningisostalde.pdf.
Pedersen S and P. Ravn ”Characteristics of slatted floors in pig pens; friction, shock
absorption, ammo-nia emission and heat conduction” Agricultural Engineering International: CIGR Ejournal. Manuscript BC 08 005. Vol. X. July 2008.
APPENDIKS 3 V-FORMEDE GYLLEKANALER OG DELVIST
FAST GULV
Gyllekanaler opbygges almindeligvis med lodrette vægge. Forsøg fra Holland (Mol &
Ogink, 2003) og Danmark har dog vist, at der kan opnås en miljøeffekt ved at benytte
skråtstillede kanalvægge (V-formede kanaler). Ved V-formede kanaler reduceres gyllens overfladeareal i bunden af kanalerne, hvilket potentielt begrænser ammoniakfordampningen. Ved stigende mængde af gylle i kanalerne øges gyllens overfladeareal
gradvist, og ammoniakfordampningen øges.
V-formede gyllekanaler giver mulighed for udslusning dagligt eller flere gange ugentligt, afhængigt af grisenes størrelse og gylleproduktion. Ved etablering af bagskylsfunktion (flushing), dvs. tilførsel af væske i enden af gyllekanalen modsat udslusningsåbningen, kan daglig udslusning praktiseres under alle omstændigheder. Bagskyl reducerer endvidere risikoen for driftsproblemer som følge af brug af strøelse.
Figur 21. Skitse af V formede gyllekanaler i en slagtesvinestald med delvist spaltegulv.
Den miljømæssige effekt af V-formede kanaler afhænger af, hvor hyppigt gylle udsluses, og om effekten sammenlignes med et stisystem med gyllekumme under hele stien
eller et stisystem med delvist fast gulv. Miljøeffekten af teknologien er vurderet i et
teknologiblad udarbejdet af Dansk Landbrugsrådgivning (2003). I denne vurderes Vformede gyllekanaler kombineret med daglig udslusning af gylle at kunne reducere
ammoniakfordampningen med ca. 25 % sammenlignet et tilsvarende staldsystem med
delvist fast gulv og udslusning af gylle hver anden/tredje uge. Den samlede effekt af
daglig gylleudslusning, delvist spaltegulv og V-formede gyllekanaler vurderes at reducere ammoniakfordampningen med ca. 55 % i forhold til et staldsystem med gylle
under hele stiens areal og uden daglig udslusning af gylle (Dansk Landbrugsrådgivning, 2003).
Hollandske undersøgelser har fundet, at teknologien kan begrænse lugtgener med
mellem 0 og 50 %. Effekten vurderes dog meget usikker (Mol & Ogink, 2003), hvilket
bl.a. kan skyldes, at den hyppige udmugning fører til flere ”lugttoppe” (Dansk Landbrugsrådgivning, 2003).
Der er ikke dokumentation for, at teknologien reducerer udledningen af drivhusgasser
og støv.
Dyrevelfærd
Teknologien påvirker ikke dyrevelfærden.
Arbejdsmiljø
Teknologien kan ved reduktion af ammoniak i staldluften potentielt skabe et bedre
staldklima og dermed arbejdsmiljø.
Energiforbrug
Teknologien vil marginalt øge energiforbruget ved hyppig udskylning af kanaler.
Ressourceforbrug
Teknologien vil kun marginalt påvirke staldens ressourceforbrug.
Forkert hældning af V-kanalerne kan medføre gødningsophobning på de skrå sider,
hvilket kan føre til flueplager. Erfaringen fra danske V-formede gyllekummer viser, at
kummer med 60 graders hældning holder sig fri for gødningsophobning, hvorimod der
sker gødningsophobning ved kun 45 graders hældning.
Udbredelse
Delvist fast gulv er almindelig udbredt i danske og udenlandske slagtesvinestalde. Vformede gyllekanaler er mest udbredt i Holland, mens teknologien kun benyttes meget
begrænset i Danmark og andre Europæiske lande. Teknologien er kun relevant i forbindelse med nybyggeri.
Økonomi
Dansk landbrugsrådgivning (2003) har vurderet meromkostningen ved etablering af Vformede gyllekanaler og delvist spaltegulv sammenlignet med et tilsvarende staldsystem med gyllekumme under hele stiarealet. De vurderer, at meromkostningen er ca.
50 kr. lavere per stiplads ved etablering af V-formede gyllekanaler og delvist fast gulv
sammenlignet med etablering af kummesystem under hele stien overdækket med
delvist drænet gulv (Dansk Landbrugsrådgivning, 2003). Meromkostningen ved benyttelse af V-kanaler i stedet for traditionelle kanaler er ikke opgjort separat, men vurderes højere. Der findes ikke dokumentation for omkostningen ved dobbelt V-kanaler,
men omkostningen vurderes på niveau med omkostningen ved delvis spaltegulv med
gyllekumme under hele stiens areal.
Referencer
Landsudvalget for svin. 2003. Foreløbige resultater.
Dansk Landbrugsrådgivning, 2003. V-formede gyllekanaler i stalde med 1/3 spaltegulvsareal og 2/3 fast gulv.
https://www.landbrugsinfo.dk/Byggeri/Filer/BAT_106_03_51_dato160104.pdf.
Mol, G, Ogink N.W.M. 2003. Odour emission from animal husbandry II. General report
2000-2002. Institute for Agricultural and Environmental Engineering, report 200109. In Dutch with summary in English.
APPENDIKS 4 KILDESEPARERING AF GØDNING URIN INDE I STALDEN
Ved kildeseparering søges den af dyrene frisk udskilte fæces og urin i størst muligt
omfang holdt adskilt. Urinen drænes kontinuerligt fra gødningssystemet til en lukket
beholder, mens fæces, foderrester og strøelse typisk fjernes fra stalden med timers
mellemrum. Ved denne proces opnås dels en separering, dels reduceres nedbrydningshastigheden af urinstof til ammonium, som er kilde til ammoniakfordampning fra
gylle.
Metoderne, der anvendes til at opnå kildeseparering, omfatter optimerede skrabekanaler med fast, hældende betongulv, som jævnligt skrabes rent med en mekanisk anordning fx linespilanlæg.
Fi g u r 2 2 . E k se m pe l p å sl a g t e sv i n e s t a l d me d 2 /3 fa st g u l v o g o p t i me r e t s k r a b e k a n a l m e d s va g
v- f or m o g l i n e s pi l sa n l æ g for k i l d e se p a r e r i n g (t e g n i n g : w w w. k i l d e st a l d . d k ) .
Det andet princip er kildeseparering baseret på gødningsbånd (transportbånd), som
monteres under spaltegulvet i stierne. Gødningsbåndet kan være udformet på forskellig vis; som filternet34,35, der tillader dræning af urin og anden væske gennem båndmaterialet samt bånd fremstillet af et for væske impermeabelt materiale, der opfanger
såvel fæces som urin. Båndet monteres i så fald med fald til én eller flere sider med
henblik på kontinuerlig dræning af urin. Den faste del fjernes ved at aktivere transportbåndet, hvorved den transporteres til enden af båndet og skrabes væk fra båndet
til videre foranstaltning såsom lagring eller oparbejdning.
34
Kroodsma, W. 1980. Separation of pig feces from urine using synthetic netting under a slatted floor. Livestock Waste: A Renewable Resource. ASAE: 419-421.
35
Kroodsma, W. 1986. Separation and removal of Faeces and Urine using Filter Nets
under Slatted Floors in Piggeries. Journal of Agricultural Engineering Research, 34:7584 Kroodsma, 1986.
Fi g u r 2 3 . E k se mpe l på st a l d s e p a r e r i n g ve d m on t e r i n g a f e t sk r å t s t i l l e t g ød n i n g s b å n d u n d e r
sp a l t e g u l ve t i s t i e r t i l sl a g t e sv i n . B å n d e t s h æl d n i n g b e vi r k e r , a t u r i n e n h u r t i g t d r æn e s b or t ,
me n s f æ ce s t i l ba g e h o l de s p å b å n d e t . Nå r b å n d e t a k t i ve r e s, t r a n s p or t e r e s f æ ce s t i l e n de n a f
t r a n s p or t bå n de t , h v or de t sk r a b e s a f b å n d e t .
Ved såvel kildeseparering i optimerede skrabekanaler som anvendelse af gødningsbælter opdeles den udskilte fæces og urin i to fraktioner, hvis karakteristik afhænger af
systemet. Separationseffektiviteten af kildeseparation er typisk bedre end andre separeringstyper som følge af en meget nænsom separering (dekantering). På ét punkt er
kildeseparering dog markant dårligere end gængse systemer, idet massesepareringen
er ringe. Ved separering i optimerede skrabekanaler vil masseseparering typisk resultere i 50 vægt-% fast og 50 vægt-% flydendeFejl! Bogmærke er ikke defineret., mens bælteseparering er markant bedre med 35 vægt-% fast og 65 vægt-% flydende45.
Tabel 1 angiver resultater af forsøg med kildeseparering ved hjælp af gødningsbånd i
slagtesvinestalde.
T a be l 1 . E ffe k t a f b æl t e se pa r e r i n g p å e mi ssi on e r .
Ammoniak
Filternet35
Lugt
Metan
Støv
0,94 vs.
4,8 kg/år
pr.
stiplads (80 %)*
110 vs.
305 g/år
pr.
stiplads (64 %)*,**
-50 %
Kempfarm: Konkavt bånd, delvist
fast gulv, 0,81 m2/gris36
0,86 vs.
2,06 kg N/år
pr. stiplads
(-58 %)*
Gødningsbånd med énsidigt fald,
delvist fast gulv, triangel riste
(Koger et al., 2003)
0,85±0,16
kg N/år pr.
stiplads.
Gødningsbånd med énsidigt fald,
2/3 fast gulv, 1/3 støbejernsriste
(Pedersen og Kai, 2012)
0,14 vs. 0,2
g N/h pr.
gris. (-31 %)
6,4 vs. 23
OUE/s pr.
stiplads (72 %)*
1,05±0,2
9 kg/år
pr.
stiplads
230 vs.
120
OUE/s pr.
1000 kg
Aarnink et al., 2007. Kempfarm vleesvarkensstal: milieu_emissies en investeringskosten.
Rapport 67, Animal Sciences Group van Wageningen UR. www.asg.wur.nl.
36
(-47 %)
*I fastlagt ved case-control-forsøg men sammenlignet med normtal for samme staldtype med traditionel gyllehåndtering i stalden.
**Forskellen kan ikke umiddelbart forklares.
Ifølge Hahne et al.37 produceres der 2,8 - 4,5 kg metan pr. år pr. stiplads i slagtesvinestalde med gyllesystem.
Der er ingen dokumentation for, at kildeseparation i optimerede skrabekanaler med
mekanisk udmugning giver anledning til lavere emissioner af ammoniak og lugt 38,39.
Da der er tale om systemer, der benytter hyppig udslusning, vil metanemissionen være lavere end i stalde, hvor gyllen opbevares i længere tid.
Dyrevelfærd
Kildeseparering kan medvirke til at reducere staldluftens indhold af gasser såsom ammoniak og svovlbrinte og dermed forbedre indeklimaet i stalden.
Teknikken giver i kraft af mekanisk fjernelse af husdyrgødningen mulighed for, at der
kan anvendes større mængder halm40,41 eller andre strøelsestyper, som af adfærdsforskere vurderes kan være til gavn for dyrenes velfærd, uden at gødningssystemets
funktionalitet nedsættes.
Arbejdsmiljø
Kildeseparering kan medvirke til at reducere staldluftens indhold af gasser såsom ammoniak og svovlbrinte og dermed forbedre indeklimaet i stalden.
Energiforbrug
Teknikken er forbundet med et forøget energiforbrug til drift af systemets mekaniske
dele (linespilanlæg eller transportbånd).
Ressourceforbrug
Teknikken benytter sig af mekanisk udmugning, hvilket erfaringsvist kan give anledning til problemer med driftssikkerheden grundet det hårde miljø, som de mekaniske
komponenter opholder sig i. Vedligehold og opsyn vanskeliggøres af, at de mekaniske
dele befinder sig under spaltegulvet i stalden, dvs. relativt utilgængelige og i snævre
rammer.
37
Hahne et al., 1999. Trace gas emissions from pig fattening. Landtechnik 54(3): 180181.
38
Von Bernuth et al., 2004. Efficacy of a Liquid/Solid Isolation System for Swine Manure. Paper No 044131 presented at ASAE/CSAE Annual International Meeting, Ottawa, Canada 1-4 August 2004.
39
Pedersen og Kai, 2008. Kildesepareringsstald med gulvudsugning. VSP Meddelelse
nr. 824.
40
Ogink, N.W.M., H.C. Willers, A.J.A. Aarnink, and I.H.G. Satter. 2000. Development
of a new pig production system with integrated solutions for emission control, manure
treatment and animal welfare demands. Swine Housing, Proceeding of the 1st International Conference, October 9-11, 2000, Des Moines, Iowa. ASAE, St.Joseph, MI
49085-9659: p. 253-259.
41
Pedersen og Kai, 2008. Kildesepareringsstald med gulvudsugning. VSP Meddelelse
nr. 824.
Staldseparering af husdyrgødningen i en fast og en flydende fraktion kan give anledning til utilsigtede effekter i form af forøget tab af kvælstof som ammoniak (NH 3), frit
kvælstof (N2) og drivhusgassen lattergas (N2O) i forbindelse med lagring af den faste
fraktion, samt øget ammoniakfordampning fra lagring af den flydende fraktion på
grund af denne fraktions høje pH-værdi. Disse problemer kan dog forebygges ved
etablering af overdækning af lagre af fast såvel som flydende husdyrgødning.
Den traditionelle metode til udslusning af den faste del af husdyrgødningen ved staldseparering i kombination med undertryksventilation medfører risiko for introduktion af
”falsk luft” til den enkelte staldsektion via gødningskanalerne, og det er forbundet med
en øget risiko for indførsel af patogener. Anvendelse af mekanisk gødningshåndtering
kræver således udvikling af sikker løsning på denne problemstilling.
Økonomi
Der er ikke bygget kommercielle stalde i Danmark, som har implementeret gødningsbånd.
Udbredelse
Et kommercielt system baseret på filternet er udviklet af det tyske firma Farmer Automatic GMBH til brug i slagtesvinestalde. Kildeseparering baseret på hvælvede, konvekse væske-impermeable gødningsbånd er udviklet i Holland42. Disse gødningsbånd
er opbygget, så urinen løber af båndet i begge sider og kræver følgelig ”tagrende” i
begge sider for opsamling og bortledning af urin.
Kempfarm (www.kempfarm.nl) har udviklet to konceptstalde til slagtesvineproduktion,
hvor gødningen i stalden separeres vha. hvælvede konkave gødningsbånd, som opsamler urinen på midten af båndet. Systemer baseret på skråtstillede gødningsbånd er
undersøgt i USA43, Canada44 og Danmark45.
Helhedsvurdering
Kontaktinfo
www.kildestald.dk
www.kempfarm.nl
42
Kroodsma, W., Ogink, N.W.M., Satter, I.H.G. and H.C. Willers. 1998. A technique for
direct separation of pig excrements followed by on-farm treatment of the components.
International conference on agricultural engineering, Oslo 24-27 August 1998, p. 213214.
43
Koger et al., 2003. Manure belts for harvesting urine and feces separately and improving air quality in swine facilities. Report to the Smithfield Panel, May 21, 2003.
44
Lachance et al., 2005. Separation of pig manure under slats: to reduce releases in
the environment. Paper No 054159 presented at ASAE Annual International Meeting,
Tampa, Florida
45
Pedersen og Kai, 2012. Separation af afle og fast gødning med gødningsbånd. VSP
Meddelelse nr. 958.
APPENDIKS 5 FORSURING AF GYLLE MED SVOVLSYRE
Tilsætning af syre til gylle bevirker, at gyllens pH-værdi falder, hvorved gyllens indhold
af ammoniakalsk kvælstof i stigende omfang omdannes til ammonium (NH4+), der ikke
fordamper. Ved tilsætning af 4-6 kg koncentreret svovlsyre pr. ton svinegylle sænkes
gyllens pH-værdi til mellem pH 5,5 og 6,0.
Et anlæg til svovlsyrebehandling af gylle kan bestå af ventilbrønd, procestank og syrebeholder. Alle processer styres og overvåges automatisk. Forsuringsprocessen foregår
på den måde, at gyllen, som inde i stalden opsamles i gyllekummer under stierne,
sluses ud i procestanken, hvor den omrøres, og pH-værdien aflæses. Derefter tilsættes
svovlsyre under fortsat omrøring, til gyllens ønskede pH-værdi er nået, hvorefter hovedparten pumpes tilbage til gyllekummerne i stalden, hvor den fungerer som en
stødpude-opløsning for den friskproducerede gylle frem til næste behandling. Overskuddet af gylle efter behandlingen pumpes til en gyllebeholder for lagring frem til
gødskningstidspunktet.
En dansk undersøgelse har vist, at hyppig justering af pH-værdien i svinegylle i en
slagtesvinestald med 1/3 drænet gulv og 2/3 spaltegulv reducerede ammoniakemissionen fra stalden på ca. 70 %46. Det anvendte forsuringssystem var leveret af Infarm
A/S. En senere test af et forsuringsanlæg fra firmaet Jørgen Hyldgaard Staldservice
A/S i en slagtesvinestald med 1/3 drænet gulv og 2/3 spaltegulv resulterede i en reduktion på 71 %47. Begge produkter fremgår af Miljøstyrelsens teknologiliste.
Der foreligger ingen dokumentation for effekten af forsuring af gylle i slagtesvinestalde
med delvist fast gulv, men ifølge et teknologiblad udarbejdet af Miljøstyrelsen48 antages det, at gylleforsuring i stalde med delvis fast gulv vil give anledning til følgende
effekter:
25-49 % fast gulv medfører 68 % reduktion sammenlignet med en tilsvarende sti uden
forsuring. 50-75 % fast gulv medfører 65 % reduktion sammenlignet med en tilsvarende sti uden forsuring. Sammenlignet med drænet gulv forventes kombinationen af
25-49 % fast gulv og gylleforsuring at have en effekt på 75 %, mens kombinationen af
50-75 % fast gulv og gylleforsuring at have en effekt på 80 %.
Der er risiko for, at den med tilsætningen af svovlsyre forbundne forøgelse af gyllens
indhold af sulfat kan give anledning til dannelse af det giftige og ildelugtende stof sulfid. Der er gennemført olfaktometriske lugtmålinger i forbindelse med to forsøg af gylleforsuring i slagtesvinestalde. Forsøgene påviste ingen statistisk sikker lugtmæssig
effekt af gylleforsuring15,49.
46
47
Pedersen og Albrechtsen. 2012. JH forsuringsanlæg i slagtesvinestald med drænet gulv. VSP
Meddelelse nr. 932.
48
Miljøstyrelsen, 2011. Teknologiblad: Svovlsyrebehandling af gylle – Slagtesvin. 2.
udgave.
49
Pedersen, P. 2007. Tilsætning af brintoverilte til forsuret gylle i slagtesvinestald med drænet
gulv. VSP meddelelse nr. 792.
Ifølge et notat af DCA/Aarhus Universitet vil der være et behov for ekstra kalktilførsel
til agerjord, som tilføres svovlsyreforsuret gylle50. Ved anvendelse af 6 kg koncentreret
svovlsyre pr. ton gylle, og en tilførsel på 70 kg total N/ha/år i gylle vil behovet for
ekstra kalktilførsel være 115 kg jordbrugskalk/ha/år ved tilførsel af svinegylle. Dette
medfører endvidere en øget CO2-emission fra kalken på 51-64 kg CO2/ha/år.
Der findes ingen dokumentation for effekten af gylleforsuring på emissionen af drivhusgasser fra stalden, men det er vist, at udledningen af metan under lagring af
kvæggylle reduceres med
67-87 %51. Det er sandsynligt, at en tilsvarende effekt vil kunne påregnes for svinegylle under lagring. I svinestalde bidrager svinene til emissionen af metan via produktionen af tarmgasser, ligesom gylle i svinestalde vil lagres ved en højere temperatur
end eksterne gylletanke, hvorfor førnævnte resultater ikke uden videre kan overføres
til svinestalde.
Dyrevelfærd
Der er ingen direkte effekt af gylleforsuring på dyrevelfærden. En lavere ammoniakkoncentration i stalden vil bidrage til et forbedret indeklima. Forsuring kan muligvis
medvirke til at hygiejnisere gyllen og dermed reducere smittetrykket i stalden.
Arbejdsmiljø
Koncentreret svovlsyre er stærkt ætsende, og der er derfor mange sikkerhedsforskrifter for brugen af svovlsyre.
Energiforbrug
Der er et forøget energiforbrug til pumpning og omrøring af gylle. Pedersen 52 beregnede energiforbruget til ca. 3 kWh pr. m3 gylle.
Ressourceforbrug
Der medgår et forbrug af koncentreret svovlsyre til gylleforsuring. Mængden andrager
4-6 kg pr. ton svinegylle.
Biogasfællesanlæg viser generelt modvilje mod at modtage forsuret gylle, fordi store
svovlmængder inhiberer biogasprocessen. Forsuring af gylle reducerer imidlertid gyllens metanproduktion i stalden og bevirker derfor, at gyllens biogaspotentiale øges, og
dette vil kunne øge biogasudbyttet. Det anbefales dog ikke at tilføre mere end ca. 10
% forsuret gylle til biogasanlæg, hvis de negative effekter helt skal undgås53. Ved anvendelse af separeret fiber fra forsuret gylle kan andelen dog øges betydeligt. Ved
erstatning af 30 % af biomassen i et anlæg med forsuret fiber var der ingen negativ
effekt, og gasproduktionen blev øget med 50 % i forhold til anvendelse af normal gylle53.
50
Petersen, S.O. et al., 2011. Notat om forskellige forhold i forbindelse med forsuring ved nedfældning. DCA/Aarhus Universitet.
http://pure.au.dk/portal/files/44555804/Notat_vedr_gylleforsuring_og_nedf_ldning_150911_2_.p
df.
51
Petersen, S.O., Andersen, A.J. & Eriksen, J., 2011. Effects of cattle slurry acidification on ammonia and methane evolution during storage. J. Environ. Qual. 41(1): 88-94.
52
53
Møller H.B. & V. Moset. 2013. Den sure gylle kan give god biogas.
http://infarm.dk.static01.tigermedia.eu/upload/File/Biogas_af_forsuret_fiber_-_artikel_slut.pdf.
Økonomi
Nedenstående økonomiske kalkule er baseret på DCA’s seneste rapport om miljøteknologier54.
T a be l 2 . S k øn ove r i n ve st e r i n g s b e h ov og me r o mk o st n i n g e r ve d g yl l e f or su r i n g i sl a g t e sv i n e s t a l de me d dr æn e t g u l v . S t a l d e n i n d e h ol d e r 5 0 0 0 st i p l a d se r o g h a r e n å r l i g p r o d u k t i on
på 2 0 . 0 0 0 sl a g t e s vi n . M i l j øe f fe k t e n e r b e r e g n e t p å g r u n d l a g a f e f fe k t e n a f t e k n ol og i e n p å
e mi s si o n e r n e f r a s t a l d, l a g e r o g u d b r i n g n i n g a f h u sd yr g ø d n i n g . M e r o m k o st n i n g e r e r k or r i g e r e t f or g ødn i n g s v ær d i e n a f N o g S .
Investering, kr.
Meromkostninger i alt, kr./år
1.495.640
199.604
Meromkostninger pr. stiplads, kr./år
40
Meromkostninger pr. produceret svin, kr.
10
Udbredelse
Gylleforsuring benyttes stort set kun i Danmark.
Helhedsvurdering
Gylleforsuring er ud over foderoptimering den eneste teknik, der reducerer ammoniakemissionen fra såvel stald, lager som ved udbringning. Indholdet af kvælstof i forsuret
slagtesvinegylle ab lager øges med 7-13 % sammenlignet med ubehandlet gylle.
Hansen et al., 2013. Miljøteknologier i det primære jordbrug – driftsøkonomi og miljøeffektivitet. DCA – Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug, Aarhus Universitet, 11. juli 2013, pp. 78.
54
APPENDIKS 6 GYLLEKØLING
Ved kølingen reduceres gyllens temperatur, hvorved flygtigheden af ammoniak reduceres. Den lavere temperatur bevirker endvidere, at omsætning af letomsætteligt tørstof i gyllen sænkes med lavere metanproduktion til følge.
Gyllekøling kan anvendes i stalde med mekanisk udmugning (linespil, skraber) såvel
som stalde med rørudslusningssystem (gylle). Gyllekølingssystemet etableres ved
nedstøbning af PEL-slanger i bunden af gødningskanalerne i stalden. Slangerne monteres typisk med en afstand på 35-40 cm, enten nedstøbt i kanalbunden eller udlagt
ovenpå gyllekanalernes betonbund. Kølingen er vandbåren, idet køleslangerne typisk
forbindes til en varmepumpe.
I anlæg for gyllekøling kan det kolde vand fremstilles på tre måder: 1) kompressordrevet varmepumpe, 2) grundvandskøling med reinjektion af grundvandet samt 3)
jordkøling ved hjælp PEL-slanger nedgravet i jorden.
Ved køling vha. varmepumpe er driftsøkonomien stærkt afhængig af afsætningsmulighederne af varme-energien. Gyllekøling er mest relevant i svinebesætninger, hvor den
indvundne varme kan anvendes til opvarmningsformål, hvilket typisk drejer sig om
besætninger med søer og smågrise. Varmen af gyllekøling kunne alternativt anvendes
til opvarmning af biogasreaktorer på gårdbiogasanlæg. Det forudsætter dog, at biogassen afhændes til et kraftvarmeværk eller opgraderes til bio-naturgas, idet der på
gårdbiogasanlæg normalt opstår et varmeoverskud under afbrændingen af biogassen.
Køling ved hjælp af grundvand fungerer ved, at grundvandet, som i Danmark har en
konstant temperatur på 8,5-9 °C, pumpes op fra en (kold) indvindingsbrønd og ledes
gennem gyllekanalerne via nedstøbte køleslanger, hvor grundvandet optager varme
(energi) fra gyllen, som derved afkøles. Det nu opvarmede grundvand ledes tilbage til
grundvandmagasinet via en reinjektionsbrønd, og her afgives varmen langsomt til den
omkringliggende jord. Fremgangsmåden benyttes i hollandske svinestalde55,56. For så
vidt angår gyllekøling, vil det formodentligt være et krav, at anlægget opbygges som
et to-strenget system med hhv. et ”grundvandskredsløb” samt et ”gyllekølekredsløb”,
som står i forbindelse med hinanden via en varmeveksler.
Brugen af grundvand til køling (og opvarmning) er en forholdsvis ny idé i Danmark.
Første danske anlæg blev taget i brug i 1996. I dag findes der mere end en 25 anlæg,
som fortrinsvis benyttes i industrien, bl.a. Billund Lufthavn og Gartneriet Hjortebjerg.
Fordelen er en reduktion af energiforbruget med op til 90 % i forhold til traditionel
køling ved hjælp af varmepumper57. Grundvandskøling er desuden pladsbesparende og
støjsvag i forhold til traditionelle køleanlæg. En af ulemperne er det omfattende arbejde, der er forbundet med myndighedsgodkendelsen. Anvendelse af grundvandskøling
kræver tilladelse fra myndighederne. Der kræves tilladelse efter både Vandforsyningsloven og Miljøbeskyttelsesloven. Tilladelse til indvinding af grundvand skal opnås efter
Vandforsyningsloven, og tilladelse til reinjektion af vand er omfattet af Miljøbeskyttelsesloven.
55
www.infomil.nl.
draft BREF-notes: http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/irpp.html.
57
Stig Niemi Sørensen. Status og fremtid for grundvandskøleanlæg med reinjektion i Danmark.
56
I forbindelse med en teknologiudredning i regi af Miljøstyrelsen58 blev der på grundlag
af et litteraturstudie formuleret algoritmer for forventet ammoniakreduktion som funktion af specifik køleeffekt i stalde med mekanisk udmugning:
Reduktion (%) = −0,008x2 + 1,5x
[1]
hvor x = køleeffekt, W/m2 gyllekanal.
Samt for stalde med rørudslusningsanlæg med ca. 40 cm. dybe gyllekanaler, jf. ligning
2:
Reduktion (%) = −0,004x2 + x
[2]
I forhold til Månegrisen arbejdes der i et scenarie med gyllekøling, der er koblet sammen med W-formede gyllekanaler, som er en anden miljøteknologi. Der er i scenarieberegningerne taget udgangspunkt i en køleeffekt på 20 W/m2 effektiv gylleoverflade i
W-kanalerne. Ifølge [1] giver dette en ammoniakreduktion på 26,8 %. Da der ikke er
fuld gylleoverflade i stalden som følge af de W-formede gyllekanaler samt hyppig udslusning, vurderes effekten af gyllekøling at være marginalt aftagende. Der regnes
derfor med en effekt af gyllekøling på 20 % sammenlignet med W-formede kanaler
alene. Dette er ikke afprøvet i praksis, hvorfor reduktionsestimatet er usikkert.
En hollandsk undersøgelse har vist en reduktion i lugtemissionen på 20-25 % ved køling i gylleoverfladen59, men siden har to danske afprøvninger af gyllekøling i hhv. en
stald til drægtige søer og en slagtesvinestald ikke vist nogen lugtmæssig effekt60,61.
Der regnes fremdeles ikke med nogen lugtmæssig effekt af gyllekøling.
På grundlag af en simuleringsmodel er det estimeret, at metanemissionen fra svinegylle falder med 18 % netto, når gyllen i stalden nedkøles til 15°C62. Under hensyntagen
til øget kulstoflagring i jorden samt energiforbrug til køling er effekten af køling beregnet til 6,4 kg CO2-ækvivalenter pr. produceret slagtesvin63.
Dyrevelfærd
Der foreligger ikke viden om, at gyllekøling ved almindeligt forekommende specifikke
køleeffekter påvirker dyrevelfærden.
Arbejdsmiljø
Lav ammoniakkoncentration i staldrummet vurderes at være gavnligt for arbejdsmiljøet.
Energiforbrug
Der medgår energi til drift af cirkulationspumper og varmepumpe.
58
Miljøstyrelsen, 2011. Køling af gylle i slagtesvinestalde.
Mol et al., 2004. The effect of two ammonia emission reducing pig housing systems on odour
emission. Water Sci. Techn. 50(4): 335-40.
60
Pedersen, P. 2005. Linespilsanlæg med køling i drægtighedsstalde. VSP Meddelelse nr. 694.
61
Jørgensen et al., 2013. Effekten af gyllekøling i slagtesvinestier med drænet gulv i lejearealet.
VSP Erfaring nr. 1312.
62
Sommer, S.G. et al.,2004. Algorithms for calculating methane and nitrous oxide emissions from
manure management. Nutrient Cycling in Agroecosystems 69: 143-154.
63
Dalgaard, T. et al., 2010. Landbrugets drivhusgasemissioner og bioenergiproduktionen
59
i Danmark 1990-2050. Rapport til den danske klimakommission.
Hvis det antages, at overfladen i V-formede gyllekanaler har en overflade på 0,5 m2
pr. løbende meter kanal, vil overfladen være 1 m2 pr. løbende meter W-kanal. Det
giver en gylleoverflade på: 0,14 m2 pr. stiplads ved 18 grise pr. sti. Ved 5000 stipladser giver det (700 m2 køleoverflade svarende til (700 m2 x 20 W/m2) = 14 kW køleeffekt ved 20 W/m2. Med kompressor-køling med en COP-værdi på 3 giver det et forventet el-optag på 14/2 = 7 kW, hvilket giver et samlet forventet elforbrug på (7 kW x 24
timer/dag x 365 dage/år) = 61.320 kWh pr. år svarende til en energiomkostning på
ca. kr. 50.000 pr. år eller ca. 2,5 kr. pr. produceret slagtesvin.
Ressourceforbrug
Ingen forhold at bemærke.
Ingen forhold at bemærke.
Økonomi
Den samlede driftsøkonomi af gyllekøling afhænger ud over den specifikke køleeffekt
af kølemetoden. Kompressor-køling vurderes at være billigst i anskaffelse og installation, mens de løbende driftsomkostninger til el vil være lavere for passiv jordkøling og
grundvandskøling.
Udbredelse
Ifølge et teknologiblad om gyllekøling var der i 2009 etableret mere end 300 anlæg i
Danmark.
I Holland er der udviklet en teknik, hvor kølingen af gylle finder sted ved hjælp af flydende kølelameller59. Kølingen finder sted ved hjælp af grundvand, som efter en temperaturstigning på maksimalt 3°C pumpes tilbage i undergrunden. Afhængig af dyrekategori og staldtype er der opnået ammoniakreduktioner på 20-75 % ved køling med
kølelameller i gyllekanalen. Halmstrøelse i stierne er ikke foreneligt med anvendelse af
kølelameller på grund af risikoen for tilstopning.
Helhedsvurdering
Gyllekøling er en ukompliceret og robust metode til at reducere ammoniak fra stalde.
Systemets elementer, der befinder inde i stalden, omfatter køleslanger i plastmaterialet PEL, som ligger beskyttet nedstøbt i betonbunden. De bevægelige dele, kølemaskinen/varmepumpen, befinder sig i et teknikrum og holder typisk 15-20 år afhængig af
bl.a. driftsbetingelserne (start/stop). Teknikken er ukompliceret, og anlægget kræver
meget lidt overvågning og vedligeholdelse.
Afhængig af køleeffekten vil gyllekøling producere store mængder varme, som kun har
begrænset anvendelighed i slagtesvinestalde, hvor varmebehovet typisk er lavt. Varmen kan anvendes til rumopvarmning af servicerum, forvarmning af vand til vådfoder,
og højtryksrensning.
Hvor stor en andel af varmen, der kan udnyttes, afhænger stærkt af de lokale forhold.
Overordnet set vil gyllekøling kunne reducere drivhusgasemissionen, hvis en række
betingelser er opfyldt. Det vil således være en forudsætning, at varmen fra varmepumpen kan afsættes et andet sted i produktionen og erstatte varme fra en anden
varmekilde som for eksempel oliefyr. Ud fra et miljømæssigt synspunkt er det vanskeligt at argumentere for anvendelse af gyllekøling ud over ejendommens varmebehov.
APPENDIKS 7 BIOLOGISK LUFTRENSNING
Ved biologisk luftrensning, ledes staldluft igennem et filtermateriale, som holdes fugtigt, så ammoniak og lugtstoffer absorberes i en vandfilm i biofiltret og efterfølgende
nedbrydes af mikroorganismer.
Biologiske luftrensningsanlæg kan opdeles i to hovedgrupper: biofiltre og biologiske
luftvaskere.
I biofiltre ledes ventilationsluften gennem et organisk filtermateriale, typisk bestående
af blandinger af fx træflis, kompost, plantestrå (halm) mv. Vandingen i biofiltret sker
primært ved opfugtning af luften, inden den passerer gennem filtermatricen. Der produceres som oftest ikke kvælstofholdigt lænsevand i denne type anlæg.
I biologiske luftvaskere renses staldluften ved passage gennem en inert filtermatrice,
som løbende overrisles med vand. Den tilbageholdte ammoniak omsættes til dels til
nitrit og nitrat. Den akkumulerede ammonium, nitrit og nitrat fjernes med lænsevandet. Disse anlæg kan ofte reducere både ammoniak og lugt.
Miljøeffekt (Ammoniak, lugt, drivhusgasser, støv)
Effekten af biologisk luftrensning er stærkt afhængig af anlægsopbygning samt af driften. Biofiltre er typisk effektive til reduktion af lugt men ikke ammoniak, mens biologiske luftvaskere ofte kan reducere både ammoniak og lugt64.
To biologiske luftrensere er opført på MST’s teknologiliste, hhv. Farm Airclean BIO Flex
2 trin (SKOV A/S) med >70% ammoniakreduktion og 73% lugtreduktion, samt Dorset
Biological Combi Aircleaner (Rotor A/S) med >70% ammoniakreduktion, 40% lugtreduktion og 55% støvreduktion.
Biologisk luftrensning kan give anledning til dannelse af drivhusgassen lattergas som
følge af denitrifikation.
Velfærd og sundhed
Luftrensningsanlæg indbygges normalt i forlængelse af staldes ventilationsanlæg. og
kan påvirke svins velfærd indirekte, hvis luftrensningsanlægget fx påvirker ventilationsanlæggets ydeevne negativt.
Energiforbrug
Luftrensning giver anledning til øget energiforbrug som følge af større elforbrug til
ventilation og vandpumper.
Ressourceforbrug
Øget energiforbrug. Der er et øget vandforbrug.
Der er normalt intet forbrug af hjælpestoffer.
64
Miljøstyrelsens teknologiliste.
http://www.mst.dk/Virksomhed_og_myndighed/Landbrug/Husdyrgodkendelser/bat/Teknologiliste
_ny.htm. Hentet 15. august 2013.
Restprodukter
Lænsevand fra biologiske rislefiltre og luftvaskere ledes til gyllekummer, lagertank og
udbringes på marken.
Biofiltres filtermatrice nedbrydes med tiden og derfor jævnligt udskiftes. Den brugte
filtermatrice har karakter af kompost og kan håndteres som sådan til gødskningsformål og jordforbedring.
Der er risiko for dannelse af drivhusgassen lattergas ved biologisk luftrensning.
Arbejdsmiljø
Ingen særlige forhold.
Økonomi
Nedenstående økonomiske kalkule for et centralt biologisk luftrensningsanlæg er baseret på DCA’s seneste rapport om miljøteknologier65. Tallene er kun baseret på oplysninger fra ét firma og skal derfor tages med et vist forbehold, idet der erfaringsvis kan
være stor forskel i såvel investering som løbende omkostninger mellem forskellige
typer af luftrensningsanlæg.
T a be l 3 . S k øn ove r i n ve st e r i n g s b e h ov ve d a n ve n d e l se a f d e ce n t r a l b i o l o g i sk l u ft r e n s n i n g i
sl a g t e sv i n e s t a l de me d dr æn e t g u l v. S t a l d e n i n d e h ol d e r 5 0 0 0 st i p l a d se r . ” % l u ft r e n s n i n g ”
r e fe r e r e r t i l be g r e be t de l l u ft r e n sn i n g .
Fuld luftrensning
60 %
20 %
delluftrensning
delluftrensning
1710
1430
922
294.680
221.844
115.648
Meromkostninger pr.
stiplads, kr./år
59
44
23
Meromkostninger pr.
produceret svin, kr.
15
11
6
Investering, kr.
Meromkostninger i alt,
kr./år
Økonomien for centralt placerede luftrensere kan adskille sig fra ovenstående, da anlæggets dimensionering vil være anderledes, ligesom der skal indregnes kanaler for
transport af luften fra hver staldsektion og hen til luftrenseren.
Udbredelse
DK, D, NL
Hansen et al., 2013. Miljøteknologier i det primære jordbrug – driftsøkonomi og miljøeffektivitet. DCA – Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug, Aarhus Universitet, 11. juli 2013, pp. 78.
65
Biologiske luftrensere anvendes i Tyskland og Holland til reduktion af ammoniak og
lugt. I begge lande anvendes biologiske luftvaskere til reduktion af både ammoniak og
lugt, mens biofiltre kun benyttes til lugtreduktion.
Helhedsvurdering
Biologiske luftvaskere kan med fordel benyttes til delluftrensning for ammoniak, hvor
kun en del af staldens samlede ventilationskapacitet renses.
Biologiske luftvaskere kan også reducere lugt. I det tilfælde skal luftrenseren som oftest have kapacitet til at rense al luft fra stalden.
Der må påregnes overvågning af luftrenseren. Afprøvningerne af biologisk luftrensning
har alle haft problemer med stabil drift af anlæggene, ligesom det er meget vigtigt for
driften af filtrene, at de rengøres jævnligt. Hvis filtret i luftrenseren tilstoppes med
støv og/eller meget kraftig belægning af biofilm, forøges tryktabet over luftrenseren
betragteligt. Dette medfører et forhøjet energiforbrug, nedsat luftgennemstrømning i
luftrenseren og efterfølgende nedsat luftskifte i staldene, hvilket kan forringe grisenes
velfærd.
APPENDIKS 8 GULVUDSUGNING MED LUFTRENSNING OG
INDDAMPNING AF FORSURET AJLEFRAKTION VED
HJÆLP AF STALDLUFT
Der er tale om en teknologi, som endnu ikke er afprøvet i praksis. Ved kildeseparering
i stalden ved hjælp af gødningsbånd (se særskilt beskrivelse) fås to fraktioner, hhv. en
flydende tørstoffattig og en fast tørstofrig fraktion. Den flydende fraktion, primært
indeholdende urin og vandspild, kaldet ajle forsures til pH ca. 4 ved hjælp af fx svovlsyre og benyttes som ”skrubbervæske” i en lavteknologisk luftrenser, som basalt set
består af luftkanaler, hvis indre overflader til stadighed holdes våde med den forsurede
urin. Luften trækkes ud af stalden via gulvudsugning, hvis udformning bevirker, at en
høj andel af den samlede emission af gasser fra stalden ventileres bort i et begrænset
luftvolumen på 10-20 % af staldens ventilationskapacitet. Denne delluftmængde ledes
gennem hovedkanaler, hvis bunde er dækket af den forsurede urin. Ved tilstrækkelig
stor kontaktflade og -tid vil ammoniak fra luften blive absorberet i den forsurede urin,
hvorved luften renses. Den varme staldluft vil samtidig bevirke, at der fordamper vand
fra den forsurede urin, som derved koncentreres.
Der regnes i scenarieberegningerne med en renseeffekt for ammoniak på 70 %, men
dette baseres på følgende antagelse. Et hollandsk laboratorieforsøg, hvor der ligeledes
blev benyttet forsuret kildesepareret urin som skrubbervæske i en luftrenser resulterede i en rensningseffektivitet for ammoniak på 68-95 %66. Ved forsøget blev den forsurede urin inddampet med en faktor 6-7 af det oprindelige volumen (dvs. ajle + salpetersyre).
Et hollandsk forsøg viste ingen statistisk sikker forskel på lugtkoncentrationen i staldluft før og efter rensning gennem en skrubber, der blev forsynet med forsuret svineurin som skrubbervæske67.
Dyrevelfærd
Gulvudsugning har en positiv effekt på niveauet af gasser i staldluften i dyrenes opholdszone.
Arbejdsmiljø
Gulvudsugning har en positiv effekt på niveauet af gasser i staldluften.
Koncentreret svovlsyre eller salpetersyre er stærkt ætsende og kræver opfyldelse af
en række sikkerhedsvilkår.
Energiforbrug
Luftrensningen vurderes som udgangspunkt ikke at medføre et øget energiforbrug,
men der er et begrænset merenergiforbrug ved gulvudsugning ved en ydelse på 10-20
% af ventilationskapaciteten.
Ressourceforbrug
Der er et forbrug af syre, sandsynligvis svovlsyre, men det kan også være fx salpetersyre, som samtidig bidrager med en gødningsværdi qua dets indhold af nitratkvælstof.
Ingen kendte.
66
Willers et al., 2003. Concentration of urine from fatteners combined with ammonia removal by
scrubbing exhaust air of a pig house. http://library.wur.nl/WebQuery/wurpubs/363184
67
Willers et al., 2003. Odor from evaporation of acidified pig urine. In: ”Air Pollution from Agricultural Operations III”, Proceedings from a conference, 12-15 October 2003, North Carolina, USA,
p. 318-322.
Økonomi
Der må påregnes en meromkostning til etablering og drift af gulvudsugningsanlæg
samt til teknik til urinforsuringsanlæg. Meromkostningen er ukendt.
Udbredelse
Teknikken er kun på idé-stadiet.
Helhedsvurdering
Teknikken vil kunne løse to udfordringer for månegrisestalden: 1) reducere ammoniakemissionen og 2) håndtering af flydende gødning.
APPENDIKS 9 HØJTRYKSKØLING
Et højtrykskøleanlæg består af et dysesystem, som udsender forstøvede vandpartikler
til staldluften under et højt tryk (> 70 bar). Størstedelen af de forstøvede vandpartikler fordamper, og da denne faseovergang er energikrævende, afkøles luften, hvilket
sænker staldtemperaturen. Højtrykskøling bruges bl.a. til at sænke temperaturen i
varme perioder for at fremme dyrevelfærd og hindre varmestress. Teknologien benyttes bl.a. i forbindelse med produktion af slagtekyllinger.
Miljøeffekt
Undersøgelser gennemført i slagtesvinestalde viser, at højtrykskøling kan reducere
staldtemperaturen med 1–2˚C (Hauessermann et al., 2007). Dette kan have betydning for ammoniakemissionen, da undersøgelser har vist, at ammoniakfordampningen
i svinestalde er korreleret med staldtemperaturen (Lyngbye et al., 2006). Den ammoniakreducerende effekt af højtrykskøling er ikke tilstrækkeligt dokumenteret, men i en
mindre undersøgelse fandt man, at højtrykskøling tilsat Biosa Air reducerede ammoniakfordampningen fra slagtesvin med 47 % (Maahn et al., 2009). Grisene i kontrolstalden vejede dog mindre end i behandlingsstalden, og måleperioden var relativ kort.
Desuden er det ikke klart, om den fundne effekt skyldtes tilsætningen af Biosa Air eller
effekten af højtrykskølingen. I praksis benyttes højtrykskøling alene i varme perioder
med henblik på at køle staldrum og grise. Den eventuelle ammoniak-begrænsende
effekt er derfor begrænset og vurderes i denne sammenhæng til at udgøre max 5 %.
Effekten af højtrykskøling på emissionen af lugt er ikke tilstrækkeligt dokumenteret. I
forsøget med højtrykskøling tilsat Biosa Air fandt man i en periode, at brugen af højtrykskøling tilsat Biosa Air reducerede lugtemissionen, mens man i en anden måleperiode ikke fandt nogen lugtreducerende effekt.
Brugen af højtrykskøling kan begrænse udledningen af støv fra svinestalde. Villis et al.
(1987) fandt lavere støvkoncentration i staldluft ved brug af højtrykskøling.
Teknologien vurderes ikke at påvirke emissionen af drivhusgasser.
Dyrevelfærd
Højtrykskøling vurderes at have en positiv effekt på dyrevelfærden, da teknologien kan
benyttes til at reducere risikoen for varmestress i perioder med høj udetemperatur.
Arbejdsmiljø
Teknologien skaber generelt et bedre staldklima. Specielt i varme perioder vil nedsættelsen af støvindholdet og staldtemperaturen virke fremmende på arbejdsmiljøet.
Energiforbrug
Teknologien vil marginalt øge energiforbruget til udpumpning af vand. Omvendt kan
en lavere staldtemperatur begrænse energiforbruget til mekanisk ventilering.
Ressourceforbrug
Teknologien har kun marginal indvirkning på staldens ressourceforbrug.
Ingen
Udbredelse
Højtrykskøling benyttes primært i produktion af slagtekyllinger for at forhindre varmestress. Teknologien vinder stigende indpas i forbindelse med produktionen af slagtesvin, og flere producenter udbyder i dag systemer til indsætning i svinestalde.
Brugen af højtrykskøling har i særlig grad udbredelse i lande med varmere klima.
Økonomi
Referencer
Haeussermann,A., E. Vranken, J.-M. Aerst, E. Hartung, T. Jungbluth, and D. Berckmans.
2007. Evaluation of control strategies for fogging systems in pig facilities. American
Society of Agricultural and Biological Engineers 50:265-274.
Lyngbye, M, Riis, A. L, and Feilberg, A. Luftskiftes betydning for lugt- og ammoniakemission fra slagtesvinestalde. Meddelelse 756. 2006.
Maahn, M., Hansen, H., and Hansen, M. N. Reduktion af ammoniakfordampning og lugt
fra slagtesvinestalde ved højtrykskøling tilsat Biosa Air - Undersøgelser af
teknologiens effekter på emissioner af ammoniak og lugt. 2009.
Willis,W.L., M.D.Ouart, and C.L.Quarles. 1987. Effect of an evaporative cooling and
dust
control system on rearing environment and performance of male broiler chickens.
Poult. Sci. 66:1590-1593
Wilson,J.L., H.A.Hughes, and W.D.Weaver. 1983. Evaporative cooling with fogging
nozzles in broiler houses. American Society of Agricultural Engineers 26:557-561.
APPENDIKS 10 EC-VENTILATORER
En EC-ventilator er en ventilationsenhed, hvor motorenheden er en EC-motor (elektronisk kommuteret). Denne type elmotor betegnes også PM-motor og er en motortype
med permanente magneter i/på rotoren. EC-motor rummer en række fordele i forhold
til asynkronmotorer, nemlig lavere vægt, mindre støj, længere holdbarhed og fremfor
alt en væsentlig bedre energieffektivitet. Særligt ved lave omdrejninger bruger ECventilatorer betydelig mindre energi end ventilatorer med andre typer af motorer, eksempelvis sparemotorer og frekvensregulerede asynkronmotorer. EC-ventilatorer er i
reglen designet således, at EC-motoren er integreret i ventilatorhjulet.
Anvendelse af EC-ventilatorer har en reducerende effekt på den energiforbundne udledning af CO2 i kraft af, at EC-ventilatorerne bruger mindre energi sammenlignet med
andre ventilationstyper.
Dyrevelfærd
I forhold til andre ventilationstyper giver anvendelsen af EC-ventilatorer ingen forbedret dyrevelfærd.
Arbejdsmiljø
Et lavere støjniveau fra EC-ventilatorerne vil have en positiv effekt på arbejdsmiljøet i
stalden og i øvrigt også på staldbygningens næromgivelser.
Energiforbrug
EC-ventilatorer har et lavere forbrug af el-energi end andre typer af ventilatorer. Et
EUDP-projekt har vist, at EC-ventilatorer kan reducere energiforbruget til ventilation
med op til 50 % sammenlignet med frekvensstyrede ventilatorer. Energiforbruget til
ventilation udgør en meget stor andel af det samlede energiforbrug i slagtesvinestalde.
Anvendelse af EC-ventilatorer vil således have en markant effekt på det samlede energiforbrug pr. produceret slagtesvin.
Ressourceforbrug
EC-ventilator reducerer energiforbruget til ventilation og dermed ressourceforbruget i
produktionen.
Ingen.
Økonomi
Ifølge Skiold A/S er prisen ca. 5.000 kr. pr. styk plus samt ekstra omkostninger til elinstallation.
Udbredelse
Ukendt, men antagelig er markedet i stærk vækst.
Helhedsvurdering
EC-Ventilator kan halvere elforbruget til ventilation sammenlignet med almindelig frekvensstyret ventilation. Besparelsen er størst ved lav ydelse, hvilket vil sige typisk om
vinteren, hvor ventilationen kører på minimum.
Litteratur
Pedersen J., Philipp Trénel, Thomas Krogh Hansen & Mathias Andersen. 2010. Udvikling og demonstration af energibesparende teknologi til landbruget. EUDP-projekt,
intern rapport. AgroTech A/S.
Skiold A/S. Hans Jørgen Klitgaard, pers. Medd. 2013.
APPENDIKS 11 GÅRDBIOGASANLÆG
Biogasgårdanlæg er biogasanlæg af varierende størrelse, der typisk er placeres i
umiddelbar nærhed af den husdyrproduktion, hvorfra husdyrgødningen behandles.
Hidtil er biogassen anvendt til kraft-varmeproduktion, som oftest på bedriften, men i
de senere år er der flere gårdanlæg, der er begyndt at levere til mindre lokale naturgasfyrede kraft-varmeværker.
Gårdbiogasanlæg er en velafprøvet VE teknologi, der kan etableres relativt billigt
sammenlignet med biogasfællesanlæg. Det skyldes, at de ofte kan udføres i mere enkelt design, fx uden bygninger, hygiejnisering, varmeveksling og køretøjer, som kendetegner fællesanlæggene. Gårdanlæggene spiller i mindre grad end fællesanlæggene
en rolle som formidling af overskudsgylle.
Et gårdbiogasanlæg baseret på gylle fra en slagtesvineproduktion på ca. 20.000 producerede svin per år med 5,5 % tørstof vil ikke være rentabel jævnfør de økonomiske
beregninger.
Gårdbiogasanlægget kan anvendes i alle staldscenarier. Tiltag, der ændrer på gyllens
tørstofindhold eller som virker konserverende på gyllen, vil påvirke økonomien i biogasanlægget ret direkte.
Miljøeffekt
Det er velkendt, at biogas er et særdeles attraktivt virkemiddel i både miljø- og klimapolitikken. Bioforgasning betyder en reduktion af emissionerne af CO2, CH4, N2O samtidig med at udvaskningen af kvælstof typisk bliver reduceret. Reduktion af drivhusgasser opnås primært ved, at den producerede energi fortrænger fossile brændsler.
Når der regnes på det forudsættes det ofte, at der fortrænges naturgas, men for gårdanlæg er det faktisk mere rimeligt at forudsætte, at der fortrænges kul. Det betyder
en større effekt end det, der normalt beregnes for biogasanlæg. Desuden spares emission af metan fra konventionelle gylletanke. Endelig medfører fjernelsen af letomsætteligt stof, at emissionen af lattergas fra dyrkningsjorden reduceres efter udspredning
af husdyrgødning.
Desuden er det velkendt, at afgasset gylle lugter betydeligt mindre ved udbringning.
Endelig er biogas en af de VE teknologier, der har den højeste beskæftigelseseffekt.
Fødevareøkonomisk Institut fandt i 2002 (FØI rapport 136) en drivhusgasreduktion på
90 kg CO2 ækvivalenter pr. ton gylle. Dette er senere nedjusteret noget, afhængigt af
hvilket scenarie der kigges på. Dels fordi andelen af organisk affald er reduceret eller
der indregnes negativ effekt på jordens kulstofreserve. Endelig kan der i nogle scenarier forudsættes anvendt energiafgrøder. Der blev endvidere fundet en reduktion i
kvælstofudvaskningen på 0,11 kg N pr. ton gylle.
Dyrevelfærd
Biogasanlæg har ikke umiddelbart nogen effekt på dyrevelfærden.
Arbejdsmiljø
Biogasanlæg har ikke nævneværdig effekt på arbejdsmiljøet.
Energiforbrug
Der bruges en mindre mængde el og varme til procesformål ved drift af biogasanlæg.
Forbruget afhænger i høj grad af hvilket anlægskoncept der anvendes, men det vil ofte
ligge på 5-10 % af energiproduktionen, der medgår som procesenergi.
Ressourceforbrug
Biogasanlæg består typisk af beton og stål.
I biogasanlægget sker en mineralisering af organisk bundet kvælstof. Det øger risikoen
for efterfølgende fordampning af ammoniak, hvilket kræver omhyggelig håndtering.
Omvendt er det også mineraliseringen, der gør, at der kan opnås højere N-udnyttelse i
jorden og dermed en mindre N udvaskning
Økonomi
En slagtesvineproduktion med udgangspunkt i 5000 stipladser muliggør en produktion
på omkring 20.000 slagtesvin på årsbasis. Gyllen herfra, der vil udgøre ca. 10.000
tons vil kunne udnyttes til biogasproduktion. Det kan ske ved etablering af et gårdbiogasanlæg. Et biogasanlæg til behandling af denne mængde vil skulle have en reaktorstørrelse på knap end 1000 m3.
Modelberegninger viser, at et sådant anlæg kan koste ca. 6 mio. kr. inklusive en kraftvarmeenhed. Ved anvendelse af en tørstofprocent på 5,5 vil anlægget kunne producere godt 135.000 m3 metan på årsbasis, som udnyttes til el og varmeproduktion. El
produktionen forudsættes solgt til en gennemsnitspris på 1,10 kr per kwh, eftersom de
nuværende 1,15 kr per kwh gradvist sænkes. Det forudsættes, at knap 40 % af varmeproduktionen kan udnyttes til opvarmning af privatbolig og stalde. Niveauet for
driftsudgifter er delvist skønnede. Med disse forudsætninger viser modelberegningerne følgende økonomi for et anlæg i normal drift:
Kr. pr. år
Salg af elektricitet
575.000
Salg af varme
150.000
Omsætning i alt
725.000
Forbrugsstoffer
50.000
Vedligehold og service
235.000
Lønninger
175.000
Administration mv
30.000
Methan og NOx afgifter
25.000
Forsikringer
30.000
Driftsudgifter i alt
545.000
Løbende indtjening
180.000
Kapitalomkostninger
840.000
Resultat
-660.000
Beregningerne viser et underskud på 660.000 kr. på årsbasis. Forklaringen herpå er,
at det er et ret lille anlæg og produktionen er begrænset til at basere sig på gylle med
de forudsætte 5,5 % TS indhold. Med disse forudsætninger vil et sådant anlæg derfor
næppe blive etableret i praksis. Der er ikke noget nyt i at hverken små eller store anlæg kan gøres driftsøkonomisk rentable hvis driften alene skal baseres alene på gylle.
Der er imidlertid en række håndtag der kan drejes på, så økonomien i et biogas kan
løbe rundt eller give overskud:
-Større anlæg, større behandlings- og produktionspotentiale
-Tilførsel af biomasse med højere tørstofindhold, energiafgrøder, dybstrøelse eller
restbiomasse
-Afsætning og nyttiggørelse af en større del af varmeproduktionen.
-Øge tørstofindholdet i gyllen fra svineproduktionen til 10-12 %
-Forøget tørstofindhold gennem kildeseparering i staldene
-Anvende mere simple og billigere anlægstyper.
Det vurderes, at det er problematisk at anvende forudsætningen om, at biogasanlægget alene skal anvende gyllen fra den pågældende svineproduktion som produktionsgrundlag, fordi det medfører at det beregnede resultat udviser et underskud. Det vurderes endvidere, at det vil være mere rimeligt at forudsætte at anlægsejeren har den
fornødne frihed til at sikre rentabiliteten i sit biogasanlæg i første række ved at tilsætte koncentrerede biomasser, herunder primært dybstrøelse. I så fald kan det forudsættes, at biogasanlæggets økonomiske resultat er nul eller positivt.
Et særligt perspektiv ved gårdbiogasanlæg er, at spildvarmen måske kan udnyttes til
gyllekøling ved varmedrevet køling. Det vil reducere energibehovet til køling samtidig
med at gyllen konserveres, og dermed sandsynligvis vil kunne give et højere gasudbytte. Der er her tale om en umiddelbart vurderet særdeles perspektivrigt teknologiudvikling, som bør undersøges nærmere.
Udbredelse
Der findes i dag ca. 60 gårdbiogasanlæg i Danmark, hvor af de fleste hidtil er drevet
på basis af gylle og organisk industriaffald. Enkelte er i de senere år begyndt at anvende dybstrøelse og andre koncentrerede biomasser.
Der ser ud til at være en udvikling i gang i Europa, hvor der udvikles mindre, mere
simple og billigere biogasanlæg, i erkendelse af at den hidtidige satsning på høj produktion baseret på energiafgrøder ikke holder i længden.
Helhedsvurdering
Gårdbiogasanlæg er en velafprøvet VE teknologi, der kan etableres relativt billigt i
forhold til biogasfællesanlæg. Det skyldes, at de ofte kan udføres i mere enkelt design, fx uden bygninger, hygiejnisering, varmeveksling og køretøjer, som kendetegner
fællesanlæggene. Gårdanlæggene spiller i mindre grad end fællesanlæggene en rolle
som formidling af overskudsgylle.
Gårdanlæggenes svaghed er en ofte manglende varmeafsætning, som nogle dog har
løst ved afsætning til lokale kraftvarmeværker. Et enkelt stort gårdanlæg er for øjeblikket i færd med at etablere opgraderingsanlæg med henblik på distribution via naturgasnettet.
Efterhånden som strukturudviklingen i landbruget finder sted vil udnyttelse af størrelsesøkonomiske fordele muliggøre etableringen af flere nye store gårdbiogasanlæg.
Afsætningsproblemet vil sandsynligvis blive løst ved enten afsætning til lokale fjernvarmeforsyningsselskaber eller via naturgasnettet.
Gårdbiogasanlægget kan anvendes i alle staldscenarier. Tiltag der ændrer på gyllens
tørstofindhold eller som virker konserverende på gyllen vil påvirke økonomien i biogasanlægget ret direkte. Det mest hensigtsmæssige vil være, at forudsætte at landmanden har den fornødne frihed til at optimere produktion og økonomi i sit anlæg ved
at tilsætte koncentrerede biomasser. I så fald kan biogasanlæggets økonomiske resultat sættes til nul eller positiv, svarende til at de opnåede sideeffekter er gratis.
Kontaktinfo
Kurt Hjort-Gregersen, Agrotech, [email protected] T: 87438407 M: 40124639
APPENDIKS 12 BIOGASFÆLLESANLÆG
Ved afsætning af gylle til biogasfællesanlæg afhenter biogasanlæggets tankbiler den
friske svinegylle fra staldens fortank. Afhentningen sker typisk én gang om ugen, fordi
gyllen helst skal være så frisk som muligt. På biogasfællesanlægget pumpes gyllen
over i reaktoren, hvor den opvarmes til 35-50 °C i 3-4 uger. Under denne proces omdannes ca. halvdelen af gyllens organiske tørstof til biogas. I processen omdannes
også ca. halvdelen af gyllens organiske kvælstofforbindelser til ammonium, og en stor
andel af gyllens lugtstoffer (f.eks. organiske fedtsyrer) nedbrydes. Derved øges gyllens
gødningsværdi og risikoen for lugtgener efter udbringning på marken reduceres.
Efter afgasning returneres gyllen til landmandens gylletank. Under biogasprocessen
øges gyllens pH med 0,5-1 enhed, hvilket øger risikoen for tab af ammoniak under
især lagring af gyllen.
Ammoniak: En sammenregning af emissionsfaktorer i Poulsen et al. (2000) og Hansen
et al. (2008) viser, at den samlede emission af ammoniak fra lager og efter udbringning øges med ca. 13 pct. ved at sende gyllen til afgasning på biogasanlæg i forhold til
at lagre og udbringe svinegyllen ubehandlet. Stigning i ammoniakfordampning skyldes,
at lagertabet er større fra afgasset gylle end fra svinegylle. Det antages derimod, at
marktabet er ens efter udbringning af afgasset gylle og svinegylle.
Lugt
Ifølge et litteraturatudie af Hansen et al. (2000) er det også dokumenteret, at lugtggenerne efter udbringning af afgasset gylle er lavere end efter udbringning af ubehandlet gylle.
Støv
Ingen effekt.
Drivhusgasser
Tabet af metan og lattergas fra lagertanke reduceres svarende til ca. 32 kg CO2ækvivalenter pr. ton svinegylle, der afgasses. Tabet af lattergas fra udbringningsarealer reduceres svarende til 2,5 kg CO2-ækvivalenter pr. ton svinegylle, der afgasses
(Fødevareministeriet, 2008).
Dyrevelfærd
Ingen effekt.
Arbejdsmiljø
Ingen effekt.
Energiforbrug
På bedriften er der ingen væsentlige påvirkninger af energiforbruget. Der er en lille
besparelse ved, at der spares en overpumpning fra for- til lagertanken, fordi biogasanlægget henter gyllen fra fortanken og leverer den afgassede gylle retur i lagertanken.
Ressourceforbrug
Afsætning af gylle til biogasanlæg har kun marginal betydning for ressourceforbruget
på bedriften. I visse tilfælde kan der opnås reduceret forbrug af handelsgødning, og
der vil ofte være behov for at supplere flydelaget på gyllebeholderen med fx snittet
halm.
I biogasanlægget nedbrydes ca. halvdelen af det organiske tørstof, og derved fjernes
en del af de faste bestanddele fra gyllen, som bidrager til flydelaget i gylletanken. Derved svækkes flydelaget, og gyllens naturlige evne til reduktion af ammoniakfordampning, lugtgener og formentlig også til biologisk nedbrydning af metan nedsættes. Det
svækkede naturlige flydelag skal derfor suppleres af et kunstigt flydelag eller fast
overdækning.
Økonomi (investering, driftsøkonomi)
Normalt er biogasfællesanlæggets økonomi adskilt fra landmandens. Landmanden kan
være andelshaver, men der udbetales ikke udbytte. Landmanden opnår indirekte økonomiske fordele i form af bl.a. forbedret gødningsvirkning, sparet handelsgødning og
eventuelt sparet transport. Værdien af bedre gødningsudnyttelse kan værdisættes til
ca. 6 kr. pr. ton gylle fra slagtesvin, der afgasses.
Udbredelse
Der er ca. 20 biogasfællesanlæg (og ca. 60 gårdbiogasanlæg) i drift i Danmark. En
lang række nye biogasanlæg er under planlægning og flere eksisterede anlæg planlægger udvidelser bl.a. som følge af en forventning om forbedrede rammevilkår (herunder en forhøjet støtte til produktion af biogas) og fordeling af midler til anlægsstøtte
i 2012.
Helhedsvurdering
Afsætning af gylle til biogasfællesanlæg giver landmanden en række afledte fordele i
kraft af forbedret gødningsudnyttelse og mindsket risiko for lugtgener i forbindelse
med udbringning af gyllen. Risikoen for manglende flydelag på gyllebeholderen skal
tages meget alvorlig, da ammoniaktabet fra lagre med afgasset gylle uden flydelag
kan være meget høj. Derfor er det ekstremt vigtig at sikre et tæt og effektivt kunstigt
flydelag, eller at gyllen overdækkes med fast overdækning.
Litteratur
Fødevareministeriet, 2008. Landbrug og Klima. Analyse af landbrugets virkemidler til
reduktion af drivhusgasser og de økonomiske konsekvenser.
Hansen, M.N; Sommer, S.G.; Hutchings, N.J. og Sørensen, P. (2008). Emissionsfaktorer til beregning af ammoniakfordampning ved lagring og udbringning af husdyrgødning. DJF Husdyrbrug, nr. 84.
Poulsen, H.D.; Børsting, C.F.; Rom, H.B. og Sommer, S.G. (2000). Kvælstof, fosfor og
kalium i husdyrgødning - normtal 2000. DJF Husdyrbrug, nr. 36.
Kontaktinfo
Der er adskillige fabrikanter og forhandlere af biogasanlæg i Danmark. Blandt disse
kan nævnes: Xergi, Lundsgaard, ComBigas.
APPENDIKS 13 GYLLESEPARERING
fraktion (væskefraktionen). Fiberfraktionen har typisk et tørstofindhold på 30-35 %,
indeholder 10-15 % af gyllens volumen og har en relativ høj koncentration af organisk
kvælstof og fosfor. Med fiberfraktionen kan man derfor fjerne en relativ stor andel af
gyllens kvælstof og fosfor i en relativ lille andel af gyllen. I fiberfraktionen findes også
en relativ stor andel af de tørstofpartikler, som kan omdannes til biogas.
Der findes tre metoder til separering i Danmark:
1. En skruepresser, som er en simpel men ikke særlig effektiv separator.
2. Kemisk fældning, som kemisk udfælder små partikler i gyllen til større klumper,
der kan sies ud af gyllen. Kemisk fældning er meget effektiv til fraseparering af
tørstof og fosfor.
3. En dekantercentrifuge, som ved centrifugalkraft fraseparerer de tunge tørstofpartikler fra væsken. En dekanter er meget effektiv til fraseparering af tørstof og fosfor.
Fiberfraktionen opsamles og afhentes løbende af biogasanlægget. Lagringstiden på
bedriften er typisk under en uge. På biogasanlægget tilsættes fiberfraktionen straks til
biogasreaktoren, og lagringstiden på biogasanlægget er derfor meget kort.
et al. (2008) viser, at den samlede emission af ammoniak fra lager og efter udbringning falder med ca. 30 % ved at separere gyllen, udbringe væskefraktionen direkte og
sende fiberfraktionen til biogasanlæg i forhold til at lagre og udbringe svinegyllen ubehandlet. I beregningen er det indregnet, at fiberfraktionen efter afgasning skal lagres
og udbringes som afgasset gylle.
Lugt: Et litteraturstudium af Hansen et al. (2000) viser, at lugtgenerne efter udbringning af væskefraktion er mindre end efter udbringning af ubehandlet gylle, fordi den
tynde væske infiltrerer hurtigere i jorden end ubehandlet gylle. Ifølge litteraturstudiet
er det også dokumenteret, at lugtgenerne efter udbringning af afgasset gylle er lavere
end efter udbringning af ubehandlet gylle. Det antages derfor, at separering og afsætning af fiberfraktionen til biogasanlæg reducerer de samlede lugtgener efter udbringning.
Støv
Ingen effekt.
Drivhusgasser
Ingen effekt.
Dyrevelfærd
Ingen effekt.
Arbejdsmiljø
Ingen effekt.
Energiforbrug
Energiforbruget til en skruepresse og kemisk fældning er 0,5-1 kWh pr. ton gylle separeret. Til en dekantercentrifuge anvendes 2-3 kWh pr. ton gylle (Birkmose, 2010).
Ressourceforbrug
Til en skruepresse og en dekantercentrifuge anvendes ikke ressourcer ud over energi
til separeringen. Ved kemisk fældning anvendes ca. 0,3 liter flokuleringsmiddel pr. ton
gylle separeret (Birkmose, 2010).
Når fiberfraktionen fjernes fra bedriften, fjernes de faste bestanddele fra gyllen, som
bidrager til flydelaget i gylletanken. Derved svækkes flydelaget, og gyllens naturlige
evne til reduktion af ammoniakfordampning, lugtgener og formentlig også til biologisk
nedbrydning af metan nedsættes. Det svækkede naturlige flydelag skal derfor suppleres af et kunstigt flydelag eller fast overdækning.
Økonomi
Den mest udbredte type separator er en skruepresse, som koster 150.000-400.000 kr.
afhængig af type, model, kapacitet mv. Et anlæg til kemisk fældning eller en dekantercentrifuge koster 1-1,5 mio. kr. Driftsomkostningerne er typisk 2-10 kr. pr. ton gylle
separeret (incl. forrentning og afskrivning). Billigste separering opnås med en skruepresse, mens det er noget dyrere at separere med kemisk fældning eller en dekantercentrifuge (Birkmose, 2010).
Udbredelse
I 2010 var der 51 anlæg til gylleseparering i drift i Danmark. Heraf var de 33 anlæg i
drift på svinebrug. 86 % af fiberfraktionen fra anlæggene på svinebrugene blev afsat
til biogsanlæg (Birkmose og Thygesen, 2010). I dag er der formentlig betydelig flere
anlæg i drift, men det nøjagtige tal kendes ikke.
Helhedsvurdering
Gylleseparering og afsætning af fiber til biogasanlæg kan potentielt bidrage til at løse
flere udfordringer på en svinebedrift. Den primære årsag til, at en landmand investerer
i et separeringsanlæg, er typisk et ønske om at afsætte et overskud af næringsstoffer
og dyreenheder fra bedriften med fiberfraktionen og blive i stand til at fuldgødske
markerne med væskefraktionen. Landmanden kan derved løse et harmoniproblem,
reducere et fosforoverskud og spare indkøb af kvælstof i handelsgødning.
Litteratur
Birkmose, T.S. (2010). Opdatering af program til beregning af harmoni og økonomi
ved gylleseparering. LandbrugsInfo. Artikel nr. 286.
Birkmose, T.S. og Thygesen, O. (2010). Status over anvendelsen af gylleseparering i
Danmark, maj 2010. LandbrugsInfo. Artikel nr. 187.
Kontaktinfo
Der er adskillige fabrikanter og forhandlere af separeringsudstyr i Danmark. Blandt
disse kan nævnes: Agrometer, Infarm, Swea, TechRas Miljø, AL-2 Agro, Højgaards
Maskinfabrik, Jørgen Hyldgard Staldservice, Brørup Traktor- og Maskinservice, RUNI,
GEA.
APPENDIKS 14 TØRRING OG FORGASNING AF FIBERFRAKTION
fraktion (væskefraktionen). Fiberfraktionen har typisk et tørstofindhold på 30-35 %,
indeholder 10-15 % af gyllens volumen og har en relativ høj koncentration af organisk
kvælstof og fosfor. Fiberfraktionen indeholder en relativ stor andel af gyllens kvælstof
og fosfor. Ved tørring afdampes størstedelen af fiberens vandindhold og samtidig afdampes ca. 75 % af fiberens indhold af ammoniumkvælstof (Petersen, 2005). Den
fordampede ammoniak kan opsamles og tilsættes væskefraktionen.
Den tørre fiberfraktion indeholder 5-10 % vand, og presses til piller i en pillepresse.
Pillerne er lagerstabile og lagres i en silo, inden de skal anvendes til forgasningen.
Biomasse kan forgasses ved at opvarme den under iltfattige forhold hvorved brændbar
gas frigives fra biomassen. De brændbare dele af gassen består af CH4, H2 og CO.
Desuden indeholder gassen CO2 samt tjærestoffer. Gassen skal efterfølgende renses
og anvendes til kraft-varmeproduktion
Hovedudfordringen ved forgasning har traditionelt været at opnå tilstrækkelig høj gaskvalitet.
Gasrensning, dvs. primært fjernelse af tjærestofferne, er en afgørende udfordring hvis
gassen skal anvendes til el og varmeproduktion, som 25 års udviklingsarbejde endnu
ikke har kunnet løse tilfredsstillende.
Forgasningsteknologien har en række fordele. Biomassen opbevares tør og kan anvendes, når der er behov for energi. Forsuret biomasse kan anvendes uden problemer for
teknikken. Restproduktet Biochar tilskrives en række fordele for jordens langsigtede
frugtbarhed og giver en mulighed for kulstoflagring. Når der er behov for energi kan
teknologien startes op og afsluttes, når behovet ikke er der. Forgasning kræver ikke
fedt eller andre næringsmidler til processen.
Hele processen blev udviklet og markedsført som en containerløsning af virksomheden
Samson Bimatech i 2005-2006 (Nørgård et al., 2006), men markedsføre ikke længere.
Et nyt koncept til forgasning af husdyrgødning er under udvikling af virksomhederne
Fricks og Purfil.
Miljøeffekt (Ammoniak, nitrat, lugt, støv, drivhusgasser)
et al. (2008) viser, at den samlede emission af ammoniak fra lager og efter udbringning falder med ca. 40 % ved at separere gyllen, udbringe væskefraktionen direkte
samt tørre og forgasse fiberfraktionen i forhold til at lagre og udbringe svinegyllen
ubehandlet.
Nitratudvaskning: Ved forgasning fjernes det organiske kvælstofindhold i fiberfraktionen. Det reducerer kvælstofudvaskningen.
Lugt: Et litteraturstudium af Hansen et al. (2000) viser, at lugtgenerne efter udbringning af væskefraktion er mindre end efter udbringning af ubehandlet gylle, fordi den
tynde væske infiltrerer hurtigere i jorden end ubehandlet gylle. Det antages derfor, at
separering og forgasning af fiberfraktionen til biogasanlæg reducerer de samlede lugtgener efter udbringning.
Støv: Ingen effekt.
Drivhusgasser: Ingen direkte effekt. Produktion af energi medfører dog et mindre forbrug af fossilt brændsel og dermed en lavere udledning af CO2.
Dyrevelfærd
Ingen effekt.
Arbejdsmiljø
Ingen effekt.
Energiforbrug
Teknologien er energiproducerende, fordi energiproduktionen ved pyrolyse af de tørrede fiberpiller er større end energiforbruget til hele processen. I Samson Bimatech anlægget regnede man således med et energioverskud svarende til 6-7 liter fyringsolie
pr. ton gylle behandlet (Nørgård et al., 2006).
Ressourceforbrug
Der anvendes ikke ressourcer udover energi i processen.
Når fiberfraktionen fjernes fra bedriften, fjernes de faste bestanddele fra gyllen, som
bidrager til flydelaget i gylletanken. Derved svækkes flydelaget, og gyllens naturlige
evne til reduktion af ammoniakfordampning, lugtgener og formentlig også til biologisk
nedbrydning af metan nedsættes. Det svækkede naturlige flydelag skal derfor suppleres af et kunstigt flydelag eller fast overdækning.
Forgasningen af det organiske materiale medfører at kvælstofindholdet uddrives og
derfor tabes for gødningsudnyttelsen.
Økonomi
Et Samson Bimatech anlæg kostede ca. 3 mio. kr. Der findes ingen ajourførte kalkuler
over driftsomkostningerne for anlægget. Samson Bimatech kalkulerede omkring 2006,
at anlægget ville givet et driftoverskud på ca. 30 kr. pr. ton gylle behandlet (Nørgård
et al., 2006).
Anlægget fra Fricks og Purfil er fortsat under udvikling og de økonomiske forhold er
derfor ikke dokumenteret.
Udbredelse
Samson Bimatech udviklede i 2005-2006 et anlæg, som kunne separere, tørre og forgasse svinegylle. Der blev opstillet et antal anlæg i Danmark. Ingen af anlæggene er i
drift i dag, og virksomheden har indstillet aktiviteterne.
Der findes et pilotanlæg fra Frichs og Purfil til forgasning af tør fiber ved Havndal, det
såkaldte PURSUC-anlæg. Det er planen at udbygge dette til et fuldskalaanlæg.
Helhedsvurdering
Separering, tørring og forgasning af fiber kan potentielt bidrage til at løse flere udfordringer på en svinebedrift. Landmanden kan afsætte et overskud af næringsstoffer og
dyreenheder fra bedriften med fiberfraktionen og blive i stand til at fuldgødske markerne med væskefraktionen. Derudover kan produceres en stor mængde energi, som
kan anvendes til fx opvamning af stalde og beboelser. Landmanden kan derved løse et
harmoniproblem, reducere et fosforoverskud, spare indkøb af kvælstof i handelsgødning og spare på indkøb af fyringsolie.
Lavtemperatur forgasning med kraft-varmeproduktion forekommer at være langt mere
ressourceoptimal end traditionel forbrænding af fiberfraktion fra husdyrgødning. Efter
udsagn fra producenterne kan de bevare fosforindholdets gødningsværdi og udnytte
gasproduktionen til samtidig el og varmeproduktion.
Teknologierne bliver i nogen grad fremstillet som modsætninger eller konkurrenter til
biogasproduktion. Men ud fra en ressource- og energisynsvinkel vil en kombination
være mere optimal, forstået på den måde, at biogasanlægget først udnytter primært
det opløste organiske indhold og forgasningen efterfølgende de tungere omsættelige
dele. Det kan med fordel ske i anlæg, hvor der er mulighed for at udnytte varmeproduktionen.
Anlægget fra Samson Bimatech markedsføres ikke længere. Hovedårsagen er, at forgasning af husdyrgødning lovgivningsmæssigt sidestilles med afbrænding af affald.
Herved udløses der krav om avanceret og kostbar online overvågning af emissioner.
Overvågningen gjorde processen meget dyr og økonomisk uattraktiv.
Teknologien fra Fricks og Purfil er under udvikling, og det vurderes, at det først efter
yderligere udvikling, demonstration og dokumentation bliver meningsfuldt at integrere
disse teknologier i produktionssystemer for svin.
Litteratur
Birkmose, T.S. (2010). Opdatering af program til beregning af harmoni og økonomi
ved gylleseparering. LandbrugsInfo. Artikel nr. 286.
Birkmose, T.S. og Thygesen, O. (2010). Status over anvendelsen af gylleseparering i
Danmark, maj 2010. LandbrugsInfo. Artikel nr. 187.
Nørgård, S.; Sørensen, J.O. og Brauer, P. (2006). Samson Bimatech gylleenerianlæg.
Informationsbrochure til landmænd med behov for gylleseparering.
Petersen, C.Aa. (2005). Oversigt over Landsforsøgene, 2005. Videnventret for Landbrug.
Kontaktinfo
Der findes ingen forhandlere eller producenter Samson Bimatech udstyr.
Fricks: Jørgen Krabbe, [email protected], tlf.: 2924 1011
Purfil: Anders Tange, [email protected], tlf.: 4015 8777
APPENDIKS 15 SOLCELLER INTEGRERET I TAGET
Normalt placeres solcelleenheder (paneler) på overfladen af en eksisterende bygning,
typisk taget. Men det er også muligt at anvende bygningsdele, hvori solcellerne er
integreret. Et praktisk eksempel herpå er solceller integreret (indlejret) i tagets tagpladeelementer. Tagpladen – og hele taget - opfylder således to funktioner, nemlig at
skærme mod regn og producere elektricitet. Tagpladen er med andre ord et solcellemodul og taget et stort solcelleanlæg.
Solceller omsætter lys til elektrisk energi. Solceller producerer elektricitet uden bevægelige dele og er derfor en meget robust og driftssikker teknologi. De mest almindelige
solceller er enten sorte med en ensartet sort/grå overflade eller blålige med en changerende overflade. Almindelige solceller har typisk kapacitet til at omsætte 10-15 % af
solenergien til elektricitet.
I Danmark er solindstrålingen ca. 1000 kWh/m2 pr. år på et vandret plan og ca. 1200
kWh/m2 på en flade med optimal orientering.
Største effekt og strømproduktion opnås med sydvendte solceller, der har en hældning
på 42 grader i forhold til vandret. Under danske forhold vil halvdelen af strømproduktionen komme fra diffust lys. Dette betyder, at der er ret stort spillerum for orienteringen af solcellepanelet. I praksis kan man udnytte placeringer fra øst over syd til vest
og hældninger fra 25 til 60 grader uden at miste mere end 10-20 % i for hold til optimal orientering.
Miljøeffekt
Strømproduktion fra solceller er vedvarende energi og har derfor en reducerende effekt på udledningen af den energiforbundne udledning af drivhusgas (CO2).
Dyrevelfærd
Intet.
Arbejdsmiljø
Ingen effekt på arbejdsmiljøet i stalden.
Solceller skal rengøres med jævne mellemrum for at opretholde maksimal effekt. Opgaven kan løses af indkøbt arbejdskraft, eller det kan være ejendommens egen arbejdskraft, der udfører arbejdet. Der skal ofres særlig opmærksomhed på sikkerhed
ved arbejde på tage særligt for ansatte, der ikke har uddannelse eller træning inden
for området.
Energiforbrug
Solcellepaneler bruger en mindre andel af egenproduktionen til styring og drift af vekselretter.
Ressourceforbrug
Solceller har lang levetid typisk 20-25 år. Normalt er vekselretteren den eneste sliddel,
som typisk skal udskiftes/renoveret halvvejs inde i levetidsperioden.
Jævnlig rengøring med henblik på fjernelse af algevækst.
Antageligt ingen.
Økonomi
Ikke beskrevet.
Udbredelse
Solceller har opnået en relativ stor udbredelse i perioden 2011-2012 særligt på beboelsesbygninger. Der er øget interesse for etablering af solcelleanlæg på erhvervsejendomme. I landbruget er potentialet enormt. Der er hundredtusinder af kvadratmeter
tagplader fordelt over hele landet på store staldanlæg, hvor det vil være muligt at
placere solcellepaneler eller ved renovering af taget at anvende solcelleintegrerede
tagplader.
Helhedsvurdering
Ved nybyggeri er det oplagt at inddrage overvejelser om etablering af solceller både
ud fra et økonomisk perspektiv og for at signalere et højteknologisk og miljøbevidst
image. Med de nye bygningsintegrerede solcellemoduler er der åbent op for at skabe
staldanlæg, hvor solcellemodulerne ikke virker skæmmende på bygningens udseende,
de er faktisk skjulte i bygningen.
Litteratur
Frederiksen, Henrik, 2009. Reduktion af landbrugets klimapåvirkninger. VfL. 2009.

Skandinaviske statistikker 2011

Transcription

Similar documents

Ammoniakforbruget er stigende

Lise Skov Pedersen slides - moving

bolignet - Hvidovrenettet.dk

Opsætning af Outlook 2010 - Intranetguide

H Konfiguration af mail.pdf

Seminar: åbne døren til det kinesiske vandmarked

20 % punktudsugning via sugepunkt midt under lejeareal i