Denna rapport utgör delprojekt 3 i Vinnova-projektet ”Slamförädling via pyrolys” som undersöker EkoBalans process för pyrolys av slam. Övriga delprojekt är mer inriktade på de tekniska processerna och användning av producerat biokol. Delprojektet är en miljösystemanalys som jämför tre olika sätt att försörja ett hektar åkermark med näringsämnen, och en del av indata har kommit från de andra delprojekten. Den funktionella enheten är: Att få ut en fullständig mängd näring med avseende på kväve, fosfor och kalium (N, P och K) under en specificerad växtföljd till ett hektar åkermark”. Växtföljden är fyraårig och består av höstvete, havre, höstvete och slutligen vårkorn.

Fosfor är en globalt begränsad resurs och det är av största vikt att vara sparsam med denna resurs för att uppnå en långsiktig hållbar utveckling. Projektets fokus ligger på fosfor men eftersom åkermarken kräver stora mängder av andra näringsämnen som också kan kopplas ihop med fosfor så är även kväve och kalium med i analysen (avloppsslam innehåller t ex även kväve förutom fosfor).

De tre olika försörjningssätten av näringsämnen är:

1. Mineralgödsel

2. Avloppsslam + Mineralgödsel

3. Biokol + Mineralgödsel

Växttillgängligheten för de tre näringsämnena antas vara likvärdiga mellan de tre alternativen. Mineralgödseln framställs via extraktion ur mark (fosfor- och kaliummineral) och luft (kvävebindning med hjälp av naturgas). Avloppsslammet kommer i avvattnad form från ett avloppsreningsverk, och lagras 6 månader i väntan på spridning. I biokol-alternativet så torkas det avvattnade avloppsslammet med spillvärme och genomgår därefter en pyrolysprocess. Avloppsslammet belastas inte med någon miljöpåverkan i kalkylen fram till den punkt det matas ut vid avloppsreningsverket. All bearbetning och transport därefter är däremot inkluderad. Den aktuella åkermarken antas ligga i södra Sverige. Transporterna har estimerats utifrån detta med realistiska transportavstånd.

Resultatet är att avloppsslam är det alternativ som kräver minst energiinsats. På grund av klimatpåverande emissioner vid lagring av avloppsslam är det dock inte det bästa alternativet ur klimatsynpunkt, vilket visade sig vara biokol. Mineralgödsel och avloppsslam var likvärdiga ur klimatsynpunkt. Dessa slutsatser kräver dock att biokolen torkas med spillvärme utan miljöbelastning (vilket är ett fullt realistiskt antagande i ett systemperspektiv) samt att pyrolysgaserna kan förbrännas och driva pyrolysprocessen. Om inte detta uppnås blir biokolalternativet sämst ur båda perspektiven.

Om den jämförande analysen fokuserar på näringsämnet fosfor så är biokol bäst ur både energi- och klimatsynpunkt. Biokol kräver väldigt lite energi i framställningen förutsatt att torkenergin tillförs i form av spillvärme. Fosfor från mineralgödsel kräver mycket energi för framställningen och fosfor från avloppsslam har större energibehov i form av transporter än biokol. För klimatpåverkan är det samma förhållande. Fosfor från mineralgödsel har större klimatpåverkan från produktionen än biokol, och fosfor från avloppsslam har större klimatpåverkan vid lagring, än biokol. Klimatpåverkan från alternativet biokol visade sig bli ”negativ” dvs man lagrar upp kol i marken vid detta alternativ.

Framställning av mineralgödselkväve dominerar fullständigt både energibehov och klimatpåverkan i de tre fallen, eftersom alla tre fallen behöver tillföras kvävegödsel.