Till sidans topp

Sidansvarig: Webbredaktion
Sidan uppdaterades: 2012-09-11 15:12

Tipsa en vän
Utskriftsversion

Hur mycket lustgas blir d… - Göteborgs universitet Till startsida
Webbkarta
Till innehåll Läs mer om hur kakor används på gu.se

Hur mycket lustgas blir det vid odling av biobränslen på åkermark i Sverige?

Rapport
Författare Åsa Kasimir Klemedtsson
Förlag Energimyndigheten
Förlagsort Eskilstuna
Publiceringsår 2009
Publicerad vid Institutionen för geovetenskaper
Språk sv
Ämnesord lustgas, kväve, bioenergi, mat, kretslopp, odling
Ämneskategorier Kemi, Geovetenskap och miljövetenskap, Biologiska vetenskaper, Växtproduktion, Markvetenskap

Sammanfattning

Frågan som här bearbetas är: hur mycket lustgas förorsakar odling av gröda för produktion av första generationens biodrivmedel för bilar? Det finns flera metoder med vilka lustgas från åkermark kan beräknas, var och en med sina för- och nackdelar. 1. Grunden för alla beräkningsmetoder är mätningar i fält med bra genomförande och teknik som ger data av god kvalitet. Den enklaste och vanligaste mätmetoden är kammarmetoden, det vill säga gastäta kammare på ramar i markytan. Luften provtas manuellt och analyseras på laboratorium. Regelbunden provtagning krävs hela året, även vintertid. Men det bästa sättet att mäta är med mikrometeorologisk teknik där emissionen mäts automatiskt på plats samtidigt som luftens rörelse mäts i tre dimensioner. Metoden påverkar varken marken eller grödan men kräver hög mätprecision, och oftast kan bara ett fält mätas åt gången. Här har sammanställts publicerade mätningar av god kvalitet från områden i norra Europa och Amerika, både odlade marker med stråsäd/raps och ogödslade gräsmarker, varav de senare anses ge en naturlig emission som inte människan har påverkat. Sammanställningen visar att ogödslade gräsmarker i medeltal avger 0,3 ± 0,1 kg N2O-N ha-1 år-1. I odlingssystem där hög kvävegiva ges under lång tid kommer ett kväveförråd att byggas upp i marken, vilket sedan bidrar till lustgasemission under lång tid. Detta är en av orsakerna till högre emission från ogödslad åker som ju ofta varit gödslad tidigare år, 1 ± 0,1 kg N2O-N ha-1 år-1. Gödslad åkermark ger i medeltal en högre emission, runt 3 kg N2O-N ha-1 år-1. Jämförelsevis har svenska mätningar av lustgas från ler- och sandjord visat en lägre emission, 0,6 och 2 kg N2O-N ha-1 år-1. Det är ofta svårt att påvisa ett tydligt samband mellan årets kvävegiva och lustgasemission, eftersom det är flera faktorer som påverkar bakterieprocesserna nitrifikation och denitrifikation och bildandet av lustgas. Figuren visar att mätdata visar stor spridning. 2. IPCC:s metod är den som är bäst känd, och i den beräknas emission från åkermark som en funktion direkt av kvävegivan. I verkligheten finns dock inget statistiskt samband mellan en låg kvävegiva och lustgasemission, utan det är först vid mycket höga givor som lustgasbildningen påverkas. Men eftersom metoden är enkel så har många LCA-analyser använt IPCC:s emissionsfaktor på 1,25 eller den nya faktorn 1% av kvävegivan som mått på lustgasemission, och det osäkerhetsspann som IPCC anger - att emissionen kan vara någonstans mellan 0,3 och 3% av kvävegivan - redovisas sällan. Metoden underskattar ofta emissionens storlek och speglar inte hur stor emissionen är från enskilda fält. Den visar dock att mer kväve i systemet ökar sannolikheten för lustgasbildning. 3. Globalt finns det en koppling mellan ökningen av reaktivt kväve (ökad kvävefixering) och ökningen av lustgas i atmosfären, och detta är grunden för en metod föreslagen av Crutzen et al. (2008). Lustgasemissionen anges vara i storleksordningen 3-5% av både biologisk kvävefixering och handelsgödseltillverkning. Den baseras på tillförsel av nytt reaktivt kväve till ekosystemet i stort inte gödsling till enskilda fält varför metoden är av global karaktär och kan inte ange var och när emission sker. 4. Eftersom lustgasbildningen är komplex har man försökt inkludera andra påverkansfaktorer än kvävetillförsel i beräkning av lustgasemission. Som exempel har två statistiska metoder samt modellberäkning med PnET-N-DNDC-modellen beskrivits (Freibauer & Kaltschmitt 2003, Stehfest & Bouwman 2006, Li et al. 2000). Dessa modeller har utvecklats och validerats med fältdata från Tyskland. Viktigt i dessa beräkningar av lustgas är att stor lustgasemission kan uppstå när tjälen går ur jorden och när det finns mycket fritt kväve. Med dessa metoder beräknas att svensk lerjord skulle ge högre lustgasemission än vad som har uppmätts i fält. 5. Det är viktigt att ange och motivera en realistisk storlek för lustgasemissionen från jord- och skogsbruk. För att det ska bli möjligt pågår mätningar samt utveckling av beräkningsmodellen Coup. Coup beräknar processer i mark-växt-systemet och har hittills mest använts i forskningssyfte för att förstå processerna men kan nu bli till ett verktyg för uppskattning av lustgasavgång i olika system, både skogsmark och jordbruksmark. Sammanfattningsvis räknar IPCC:s metoder fram en låg emission vilken är i samma storleksordning som mätningar i Sverige visar. Däremot visar de två statistiska metoderna högre emission, 3-7 kg N2O-N ha-1 år-1, för att de har baserats på mätdata från framförallt Mellaneuropa, där kvävetillförseln har varit hög under en lång tid och där mer kväve finns bundet till markens organiska material. Särskilt lerjord och områden med tjäle i marken har visats ge högre emissioner, framförallt på våren då marken tinar och organiskt material börjar brytas ner. I Sverige utgörs en stor del av jordbruksmarken av lerjord och vi har ofta tjäle på vintern, vilket med bas i europeiska mätningar skulle innebära mycket höga emissioner vilket dock, som mätdata visar, inte verkar vara fallet. Denna paradox kan kanske förklaras av en mer måttlig tillförsel av gödsel i svenska system. De båda statistiska metoderna räknar fram höga emissioner där Stehfest & Bouwman’s metod har ett brett osäkerhetsområde, varför den metoden kan sägas överensstämma i stort med medelvärden för gödslad åker sammanställda från litteraturen men inte med svenska mätdata som här presenteras. Med ett så stort osäkerhetsspann blir metoden oanvändbar för att ange precis storlek på emissionen från olika jordbrukssystem. Men dessa metoder är trots allt ett bättre försök till uppskattning av lustgasemission från enskilda åkrar än IPCC:s och Crutzen et al.’s metoder, eftersom de försöker att inkludera andra påverkansfaktorer än enbart gödseltillförsel. Markens innehåll av kväve/kol och omgivningsfaktorer som vatten, syre och temperatur kan tillsammans vara de viktigaste faktorerna som avgör lustgasbildning. Eftersom svenska mätdata pekar på en lägre emission än beräkningsmetoderna ger, söker vi efter en metod som kan användas för rättvisare beräkningar för svenskt jordbruk. Vi behöver tydligare kunna peka ut situationer som ger höga emissioner, vilket bör undvikas, och när vi kan förvänta oss en låg emission. Mer mätdata och processbaserad modellberäkning krävs för bra svar. Om alla schablonmässigt använder en metod, som anger lägre emission utan att visa att den verkligen är lägre, så kommer lustgasemission från odlingar i Europa totalt sett att underskattas. Med IPCC:s emissionsfaktorer beräknas ofta en lägre emission än 3 kg N2O-N ha-1 år-1. Gödslade men effektiva odlingssystem som har låg verklig emission kan inte tillskrivas en låg emission med denna metod eftersom en enda faktor, kvävegivan, avgör uppskattad mängd lustgas. Och det kommer i framtiden att bli viktigt att odla mycket mat, foder och energi på våra åkrar, men med liten lustgasavgång. Jag föreslår därför att lokala data eller beräkningsmodeller läggs till grund för uppskattning av emissionen från t.ex. odling av stråsäd för biobränsleändamål. Om data och beräkningsmodell saknas, bör metoder som beräknar emission runt det europeiska medelvärdet 3 kg N2O-N ha-1 år-1 användas.

Sidansvarig: Webbredaktion|Sidan uppdaterades: 2012-09-11
Dela:

På Göteborgs universitet använder vi kakor (cookies) för att webbplatsen ska fungera på ett bra sätt för dig. Genom att surfa vidare godkänner du att vi använder kakor.  Vad är kakor?