Projektet, som pågår 2012-2014, är finansierat genom Uppsala BioX och sker i samarbete med olika biogasanläggningar (Göteborg Energi, Uppsala Vatten AB,  Svensk Biogas,  Biogasanläggningen på Lövsta, SLU och Sötåsens biogasanläggning).

Vi har under många år studerat mikrobiella system men hög tolerans mot ammoniak med målet att hitta strategier för effektiv biogasproduktion från proteinrika material. Genom isolering och karaktärisering av nya organismer och studier i biogasreaktorer har vi idag god förståelse för metanbildningsprocessen från proteinrika material.

Emellertid vet vi ännu inte hur vi ska anpassa driftstrategierna för att förbättra tillväxten av ammoniaktoleranta organismerna, och därmed öka effektiviteten vid rötning av kväverika material. Målet med detta projekt är att ta fram sådan kunskap. Genom kontrollerad odling av renkulturer under olika förhållande samt genom studier i reaktorförsök avser vi att ta fram information som ger oss möjlighet att bättre styra biogasprocessen och den mikrobiella populationen mot en stabil och effektiv process.

Projektet är finansierat av Formas och pågår 2013-2014.

När SAOB växer i renkultur producerar denna grupp av organismer acetat som huvudsakliga produkt från olika typer av organiska föreningar och från vätgas/koldioxid. I samodling med en vätgaskonsumerande partnerorganism kan SAOB ”vända” sin metabolism och istället producera vätgas/koldioxid som enda produkter.  Den vätgasproducerande mekanismen sker bl a i olika biogasprocesser som drivs med olika typer av organiskt avfall. 

Idag har vi djuplodande kunskap om SAOB från isolerade renkulturer, samodlingar och från populationsanalyser. För att styra och använda SAOB för vätgasproduktion behövs dock mer kunskap om de mekanismer som reglerar och kontrollerar vätgas- kontra acetatproduktion. Målet med detta projekt är att ta fram ny och unik kunskap om mikrobiell vätgasproduktion. Mer specifikt kommer vi analysera skillnader i protein- och genutryck under tillväxt av SAOB under acetat- och vätgasproduktion samt studera vätgasproduktion i mikrobiella bränsleceller.

Projektet finansieras av Energimyndigheten under 2013-2016. Projektet drivs i samverkan mellan Institutionen för Mikrobiologi och Husdjursgenetik på SLU och Vatten och Miljöteknik på Chalmers.

Forskningsprogrammet bildades som resultat av regeringens satsning på högkvalitativ forskning inom områden av strategisk betydelse för samhälle och näringsliv. De övergripande målen för STandUP är att minska kostnaderna för storskalig produktion av förnybar och hållbar el till konsumenterna, samt att utveckla kostnadseffektiva och energisnåla hybrid- och elfordon.

Inom detta program utför vi forskning avseende biogasproduktion från biomassa, för närvarande med fokus på Salix. Vi undersöker förutsättningarna att öka gasproduktionen på gårdsnivå, där biogas ofta konverteras till el. På SLU sker studier i samverkan mellan tre olika Institutioner: Institutionen för mikrobiologi, Institutionen för växtbiologi och skogsgenetik samt Institutionen för energi och teknik.

Läs mer om projektet här.

I flera olika projekt undersöker vi strategier för att öka biogasproduktionen från växtbaserade material med olika typer av halm som modellmaterial. Vi undersöker bland annat olika typer av förbehandlingar och studerar betydelsen av reaktorkonfiguration. En annat mål med den här forskningen är att öka förståelsen för mikrobiologins betydelse för en effektiv nedbrytning av denna typ av material. Vi studerar därför specifikt den cellulosanedbrytande populationen i olika typer av biogasreaktorer och försöker förstå sambandet mellan den mikrobiella sammansättningen och effektiviteten på nedbrytningen och gasproduktionen.

Vi isolerar också nya cellulosanedbrytande bakterier och studerar deras fysiologi och genetik med målet att få verktyg för att optimera nedbrytningen i biogasreaktorer.

Forskningen finansieras av Energimyndigheten, MicroDrivE och CSC (China Schlolarship Council). En del av arbetet sker i samarbete med AEPI (Agro-Environmetal  Protection Institute) Tianjin, China. 

Tyvärr kan de höga kvävenivåerna också leda till problem eftersom de kan hämma den mikrobiella nedbrytningsprocessen. Ett annat problem med drank som substrat för biogas är att den bildade gasen innehåller höga halter av svavelväte som försämrar gaskvaliteten och kan binda spårmetaller som är nödvändiga för mikrobiell aktivitet. En del av svalvätet bildas genom aktivitet av sulfatreducerande bakterier (SRB), som använder sulfat, ursprungligen från svavelsyra som används under etanolproduktionen. SRB konkurrerar med metanbildarna om substrat och därmed bildas mindre metan.

I detta projekt undersökte vi olika driftstrategier för att förbättra biogasproduktionen från drank, dvs hämma aktiviteten av SRB och förbättra förutsättningarna för organismer delaktiga i metanbildning vid höga kvävehalter. Med molekylärbiologiska metoder analyserade vi också specifikt halt och sammansättning av bland annat SBR och olika metanogener.

Projektet genomfördes av en industridoktorand från Tekniska Verken AB och finansierades i lika delar av dem och av Formas. Projektet pågick mellan 2011 och 2015.

Intresset för lantbruksbaserad biogasproduktion är därför stort i många länder både i Europa och i resten av världen och antalet anläggningar ökar stadigt. Emellertid kvarstår många utmaningar för att göra biogasteknologin ekonomiskt lönsam och vitt tillgänglig för lantbrukare, speciellt för småskaliga produktionsanläggningar. För att hitta lösningar för ökad produktion av biogas på gårdsnivå är vi idag aktiva i flera olika projekt:

1. Rötning av fastgödsel vid Sötåsens biogasanläggning

Syftet med projektet är att undersöka de tekniska, biologiska och ekonomiska förutsättningarna för en stor inblandning av fastgödsel (halmrik nöt/svin-fastgödsel och kväverik kycklinggödsel) till flytgödsel i våta vattensnåla rötningsprocesser, samt att sprida erfarenheter till intresserade lantbrukare kring detta rötningskoncept.

Fastgödsel står för hälften av den biogas som skulle kunna framställas från gödsel i Sverige. Idag saknas kunskap om hur fastgödsel på ett effektivt sätt kan blandas i vanliga våta rötningsprocesser. Målet är att visa att det kostnadseffektivt går att samröta flyt- och fastgödsel i våta processer där fastgödseln bidrar med 60-80% av gasproduktionen. Undersökningen bedrivs både i produktionsskala, vid Sötåsens gårdsbaserade biogasanläggning och i laboratorieskala vid JTI och SLU. JTI är projektledare och projektet finansieras av SLF, Jordbruksverket, Länsstyrelsen i Västra Götaland. Projekt period 2012-2014.

2. BIONA- Biogasreaktorteknologi för Norskt lantbruk.

Det huvudsakliga målet med detta projekt var att utveckla kostnadseffektiva biogasproduktionsteknologier för Norskt lantbruk. Ekonomin på en anläggning kan förbättras genom ökad biogasproduktion efter samrötning av gödsel och växter med andra mer energirika material som fiskensilage, och med avfall från livsmedelsindustri. Biogasprocessen är emellertid känslig för höga halter av ammoniak som produceras från dessa proteinrika material. Det finns ammoniaktoleranta, biogasproducerande mikroorganismer men dessa växer långsamt och kan lätt tvättas ut ur biogasprocessen. I detta projekt undersökte vi utvecklingen av biofilmer som en möjlig lösning på detta problem. 

Under projektet kommer analyserades olika ammoniaktoleranta mikrobiella system och designen på olika processer utvärderades. Total inkluderades tre olika arbetspaket;

1. ammoniaktoleranta processer
2. sensorteknologi och processoptimering
3. höghastighetsprocesser, som UASB.

Projektet var ett samarbetsprojekt mellan Bioforsk, Universitetet for miljø- og biovitenskap (UMB), Høgskolen i Telemark (TUC), Norges Teknisk Naturvitenskapelige Universitet (NTNU), Sveriges lantbruksuniversitet (SLU), JTI (Institutet för jordbruks- & miljöteknik), Ålborg Universitet,  Bondelaget, Lindum, Bioplan Hardanger and FolloRen. Projektet genomfördes mellan 2011-2014 och finansierades av Norska forskningsrådet