Controlling food waste – Home composting or biofuel production?

Makten över matavfallet

– Hemkompostering eller biogasproduktion?

Controlling food waste

– Home composting or biofuel production?

Carolle Papp

Miljövetenskap Kandidatnivå 15 hp

Vårterminen 2015

Abstrakt

Ett syfte med denna uppsats är jämförelsen mellan två behandlingsalternativ för matavfall, hem-kompostering eller biogasproducering sett från klimatperspektivet. Koldioxidekvivalenter har beräknats för de två alternativen. Ett annat syfte har varit att studera den politiska processen för att förstå varför det först under 90-talet uppmuntras till att hushållen ska hemkompostera för att sen under början av 2000-talet förespråka rötning av matavfallet. Mina uträkningar och jämfö-relser visar att det är mer fördelaktigt för klimatet att röta matavfallet, koldioxidutsläppet blir mindre än vid hemkompostering. Mitt andra syfte visar att det kan finnas en klimatvinst genom att låta politiken fatta besluten men det kan även finnas en risk att det egentliga syftet med hemkompostering glöms bort och att hushållen måste betala för något som de egentligen inte behöver (matkärl) eller som inte kanske finns (tillsynen).

Nyckelord: Matavfall, hemkompostering, biogasproducering, rötning, klimat, växthusgaser,

aktörnätverksteorin, Foucault, Giddens

Abstract

One purpose of this study is to compare two treatment options for food waste. Home com-posting or biofuel production, seen from the climate perspective. The carbon dioxide equiva-lent has been calculated for the two options. The second purpose was to study the political process with regard to food waste to understand why Swedish households were encouraged to home compost food waste during the ninetiesonly to early twenties advocate biofuel produc-tion. My calculations and comparisons shows that it is more beneficial for the climate to di-gest the food waste then composting since the carbon dioxide emissions is less. My second analysis indicates that while the political reorientation has led to environmental improve-ments, the effect has also been that to gain control of the food waste stream, waste manage-ment organisations effectively provide customers with no choice and economically punish households that have no food waste to collect since they have effective home composting. Keywords: Food waste, home composting, biofuel production, digestion, climate, greenhouse

Förord

Jag vill tacka alla mina informanter för att de har generöst delat med sig av sin kunskap, visat engagemang och givit mig behövlig information utan dem hade inte min studie blivit färdig. Jag vill också tacka min handledare Joseph Strahl för värdefulla synpunkter, lästips och som även har pushat mig under arbetets gång.

Innehållsförteckning

Nulägesbeskrivning över kommuners arbete med matavfall ... 10

Tidigare forskning ... 11

5. Matavfall ... 13

Miljömål matavfall ... 13

Biogas ... 14

Sverige och Europeiska unionen ... 15

6. Miljömål ... 16 Klimatförändringar ... 17 Växthuseffekten ... 18 Koldioxid ... 18 Metan ... 18 Dikväveoxid ... 19 Ammoniak ... 19 7. Behandlingsmetoderna ... 20

Hur fungerar hemkomposteringen ... 20

Komposteringens olika stadier ... 20

Initial fas ... 20

Mesofil fas ... 21

Termofil fas ... 21

Avkylnings samt mognadsfasen ... 21

Hur fungerar biogasanläggningen ... 22

Förbehandling ... 22 Rötning ... 23 Hydrolys ... 23 Fermentation ... 24 Metanbildning ... 24 Uppgradering ... 25 8. Datainventering ... 26 Datainventering hemkompostering ... 26

Datainventering emissioner från komposten ... 27

Datainventering biogasprocessen ... 29

Datainventering förbehandling ... 29

Datainventering transportsträcka ... 30

Datainventering biogasproduktion ... 31

Sammanställning data biogasproduktion ... 32

9. Resultat analys ... 33

10. Politiska processen gällande beslut om matavfallsinsamling ... 36

Aktörnätverksteorin och modernitetsteorin ... 36

Maktteori ... 39

11. Diskussion och slutsats ... 41

12. Referenslista ... 43

1

1. Inledning

Varje år kastas cirka två miljarder ton mat i världen från hushåll, skolor, restauranger, produkt-ion etc. (Naturvårdsverket, 2014a). Totalt i Sverige uppkommer det cirka 1,2 miljoner ton matavfall1 (ibid.). Hushållens matavfall motsvarar ungefär 100 kg per person varje år i Sverige och det är hushållen som ger upphov till mest matavfall.

Naturvårdsverket (2014a) definierar begreppet matavfall på följande vis: allt biologiskt ned-brytbart avfall, även flytande, som uppkommer tillsammans med livsmedelshanteringen och som även kan användas som livsmedel. Utöver detta ingår även ben och skal som associeras med matavfall.

Enligt det svenska miljömålsarbetet ska 50 % av matavfall från hushåll, butiker, restauranger samt storkök sorteras ut och behandlas biologiskt senast år 2018 (Naturvårdsverket, 2014b p. 101). Nästan 70 % av det matavfall som sorterades ut från hushållen under år 2012 gick till rötning och resterande 30 % gick till kommersiell kompostering samt hemkompostering (Na-turvårdsverket, 2014b p. 85). Ett internationellt mål som Europeiska Unionen (EU) har satt för matavfall är att senast år 2025 ska samtliga medlemsstater i EU sortera ut och behandla sitt matavfall biologiskt (Avfall Sverige, 2014). Sveriges nationella mål lyder att senast år 2018 ska minst 50 % av matavfallet sorteras ut och behandlas biologiskt samt att energin från matavfallet ska tas tillvara med minst 40 %. Med biologisk behandling menas det att antingen rötas matav-fallet eller komposteras matavmatav-fallet. Målet att även ta tillvara på energin från matavmatav-fallet kan uppnås genom att exempelvis 40 % av matavfallet rötas och 10 % av matavfallet komposte-ras/hemkompostera.

För att uppnå dessa mål finns det ett intresse av att öka andelen matavfall som ska gå till rötning och detta väcker en del tankar och funderingar hos en del individer. Argumenten som lyfts fram är att det inte kan vara bättre för klimatet att röta matavfallet eftersom det ska transporteras till en förbehandlingsanläggning för matavfall. Exempelvis säger Carl Gustaf Werner som bor på Gotland: ”Min egen kompost måste vara mer miljövänlig än att matavfallet hämtas med sopbil och körs till fastlandet (Leino 2015, 4 april p. 6).” Flertalet individer delar Werners åsikt och det ifråga-sätts om det verkligen är bättre att röta matavfallet än att kompostera det hemma. Vidare finns det även de individer som tvingas att betala för matavfallskärlet trots att det aldrig använts.

2

Pensionären Inga Persson, Tomelilla, komposterar sitt matavfall i det egna trädgårdslandet (ef-tersom Inga är vegetarian uppkommer inget animaliskt avfall). Hon säger: ” Jag har inget matav-fall att slänga i den, tunnan bara står där. Jag känner mig som en brottsling om jag inte betalar, men jag tycker det är fel att betala för något som jag inte använder. Det känns som om jag inte har någon rätt att bestämma själv (Schönbeck, 2013).”Det finns således även en ekonomisk aspekt som lyfts fram av hushållen.Dessutom menar andra att det arbetas kontinuerligt med att minska matavfallet. Frågan som lyfts är varför det satsas storskaligt på att bygga ut biogasanläggningar, de menar att matavfall är en avtagande resurs vilket Gunnar Söderholm, chef på miljöförvaltningen Stockholm framhäver när han säger: ”Vi jobbar för att minska matavfallet samtidigt som vi bygger ut verksamhet för att ta hand om denna krympande resurs. Jag tycker att man skulle ha rett ut miljönyttan med fler olika alternativ innan man bestämmer sig för att bygga ut matavfallshanteringen här (Jen-nische, 2014). ” Söderholm delar både Werners och Perssons åsikter eftersom han lyfter fram både den ekonomiska aspekten och miljönyttan i sitt uttalande.

Ett syfte med denna undersökning är att jämföra behandlingsalternativ ur klimatperspektivet: matavfall till rötning för att producera biogas och biogödsel eller matavfall för hemkomposte-ring. Ett annat syfte är att studera den politiska processen för att förstå varför det på 80- och 90 - talet uppmuntrades till att hushållen ska hemkompostera för att sedan under tidigt 2000 - tal enbart förespråka rötning av matavfallet. Detta sker framförallt genom att politiker i olika kom-muner fattar beslut som medför att det blir ekonomiskt dyrare för hushållen att hemkompostera matavfallet.

Frågeställning

 Vilket ger minst klimatpåverkan, produktion av biogas och biogödsel eller hem-kompostering?

 Ska hemkompostering finnas kvar som ett alternativ för kommuninvånarna?

 Sett från den politiska processen, varför uppmuntras det först till att hushållen ska hemkompostera sen till att förespråka rötning av matavfallet?

I detta arbete utgår jag ifrån att Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) rapporter är rättvist och korrekt återgivet av vetenskapens samlade kunskap om hur samhället påverkar klimatet och vad de mest troliga effekterna blir.

3 Studiens avgränsning

Denna uppsats består av två systemstudier, dels jämförandet av behandlingsalternativen för matavfall sett ur klimatperspektivet och dels den politiska processen som ligger bakom beslutet att först uppmuntra till att hushållen ska hemkompostera sen till att förespråka rötning av matav-fallet.

Jag har valt att avgränsa min studie inom jämförandet av behandlingsalternativen till att enbart omfatta efter att matavfall betraktas som matavfall, det kommer således inte att beräknas någon klimatpåverkan vid odling, skötsel eller skörd, inte heller vid tillverkning, försäljning eller dis-tribution. Jag gör denna avgränsning därför jag inte har kännedomen om hur grödorna/ produk-terna hanterats innan de betraktas som matavfall och för att studiens avgränsningar ska mot-svara mina frågeställningar.

Jag kommer inte heller beräkna klimatpåverkan vid materialframställning för biogasanlägg-ningar eller kompostbehållare, inte heller för någon annan typ av byggnation. Jag utgår istället ifrån situationen där i princip all infrastruktur redan finns på plats så att matavfall kan antingen ingå i biogasproduktionen eller hemkomposten.

Bild 1.

Jag kommer att använda behand-ling av matavfall i Sydsverige som en typ av fallstudie. Hela Skåne kommer inte täckas in utan bild 1 visar vilken del som kommer att ingå in i min studie.

Således har jag även begränsat transportsträckan från förbehandlingsanläggningen Sysav Bio-tec, Malmö till biogasanläggningen Karpalund, Kristianstad eftersom övriga sträckor inte är några extrasträckor för insamlandet av matavfall. Vidare kommer jag inte beräkna några andra utsläpp från transportsträckan förutom koldioxidemissionerna från bränslet.

4

Dessutom kommer jag att beräkna nettovinsten utifrån slutprodukten av kompost jämfört med konstgödsel men detta kommer enbart att byggas på antagande eftersom det är omöjligt att avgöra vart kompostjorden egentligen hamnar. Jag kommer även att beräkna vinsten från bio-gasen jämfört med annat fossilt bränsle. Eftersom inte rötresten eller konstgödseln är min pri-mära del i denna undersökning kommer jag inte ha någon djupare diskussion om vilka emiss-ioner som kan uppstå ifrån dem. Jag vill poängtera att jag är medveten om att rötresten har ett ganska högt pH-värde (7-8) och det finns därför en risk att ammoniakutsläppen ökar vid lagring och spridning (Salomon & Wivstad, 2013, p. 11). Jag kommer vid min analys utgå ifrån att det inte sker något ytterligare utsläpp efter biogasprocessen eftersom det är svårt att bedöma hur mycket ammoniak som egentligen släpps ut (ibid., p.12). Vidare kommer jag även att utgå ifrån att gödselmedlet används när grödorna kan ta upp näringen vilket minskar läckage av kväve. Jag kommer att behandla rötresten energimässigt likvärt med annat kvävegödselmedel. Således kommer även annat kvävegödselmedel behandlas likvärdigt med rötresten, det enda som be-räknas är koldioxidutsläppen från energiförbrukningen eftersom det inte krävs någon mer energi för rötresten än den som redan använts vid biogasprocessen.

De växthusgaser som kommer att ingå vid jämförelsen mellan de två behandlingsalternativen vid nedbrytningen av matavfallet är koldioxid, metan, dikväveoxider och ammoniak. Jag är medveten om att koldioxidutsläppen ingår i det kortsiktiga kretsloppet vid nedbrytning av matavfallet och det medför därför inte någon mer klimatpåverkan. Jag måste dock ta med kol-dioxidutsläppen i mina beräkningar för att räkna ut hur stor del övriga växthusgaser förhåller sig i processen.

Följande bilder (nästkommande sidor) illustrerar de kvantitativa och kvalitativa systemgränser som är bestämda i denna studie. Aktörerna och aktanterna samt behandlingsalternativens olika komponenter har fått olika färger beroende på vilken roll de har i processen så att de kan skiljas åt. Till varje bild finns det en förklaring.

5 Bild 2. Systemgränser över hemkompostering.

Bild 2 är en visar de kvantitativa systemgränserna som är bestämda gällande hemkompostering. Som bilden illustrerar finns det två outputs (emissionerna och produkten kompostjord) och det är dessa som analyseras.

Bild 3. Systemgränser över biogasprocessen.

Bild 3 visar den kvantitativa avgränsningen gällande biogasprocessen. Som bilden illustrerar finns det fyra outputs, emissionerna från de olika delarna i processen och produkterna biogas, rötrest samt fordonsgas. Det finns även en input (energiförbrukningen).Vidare är det dessa som analyseras.

6

Bild 4. Systemgränser matavfall under 80 – och 90 – talet.

Bild 4 visar aktörerna och aktanterna som ingår i min systemanalys gällande den politiska pro-cessen om matavfall under 80 – och 90 – talet. Bilden illustrerar fem aktörer eller aktanter som har någon relation till matavfall. De aktörer och aktanter som finns med i min systemanalys är följande: de som fattar beslut om hur matavfall ska behandlas (kommuner och beslutfattare), det som redogör för hur matavfallet ska behandlas (lagar), de som behandlar matavfallet (av-fallsbranschen (som energiutvinner) och hushållens hemkompostering) och slutligen de som producerar men som även utnyttjar slutprodukten (hushållen). Hushållen har således tre roller under denna period.

7 Bild 5. Systemgränser matavfall under 2000 – talet.

Bild 5 visar de aktörer och aktanter som ingår i min systemanalys under 2000 - talet. Som bilden illustrerar har aktörerna och aktanterna blivit fler och har ett annat förhållande till matavfall. De flesta betraktar matavfall som något värdefullt, något som de vill styra, utnyttja eller ta del av. Hushållen och jordbruken har hamnat i en gråzon där de ingår systemet men kan endast utnyttja slutprodukterna om de betalar för det, alltså tvärtemot än vad som illustrerades under 80 - och 90 - talet. Hushållens och jordbrukets matavfall betraktas som något värdefullt av de andra aktörerna. Tillsammans är därför hushållen och jordbruken en viktig aktör under denna period, utan dem finns det ingen råvara. Vidare finns det fler aktanter och aktörer som nyttjar slutpro-dukten (fordonsgas) under denna period än vad som visades tidigare. De finns även ett utvecklat beroende hos aktörerna, infrastrukturen bygger numera på ett biogassamhälle.

8

2. Metod

Uppsatsen bygger på två delar och jag kommer att använda mig av en systemanalys som metod i denna studie. Olsson och Sjöstedt (2005, p. 4) redogör för hur viktigt det är att bestämma avgränsningen i en systemanalys. Syftet med avgränsningarna är att jämförelsen inom den kvantitativa delen av detta arbete ska vara likvärdiga och inom den kvalitativa delen vill jag illustrera vilka aktörer det finns i systemet. Genom att använda mig av denna metod vill jag upptäcka vilka risker, möjligheter, positiva effekter, negativa effekter det finns mellan dessa två alternativ med att behandla matavfall (hemkompostering eller rötning). I den kvalitativa delen vill jag diskutera den politiska processen som lett fram till att förespråka rötning av matavfall. Jag kommer exempelvis att använda mig av Anthony Giddens och Michel Foucault för att analysera olika texter och intervjuer. Därefter kommer jag att använda mig av Bruno Latours aktörnätverksteorin för att knyta ihop det politiska och tekniska systemet.

Fördelen med att använda en systemanalys som metod är att jag inte behöver analysera varje steg i processen som jag får göra med en livscykelanalys (LCA), utan jag kommer att välja ut de inputs och outputs som är relevanta i denna frågeställning (Olsson & Sjöstedt, 2005, p. 3) I ett system samverkar olika komponenter med varandra och det är vissa av dessa komponenter, vilka nämndes under studiens avgränsning som jag kommer analysera.

Några antaganden

För analys av hemkomposteringen förutsätter jag exempelvis att 3/5 delar skötts perfekt, 1/5 mindre optimalt och 1/5 skötts dåligt. Jag är medveten om att detta enbart är antaganden men för att underlätta min undersökning måste jag utgå från vissa förhållanden. Med en perfekt skött kompostering utgår jag ifrån de råd och direktiv som finns beskrivna i Kompostpredikan utgi-ven av Agenda 21-verksamhet i Stockholm (2001). De beskriver äutgi-ven vilken storlek som är optimal, placering samt vilken typ av kompostbehållare som är bäst för att kompostera matav-fall.

Jag är medveten om att olika matprodukter har olika fysikaliska och kemiska egenskaper vilket gör att vissa produkter lämpar sig bättre för rötning eller kompostering, jag kommer att ta hän-syn till detta i min slutsats. Men för att jämföra mellan de två behandlingsalternativen kommer allt matavfall att betraktas som om det är homogent i denna studie.

9

3. Teori

I min studie kommer jag inte enbart jämföra klimatpåverkan utan jag kommer även att ta hänsyn till den politiska processen som går från att uppmuntra hemkompostering till att förespråka rötning av matavfall. Samhället har idag utvecklat en tillit till abstrakta system som teknik, pengar och experter. Detta är ett faktum som även Alf Hornborg (2012, p .264) påpekar, han hänvisar till sociologen Anthony Giddens. Hur går det att förstå att individen utvecklat denna tillit? Oftast rättar vi in oss i ledet och gör som alla andra, men varför gör vi det, exempelvis varför avstår fler och fler hushåll hemkomposteringen?

Det kan finnas lagar och andra bestämmelser som gör det svårare att motsätta sig systemet, men vad hade skett om alla eller i alla fall majoriteten av befolkningen hade hemkomposterat i Sve-rige. Jag kan tänka mig att följande scenario hade skett. Samhället har idag byggt upp en ny infrastruktur för att satsa på förnyelsebart bränsle som biogas, risken finns att detta system kol-lapsar. Det finns en tillit hos befolkningen att systemet ska fungera och beslutsfattarna ser till att systemet ska fungera genom olika metoder. Det är relevant att studera denna process utifrån Anthony Giddens (1991) modernitetsteori men jag kommer även lyfta in Michael Foucaults maktteori för att förklara varför hemkomposteringen minskar i Sverige. Det är även intressant att studera processen utifrån Bruno Latours aktör-nätverksteori (ANT) (Giddens & Sutton 2014, p.556). Jag menar att, precis som förespråkare från olika avfallsbolag säger eller har sagt (IL-recycling 2015; Sysav 2015) att avfall är en resurs. Precis som med alla former av resurser – som exempelvis vatten, fossila bränslen och kunskap finns det tvister om hur dessa ska förbru-kas och vem som ska dra nytta av resursutnyttjandet. När det gäller olja och vatten kan frågan avgöras på olika sätt och ibland utbryter krig som en förödande effekt. Här, angående avfall i Sverige, gäller fredligare lösningar på avfallsfrågorna. Men frågan kvarstår: vem har makten över matavfallet i Sverige och vem drar nytta av att styra flöden av matavfall åt vissa håll? Här hoppas jag att ovanstående teorier ska hjälpa mig att förstå olika processer i Sverige.

10

4. Bakgrund

Nulägesbeskrivning över kommuners arbete med matavfall

Idag sorterar cirka 170 stycken kommuner i Sverige ut matavfallet (Avfall Sverige, 2014). Kommuninvånarna erbjuds att antingen söka dispens för att hemkompostera matavfallet (mot en avgift som är jämförbar med den reducering av vad som hushållen ekonomiskt tjänar på att hemkompostera) eller sortera ut matavfallet i ett särskilt sopkärl (mot en avgift) men det finns även de kommuner som enbart erbjuder sina invånare det sistnämnda alternativet. Det finns således ingen större ekonomisk vinst för hushållen med att hemkompostera matavfallet (Pers-son, 2015b). Anledningen till varför det inte ska finnas någon större ekonomisk vinst med att hemkompostera är det riskerar att missbrukas av hushåll som egentligen inte har något intresse av att hemkompostera.

Matavfallet behandlas idag av avfallsbolag till stor del biologiskt, antingen genom rötning vil-ket utvinner både energi och näring eller genom kompostering som endast utvinner näringen (Sopor, 2015). Slutprodukten blir antingen kompostjord vid kompostering eller biogas och bi-ogödsel genom rötning. Eftersom det kan finnas en risk att olika smittämnen sprids måste för-loppet kontrolleras noggrant om slutprodukterna ska certifieras. Animaliskt matavfall får oftast inte lov att komposteras storskaligt på grund av olika hälsomässiga skäl men även på grund av att det drar till sig skadedjur. Trädgårdsavfall, strö och annat grönt material får lova att blandas in i hemkomposten. Dock får den enskilde kommuninvånaren kompostera nästan allt sitt matav-fall i särskilda komposter avsedda för matavmatav-fall, olika kommuner har olika regler. Av andra anledningar kan det dock vara svårt att kompostera allt matavfall eftersom animaliskt avfall kan bestå av stora benbitar och det tar lång tid att bryta ned.

Den vanligaste metoden för att röta matavfallet är genom samrötning (Biogas Väst, 2015). Sam-rötning innebär att matavfallet samrötas med andra material som slakteriavfall och gödsel. Röt-resten som kvarstår efter rötningen kan få räknas med i det nationella målet om rötRöt-resten kan återföras som gödselmedel. I vissa kommuner har det uppstått en brist på de mest eftertraktade rötningsmaterialen vilket har medfört att utsorterat matavfall samrötas med avloppsslam (ibid.). Om matavfallet rötas med avloppsslam får inte rötresten återföras till jordbruket eftersom ris-kerna om att oönskade ämnen sprids ökar.

11 Tidigare forskning

Det finns tidigare forskning som undersökt vilket alternativ av förbränning, rötning, komposte-ring och deponekomposte-ring av matavfall som ger minst klimatpåverkan, forskningen visar att förbrän-ning och rötförbrän-ning ger minst klimatpåverkan följt av kompostering och deponering (Baky et al., 1999, p. 5). Detta beror på att det finns inga miljömässiga fördelar med att deponera matavfall samt uppkommer det emissioner från storskaliga kompostssystem som påverkar klimatet nega-tivt. Att undersöka om deponering av matavfall ger mindre klimatpåverkan under andra förut-sättningar (exempelvis möjliggöra utvinning av metangas) än vad exempelvis rötning och kom-postering gör är inte relevant att undersöka eftersom det sedan 2005 är förbjudet att deponera organiskt avfall. Vidare påpekar Sundqvist et al. (1999, p. 3) att rötning av organiskt avfall ger en högre samhällskostnad än förbränning samt har rötning både nackdelar och fördelar gällande miljöpåverkan. Sundqvist et al. (1999, p.3) menar att nyttan av att röta matavfallet beror helt och hållet på vad slutprodukten är avsedd att användas till.

Jag anser även att det är värt att understryka att studien är utförd på sent 90-tal och att det har skett en rad förbättringar inom biogasproduktionen sedan dess, det är inte säkert att rötning av matavfall ger en högre samhällskostnad som Sundqvist et al. (1999) påpekar. Vid rötning av matavfall och uppgradering av biogas till fordonsbränsle kan det ibland uppstå läckage av me-tan men detta kan åtgärdas genom att genomföra regelbundna tillsynskontroller (Biogas Väst, 2012). Nästan all biogas som producerades uppgraderades till fordonsbränsle och resterande användes till värme och elproduktion. Nästan all rötrest (biogödsel) användes som gödsling inom jordbruket. Samhällskostnaden bör rimligen inte bli högre eftersom nyttan av att återin-föra matavfallet i kretsloppet igen måste vara bättre än att framställa bensin och diesel samt produktion av konstgödsel. Biobränslen uppfyller därmed kretsloppskraven eftersom det inte tillför något nettotillskott av koldioxid därför den mängd koldioxid som bildas vid förbrän-ningen redan tillhör kolcykeln.

Avfall Sverige utförde en landsomfattande enkätundersökning 2001 angående hemkomposte-ring av matavfall (Avfall Sverige, 2001, p. 1). I enkätundersökningen deltog 165 kommuner som tillsammans har 6,2 miljoner invånare. Projektet syftade till att kartlägga och utvärdera hemkomposteringens omfattning, möjligheter och problem. Avfall Sverige ville granska hem-komposteringen av matavfall eftersom det bedömdes vid den aktuella tidpunkten att hemkom-postering borde inordnas i avfallslösningen eftersom det skulle införas ett förbud mot att depo-nera organiskt avfall 2005. Målet var att avgöra om detta kunde ske utan att det gav negativa

12

effekter på miljön eller människors hälsa. Resultatet visade att 9 % av Sveriges hushåll hem-kompostera matavfall och Avfall Sverige bedömde även att det skulle ske en ökning med 2 % till år 2005. Vidare ansåg flertalet av deltagande kommuner att hemkompostering var bra ur miljösynpunkt samt förekom det endast ett fåtal klagomål gällande problem med lukt och ska-dedjur. Dock bör det lyftas fram att det inte förkommer tillräckligt med tillsyn på hemkompo-steringen, beräkningar visar att det skulle ta cirka 200 år innan alla fastigheter med kompost blivit besökta en gång (ibid., p. 8). Detta faktum styrks även av Persson (2015b) vid en intervju, han menar att det är svårt att hinna med tillsynskontrollerna, uppskattningsvis sker detta enbart vid anmälan om hemkompostering. Dessutom påpekar 21 kommuner att det förekommer en del fusk med hemkomposteringen (Avfall Sverige, 2001, p.8). Uppskattningsvis menar kommu-nerna att 10-30% av de hushåll som anger att de hemkompostera även kastar matavfallet i van-liga hushållssoporna. Det bör även påpekas att vid den aktuella tidpunkten subventionerade kommunerna hushållen som valde att hemkompostera sitt matavfall. Huvuddelen av kommu-nerna som deltog i underökningen 2001 var positiva till hemkompostering men det är svårt att se samma trend idag eftersom statistik visar att hemkomposteringen överges till förmån för biogasproduktionen (Steinwig, 2015).

Studier på storskaliga kompostsystem är välstuderade och kunskapen om miljöeffekterna samt effektiviteten är kända (Amlinger, Chuls & Peyr, 2008, p. 47). Ermolaev, Jönsson, Pell och Sundberg (2014, p. 175) menar att miljöpåverkan från hemkomposteringen inte är lika känd och det är väldigt få studier som har granskat detta. Ermolaev et al. (2014) och Ermolaev,

Jo-hansson och Jönsson (2011, p. 43) utförde en studie kring hemkomposteringens

klimatpåver-kan, de fann att emissionerna av växthusgaserna var mindre än vid storskaliga komposter. Vi-dare undersöktes vilka parametrar som påverkade emissionerna och de fann att om komposten utsattes för frekvent omrörning, tät ”matning” av komposten (vilket bidrar till temperaturhöj-ning) samt ”matning” av blött material (vilket framförallt bidrar till ökade metanutsläpp) ökar även växthusgaserna (Ermolaev et al., 2011, p.3). Således innebär detta att växthusgaserna minskar om komposten skötts mindre effektivt.

13

5. Matavfall

Miljömål matavfall

Enligt det svenska miljömålsarbetet ska 50 % av matavfall från hushåll, butiker, restauranger samt storkök sorteras ut och behandlas biologisk senast år 2018 (Naturvårdsverket, 2014b, p. 101). I de kommuner som sorterar ut matavfall från hushåll erbjuds kommuninvånarna att an-tingen sortera ut matavfallet i ett avsett sopkärl som hämtas av privata aktörer och därefter lämnas för produktion av biogas och biogödsel eller alternativet att hemkompostera matavfallet, men det finns även de kommuner som inte erbjuder hemkompostering. I resterande kommuner finns inget alternativ utan matavfallet skickas till förbränning och utvinns som energi. Det finns mål om att matavfallet ska behandlas miljömässigt hållbart, mycket tyder på att detta sker ge-nom hantering i rötningsanläggningar.

Det är värt att belysa att det finns ett intresse från många kommuninvånare och jordbrukspro-ducenter att själva kompostera sitt matavfall. Enligt avfallsförordningen står det: ”Den som äger en fastighet där avfall finns och avser att på fastigheten kompostera eller på annat sätt återvinna eller bortskaffa annat hushållsavfall än trädgårdsavfall, ska anmäla detta till kommunen (Avfallsförordningen 2011:927 45§).” Trots att detta står i avfallsförordningen är det inte alla som anmäler det och därför är det svårt att avgöra hur många hushåll som egentligen hemkompostera sitt matavfall vilket även Persson (2015b) påpekar.

Fastighetsägarna inom kommunen ska skriftligen skicka in en anmälan till kommunen om de vill kompostera sitt matavfall. För att klargöra vem som räknas som fastighetsägare inkluderas även de som har nyttjanderätt till fastigheten (Avfallsförordningen, 2011:927 45§). Inom svenska jordbruken uppstår det cirka 400 000 ton mat varje år som inte lämnar jordbruken, detta är ett slöseri med resurser och det ger samtidigt en enorm inverkan på miljön (Jordbruksverket, 2015). Matavfall inom jordbruket definieras här som jordbruksprodukter som skulle kunnat bli mat men av olika anledningar inte uppfyller kraven (exempelvis att de är skadade, defekta, omogna eller övermogna). Oftast plogas matavfallet ned i jorden igen men enligt Svenska lant-bruksuniversitetet i Alnarp är inte detta ett bra alternativ eftersom avfallet bryts ned under anae-roba förhållanden och ger ifrån sig gaser som är giftiga för både djur och växter (Åhgren, 1996). På grund av att matavfallet bryts ned under syrefattiga förhållanden, hygeniseras inte heller materialet eftersom det inte kan ske någon temperaturhöjning.

14

Behandlingsalternativen ger olika påverkan på klimatet. Det finns därför ett intresse av att un-dersöka vilket alternativ mellan rötning och kompostering som ger minst klimatpåverkan.

Biogas

Biogas bildas när organiska material som matavfall, gödsel, växter, avloppsslam och annat slam från reningsverk bryts ned av metanproducerande bakterier under anaeroba förhållanden (Nat-ionalencyklopedin, 2015b; Sysav Biotecavdelningen, 2015). Det är tre olika grupper av bakte-rier som samverkar under jäsningsprocessen. Slutprodukten blir en gas som normalt innehåller cirka 60 % metan och cirka 40 % koldioxid men även mindre mängder svavelväte och andra typer av material som är svåra att bryta ned. Biogas kan användas direkt för förbränning men eftersom den innehåller en relativt hög halt av koldioxid klassas den som en gas med ett lågt energivärde. Biogasens energivärde är endast 20-23 megajoule/m3 jämfört med naturgas som är 35-38 megajoule/m3. Av denna anledning uppgraderas biogasen till fordonsgas. Vid uppgra-deringen avlägsnas koldioxiden och andra föroreningar, resultatet blir nästan en ren gas som innehåller 97-98 % metan.

Vid nedbrytningen av de organiska materialen erhålls även en restprodukt, biogödsel. Produk-ten går att använda som jordförbättring eftersom mycket av växtnäringsämnena finns kvar i den.

15 Sverige och Europeiska unionen

Avfallstrappan är uppdelad i fem steg och grundar sig på EU:s avfallsdirektiv 2008/98/CE:

1. Minimera mängden avfall. 2. Återanvändning.

3. Återvinning. 4. Energiutvinning. 5. Deponering.

Sedan 1995 är Sverige medlem i den Europeiska unionen. Medlemskapet innebär att Sverige ska följa EU:s regler, lagar, beslut och andra gemensamma målsättningar. EU är en av de aktö-rer som har mest inflytande inom den kvalitativa delen av min systemanalys.

Matavfallet är en av de avfallsfraktionerna som befaras att öka stadigt (Naturvårdsverket, 2014a). Det finns ett stort intresse med att minska mängden matavfall och det arbetas kontinu-erligt med hjälp av olika organisationer och aktörer med att försöka minska matavfallet. Under 2012 gav hushållen upphov till 771 000 ton matavfall i Sverige (Naturvårdverket, 2014b p. 80).

Salhofer, Obersteiner, Schneider och Lebersorger (2008, p. 245) granskade vilken betydelse direktivet, 75/442/EEC, haft om hur avfall ska hanteras. Direktivet säger att i första hand ska avfallet förebyggas, minskas, återvinnas och till sist deponeras. Inom EU har avfall fått en av de högsta prioriteterna men trots detta kan forskarna inte se en minskning av det kommunala avfallet (studien är utförd i Danmark, Schweiz, Nederländerna, Portugal och Grekland, 1971-2001). Samma tendens kan även ses i Sverige, det var en liten nedgång under finanskrisen 2008 men avfallsmängderna fortsätter att öka.

16

6. Miljömål

Sedan 2005 finns det sexton miljökvalitetsmål och meningen är att det övergripande målet, generationsmålet, uppnås genom att uppnå de andra sexton målen (Naturvårdsverket, 2012, p.3). Till senast 2020 ska de stora miljöproblemen i Sverige vara lösta. Miljökvalitetsmålen anger således hur bra kvalitén ska vara för miljön senast 2020. Miljökvalitetsmålen med defi-nitioner ska utgöra en vägledning för myndigheter, kommuner, länsstyrelser, samhället och andra aktörer om hur de ska arbeta för att uppnå målen. Till detta finns det även andra verktyg som dessa aktörer kan använda sig av som etappmålen. Generationsmålet lyder följande: ”Det stora övergripande målet för miljöpolitiken är att till nästa generation lämna över ett samhälle där de stora miljöproblemen är lösta, utan att orsaka ökade miljö- och hälsoproblem utanför Sveriges gränser (ibid., p. 28).” Det är således inte enbart de stora aktörerna, organisationerna eller företagen som ska arbeta för miljömålen utan även den enskilde individen.

Eftersom denna studie kommer att utgå ifrån förbehandlingsanläggning och rötningsanläggning som finns i Sydsverige är det intressant att studera om det är möjligt att nå vissa av miljökvali-tetsmålen i samma region. De miljökvalitetsmål som är intressanta att belysa i denna uppsats är, begränsad klimatpåverkan och god bebyggd miljö.

Miljömålet begränsad klimatpåverkan har en negativ utveckling och bedöms inte kunna uppnå den kvalité som målsättningen har till år 2050 (Puch & Åberg, 2015, p. 12). Växthusgaser i Sydsverige har minskat med 29 % sedan 1990 men de senaste åren visas en annan tendens. Det har skett en ökad användning av naturgaser i energiförsörjningen samt har även andelen trans-porter ökat vilket resulterat i att växthusgaserna återigen ökar. Detta beror främst på att det statliga ekonomiska stödet är bristande gällande produktion av förnyelsebar energi, särskilt gäl-lande installation av solceller eller till lantbrukare som själva vill producera biogas.

Miljökvalitetsmålet god bebyggd miljö bedöms inte uppnå den kvalité som är målsättningen till 2020 (Puch & Åberg, 2015, p. 38). Några kommuner fortfarande i Sydsverige saknar fortfa-rande källsortering av matavfallet. Eftersom människan konsumerar allt mer ökar även avfalls-mängderna, det bör därför vara av stor vikt att matavfallet sorteras ut och behandlas biologiskt. Vidare behöver samhällena använda mer förnybara energikällor samt införa ett hållbart trans-portsystem/transportmedel.

17 Klimatförändringar

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) arbetar med att utvärdera kunskapsläget angående klimatförändringen. Sedan mitten av 1800-talet har klimatet förändrats, olika beräk-ningar visar att medeltemperaturen på jorden har stigit med 0,8 grader och prognoser tyder på att temperaturen kommer fortsätta att stiga med 1,4 till 5,8 grader mellan 1990 och 2100 (Björn-dahl, Borg & Thyberg, 2008, p.103-104; IPCC, 2014, p. 1). Enligt Förenta Nationernas (FN) ramkonvention för klimatförändringar ska halten av växthusgaser (t.ex. koldioxid och metan) stabiliseras på en nivå som innebär att den antropocentriska påverkan på klimatsystemet inte utgör någon fara (ibid., p 9). Förbränning av fossila bränslen som till exempel kol, olja och naturgas i el- och värmetillförsel samt olika transporter svarar för det största bidraget till kli-matförändringen både i Sverige och i övriga världen. Det talas därför om en förstärkt växthu-seffekt vilket leder till att jordens medeltemperatur stiger (Björndahl, Borg & Thyberg, 2008, p.102)

Koncentrationen av koldioxid och andra växthusgaser i atmosfären stiger allt mer eftersom de globala utsläppen ökar (IPCC, 2014, p. 1). Beräkningar visar att koncentrationen av koldioxid är idag 40 % högre jämfört med förindustriell tid. IPCC (2014, p.1) menar att koncentrationen av växthusgaser inte har varit så hög som idag på minst 800 000 år. För att begränsa tempera-turökningen till två grader, som bl.a. länder enades om i Cancún 2010 (Naturvårdsverket, 2014c, p. 1), behöver de globala växthusgasutsläppen halveras till år 2050 och vara närmare noll 2100.Att uppnå 2 - graders målet är en stor utmaning för alla samhällen.

18 Växthuseffekten

Det finns olika växthusgaser som förstärker växthuseffekten och som absorberar värmestrål-ningen tillbaka till jorden, de gaser som det oftast talas om är koldioxid, metan, dikväveoxid, klorfluorkarboner (CFC s.k. freoner) men även vattenånga (Björndahl et al., 2008, p. 109). Även ammoniak i gasform är en växthusgas och eftersom jag även ska behandla den i min studie kommer jag kort att förklara dess miljöpåverkan och hur den uppstår (ibid., p 31).

Koldioxid

Koldioxid (CO2) är den vanligaste växthusgasen, uppskattningsvis utgör koldioxid 55 % utav växthusgaserna (Björndahl et al., 2008, p. 113). Det är mängden kolinnehåll som påverkar hur stor koldioxidutsläppen blir vid förbränning och vid nedbrytning av organiskt material (ibid., p. 109). Koldioxid är en av gaserna som effektivt absorberar värmestrålningen tillbaka till jor-den, det är även utifrån denna gas som det koldioxidekvivalenterna (CO2 - ekv.) beräknas. Kol-dioxidekvivalenter är ett gemensamt mått för alla växthusgaser, exempelvis metan, uttryckt som den mängd koldioxid som ger samma växthuseffekt, detta är för att det ska bli lättare att jämföra de olika gaserna med varandra (IPCC, 2013, p.470; Nationalencyklopedin, 2015a). Vidare be-räknas det ungefärliga livslängden i atmosfären för en koldioxidmolekyl vara 100 år.

Metan

Metan (CH4) är en sumpgas som uppstår när organiskt material bryts ned i en syrefri miljö (exempelvis vid rötning av matavfall) (Björndahl et al., 2008, p. 110). Det bildas även i soptip-par och vid rötning av avloppsslam. Metanutsläpp sker även naturligt från djurens matsmält-ningskanaler och våtmarker. En metanmolekyl är 34 gånger mer effektiv än en koldioxidmole-kyl som absorberar av värmestrålning. Dock bryts metan ner relativt snabbt, den har endast en livslängd på 10 år i atmosfären vidare kan metan även användas som bränsle vilket gör att påverkan på växthuseffekten blir lägre.

19 Dikväveoxid

Dikväveoxid (lustgas) (N2O) bildas vid förbränning, gödselanvändning och vid risodling (Björndahl et al., 2008, p. 110) men bildas även naturligt i marken vid denitrifikation och nitri-fikation. Varje molekyl dikväveoxid är 150 gånger mer effektiv än en molekyl koldioxid. Mo-lekylerna bryts enbart ned i stratosfären och beräknas ha en livslängd på 120 år. Lustgas uppstår även vid nedbrytning av organiskt material i komposter och vid rötning.

Ammoniak

Ammonium (NH4+) bildas vid nedbrytning av organiskt kvävehaltigt material (Björndahl et al., 2008, p. 56) men kan även bildas vid hög förbränning av motorer. Vid basiska förhållanden i komposten kan den gasformiga föreningen av ammoniak (NH3) bildas, det är den vanligaste kväveföreningen. Ammoniak har en relativt låg uppehållstid i atmosfären, endast 1-7 dagar (ibid., p .31). Miljöeffekten från ammoniak är att vid nederbörd tvättas gasen ur atmosfären och omvandlas till ammoniumsalter som oxiderar till nitrat, vilket bidrar till övergödning och för-surning men det innebär även att ammoniak faller ned med regnvatten och ombildas till lustgas i marken. Vidare innebär det även att kväveinnehållet i komposten blir lägre om den avger ammoniak, förlust av kväve innebär försämrade egenskaper för komposten.

För att visa och förstå hur växthusgaserna omvandlas till koldioxidekvivalenter använder jag mig av tabell 1:0 som är baserad på Naturvårdsverket (2013) uppgifter. Alla växthusgaserna är presenterade i ett kilo. Tabell 1:0 visar exempelvis att 1 kilo metan orsakar lika mycket växt-huseffekt som 34 kilo koldioxid.

Tabell 1:0, Koldioxidekvivalenter

Växthusgas Kemisk beteckning Antal koldioxidekvivalenter

Koldioxid CO2 1

Metan CH4 34

Dikväveoxid (lustgas) N2O 298

20

7.

Behandlingsmetoderna

Hur fungerar hemkomposteringen?

Genom att hemkompostera kan privatpersonen minska avfallsmängderna och underlättar där-med avfallshanteringen. Hemkompostering bidrar till en minskad miljöpåverkan eftersom det färdiga kompostmaterialet kan användas som jordförbättring i den egna trädgården, det nega-tiva med hemkompostering är att det under processen bildas växthusgaser som inte samlas upp och renas som vid de storskaliga anläggningarna för kompostering (Ermolaev et al., 2011, p.10; Persson, 2015a).

Matavfall kan komposteras utomhus eller inomhus men det som är relevant vid kompostering är att materialet ska få tillgång till syre vilket det kan få vid regelbunden omrörning. De aktiva mikroorganismerna måste få en god blandning av kväve, fosfor, kol och vatten för att uppnå en lyckad kompostering (Ermolaev et al., 2014, p.174). Under komposteringen sjunker materialet samman efter hand som förloppet fortgår. Eftersom detta sker kan det vara svårt att upprätthålla en syrerik miljö i centrum av komposten. Den färdiga komposten kan användas som jordför-bättrande i den egna trädgården.

Komposteringens olika stadier

Komposteringsprocessen kan delas in i fyra olika faser, den initiala fasen, den mesofila fasen, den termofila fasen och slutligen mognads och avkylningsfasen (Ermolaev et al., 2011, p.10). Det som karakteriserar de olika faserna är temperaturskiftningarna. Det som sker när matavfall komposteras är att syreförbrukande mikroorganismer bryter ned det organiska avfallet och där-för produceras koldioxid, metan, dikväveoxid, ammoniak, värme, vatten och en restprodukt - kompostjord.

Initial fas

I den första inledande fasen karakteriseras komposteringen av en låg mikrobiell aktivitet (Ermolaev et al., 2011, p.10; Ermolaev et al., 2014, p.175). pH-värdet sjunker under denna fas, framförallt gäller detta när det handlar om ett lättbrytbart och energirikt avfall som matav-fall. Anledningen till varför pH-värdet sjunker är på grund av de organiska fettsyrorna.

21 Mesofil fas (20-45 °C)

Under den andra delen av processen ökar den mikrobiella aktiviteten och temperaturen höjs hos det organiska avfallet (Ermolaev et al., 2011, p.11; Ermolaev et al., 2014, p.175). Om för-hållandena är bra i komposten har de mesofila mikroorganismerna tillgång till lätt nedbrytbara kolföreningar som sockerarter, aminosyror och lågmolekylära organiska syror. Detta stadie brukar endast bestå i några få dagar. Den optimala temperaturen under denna fas är 39-40 °C.

Termofil fas (45-70 °C)

Temperaturen fortsätter att stiga under den tredje fasen och de mesofila mikroorganismerna dör ut eftersom de inte kan överleva högre temperaturer (Ermolaev et al., 2011, p.11; Ermolaev et al., 2014, p.176). Komposten kommer att domineras av mer värmeanpassande organismer som de termofila mikroorganismerna. När komposten uppnår en temperatur på runt 60 °C domineras komposten av bakterier och svamparna försvinner. Vid en ytterligare temperaturhöjning runt 70-80 °C dör även mikroorganismerna ut.

Avkylnings- samt mognadsfas

Temperaturen i komposten återgår till runt 20- 45 °C som den hade under den mesofila fasen (Ermolaev et al., 2011, p.12; Ermolaev et al., 2014, p.176). Detta sker eftersom den biologiska aktiviteten minskar på grund av att det nedbrytbara materialet har blivit mindre. Under detta sista stadie förändras kompostens färg och struktur till att likna alltmer jord och temperaturen i komposten närmar sig mer och mer den omgivande temperaturen. Det kan även upptäckas insekter, tusenfotingar och andra kvalster som börjat att leva i komposten.

För att klargöra denna process är det alltså viktigt att de nedbrytande mikroorganismerna har tillgång till näringsämnena, framförallt organiskt kol och kväve (Björndahl et al., 2008, p. 55-56; Ermolaev et al., 2011, p.11). Det är även viktigt att det är rätt proportioner av kväve och kol, om kvoten mellan dem är för hög hämmas hastigheten för komposteringsprocessen men är den för låg finns det risk för att kväve avgår i form av ammoniak. Matavfall är rikt på kväve i synnerhet produkter som fisk, kött och ägg. Hur mycket av det organiska materialet som mikroorganismerna kan utnyttja styrs av materialets nedbrytbarhet, matavfall som är svårt att bryta ner karakteriseras av att de innehar en hög andel lignin och cellulosa. Vidare bestäms även hastigheten av kompostprocessen med hjälp av materialets nedbrytbarhet.

22

Matavfall som innehåller stärkelse och socker bryts ned snabbast men om det finns god till-gång till syre bryts även fetter och protein ned relativt bra.

Hur fungerar biogasanläggningen?

Förbehandling

Det första steget i processen är själva förbehandlingen av matavfallet. Ett syfte med att förbe-handla matavfallet är att sortera bort oönskat material som kartong, plast, metall eller annat material som hamnat fel (Sysav Biotecavdelningen, 2015).Ett annat syfte är att göra matavfallet pumpbart. Förbehandlingen medför även att rötningsprocessen påskyndas eftersom materialet blir lättare att bryta ner för mikroorganismerna när det inte innehåller några föroreningar. Vi-dare innebär det även för anläggningen att driftproblemen minskar. Det bör understrykas att matavfall inte är homogent och för att underlätta behandlingen sönderdelas alltid fast matavfall (ibid., 2015). Dessutom brukar materialet blötas upp eftersom det oftast har en för låg torrsub-stanshalt (TS).

Eftersom denna undersökning utgår från att matavfallet förbehandlas på Sysav Biotecs förbe-handlingsanläggning är det denna process som beskrivs (Sysav Biotecavdelningen, 2015). På andra förbehandlingsanläggningar kan det finnas andra typer av sortering och optimering av matavfallet.

När matavfallet kommer till förbehandlingsanläggningen behandlas matavfallet efter dess för-utsättningar (Hansson, 2015). Flytande matavfall kan antingen komma in i förpackningar eller som pumpbar vätska i en tank. Flytande matavfall i förpackning behöver skiljas från förpack-ningen, detta sker genom att förpackningen pressas i en kolvpress och då skiljs vätska och för-packning åt (Bohn, Carlsson, Eriksson & Holmström, 2010, p. 11; Hansson, 2015). Därefter kan vätskan som kvarstår användas för att blöta upp annat matavfall och förpackningarna skickas till förbränningen för att energiutvinnas. Allt material utom flytande matavfall i för-packning går genom denna kolvpress.

Matavfallet homogeniseras i samband när det späds med vätska, detta görs eftersom det är önskvärt att matavfallet har samma struktur (Bohn et al., 2011, p. 12). Syftet med

homogenise-23

ring är att göra materialet mer lättillgängligt för mikroorganismerna som ska bryta ner matav-fallet (Hansson, 2015). När matavmatav-fallet har homogeniserat ska det separeras, detta görs med hjälp av en skruvpress. Materialet pressas fram med hjälp av en skruv, där separeras vätska och rejekt.

Bild 6. Skruvpressen

Källa: Bohn et al. 2010, p. 10

Bild 6 visar hur skruvpressen fungerar. Pressvätskan (som även kallas slurry) är den som går vidare till rötning och rejektet går vidare tillförbränning.

Rötning

Slurryn som pressas ut i skruvpressen skickas vidare till samrötningsanläggningen Karpalund. Vid rötning behöver avfallet befinna sig i en helt syrefri miljö, exempelvis i en stor tank (Sysav, 2014). Under den perioden som avfallet befinner sig i tanken bryts avfallet ner av mikroorgan-ismer och samtidigt bildas biogas. En metanrik biogas tas tillvara och kvar blir även flytande biogödsel som kan ersätta konstgödsel inom jordbruket (Sopor, 2015).

Processen för rötning kan delas in i tre steg: hydrolys, fermentation och till sists själva metan-bildningen (Biogasportalen, 2015a; Bohn et al., 2010, p.4).

Hydrolys

I det första steget sönderdelas de stora komplexa föreningar/molekylerna som inte är vatten-lösliga till enklare föreningar, detta sker med hjälp av mikroorganismer (Biogasportalen, 2015a; Bohn et al., 2010, p.4). Proteiner, fetter och kolhydrater bryts ner till aminosyror och sockerarter som är vattenlösliga. Nedbrytningen sker av flera olika bakterier under anaeroba (syrefattiga) förhållanden eller under fakultativa förhållanden (syre kan förekomma).

24 Fermentation

Nästa steg är en jäsningsprocess som kan delas in i två olika steg, syrabildning och ättiksyra-bildning (Biogasportalen, 2015a; Bohn et al., 2010, p 4). Under hydrolysen bildades aminosyror och alkoholer, dessa bryts ned till vätgas, fettsyror, alkoholer och koldioxid i det första steget, syrabildning. Däremot bryts inte fettsyrorna ned som skapades i hydrolysen utan de bryts ned under ättiksyrabildningen. När nedbrytning av alkoholer och fettsyror sker tillsammans med vätgas och koldioxid bildas ättiksyra.

Metanbildning

I det sista fasen bildas metan, detta sker med hjälp av en speciell grupp metanbildande mikro-organismer som har särskilda krav på miljön som de befinner sig i (Biogasportalen, 2015a). Metanbildarna dör när de kommer i kontakt med syre därför är det viktigt att de befinner sig i en helt anaerob miljö dessutom växer de väldigt långsamt. Metan bildas genom omvandling av koldioxid och vätgas men även vid sönderdelning av ättiksyra (Bohn et al., 2010, p 4).

Bild 7. Rötningsprocessen.

Bild 7 visar en förenklad process över rötningsproces-sen. Som bilden illustrerar består biogas huvudsakli-gen av metan och koldioxid (Biogasportalen, 2015a). Men det kan även förkomma ammoniak, svavelsyror samt kvävgas i små mängder. Dessutom är biogasen mättad med vattenånga. Vanligtvis består biogas av 45-85 % metan och 15-45 % koldioxid beroende på hur produktionsförloppet sett ut. För att kunna an-vända biogasen som fordonsbränsle måste gasen upp-graderas.

Det finns två stycken rötkammaren på Karpalund, båda två är en så kallad enstegsrötning, det innebär att alla nedbrytningssteg sker i samma kammare (Biogasportalen, 2015c). Det finns två olika sätt att röta, antingen sker det mesofilt (38 ºC) eller termofilt (55ºC). På Karpalund

25

använder de sig av den mesofila rötningen. När rötningsmaterialen kommer till Karpalund los-sas det till en mottagningstank och lagras där i minst tre dagar och upp till en vecka. Innan materialet ska rötas förvärms rötningsmaterialen minst en timme vid 70 ºC och under hygieni-seringen av massan sker under denna tid. Därefter rötas massan och har en uppehållstid på 40 dygn i rötkammaren.

Till skillnad från en luftad kompost värmer inte biogasprocessen upp sig själv utan det måste tillföras värme (Biogasportalen, 2015c). Karpalund har installerat en omrörare i deras rötkam-mare, detta görs för att det ska hållas en jämn temperatur samt för att underlätta för mikroorg-anismerna att få tillgång till allt material. Vid rötningsprocessen bildas två slutprodukter, biogas och rötrest.

Uppgradering

Genom att avskilja koldioxiden från biogasen höjs energiinnehållet och kan därför användas som fordonsbränsle (Biogasportalen, 2015b). Biogas som är uppgraderad har en metanhalt på minst 95 % och kan därför användas på samma sätt som naturgas. Karpalunds uppgraderings-anläggning använder sig av en vattenskrubberteknik för att skilja koldioxiden, detta bygger på att koldioxid löser sig lättare i vatten än vad metan gör (Biogasportalen, 2015c).

26

8. Datainventering

Datainventering hemkompostering

Datainsamlingen från hemkomposteringen bygger på studien från 2011 utförd av Ermolaev,

Johansson och Jönsson. Jag har valt att använda mig av deras studie eftersom det är få studier

utförda i Sverige men även för att den verkar uppfylla de antaganden som jag gjorde i min avgränsning. Hushållen (bestående av 3-5 personer) som deltog i studien fick fylla i ett doku-ment hur de skötte sin kompost och flertalet av hushållen har gjort detta kontinuerligt. Mina antagande om skötseln bedöms stämma eftersom granskande av de dokument som hushållen fyllt i under studiens gång visar det sig att vid vissa tillfällen har komposterna skötts mindre bra, framförallt vid semestrar. Det bör poängteras att hushållen som ställde upp i studien har nog varit av den flitigare typen av komposterare och därför kan data påverkas av detta. Varje hushåll har enligt protokollen från studien (Ermolaev et al., 2011, p. 65) fyllt på med 101, 6 kg matavfall per år. Forskarna har själva fyllt i data angående emissionerna och deras mätningar på hemkomposterna har skett under ett år. Hemkomposterna har varit placerade i södra Uppsala och jag bedömer at insamlad data bör fungera som representativt för större delen av Sverige. Detta antagande gör jag eftersom resultaten även har jämförts med danska studier, studierna har fått snarlika resultat därför bör Ermolaev et als. (2011) studie vara representativ för södra Sve-rige. Det bör dock poängteras att studien kanske inte är typisk för de väderförhållanden som råder i nordligaste Sverige, därför kan den kanske inte representera den delen av landet. Hem-kompostering tycks vara beroende av omgivande temperatur. Ermolaev et als. (2011) studie visade att vid kallare temperaturer uppstår det mindre växthusgaser. Detta beror till stor del på att nedbrytningen av matavfallet sker långsammare.

Hemkomposterna som ingick i Ermolaev et als. (2011) studie har varit av olika modeller. Alla modellerna uppfyller många av de krav som finns beskriva i Kompostpredikan (2001) gällande storlek, isolering och placering. Ingen av komposterna har behövt ha någon tillförd energi som värmt upp komposten eller energi vid omrörning därför finns det ingen annan påverkan på kli-matet än från den naturliga kompostprocessen.

27 Datainventering emissioner från komposten

För att bedöma datakvalitén på som Ermolaev et al. (2011) presenterar i sin studie måste bak-grundsdata redogöras angående de olika växthusgaserna förekomst i atmosfären. Jag har använt mig av World Meteorological Organizations (2013) data.Samtliga växthusgaser presenteras i ppm respektive ppb.

Tabell 2:0 visar medelvärdet för bakgrundshalterna från de växthusgaserna som ingår i min studie. Jag valde detta år för att jämföra med de uppgifter som Ermolaev et al. (2011) presen-terar i sin studie. Resultaten är snarlika förutom N2O som skiljer sig markant men det bedöms ändå som underlaget går att använda eftersom de låga halterna (som bidrar till det låga medel-talet) utmärker sig främst under sommarhalvåret eftersom på den tiden av året förbränns det minst. Jag vill poängtera att Ermolaev et al. har uppmätt deras data i någons trädgård medans World Meteorological Organizations (2013) bakgrundshalter av växthusgaser bygger på global uppmätt data. Detta innebär således inte att CO2 – halten har sjunkit, det kan istället bero på mätfel eller på grund av antalet mätningar som utförts.

Tabell 2:0, Bakgrundhalter i medelvärde för växthusgaser.

Växthusgaser Bakgrundshalt

at-mosfären 2012 Bakgrundshalt från studien (2011) CO2 393 ppm2 399 ppm1 CH4 1,819 ppb2 1,730 ppb1 N2O 325 ppb2 220 ppb1

Källa: Ermolaev et al. (2011)1_{; World Meteorological Organization (2013)}2

Tabell 2:1 (nästa sida) visar medelvärdet för de emissioner som uppstod från komposterna från dem hushåll som deltog i studien om hemkompostering. Jag har sammanställt dem uppgifter som presenteras i Ermolaev et al. (2011) studie angående ammoniakemissioner och har beräk-nat medeltalet från dem (se bilaga 1 för mer information). Data angående växthusgaserna var svårare att avläsa och jag har bedömt att Ermolaev et al. uträkningar för medelvärde stämmer för de olika växthusgaserna. För beskrivning av metod hänvisar jag till Ermolaev et als. (2011, p.9) studie. Eftersom ett ammoniakvärde var betydligt högre än de andra har jag även utfört en beräkning utan den siffran och fann ett betydligt lägre medeltal som finns inom parentesen.

28

Ermolaev et al. (2011, p. 46) kan inte förklara varför komposten fick ett betydligt högre ammo-niakvärde eftersom komposten inte har utsatts för någon hög tillförsel av avfall eller för någon frekvent omrörning. Vidare presenterades inte det någon bakgrundshalt av ammoniak i studien men eftersom jag vill jämföra ammoniak tog jag med detta. Vid en jämförelse mot bakgrunds-data som presenteras visar det sig att vissa av emissioner är snarlika till den omgivande atmo-sfären. Lustgasen och ammoniakemissionerna är högre än vad bakgrundsdata presenterar men den växthusgas som dominerar emissionerna är koldioxiden. Det bör dock poängteras att emiss-ionerna kan vara högre än vad som presenteras eftersom komposterna inte är helt täta.

Tabell 2:1, Emissioner från hemkompostering.

Emissioner Resultat studien (Medelvärde) Bakgrundsdata studien

CO2 397 ppm2 399 ppm2

CH4 1,7 ppb2 1,73 ppb2

N2O 300 ppb2 220 ppb2

NH3 3399 ppb (1806 ppb)2 2 - 20 ppb1

Källa: Björndahl et al. (2008)1_{; Ermolaev et al. (2011)}2

,

Tabell 2:2 redogör för hur mycket koldioxidekvivalenter som uppkommer från hemkomposte-ring. Jag vill understryka att det inte finns några CO2 ekvivalenter uträknade för ammoniakga-sen eftersom det inte går att avgöra hur mycket av ammoniakgaammoniakga-sen som omvandlas till lustgas (Bioenergienheten, 2009, p.6) därför kan CO2 ekvivalenterna vara betydligt högre än vad som anges i denna studie. Vidare har jag inte räknat in koldioxiden eftersom den räknas in i det kortsiktiga kolkretsloppet och ger därför inte upphov till någon ytterligare klimatpåverkan.

Tabell 2:2, Koldioxidekvivalenter från hemkompostering

CH4 N2O Totalt

Medel (kg) 0,047 0,055

29 Datainventering biogasprocessen

Jag kommer att sammanställa energiförbrukningen för de olika anläggningarna samt kommer jag att ta med de emissionerna från de olika processerna som jag fastställde i min avgränsning. Data har samlats in från Sysav Biotecavdelningen, Karpalund biogasproduktion och uppgra-deringsanläggningen. Vidare har även information från transportföretaget (angående dieselför-brukning och vilken typ av diesel som används) samlats in av Sysav Biotecavdelningen. Under 2014 förbehandlades 35 333 ton matavfall i förbehandlingsanläggningen Sysav Biotec (Hans-son, 2015). Av dessa transporterades det 21 191 ton slurry till Karpalund, resterande 13 577 ton var rejekt och gick till förbränningen för att utvinnas som energi.

Hansson (2015) uppger att energin som används för att driva förbehandlingsanläggningen är producerad i Sysavs förbränningsanläggning. Enligt plockstudier som är utförda på Sysav visar det sig att det endast är 15 % av avfallet som är fossilt bränsle, resterande är förnyelsebart bränsle (Profu, 2011). Utifrån de uppgifter som Svensk energi (2015) lämnar menar de att fossil elproduktion ger upphov till 461 gram CO2 per kWh.

Eftersom endast en del av den energi som används vid biogasproduktionen är egenproducerad utgår jag ifrån att den externa delen av energin som används är från svensk produktion. Utifrån ett svenskt perspektiv (där elproduktionen i stor del består av kärnkraft och vattenkraft) beräk-nas ett utsläpp av 0,02 kilogram koldioxid per kWh (Svensk energi, 2015).

Datainventering förbehandling

Tabell 3:0 visar hur mycket energi det går åt för att förbehandla ett ton matavfall och 2014 års energiförbrukning med utsläpp av koldioxid (beräknat på 35 333 ton).

Tabell 3:0 Energiförbrukning vid förbehandling Energiförbrukning per ton matavfall

2014 års energiför-brukning

Utsläpp av årlig kol-dioxid (fossil) Total

energiförbruk-ning 19,4 kWh 685 MWh 47 ton

30

Enligt Hansson (2015) uppstår det inga andra emissioner från förbehandlingen än lukt och de emissionerna från transporten som det redogörs för i nästa avsnitt. Innan förbehandlingsanlägg-ningen togs i drift installerades det en metangasvarnare men den har aldrig givit några utslag.

Datainventering transportsträcka

Transportsträckan från Malmö Biotech till Karpalund, Kristianstad är 93 km. Lastbilen som transporterar slurryn drivs till 75 % av RME som är ett 100 % biobaserat bränsle (Hansson, 2015). Resterande 25 % drivs av Statoils Citydiesel vilket innebär att den innehar en miljöklass 1 märkning. Transporterna sker med fordon som har tvåbränsle motorer (dual fuel engine), upp till 90 % av dieseln kan ersättas med fordonsgas. Vidare kommer bränslets sammansättning beaktas vid uträkningen. När lastbilen drivs med RME bidrar detta till att nettotillförslen av koldioxid i atmosfären minskar eftersom en förnyelsebar råvara har använts.

Transportsträckan kommer att beräknas på 2014 års statistik från Sysav (Hansson, 2015). Last-bilen som transporterar slurryn till Karpalund får maximalt lasta 35 ton slurry per gång. Jag utgår ifrån att lastbilen är maximalt lastad varje gång den ska transportera2, detta antagande görs för att underlätta beräkningarna. Detta innebär att lastbilen måste köra 606 gånger per år för att transportera all slurry till Karpalund. Lastbilen förbrukar 0,0167 l/ton diesel varje kilo-meter. Eftersom 75 % av sträckan körs av förnyelsebart bränsle kommer detta att räknas bort, kvar återstår 23,25 km som körs med Statoils Citydiesel. Detta innebär att vid enkel resa för-brukas det 13,58 liter diesel. En liter diesel har ett energivärde på 9,8 kWh (Biogasportalen, 2015d). Detta innebär att en transport kräver 133 kWh i energiförbrukning, en årlig energiför-brukning är därför 80, 64 MWh. Koldioxidemissionerna från diesel är 275 kg/MWh (Natur-vårdsverket, 2015). Detta innebär ett utsläpp på 22,17 ton koldioxid varje år.

2 _{Jag har arbetat som vågoperatör hos Sysav AB och kan bekräfta att lastbilarna till 99,9% alltid är maximalt lastade. Om}

lastbilarna inte är fullastade handlar det om mindre differens som kan bero på mätfel eftersom vågarna endast kalibreras en gång i veckan eller vid uppenbart mätfel men det kan även vara att de inte är fullastade.

31

Tabell 3:1 sammanställer de siffror som jag har kommit fram till i mina beräkningar, ett årligt koldioxidutsläpp beräknas vara 22,17 ton från transporten.

Tabell 3:1 Koldioxidemission transport Sysav Biotec till Karpalund. Transportavstånd

Sysav Biotec till Karpalund

Energibehov för trans-port (per år) Koldioxidutsläpp fossil (per år) 93 km 80,64 MWh 22,17 ton Källa: Hansson (2015) Datainventering biogasproduktion

Tabell 3:2 visar energiförbrukningen för rötning av ett ton förbehandlat matavfall samt 2014 års energiförbrukning för rötning (beräknat på 97 346 ton matavfall (C4 Energi AB, 2014, p.2)). Vidare redogör tabell 3:3 för hur mycket energi som produceras från rötning av matavfall. Ta-bell 3:4 redogör för vilka relevanta emissioner som uppkommer vid rötningen samt vilka mäng-der per ton men även det årliga utsläppet (Berglund & Börjesson, 2003)).

Tabell 3:2 Energiförbrukning vid rötning och uppgradering Energiförbrukning

per ton matavfall

2014 års energiför-brukning Från en extern ener-gikälla Energiförbrukning 15,46 kWh 1 505 MWh 1 205 MWh Källa: C4 Energi AB (2014)

Tabell 3:3 Energiutvinning genom biogasproduktion 2014

Totalt Biogas Uppgraderad till

fordonsgas

Till elnätet

Energi 99,0 GWh 49,5 GWh1 _{36,8 GWh}1 _{12,4 GWh}1

Källa: C4 Energi AB (2014)1

Tabell 3:4 Emissioner från biogasproduktion och uppgradering

Emissioner g/ ton matavfall Totalt ton

CO2 (Grön) 14 328 1 394,77

CH4 198,9 19,36

N2O 110,7 10,77

32

Sammanställning datainventering över biogasproduktion

Tabell 4:0 sammanställer datainventeringen gällande biogasproduktionen. Tabellen är indelad i de olika processerna och har en sammanställning av de olika processerna där jag har beräknat CO2 ekvivalenterna. Jag beräknar att Sydsveriges bidrag till biogasproduktionen är 22 % (be-räknat på vikt av transporterad slurry).Beräkningarna utgår från att biogasanläggningen som studerades var representativ för de utsläpp som normalt ingår i en biogasprocess.

Tabell 4:0 Sammanställning datainventering från hela biogasproduktionen Förbehandling 2014 års energiförbrukning 0,685 GWh 2014 års koldioxidutsläpp 47 ton Transport 2014 års energiförbrukning 0,080 GWh 2014 års koldioxidutsläpp 22,17 ton Biogasproduktion 2014 års energiförbrukning 1,3 GWh 2014 års koldioxidutsläpp 24,10 ton

Emissioner från biogasproduktion (totalt från Karpalund)

CO2 (Grön) 1 394,77 ton

CH4 19,36 ton

N2O 10,77 ton

Slutprodukt biogas

2014 totalt producerad förnyelsebar energi 99,0 GWh

Producerade fordonsgas 36,8 GWh

Totalt förbrukad extern energi 2,065 GWh

Totalt producerad biogödsel 80 000 ton

Sammanställning utsläpp

Totalt fossilt CO2 93,27 ton

Totalt CO4 19,36 ton

Totalt N2O 10,77 ton

Co2 ekvivalenter (totalt) 3 960, 97 ton CO2 ekv

33

9. Resultat analys

Vid jämförelse mellan dessa två behandlingsalternativ för matavfall kommer jag att jämföra de båda alternativen utifrån CO2- ekvivalenter. Eftersom rötning av matavfall blir biogas och bio-gödsel måste detta tas med i beräkningen. Vidare måste jag även beräkna hur mycket kom-postjord som kan produceras vid hemkompostering. Komkom-postjorden och rötresten kommer att jämföras med kommersiellt producerad konstgödsel beräknat på energiförbrukning. Följande beräkningar kommer därför att utföras på den statistik gällande produktion av biogas, biogödsel och kompostjord som presenterades i förra kapitlet. Beräkningarna syftar endast att i stora drag beskriva emissionerna från hemkomposterna eftersom det råder osäkerhet om hur mycket av materialet som egentligen bryts ned och vilken typ av material som bryts ned.

Ermolaev et al. (2011) har utgått ifrån att ungefär 60 % av innehållet bryts ned i komposten varje år men för att jag ska kunna göra en jämförelse med det matavfall som blir till biogas måste jag utgå ifrån att allt matavfall bryts ned i komposten varje år (se bilaga 1 för uträkningar). Vidare utgår jag ifrån att hemkomposterna är representativa från vad som normalt bryts ned i en kompost trots att skötseln inte varit perfekt hela tiden. För att uppskatta hur mycket hem-kompostering skulle kunna bidra till klimatpåverkan i Sydsverige kommer jag att utgå från de matavfallsmängder som samlades in från hushåll till Sysav Biotec under 2014. Den totala mäng-den matavfall från hushåll var 27 421 ton under 2014 (Sysav, 2015). Vidare måste jag uppskatta från hur många hushåll som detta kommer från och detta gör jag med uppgifter från Statistiska central byrån (2015). Sysavs ägarkommuner består av 14 kommuner, totalt har de tillsammans 240 517 hushåll. Det är inte möjligt att alla hushållen kan hemkompostera men för att jämföra med biogasproduceringen måste jag utgå från att det antagandet.