Biogass fra fiskeslam

Fiskeoppdrett vil fortsette å være en stor aktør i den norske bioøkonomien. Tall fra 2017 anslår at det produseres mer enn to millioner tonn fiskeslam per år, og om lag 25 % av dette slippes ut i sjøen. Fiskeslam er med andre ord en volumetrisk stor, og i tillegg særdeles næringsrik ressurs. I biogassanlegg kan fiskeslam som substrat bidra til økt energiproduksjon – og inkludering av fiskeslam som en del av biogass-sektoren vil kunne forbedre biogassens totale verdikjede. Nyere forskning har vist at potensialet for å øke andelen fiskeslam som kan tilsettes en reaktor før prosesskollaps inntreffer er stort.

Forsker Linn Solli, NIBIO

Biogass er en energibærer som produseres når organisk materiale (for eksempel husdyrgjødsel, matavfall, planterester og avløpsslam) brytes ned av mikroorganismer i oksygenfritt miljø. Biogassprosessen produserer energi, næringsstoffer blir oppkonsentrert og samtidig kan utslipp av CO2 reduseres. Det er omtrent 40 biogassanlegg i Norge, de fleste basert på avløpsslam, mens ca. 10-15 anlegg benytter andre organiske fraksjoner som for eksempel våtorganisk matavfall, husdyrgjødsel og avfall fra fiskeoppdrett. Nye og planlagte anlegg beror i stor grad av tilgang til den slags råstoff.

De siste 25 årene har norsk oppdrettsnæring mer enn tredoblet mengden produsert fisk fra 0,4 til 1,4 millioner tonn produsert fisk per år. Strengere rensekrav på utslipp til vann og vassdrag for landbaserte anlegg har gjort håndtering av fiskeslam til et viktig tema. Samtidig forventes mer oppsamling av fiskeslam fra anleggene i sjøen.

Årlig slippes det ut 27 000 tonn nitrogen og ni tusen tonn fosfor fra oppdrettsnæringen. Med planer om en femdobling av produksjonen frem mot 2050, er det helt avgjørende å redusere utslipp samt å sørge for at de verdifulle næringsstoffene blir gjenvunnet.

I 2017 ble det produsert over to millioner tonn fiskeslam i Norge. Omtrent 25 % av dette blir tapt til sjøen. Settefiskproduksjon foregår på land, men slammet herfra utgjør bare 84 150 tonn.  I tillegg kommer 80 000 tonn i form av slakteavfall.

Og det er mye energi i avfall fra fiskeoppdrett. To millioner tonn fiskeslam kan produsere biogass med et teoretisk energiinnhold tilsvarende 350-950 gigawatt-timer (GWh) i 2030 og 400-3800 GWh i 2050. Til sammenligning er det estimert at energipotensialet fra avløpsslam ligger på rundt 340 GWh i 2030. 1 GWh tilsvarer 1 million KWh. En enebolig bruker kanskje 20 000 KWh i året. Så 1 GWh tilsvarer strømforbruket til 50 eneboliger. 350 GWh tilsvarer oppvarmingen til 2500 eneboliger – kanskje ti tusen innbyggere?

Nedbrytning av avfallsstoffer uten tilstedeværelse av oksygen, såkalt anaerob nedbrytning og biogassproduksjon, er en velegnet teknologi for å ta hånd om organisk avfall (omtrent 50 % av tørrstoffinnholdet blir redusert). På 2000-tallet har det blitt etablert flere industri-biogassreaktorer, og bare de siste 3-4 årene har det vært en betydelig økning i antallet landbruksreaktorer.

Oppdrettsnæringen genererer i hovedsak tre typer organisk avfall: slam fra settefisk, slam fra matfisk og slakteavfall.

1. Fiskeslam produsert fra settefisk skjer normalt i lukkede ferskvannsanlegg på land. Oppsamling av dette slammet er relativt enkelt; flere aktører benytter settefiskslam til produksjon av biogass, for eksempel Renevo i Hordaland med Norges nyeste biogassanlegg, Cermaq biogass i Steigen, Ecopro Biogass og Biokraft Skogn i Trøndelag.
2. Marint slam fra matfisk produseres i åpne merder i sjøen. Ny teknologi for oppsamling av marint slam vil bli tatt i bruk, samt etablering av storskala matfiskproduksjon på land. I dag er det kun krav om oppsamling av slam fra landbasert settefisk, men total fiskeslammengde som blir samlet opp er forventet å øke med økt landbasert produksjon og etablering av delvis lukkete anlegg i sjø.

Fiskeslam er rikt på fett og protein, og er i utgangspunktet velegnet for produksjon av biogass (avhengig av fiskens alder og anleggets fôrspill). Sammenlignet med storfegjødsel har fiskeslam omtrent dobbelt så høyt biogassutbytte.

Selve biogassen produseres ved at anaerobe bakterier «spiser» de organiske forbindelsene i avfallet, og resultatet er metangass (CH4) og karbondioksid (CO2), i tillegg til en næringsrik restfraksjon. Når bakteriene produserer biogass ved å bryte ned de organiske forbindelsene oppkonsentreres nemlig næringsstoffene, også det viktige plantenæringsstoffet nitrogen.

En utfordring med å benytte fiskeslam til produksjon av biogass er å balansere forholdet mellom nitrogen og karbon. Fiskeslam inneholder mye nitrogen, og ved nedbrytning dannes mye ammonium (NH4) som kan føre til at produksjonen av metan kollapser hvis konsentrasjonen blir for høy.

En mulig løsning er å kombinere fiskeslam med andre typer organisk avfall, slik som husdyrgjødsel. Ikke minst storfegjødsel er velegnet som såkalt sambehandlingssubstrat sammen med fiskeslam – prosessen stabiliseres og utbyttet av biogass øker. Dette har vi blant annet vist i rapporten «Biogassproduksjon fra settefiskslam i sentraliserte og desentraliserte biogassanlegg (2016)», der fiskeslam ble blandet med 20 prosent storfegjødsel. Ny forskning, som ennå ikke er publisert, viser at dette kan økes ytterligere, til 50 prosent. Ny og bedre teknologi, og ikke minst bedre forståelse av mikrobiologien som er involvert i produksjonen av biogass, vil i fremtiden sannsynligvis kunne bidra til at fiskeslam kan benyttes som biogass-substrat alene uten andre innblandinger.

Bruk av fiskeslam til biogassproduksjon er et eksempel på hvordan verdikjeden i biogassproduksjon kan forbedres når den blå, marine oppdrettsnæringen kobles sammen med det grønne landbruket. Synergi skapes når oppdrettsnæringen får avsetning på fiskeslammet og landbruket mottar en biorest med forbedret gjødselkvalitet. Stigende priser på både energi og gjødsel vil kunne bidra til at biogass blir enda mer aktuelt og attraktivt.

En annen utfordring for bruk av fiskeslam er høy saltkonsentrasjon i slam fra matfiskproduksjon, noe som vil hindre bakteriene i å bryte ned det organiske avfallet og dermed gi mindre metangass. Kanskje er løsningen å benytte salttålende bakterier, i form av såkalte halofile anaerobe mikrobielle samfunn. Vi vet at det produseres metan i sjøsedimenter, og kanskje finnes det allerede spesialbakterier rett under de åpne merdene? Men salttålende bakterier løser ikke problemet med høyt saltinnhold i selve gjødslet som er igjen etter biogassproduksjon.

Innehold av relativt store mengder tungmetaller, som sink, i fiskeslam er også en utfordring. Siden Mattilsynets grenseverdier for tungmetall beregnes på tørrstoff-basis, kan en 50 prosent tørrstoffreduksjon øke konsentrasjonen så mye at grenseverdiene overskrides. En mulig løsning kan være å blande inn substrat med et lavere tungmetallinnhold slik at konsentrasjonen av tungmetall i bioresten reduseres (med forutsetning om at slammet som går inn i reaktoren overholder øvre grenseverdi for klasse II hvis det skal tilbakeføres til jordbruket).

I motsetning til gjødsel fra andre typer produksjonsdyr er ikke fiskeslam kategorisert som husdyrgjødsel. I forbindelse med biogassprosessen spiller dette ingen rolle, men med tanke på bruk av bioresten som plantegjødsel eller jordforbedringsmiddel er det problematisk. Fiskeslam er ikke tillatt som gjødsel i økologisk landbruk eller EU-gjødsel. Bestemmelsene er regulert gjennom Forskrift om gjødselvarer mv. av organisk opphav, og fiskeslam er verken avløpsslam eller husdyrgjødsel, men allikevel en råvare som kan brukes til å produsere en organisk gjødselvare. Fiskeslam må blant annet hygieniseres og stabiliseres, i motsetning til husdyrgjødsel som i prinsippet kan spres direkte (der den er produsert) uten noen form for behandling.