Elektrifisering av landbruket II

Abstract

Hensikten med denne rapporten har vært å fremstille løsninger for å utnytte elektrisiteten fra et biogassanlegg på en gård utenfor Molde. Underveis har vi vektlagt hva som er praktisk gjennomførbart, økonomiske forhold og hva som er best for klima og miljø. Slik tar denne oppgaven i stor grad for seg å skulle dekke energibehovet på gården.

Oppgaven er basert på Hoemsnes gård, som driver melkeproduksjon med en melkekvote på 550 000 liter. Gården driver også med kombinert griseproduksjon, opp mot konsesjonsgrensen. Dette gir grunnlag for en stor mengde gjødsel som kan brukes til å drifte et biogassanlegg. Anlegget ble satt i drift i 2019 med en reaktor. Gassgrunnlaget er nok til å produsere 30 kW annenhver time. Det er planlagt utvidelse av biogassanlegget med enda en reaktor. Disse reaktorene skal gi gassgrunnlag til å produsere 30 kW kontinuerlig.

For å utnytte den elektriske energien maksimalt, har vi gjennom oppgaven sett på ulike løsninger. Løsning 1 drifter anlegget som planlagt med en kontinuerlig produksjon på 30 kW. Store deler av energibehovet dekkes, men høye effekttopper fører til at det må kjøpes energi fra kraftnettet. Løsning 2 kan ved hjelp av styringssystemer variere produksjonen etter forbruk. Styring av generator vil gi fleksibilitet til å dekke høyere effekttopper.

Løsning 3 kjører generator likt som i løsning 1, men setter inn batteri som et energilager. Batteriet fungerer som et supplement for å håndtere høye effekttopper. Løsning 4 ser på muligheten til å produsere hydrogen av overskuddsenergi. Hydrogenanlegg er energikrevende, men egner seg til å lagre energi over lengre tid.

Hovedfokuset i rapporten er å dekke dagens energibehov, men oppgaven ser også på fornybar drift av kjøretøy. Noen av løsningene har lite overskuddsenergi til drift av kjøretøy. Ved disse løsningene er det aktuelt å kjøpe energi fra strømnettet.

The purpose of this report has been to produce solutions to exploit the energy from a biogas plant on farm a next to Molde. This energy is in form as electricity, and the task focuses on the produce and consumption of electricity. Important points in the job were to compare practical, economic, environment and climate conditions. The task focuses a lot on covering the energy needed on the farm.

The task is based on a farm which produces about 550 000 liters of milk every year. There is also large-scale production of pigs. A large amount of organic material means possibilities operating a biogas plant. The facility was applied in 2019 using one reactor. One reactor gives possibilities of producing 30 kW for an hour, before there is a need of 1 hour break to extract enough gas. There is a plan to expand with one more reactor in the autumn of 2022. This makes opportunities to produce 30 kW continuously.

To utilize the electricity to the maximum the focus has been to discover solutions. The first solution means the facility stays as planned with a continuously run at 30 kW. A large amount of the need of energy, is met by the production. There is still a need of buying electricity since the need of power is higher than 30 kW in periods. The second solution makes opportunities varying the production compared to the needs. Varying the production means flexibility to cover power peaks.

Solution number 3 generates the same amount of energy as the first. Differences between the first and the third solutions is the battery. A battery makes it possible to supply power when needed and do also need loading when the battery power is low. The fourth solution means also running the generator in the same way as the first solution. The difference is producing hydrogen when the amount of power is higher than the consumption. A facility to produce hydrogen uses a large amount of energy. Hydrogen is a way of storing energy in longer periods.

The main focus in the report is to cover existing need of energy, but a part of the task is about supplying vehicles with renewable energy. Some of the solutions has small excess of energy, which makes it necessary to buy the energy. This is also discussed in the report.