This report was produced by request from the Ministry of Agriculture and Food during January-Marc... more This report was produced by request from the Ministry of Agriculture and Food during January-March 2021. The assignment was to assess the suitability of a potential legislation request for manure from poultry to be stored in dry condition. The report estimates the amount of poultry manure produced in Norway by 2021 from available statistics and describes how poultry are generally produced in Norway and how this affects the composition of the manure. Thereafter, the storage of relatively dry manure from poultry for slaughter (chicken and turkey) and semi-dry manure from laying hens are discussed, with a perspective to reduce gaseous losses of ammonia (NH3). Losses of NH3 from poultry buildings, during storage and linked to application in the field are important for the poultry industry to consider for environmental protection. This report focuses on the storage. Based on the description of the current situation for poultry production in Norway, and a review of international literature, we propose that the poultry farmers should cover windrows of poultry manure with plastic or permeable fleece, dependent on the dryness of the manure. Such covering should apply also for manure stored indoor. If poultry manure is stored outdoor over several weeks, care must be taken about placement to avoid runoff and pollution of water bodies.
Østfoldforskning, NORSØK og NMBU (Fakultet for realfag og teknologi). Dette er det første delpros... more Østfoldforskning, NORSØK og NMBU (Fakultet for realfag og teknologi). Dette er det første delprosjektet i følgeforskningsprogrammet som er finansierte av Innovasjon Norge. Målinger og beregninger for masse-og energibalanser er utført av Tel-Tek. Østfoldforskning har utført økonomiberegninger samt klimanytteberegninger. NIBIO har utført de analysene som ikke kunne utføres av VestfoldLAB. REALTEK har hatt ledelsen av prosjektet. Ås 15.12.17 John Morken Side 3 Sammendrag Rapporten beskriver resultatene fra følgeforskningsprosjektet knyttet til GRENLAND VESTFOLD BIOGASS AS (Greve Biogass). Dette var et prosjekt som var finansiert av Innovasjon Norge som et underprosjekt i følgeforskningsprogrammet. Rapporten baserer seg på to delrapporteren fra Tel-Tek og en fra Østfoldforskning som til sammen omhandler anleggets netto energiutbytte og klimanytte evalueres, i tillegg til anleggets økonomi. Anleggets energiutbytte baserer seg på beregning av massebalanser i periode over 120 dagerfebruar til og med maii 2017. I denne perioden ble mengder av råstoff inn i anlegget registrert. Samtidig ble prøver tatt ut til analyser av innhold av tørrstoff, organisk tørrstoff (beregnet som flyktig tørrstoff (VS) og kjemisk oksidasjonsforbruk (COD)). Mengde og sammensetning av biogass ble også registrert, samtidig med at utslipp av metan og ble estimert. I denne perioden ble 39 475 tonn behandlet. Dette var en blanding av bløtgjødsel fra svin og storfe, matavfall, industriavfall, naeringsavfall og vaskevann. Det gjennomsnittlige tørrstoffinnholdet var 10 %. Den hydrauliske oppholdstiden i anlegget var på 36,5 døgn. Den organiske belastningen på reaktorene var 2,5 kg VS/m 3 *døgn. Det ble målt et metanutslipp i anlegget på 2,9 % av produsert biogass. Strømforbruket i anlegget tilsvarte 12 % av energi i produsert metan, og det var varmegjenvinning med varmepumpe som tilsvarte 37 % av elektrisk energi som ble brukt. Produksjonen av metan til drivstoff tilsvarte levert energi på 16,2 GWh. Estimert for hele året blir dette 49,3 GWh. Rapporten fra Tel-Tek viste at gjennomsnittlig metanutbytte var 453 Nm 3 CH4/tonn VS ved en nedbrytningsprosent på ca. 57 % av VS. For driftsåret 2016 var metanutbytte noe lavere med 431 Nm 3 CH4/tonn VS ved en nedbrytningsprosent på 79% av VS. Siden målingene som er foretatt bare er for fire måneder, vil det vaere usikkerhet ved ekstrapolering til et helt års produksjon. Beregninger av økonomi er av samme grunn også beheftet med usikkerhet, men beregningene av klimanytten for Den Magiske Fabrikken i 2017 ble beregnet til ca. 11 750 CO2-ekv. Når dette ses i sammenheng med investeringsøkonomi og driftsøkonomi (inkl. offentlig støtte), ble det beregnet en negativ klimakostnad på ca. 150 NOK/tonn CO2-ekv.
Tek, Østfoldforskning, NORSØK og NMBU (Fakultet for realfag og teknologi). Dette er det andre del... more Tek, Østfoldforskning, NORSØK og NMBU (Fakultet for realfag og teknologi). Dette er det andre delprosjektet i følgeforskningsprogrammet som er finansierte av Innovasjon Norge. Målinger og beregninger for masse-og energibalanser er utført av NORSØK. Østfoldforskning har utført økonomiberegninger samt klimanytteberegninger. NIBIO har utført de analysene som ikke kunne utføres av VestfoldLAB. REALTEK har hatt prosjektledelsen av prosjektet.
Målsetningen med følgeforskningen var at man skulle dokumentere masse- og energibalanser, samt øk... more Målsetningen med følgeforskningen var at man skulle dokumentere masse- og energibalanser, samt økonomi og klimanytte. Dette målet ble ikke nådd fordi det har vært driftsproblemer med anlegget. Biogassanlegget forutsetter at gjødsla er separert slik at man får en fast- og en flytende gjødselfraksjon. Anlegget har derfor to separate håndteringslinjer - en håndteringslinje for håndtering av gjødsel med lavt tørrstoff, og en håndteringslinje for fast fraseparert gjødsel. I begge linjene tar man ut biogass. Den faste gjødsla blir først behandlet i tette kontainere i ca. en måned for deretter å kompostere i ca. 6 måneder. Dette kompostproduktet er en salgsvare både til økologisk landbruk, gartner- og drivhusnæring, samt til villaeiere. Linjen for fast gjødsel åpner for import av faste gjødselfraksjoner fra omliggende gårdsbruk, og anlegget kan derfor spille en rolle i å eksportere overskudd av fosfor fra disse brukene. Linjen for den flytende gjødsla består av en granulbasert reaktor av t...
Landbruk og miljø Sammendrag: Samlet gjødselmengde er beregnet for tre gårder i Midt-Norge med me... more Landbruk og miljø Sammendrag: Samlet gjødselmengde er beregnet for tre gårder i Midt-Norge med melkeproduksjon. Naeringsinnhold og karboninnhold i gjødsel er analysert. Et småskala forsøk med lagring av husdyrgjødsel er gjennomført, der endringer i vekt, tørrstoff og innhold av totalt karbon (C) og nitrogen ble registrert fra februar til juli. Forholdet mellom total C og mineraler som kalium, kalsium og magnesium kan brukes til å anslå karbontap og dermed også metantap fra husdyrgjødsel. Det må arbeides videre med hvordan dette kan undersøkes på en pålitelig måte i større skala.
Many African countries have vast biomass resources that could serve as feedstock for methane prod... more Many African countries have vast biomass resources that could serve as feedstock for methane production through the adoption of commercial biogas plants. However, due to many inhibiting factors, these resources are under-utilised. This article reviews commercial biogas systems that treat organic waste from municipalities, large livestock farms, large plantations/crop farms, food/beverage production facilities, and other industries, to identify essential lessons which African countries could use to develop/disseminate such biogas systems. The review identified the critical barriers to commercial biogas development to be high initial capital costs, weak environmental policies, poor institutional framework, poor infrastructure and a general lack of willpower to implement renewable energy policies and set challenging targets. In African countries where feed-in-tariffs, quota obligations and competitive bidding programmes have been instituted, implementation has been poor, and most state...
Animal Manure on Grassland and Fodder Crops. Fertilizer or Waste?, 1987
To improve the slurry application techniques for grassland, the Norwegian Institute of Agricultur... more To improve the slurry application techniques for grassland, the Norwegian Institute of Agricultural Engineering has developed an experimental slurry spreader. This spreader gives an improved crosswise distribution of the slurry spread, and the application rate can be easily controlled. Experiments on striped-spreading techniques in 1986 showed that the utilization of the nitrogen in slurry is not better when slurry is spread in stripes than when it is broadcast on the surface. The experiments on these techniques will continue.
This paper presents a theoretical framework to model anaerobic digester structures and define per... more This paper presents a theoretical framework to model anaerobic digester structures and define performance targets using regions of attainability constructed using kinetic models and fundamental processes: mixing and biodegradation. Two digestion cases, diary manure (case 1) and diary manure + lagoon inoculum (case 2) were considered and the following main findings were obtained. Case 1 presents a linear acidogenic and exponential methanogenic uncoupling, an optimized performance target of 216.45% with optimal digester structure consisting of CSTR (continuous stirred reactor) + PFR (plug flow reactor) run in parallel with a CSTR (6 days retention time, RT) or a CSTR with bypass from feed (2 days RT). Case 2 presents a linear methanogenic response, an optimized target of 142.47% with optimal digester structure consisting of a CSTR + PFR with bypass (2 & 6 days RT). The framework presented in this study can be used for simultaneous optimization of performance targets and digester networks.
Det er et mål å redusere klimagassutslipp relatert til jordbruket. Bedre gjødselhandtering og fer... more Det er et mål å redusere klimagassutslipp relatert til jordbruket. Bedre gjødselhandtering og fermentering av bløtgjødsel i biogassanlegg er foreslått som tiltak som vil bidra til dette. En stor utfordring for estimatene i det nasjonale utslippsregnskapet er at det er gjort svaert få målinger under norske forhold på utslipp av lystgass (N2O), ammoniakk (NH3) og metan (CH4). Fordi utslipp av alle gasser øker med temperatur og fordi temperaturen jevnt over er lavere i Norge enn i mange andre land, er det viktig å få mer kunnskap om hvor store de faktiske utslippene er ved ulik temperatur og lagerforhold av husdyrgjødsel i Norge. Derfor har vi i 2019 og 2020 målt utslipp av klimagasser fra utendørs gjødselkummer med storfegjødsel. We had expected higher dry matter content and porosity of the slurry crust and lower methane emissions from bottom-fed storage tanks that were roofed and thus protected against precipitation. However, our studies can so far neither verify nor reject this assumption. The low emissions of nitrous oxide can probably be explained by the absence of a slurry crust or by the crust being wet, compact and non-porous, even under a roof. Ammonium was thus not oxidized to nitrous oxide. Probably for the same reason, we also did not find reduced methane emissions with increasing crust thickness, as we had expected. Again, the crust was not porous enough to enable the oxidization of CH4 to CO2. Theoretical studies of biogas plants as well as some measurements made in Norway and abroad underline the need to closely follow up biogas plants already in operation. This involves monitoring and adjusting plant operations and the use of the digestate to achieve the calculated and desired GHG emission reductions. By keeping the slurry and the digestate cool, it is possible to limit methane and ammonia emissions. This can be achieved by minimizing slurry volume during summer and ensuring that new slurry storage facilities are constructed in-ground and in a shady spot. One effective strategy for reducing methane emissions is to completely empty and clean the storage tank prior to refilling it with fresh slurry. Otherwise, slurry residue can act as an inoculum and stimulate methane production when fresh manure is added. In biogas plants, methane production is already stimulated when the digested slurry is fed to the storage tank. It is thus extra important to cool the slurry after digestion or ensure that the storage tank is airtight. Acidification of slurry to about pH 5.5, usually with sulfuric acid, reduces both NH3 and CH4 emissions during storage. However, acidification has so far not been widely used in Norway due to practical challenges. Roofs or covers prevent precipitation from entering slurry stores. This increases storage capacity and reduces the amount of water that needs to be transported during spreading. The amount of labour saved depends on the volume of the slurry store, the capacity of the spreader and the distance to the fields to be fertilized. The cost of roofing or covering the slurry store depends on its diameter. The cost of installing a roof on a slurry storage tank with a diameter of 25 meters was about €34,000 (2020 prices).
The goal of this paper is to revise the factors used by Statistics Norway (SSB) to predict the me... more The goal of this paper is to revise the factors used by Statistics Norway (SSB) to predict the methane emission from manure management under Norwegian conditions. The Tier 2 IPCC model for calculating methane emission from manure management includes evaluations of volatile solids produced per animal, biogas potential, factors related to the amount of the potential that will be utilized, and also the type of manure management. We have conducted research on biogas potentials for dairy cows, pig, and horses. The potential were estimated at 230 (average of 5 cows), 291, and 261 (ml/g VS) for dairy cows, pigs, and horses respectively. Based on available literature we suggest using 230 and 300 (ml/g VS) for dairy cows and pigs respectively. For horses we suggest that the default value of IPCC is used due to the limited number of studies supporting our findings. Estimation of volatile solids from estimations of the production of dry matter per animal are proposed. Utilization factors (so called MCF) were evaluated according to projects that were carried out in Sweden, and in this paper we propose factors for Norway based on these figures. These factors are also suggested by Statistics Sweden. The biggest difference is MCF factors for liquid manure (3.5% instead of 8% in earlier calculations). We also suggest that information on manure management systems should be used in the calculations, while the calculation method for volatile solids should be based on the estimation method of dry matter production per animal proposed by the Department of husbandry and aquaculture, Norwegian University of Life Sciences. Sammendrag Det internasjonale klimapanelet (IPCC) har lagd modeller for beregning av metanutslipp fra gjødselhandtering. Modellene fra IPCC blir brukt til å beregne og rapportere utslippene årlig til United Nations Framework Convention on Climate Change. Målet med rapporten er å foreslå endringer av faktorer brukt i de norske beregningene. Dels er forslaget basert på egne målinger av potensielt utslipp, såkalt MCF-faktor (storfe, gris, hest), dels på litteraturvurderinger (resten av dyr). Potensielt utslipp ble beregnet til 230 (gjennomsnitt av 5 kyr), 291 for grisegjødsel og 261 (ml/g VS) for hestegjødsel. sammen med vurdering av tilgjegelig litteratur foreslår vi 230 og 300 (ml/g VS) henholdvis for kugjødsel og grisegjødsel. Metanproduksjon avhenger av gjødselproduksjonen fra dyrene, og man forslår å basere dette på modeller fra Institutt for Akvakultur og Husdyrfag (UMB). Utslippetsmodellen inneholder en faktor for hvor stor andel av potensiell produksjon som blir metanutslipp. Rapporten foreslår å bruke tall fra Sverige i stedet for «default»-verdiene fra IPCC. Den største forskjellen er MCF for bløtgjødsel (3,5 % i stedet for 8 % i tidligere beregninger). Dette vil bety reduserte utslipp. Videre foreslå vi at man bruker statistikk som SSB har over husdyrgjødselsystemer (manure management).
Smola Klekkeri og Settefisk AS klekker yngel og forer fram settefisk. Pa grunn av en begrenset va... more Smola Klekkeri og Settefisk AS klekker yngel og forer fram settefisk. Pa grunn av en begrenset vannressurs bygde de et av de forste resirkulerings-anleggene (RAS – recirculating aquaculture systems) i Norge. Fra og med 2013 har de i samarbeid med Biotek, senere Biotek Sterner og na Sterner de utviklet et biogassanlegg som kan handtere rent fiskeslam. Hovedmotivasjonen for bygging av et slikt anlegg har vaert a oppfylle myndighetenes krav pa 50 % reduksjon i innholdet av partikulaert materiale. Man har i tillegg sett pa muligheten for utnyttelse av gassen for a dekke egne energibehov. Basert pa anlegget pa Smola har Sterner Biotek valgt a kommersialisere teknologien og har bygd et anlegg som er 7 ganger storre enn det pa Smola for Cermaq Norway AS, avd. Forsan i Nordland.
Miljødirektoratets forslag til revidert forskrift for lagring og bruk av gjødsel til landbruksfor... more Miljødirektoratets forslag til revidert forskrift for lagring og bruk av gjødsel til landbruksformål blir her utredet angående økonomiske-og praktiske konsekvenser av et utvalg av de foreslåtte bestemmelsene, samt hvilke reduksjoner i forurensning til luft (ammoniakk) og vann (fosfor og nitrogen) som kan oppnås. De foreslåtte bestemmelsene som blir utredet her er de som innebaerer en endring i forhold til gjeldende gjødselvareforskrift (Forskrift om gjødselvarer mv. av organisk opphav, del II Bestemmelser om lagring og bruk). Rapporten gir også en oversikt over de totale menneskeskapte tapene av nitrogen og fosfor i Norge, andelen som kommer fra landbruket og mengden nitrogen-og fosfortap fra landbruket som kan knyttes til lagring og bruk av gjødsel. De enkelte paragrafene blir utredet i separate kapitler, og på slutten av hvert kapittel gis en oppsummerende vurdering av bestemmelsene som er gitt i paragrafen. En samlet oppsummering av konsekvensene av de største endringene for lagring og bruk av gjødsel til landbruksformål blir gitt i kapittel 3 mot slutten av rapporten. Helt til slutt i rapporten gis en vurdering av konsekvensene av de foreslåtte bestemmelsene for fire ulike case (driftstyper).
Biogassanlegget til Sondre Skoglund, levert og driftet av Waterment AS, er under uttesting for be... more Biogassanlegget til Sondre Skoglund, levert og driftet av Waterment AS, er under uttesting for behandling av om lag 1000 m3 blautgjødsel fra gris årlig. Selve biogassreaktoren er en granulbasert kompakt ABR-reaktor med kort hydraulisk oppholdstid. Anleggets metanproduksjon, massebalanse og energiforbruk skulle dokumenteres slik det ble driftet en periode høsten 2017. Det må nevnes at driften ikke var fullt ut optimalisert, men at reaktoren fungerte stabilt i testperioden...…
This report was produced by request from the Ministry of Agriculture and Food during January-Marc... more This report was produced by request from the Ministry of Agriculture and Food during January-March 2021. The assignment was to assess the suitability of a potential legislation request for manure from poultry to be stored in dry condition. The report estimates the amount of poultry manure produced in Norway by 2021 from available statistics and describes how poultry are generally produced in Norway and how this affects the composition of the manure. Thereafter, the storage of relatively dry manure from poultry for slaughter (chicken and turkey) and semi-dry manure from laying hens are discussed, with a perspective to reduce gaseous losses of ammonia (NH3). Losses of NH3 from poultry buildings, during storage and linked to application in the field are important for the poultry industry to consider for environmental protection. This report focuses on the storage. Based on the description of the current situation for poultry production in Norway, and a review of international literature, we propose that the poultry farmers should cover windrows of poultry manure with plastic or permeable fleece, dependent on the dryness of the manure. Such covering should apply also for manure stored indoor. If poultry manure is stored outdoor over several weeks, care must be taken about placement to avoid runoff and pollution of water bodies.
Østfoldforskning, NORSØK og NMBU (Fakultet for realfag og teknologi). Dette er det første delpros... more Østfoldforskning, NORSØK og NMBU (Fakultet for realfag og teknologi). Dette er det første delprosjektet i følgeforskningsprogrammet som er finansierte av Innovasjon Norge. Målinger og beregninger for masse-og energibalanser er utført av Tel-Tek. Østfoldforskning har utført økonomiberegninger samt klimanytteberegninger. NIBIO har utført de analysene som ikke kunne utføres av VestfoldLAB. REALTEK har hatt ledelsen av prosjektet. Ås 15.12.17 John Morken Side 3 Sammendrag Rapporten beskriver resultatene fra følgeforskningsprosjektet knyttet til GRENLAND VESTFOLD BIOGASS AS (Greve Biogass). Dette var et prosjekt som var finansiert av Innovasjon Norge som et underprosjekt i følgeforskningsprogrammet. Rapporten baserer seg på to delrapporteren fra Tel-Tek og en fra Østfoldforskning som til sammen omhandler anleggets netto energiutbytte og klimanytte evalueres, i tillegg til anleggets økonomi. Anleggets energiutbytte baserer seg på beregning av massebalanser i periode over 120 dagerfebruar til og med maii 2017. I denne perioden ble mengder av råstoff inn i anlegget registrert. Samtidig ble prøver tatt ut til analyser av innhold av tørrstoff, organisk tørrstoff (beregnet som flyktig tørrstoff (VS) og kjemisk oksidasjonsforbruk (COD)). Mengde og sammensetning av biogass ble også registrert, samtidig med at utslipp av metan og ble estimert. I denne perioden ble 39 475 tonn behandlet. Dette var en blanding av bløtgjødsel fra svin og storfe, matavfall, industriavfall, naeringsavfall og vaskevann. Det gjennomsnittlige tørrstoffinnholdet var 10 %. Den hydrauliske oppholdstiden i anlegget var på 36,5 døgn. Den organiske belastningen på reaktorene var 2,5 kg VS/m 3 *døgn. Det ble målt et metanutslipp i anlegget på 2,9 % av produsert biogass. Strømforbruket i anlegget tilsvarte 12 % av energi i produsert metan, og det var varmegjenvinning med varmepumpe som tilsvarte 37 % av elektrisk energi som ble brukt. Produksjonen av metan til drivstoff tilsvarte levert energi på 16,2 GWh. Estimert for hele året blir dette 49,3 GWh. Rapporten fra Tel-Tek viste at gjennomsnittlig metanutbytte var 453 Nm 3 CH4/tonn VS ved en nedbrytningsprosent på ca. 57 % av VS. For driftsåret 2016 var metanutbytte noe lavere med 431 Nm 3 CH4/tonn VS ved en nedbrytningsprosent på 79% av VS. Siden målingene som er foretatt bare er for fire måneder, vil det vaere usikkerhet ved ekstrapolering til et helt års produksjon. Beregninger av økonomi er av samme grunn også beheftet med usikkerhet, men beregningene av klimanytten for Den Magiske Fabrikken i 2017 ble beregnet til ca. 11 750 CO2-ekv. Når dette ses i sammenheng med investeringsøkonomi og driftsøkonomi (inkl. offentlig støtte), ble det beregnet en negativ klimakostnad på ca. 150 NOK/tonn CO2-ekv.
Tek, Østfoldforskning, NORSØK og NMBU (Fakultet for realfag og teknologi). Dette er det andre del... more Tek, Østfoldforskning, NORSØK og NMBU (Fakultet for realfag og teknologi). Dette er det andre delprosjektet i følgeforskningsprogrammet som er finansierte av Innovasjon Norge. Målinger og beregninger for masse-og energibalanser er utført av NORSØK. Østfoldforskning har utført økonomiberegninger samt klimanytteberegninger. NIBIO har utført de analysene som ikke kunne utføres av VestfoldLAB. REALTEK har hatt prosjektledelsen av prosjektet.
Målsetningen med følgeforskningen var at man skulle dokumentere masse- og energibalanser, samt øk... more Målsetningen med følgeforskningen var at man skulle dokumentere masse- og energibalanser, samt økonomi og klimanytte. Dette målet ble ikke nådd fordi det har vært driftsproblemer med anlegget. Biogassanlegget forutsetter at gjødsla er separert slik at man får en fast- og en flytende gjødselfraksjon. Anlegget har derfor to separate håndteringslinjer - en håndteringslinje for håndtering av gjødsel med lavt tørrstoff, og en håndteringslinje for fast fraseparert gjødsel. I begge linjene tar man ut biogass. Den faste gjødsla blir først behandlet i tette kontainere i ca. en måned for deretter å kompostere i ca. 6 måneder. Dette kompostproduktet er en salgsvare både til økologisk landbruk, gartner- og drivhusnæring, samt til villaeiere. Linjen for fast gjødsel åpner for import av faste gjødselfraksjoner fra omliggende gårdsbruk, og anlegget kan derfor spille en rolle i å eksportere overskudd av fosfor fra disse brukene. Linjen for den flytende gjødsla består av en granulbasert reaktor av t...
Landbruk og miljø Sammendrag: Samlet gjødselmengde er beregnet for tre gårder i Midt-Norge med me... more Landbruk og miljø Sammendrag: Samlet gjødselmengde er beregnet for tre gårder i Midt-Norge med melkeproduksjon. Naeringsinnhold og karboninnhold i gjødsel er analysert. Et småskala forsøk med lagring av husdyrgjødsel er gjennomført, der endringer i vekt, tørrstoff og innhold av totalt karbon (C) og nitrogen ble registrert fra februar til juli. Forholdet mellom total C og mineraler som kalium, kalsium og magnesium kan brukes til å anslå karbontap og dermed også metantap fra husdyrgjødsel. Det må arbeides videre med hvordan dette kan undersøkes på en pålitelig måte i større skala.
Many African countries have vast biomass resources that could serve as feedstock for methane prod... more Many African countries have vast biomass resources that could serve as feedstock for methane production through the adoption of commercial biogas plants. However, due to many inhibiting factors, these resources are under-utilised. This article reviews commercial biogas systems that treat organic waste from municipalities, large livestock farms, large plantations/crop farms, food/beverage production facilities, and other industries, to identify essential lessons which African countries could use to develop/disseminate such biogas systems. The review identified the critical barriers to commercial biogas development to be high initial capital costs, weak environmental policies, poor institutional framework, poor infrastructure and a general lack of willpower to implement renewable energy policies and set challenging targets. In African countries where feed-in-tariffs, quota obligations and competitive bidding programmes have been instituted, implementation has been poor, and most state...
Animal Manure on Grassland and Fodder Crops. Fertilizer or Waste?, 1987
To improve the slurry application techniques for grassland, the Norwegian Institute of Agricultur... more To improve the slurry application techniques for grassland, the Norwegian Institute of Agricultural Engineering has developed an experimental slurry spreader. This spreader gives an improved crosswise distribution of the slurry spread, and the application rate can be easily controlled. Experiments on striped-spreading techniques in 1986 showed that the utilization of the nitrogen in slurry is not better when slurry is spread in stripes than when it is broadcast on the surface. The experiments on these techniques will continue.
This paper presents a theoretical framework to model anaerobic digester structures and define per... more This paper presents a theoretical framework to model anaerobic digester structures and define performance targets using regions of attainability constructed using kinetic models and fundamental processes: mixing and biodegradation. Two digestion cases, diary manure (case 1) and diary manure + lagoon inoculum (case 2) were considered and the following main findings were obtained. Case 1 presents a linear acidogenic and exponential methanogenic uncoupling, an optimized performance target of 216.45% with optimal digester structure consisting of CSTR (continuous stirred reactor) + PFR (plug flow reactor) run in parallel with a CSTR (6 days retention time, RT) or a CSTR with bypass from feed (2 days RT). Case 2 presents a linear methanogenic response, an optimized target of 142.47% with optimal digester structure consisting of a CSTR + PFR with bypass (2 & 6 days RT). The framework presented in this study can be used for simultaneous optimization of performance targets and digester networks.
Det er et mål å redusere klimagassutslipp relatert til jordbruket. Bedre gjødselhandtering og fer... more Det er et mål å redusere klimagassutslipp relatert til jordbruket. Bedre gjødselhandtering og fermentering av bløtgjødsel i biogassanlegg er foreslått som tiltak som vil bidra til dette. En stor utfordring for estimatene i det nasjonale utslippsregnskapet er at det er gjort svaert få målinger under norske forhold på utslipp av lystgass (N2O), ammoniakk (NH3) og metan (CH4). Fordi utslipp av alle gasser øker med temperatur og fordi temperaturen jevnt over er lavere i Norge enn i mange andre land, er det viktig å få mer kunnskap om hvor store de faktiske utslippene er ved ulik temperatur og lagerforhold av husdyrgjødsel i Norge. Derfor har vi i 2019 og 2020 målt utslipp av klimagasser fra utendørs gjødselkummer med storfegjødsel. We had expected higher dry matter content and porosity of the slurry crust and lower methane emissions from bottom-fed storage tanks that were roofed and thus protected against precipitation. However, our studies can so far neither verify nor reject this assumption. The low emissions of nitrous oxide can probably be explained by the absence of a slurry crust or by the crust being wet, compact and non-porous, even under a roof. Ammonium was thus not oxidized to nitrous oxide. Probably for the same reason, we also did not find reduced methane emissions with increasing crust thickness, as we had expected. Again, the crust was not porous enough to enable the oxidization of CH4 to CO2. Theoretical studies of biogas plants as well as some measurements made in Norway and abroad underline the need to closely follow up biogas plants already in operation. This involves monitoring and adjusting plant operations and the use of the digestate to achieve the calculated and desired GHG emission reductions. By keeping the slurry and the digestate cool, it is possible to limit methane and ammonia emissions. This can be achieved by minimizing slurry volume during summer and ensuring that new slurry storage facilities are constructed in-ground and in a shady spot. One effective strategy for reducing methane emissions is to completely empty and clean the storage tank prior to refilling it with fresh slurry. Otherwise, slurry residue can act as an inoculum and stimulate methane production when fresh manure is added. In biogas plants, methane production is already stimulated when the digested slurry is fed to the storage tank. It is thus extra important to cool the slurry after digestion or ensure that the storage tank is airtight. Acidification of slurry to about pH 5.5, usually with sulfuric acid, reduces both NH3 and CH4 emissions during storage. However, acidification has so far not been widely used in Norway due to practical challenges. Roofs or covers prevent precipitation from entering slurry stores. This increases storage capacity and reduces the amount of water that needs to be transported during spreading. The amount of labour saved depends on the volume of the slurry store, the capacity of the spreader and the distance to the fields to be fertilized. The cost of roofing or covering the slurry store depends on its diameter. The cost of installing a roof on a slurry storage tank with a diameter of 25 meters was about €34,000 (2020 prices).
The goal of this paper is to revise the factors used by Statistics Norway (SSB) to predict the me... more The goal of this paper is to revise the factors used by Statistics Norway (SSB) to predict the methane emission from manure management under Norwegian conditions. The Tier 2 IPCC model for calculating methane emission from manure management includes evaluations of volatile solids produced per animal, biogas potential, factors related to the amount of the potential that will be utilized, and also the type of manure management. We have conducted research on biogas potentials for dairy cows, pig, and horses. The potential were estimated at 230 (average of 5 cows), 291, and 261 (ml/g VS) for dairy cows, pigs, and horses respectively. Based on available literature we suggest using 230 and 300 (ml/g VS) for dairy cows and pigs respectively. For horses we suggest that the default value of IPCC is used due to the limited number of studies supporting our findings. Estimation of volatile solids from estimations of the production of dry matter per animal are proposed. Utilization factors (so called MCF) were evaluated according to projects that were carried out in Sweden, and in this paper we propose factors for Norway based on these figures. These factors are also suggested by Statistics Sweden. The biggest difference is MCF factors for liquid manure (3.5% instead of 8% in earlier calculations). We also suggest that information on manure management systems should be used in the calculations, while the calculation method for volatile solids should be based on the estimation method of dry matter production per animal proposed by the Department of husbandry and aquaculture, Norwegian University of Life Sciences. Sammendrag Det internasjonale klimapanelet (IPCC) har lagd modeller for beregning av metanutslipp fra gjødselhandtering. Modellene fra IPCC blir brukt til å beregne og rapportere utslippene årlig til United Nations Framework Convention on Climate Change. Målet med rapporten er å foreslå endringer av faktorer brukt i de norske beregningene. Dels er forslaget basert på egne målinger av potensielt utslipp, såkalt MCF-faktor (storfe, gris, hest), dels på litteraturvurderinger (resten av dyr). Potensielt utslipp ble beregnet til 230 (gjennomsnitt av 5 kyr), 291 for grisegjødsel og 261 (ml/g VS) for hestegjødsel. sammen med vurdering av tilgjegelig litteratur foreslår vi 230 og 300 (ml/g VS) henholdvis for kugjødsel og grisegjødsel. Metanproduksjon avhenger av gjødselproduksjonen fra dyrene, og man forslår å basere dette på modeller fra Institutt for Akvakultur og Husdyrfag (UMB). Utslippetsmodellen inneholder en faktor for hvor stor andel av potensiell produksjon som blir metanutslipp. Rapporten foreslår å bruke tall fra Sverige i stedet for «default»-verdiene fra IPCC. Den største forskjellen er MCF for bløtgjødsel (3,5 % i stedet for 8 % i tidligere beregninger). Dette vil bety reduserte utslipp. Videre foreslå vi at man bruker statistikk som SSB har over husdyrgjødselsystemer (manure management).
Smola Klekkeri og Settefisk AS klekker yngel og forer fram settefisk. Pa grunn av en begrenset va... more Smola Klekkeri og Settefisk AS klekker yngel og forer fram settefisk. Pa grunn av en begrenset vannressurs bygde de et av de forste resirkulerings-anleggene (RAS – recirculating aquaculture systems) i Norge. Fra og med 2013 har de i samarbeid med Biotek, senere Biotek Sterner og na Sterner de utviklet et biogassanlegg som kan handtere rent fiskeslam. Hovedmotivasjonen for bygging av et slikt anlegg har vaert a oppfylle myndighetenes krav pa 50 % reduksjon i innholdet av partikulaert materiale. Man har i tillegg sett pa muligheten for utnyttelse av gassen for a dekke egne energibehov. Basert pa anlegget pa Smola har Sterner Biotek valgt a kommersialisere teknologien og har bygd et anlegg som er 7 ganger storre enn det pa Smola for Cermaq Norway AS, avd. Forsan i Nordland.
Miljødirektoratets forslag til revidert forskrift for lagring og bruk av gjødsel til landbruksfor... more Miljødirektoratets forslag til revidert forskrift for lagring og bruk av gjødsel til landbruksformål blir her utredet angående økonomiske-og praktiske konsekvenser av et utvalg av de foreslåtte bestemmelsene, samt hvilke reduksjoner i forurensning til luft (ammoniakk) og vann (fosfor og nitrogen) som kan oppnås. De foreslåtte bestemmelsene som blir utredet her er de som innebaerer en endring i forhold til gjeldende gjødselvareforskrift (Forskrift om gjødselvarer mv. av organisk opphav, del II Bestemmelser om lagring og bruk). Rapporten gir også en oversikt over de totale menneskeskapte tapene av nitrogen og fosfor i Norge, andelen som kommer fra landbruket og mengden nitrogen-og fosfortap fra landbruket som kan knyttes til lagring og bruk av gjødsel. De enkelte paragrafene blir utredet i separate kapitler, og på slutten av hvert kapittel gis en oppsummerende vurdering av bestemmelsene som er gitt i paragrafen. En samlet oppsummering av konsekvensene av de største endringene for lagring og bruk av gjødsel til landbruksformål blir gitt i kapittel 3 mot slutten av rapporten. Helt til slutt i rapporten gis en vurdering av konsekvensene av de foreslåtte bestemmelsene for fire ulike case (driftstyper).
Biogassanlegget til Sondre Skoglund, levert og driftet av Waterment AS, er under uttesting for be... more Biogassanlegget til Sondre Skoglund, levert og driftet av Waterment AS, er under uttesting for behandling av om lag 1000 m3 blautgjødsel fra gris årlig. Selve biogassreaktoren er en granulbasert kompakt ABR-reaktor med kort hydraulisk oppholdstid. Anleggets metanproduksjon, massebalanse og energiforbruk skulle dokumenteres slik det ble driftet en periode høsten 2017. Det må nevnes at driften ikke var fullt ut optimalisert, men at reaktoren fungerte stabilt i testperioden...…
Uploads
Papers by John Morken