Resirkulering av fosfor – kan biogassbransjen bidra?

Biogassbransjen kan som en del av verdikjeden fra avfall til gjødsel bidra til å fremme resirkulering av fosfor, en begrenset ressurs.

Anne Falk Øgaard, Seniorforsker, NIBIO

Fosfor er et næringsstoff som er viktig for plantevekst, og derfor et av næringsstoffene som tilføres med gjødsel i matproduksjonen. Fosfor i mineralgjødsel er utvunnet fra fosfatstein som er en begrenset ikke-fornybar ressurs. I tillegg kommer at tilgangen på fosfatstein er geopolitisk sårbart, siden en svært stor andel (cirka 75 %) av de kjente drivverdige forekomstene finnes i et område med konflikter (Marokko/Vest-Sahara). Fosfor står derfor på EU’s liste over kritiske ressurser.

Fosformengder i det norske matsystemet

Årlig omsetning i Norge av fosfor i mineralgjødsel er cirka 9000 tonn. Det er et potensial for å erstatte alt dette med fosfor fra organiske restressurser. Hvert år havner rundt 2.600 tonn fosfor i matavfallet, mens 1.900 tonn havner i avløpsslammet (Hamilton m.fl., 2016). I fiskeoppdrettsnæringen samles det opp en økende mengde fosforrikt fiskeslam som består av en blanding av fiskeavføring og fôrrester. I 2019 ble 102 tonn fosfor samlet opp med fiskeslammet fra landbaserte settefiskanlegg (Broch og Ellingsen, 2020). Det er en liten mengde som blir samlet opp sammenlignet med mengden fiskeslam som blir sluppet ut fra matfiskproduksjonen i sjøen. Det er beregnet at dette gir et årlig fosfortap på rundt 14.000 tonn. Potensialet for bedre utnytting av fosforressursene i oppdrettsnæringen er dermed stor. Siden mye av fiskefôret er produsert i jordbruket, er det uheldig i ressursperspektiv at fosfor som er brukt i fôrproduksjonen havner i sjøen uten mulighet til å resirkuleres til ny fôr- eller matproduksjon.

Fosfor i husdyrgjødsel er også en stor ressurs. Årlig fosformengde i husdyrgjødsel er cirka 12.000 tonn. Husdyrgjødsel føres tilbake til jordbruksarealene, men en del av fosforet blir dårlig utnyttet fordi det ofte tilføres mer enn det som er plantenes behov. Dette skyldes den geografiske skjevfordelingen av husdyrproduksjonen i Norge. Husdyrproduksjonen er konsentrert i områder som klimatisk er mindre egnet for kornproduksjon, men godt egnet til grasproduksjon. Men husdyrene spiser ikke bare gras. De får også innkjøpt kraftfôr som inneholder mye fosfor. Fosformengden som importeres til gården med innkjøpt fôr er ofte større enn fosformengden som eksporteres fra gårdene med produktene. Det blir derfor et fosforoverskudd på mange husdyrgårder. For å slutte sirkelen burde en del av husdyrgjødselen gå tilbake til områdene hvor kornet til kraftfôret blir produsert.

Plantetilgjengelighet av fosfor fra ulike kilder

Ikke alle de organiske restressursene er gode fosforkilder for plantene. Til tross for at dette er organiske materialer, er det meste av fosforet bundet i uorganiske forbindelser. Fosforet kan være sterkt bundet til jern og/eller aluminium der det er tilsatt jern-/aluminiumsalter i renseprosessen for avløpsvann eller det kan være bundet i stabile kalsiumfosfater som for eksempel i fiskeslam fra settefiskanlegg og i matavfall med mye beinrester. Fosfor i husdyrgjødsel fra storfe og gris er derimot gode fosforkilder for plantene.

Det finnes få undersøkelser av effekten av biogassprosessen på plantetilgjengelighet av fosforet. Det som finnes, antyder at plantetilgjengelighet av de uorganiske fosforforbindelsene i bioresten ikke er mye forskjellig fra råstoffet som gikk inn i biogassreaktoren. Når det gjelder de organiske fosforforbindelsene, vil en del bli nedbrutt i biogassprosessen, men dette betyr ikke nødvendigvis at gjødseleffekten blir bedre. En kan anta at de organiske fosforforbindelsene som brytes ned under biogassprosessen også vil bli raskt nedbrutt i jord og dermed kunne bidra til plantenes fosforforsyning. Nedbrutte organiske fosforforbindelser i biogassprosessen kan imidlertid gi grunnlag for utvinning av mineralske fosforforbindelser (struvitt eller kalsiumfosfat) fra avfallsstrømmen.

Behandling av bioresten etter biogassprosessen er en mulighet for å bedre plantetilgjengeligheten av de uorganiske fosforforbindelsene. For eksempel er det funnet at kalking av bioresten til jern- eller aluminiumsfelt avløpsslam med reaktiv kalk (lesket kalk) gir en betydelig økning i plantetilgjengelighet av fosforet (Alvarenga m.fl., 2017).

Biogass som en del av verdikjeden

Selv om selve biogassprosessen ikke bidrar så mye til å øke plantetilgjengeligheten av fosforet, kan biogassbransjen som en del av verdikjeden fra avfall til gjødsel bidra til å fremme resirkulering av fosfor. For eksempel er det vist at ved utvinning av biogass fra husdyrgjødsel med påfølgende separering, gir det ikke negativ klimaeffekt å transportere den faste delen fra Sør-Vestlandet hvor det er fosforoverskudd til Østlandet for bruk som gjødsel på kornarealer (Hanserud m.fl. 2017). Positivt er det også at biogassprosessen bidrar til å stabilisere det organiske materialet og dermed redusere luktproblemer.

Biogassprosessen kan imidlertid gi noen utfordringer med tanke på å bruke bioresten som gjødsel eller jordforbedringsmiddel. Gjødselvareforskriften setter grenser for tungmetallkonsentrasjonene i produkter som skal tilføres jordbruksarealer. Grensene er oppgitt på tørrstoffbasis. Siden en del av tørrstoffet brytes ned i biogassprosessen, vil tungmetallkonsentrasjonene i tørrstoffet øke. Hvis råstoffene som går inn i biogassreaktoren har tungmetallkonsentrasjoner nær grenseverdiene i gjødselvareforskriften, kan bioresten overskride grenseverdiene og dermed ikke kunne brukes i jordbruket.

En må også være oppmerksom på at gjødselvareforskriften setter begrensninger på hvor bioresten kan brukes hvis avløpsslam inngår som råstoff i biogassprosessen. Med avløpsslam kan bioresten ikke brukes i eng, grønnsaker, poteter eller bær.

https://biogassbransjen.no/2022/06/03/fiskeslam-for-okt-energiproduksjon/