Forskning i alternativ energi- og affaldshåndtering

Af Leif Berthelsen, tidl. lektor, KVL og Henrik Have, tidl. professor, KVL

De stigende energipriser i 70-erne førte til større bevillinger til forskning i udnyttelse af alternative energikilder og Jordbrugsteknisk Institut gik ind i området. De væsentligste arbejder gik ud på at udnytte vindkraften, spildvarme fra stalde, samt afgrøderester, affald og energiafgrøder fra landbruget. Indsatsen blev indledt med udredninger af forekomster, egenskaber, konverteringsmuligheder og økonomi. Derefter fulgte udvikling, konstruktion og afprøvning af nogle nye konverteringssystemer, nemlig en vindmølle, forbrændingsanlæg til halm og husdyrgødning, komposteringsanlæg til fast og flydende husdyrgødning, samt anlæg til anaerob forgasning til omsætning af energiafgrøder.

Et af de første projekter gik ud på at udvikle en vindmølle. Grundideen var, baseret på erfaringer fra tidligere arbejder med dynamometre til måling af traktorers effekt, at konvertere vindens energi direkte til varme i form af varmt vand.

Enkel konstrueret vindmølle til mekanisk opvarmning af vand i en såkaldt varmtvandsgenerator. Metoden byggede på det forhold, at de aero- og hydrodynamiske love følger samme model, således at en fast propel koblet direkte til en fast vandbremse, kan fungere effektivt sammen uden egentlige reguleringssystemer. I projektet anvendtes en 6 m to-bladet propel fremstillet af lamelleret træ og optimeret til et konstant tiphastighedsforhold  på 1:10. Den første version af møllen (øverst) havde bardunfæstet gittertårn og frit krøjende propel. En videreudviklet version (nederst) havde tårn af limtræsbuer og styret krøjesystem inkl. stormsikring. Propellen, der blev fremstillet i eget værksted, findes i dag på Energimuseet i Bjerringbro.

Et andet tidligt projekt var udnyttelse af spildvarme i afkastluft fra stalde. Instituttet medvirkede i udviklingen af et sådant anlæg, hvori indgik en luftvasker og en varmepumpe. Luftvaskeren var nødvendig for at fjerne støvet fra staldluften og derved gøre anlægget driftsikkert. Luftvaskeren kunne ved forskellige modifikationer samtidig fjerne staldlugt og ammoniak. Den viste sig desuden effektiv til opsamling af varme fra luften.

Instituttet gennemførte også et projekt, der havde til formål at forbedret udnyttelsen af overskudshalm til energi. De første kommercielle halmfyr havde nemlig meget lav virkningsgrad. Derfor undersøgtes muligheden for at benytte luftvaskerteknikken til forøgelse af virkningsgraden. Resultatet blev et udmærket kondenserende halmfyr med langt højere virkningsgrad.

Et tredje projekt omhandlede udnyttelse af komposteringsvarme, idet man undersøgte hvorvidt det var muligt at udnytte den varme, der dannes ved aerob omsætning af husdyrgødning ved hjælp af en varmepumpe. Det blev umiddelbart ikke nogen succes, men forsøget gav ideer til at udvikle mere komplicerede anlæg, som fungerede, men som også blev meget dyre i forhold til den mængde energi, der kunne udvindes. Projektet gav dog samtidig viden om, hvordan man opnår bedre kompost, hvilket ikke mindst biodynamiske landmænd viste stor interesse for.

På Instituttet fik man så den ide, at det måske var mere effektivt, at udvinde staldgødningens energi ved forbrænding. Hertil udvikledes et særligt anlæg, hvor gødningen først blev tørret og derefter brændt, idet varmen fra forbrændingen blev brugt til tørringen. Afgangsluften fra tørringen indeholdt stadig megen energi, som kunne indvindes i en luftvasker og bruges til opvarmning. På den måde fik man en relativ høj virkningsgrad. Anlægget var ikke så kompliceret som komposteringsanlægget, og energiudbyttet var også større. Men man fik aske som slutprodukt, hvor komposteringsanlægget gav en kompost, som kunne udnyttes i have- og landbrug.

Udsprunget af energiprojekterne fremkom også en ide om separering af gylle ved tilsætning af lerarten bentonit. Formålet var at reducere volumen af den mængde gylle, det var nødvendigt at opbevare og udsprede på marken, og således spare lager- og transportomkostninger. Tilsætningen af bentonit fik tørstoffraktionen i gyllen til at synke til bunds. Den tilbageblevne væske var vand med så lavt et næringsstofindhold, at det hele året kunne spredes risikofrit med vandingsanlæg. Man opnåede typisk at den tykke fraktion kun udgjorde 20 – 25 % af gyllens oprindelige volumen.

Energikrisen øgede også interessen for alternative motorbrændstoffer og der blev udført forskning bl.a. med anvendelse af planteolier. Realistiske alternativer var bl.a. esterificerede raps- og solsikkeolier. Ved Instituttet udførtes forsøg med anvendelse af dodderolie der har kortere kulstofkæder, og derfor burde kunne anvendes uden estrificering.