Matavfall - næringsstoffer i kretsløp - fokus på fosfor

Arne GrønlundBioforsk, Jord og miljø

Møte i avfallsforum fredag 1. desember 2006 ROAF, Bøler avfallsanlegg 

Matavfall i Norge (kilde SSB)

•100 kg per person og år•523 000 tonn per år totalt•370 000 tonn fra husholdninger•30 % kildesorteres

Verdistoffer i matavfall (% av tørrstoff)

Organisk•80 % organisk materiale•32 % karbon

Mineraler•1,7 % kalsium•2,1 % nitrogen•0,3 % fosfor •0,3 % kalium

Jordforbedringsmiddel

Energikilde

Plantenæringstoffer/gjødselverdi 30-40 millEllers svært forskjellig

•Kjemisk

•Ressurs

•Miljømessig

Fosfor

Ressurs:

Rel. store mengder fosfor i verden – 0,1 % av jordskorpa

Jevnt spredt i jordskorpa og alle økosystemer

En svært liten del forekommer som malm

Kostbart å utvinne fra andre forekomster

Begrenset ressurs

Miljø:

Forurensingskilde i ferskvann

Bidrar til uønsket algevekst og eutrofiering

Nitrogen

Ressurs:

Små mengder nitrogen i verden – 0,03 % av jordskorpa + amosfæren

En svært liten del i jord og biomasse

Nesten alt finnes i atmosfæren – innholder 78 %

Ubegrenset ressurs

Utvinning fra luft krever energi

Miljø:

Forurensingskilde i

•grunnvann/drikkevann

•marint vann

Gassutslipp:

•NOx og NH3 – forsurning/overgjødsling

•N2O – drivhusgass – klimaendring

Kalium

Ressurs:

Ubegrensede mengder

1,7 % av jordskorpa

0,04 % av havvann

Reserver av kaliumsalter tilsvarer flere tusen års forbruk

Miljø:

Stor naturlig utvasking og avrenning

Ingen forurensningseffekt i hav eller ferskvann

Karbon (milliarder tonn)

Klimaendring som følge av drivhusgasser

vårt største miljøproblem

Atmosfæren

Jord•Jordkvalitet•Regulator for atmosfæren

Hav

Biomasse

Avfall•Jord•Energikilde

Fosfor – i ulike medier

Biomasse 1 %

Jordskorpa 0,1 %

Havvann 0,07 mg/kg

Ferskvann 0,02 mg/kg

Fosforets kretsløp

Frigjøring fra jord

Opptak i planter

Konsumert av dyr og mennesker

Ekskrementer tilbake til jord

Fra lukket kretsløp til ensidig gjennomstrømming

BergverkGjødsel og dyrefôr

Planter

Husdyr

Rense-anlegg

Forbrenning av slam

Slakteriavfall Deponier

Stofftap fra intensivt landbruk

Overflate-vann

Grunn eller bygningsmaterialer

Konsekvenser

•Forurensning av vassdrag

– Algevekst– Eutrofiering– Dårlig vannkvalitet

•Uttapping av fosforressurser

Høy politisk prioritet

Et glemt tema i Norge

Verdens reserver av forforholdig malm.

Megatonn Varighet dagens forbruk

Produksjon 2002

Reserver totalt*

Økonomisk drivverdig

USA 36 4 000 1 000 28

Australia 2,0 1 200 77 39

Brasil 4,9 1 200 260 53

Kina 23 13 000 6 600 287

Israel 3,5 800 180 51

Jordan 7,2 1 700 900 125

Marokko/Vest-Sahara

23 21 000 5 700 248

Russland 11 1 000 200 18

Sør-Afrika 2,9 2 500 1 500 517

Andre land 22 3 600 1 583 12

Verden totalt 138 50 000 18 000 130

*Omfatter også marginale, ulønnsomme og forurensede forekomster

Forbruk av fosfor

•Matproduksjon 90 %– Mineralgjødsel 79 %– Fôrtilskudd 11 %

•Annet 10 %

Forbruket av P ventes å øke

•Forbruket av mat vil øke:– Befolkningsøkning– Omlegging av kosthold i ”nyrike regioner”

•Sterk binding av fosfor i tropisk jordsmonnFe- og Al-oksider

Med 1-2 % årlig økning:

Økonomisk drivverdige ressurser vil være oppbrukt om 70-90 år

Geopolitisk rolle

•Om 20 år: Kina og Marokko/Vest-Sahara kan kontrollere 75 % fosforressursene

•Kraftig prisstigning kan ventes:– Monopolistisk marked, redusert tilbud og økende

etterspørsel– Høyere kostnader til utvinning av marginale

forekomster

•Viktigste nøkkelfaktoren i verdensøkonomien i 2020?

•Ingen alternativer til fosfor som livsnødvendig næringsstoff

Hvordan møte disse utfordringene?

Tilnærme oss et lukket kretsløp for fosfor

Andre sektorer• Gjenvinning av P i

mat- og slakteriavfall – unngå deponering

• Utnytting av P slam

Landbruket • Bedre utnyttelsesgrad av P• Redusere tap av P til vann

Fosfor i matproduksjon (tonn)

Mineralgjødsel 12 500

Dyrefôr ~ 1 500

Importert mat ~ 1 000

Sjømat/ utmarksbeite

~1 000

Sum input ~16 000

Konsumert i mat

~3 000

Tap ~13 000

Tapsposter:

Slakteriavfall~2

000

Matavfall ~500

Avrenning til vann

~1 000

Sum kjent tap~3

500

Rest – binding i jord

~9 500

Sum tap~13 000

Hva skjer med konsumert fosfor?

97-98 % 2-3 %

0,5 % av total inputPotensial for gjenbruk/sparing: 99,5 % av input

Fosfor i avløp

Til kommunale renseanlegg2 500 tonn

Til renseanlegg fra spredt bebyggelse

600 tonn

Felles uti slam

1 700 tonn

Utslipptil vann

800 tonn

Felles uti slam

200 tonn

Utslipptil vann

400 tonn

1 900 tonnLite plante-tilgjengelig

Matavfall: 500 tonn fosfor – mye eller lite?•Lite i forhold til:

– Mineralgjødsel– Slakteriavfall– Avløpsslam

•Dekker gjødselbehovet til: – 200-200 tusen dekar jordbruksaeal– Omtrent hele Norges potetareal

Alternativer for behandling av matavfall

•Kompostering•Produksjon av biogass•Avfallskvern•Forbrenning•Deponering

Kompostering

•Fosfor– Lett tilgjengelig

•Nitrogen– Noe tapes i prosessen– Mesteparten foreligger i organisk form– Stor del blir plantetilgjengelig de første 2-3 årene– Frigjøringen avhengig av temperatur og

vanninnhold I jord

•Organisk materiale– Noe tapes i prosessen– Mye tapes ved nedbryting i jord de første årene

Produksjon av biogass

•Fosfor– Lett tilgjengelig i bioresten

•Nitrogen– Ingen tap i prosessen– Mesteparten foreligger i bioresten i uorganisk form -

plantetilgjengelig første året•Organisk materiale

– Omdannes til biogass– Erstatter fossilt brensel som energikilde– Bioresten mer stabil mot nedbryting i jord– Større effekt som tiltak mot drivhusgassutslipp enn

tradisjonell kompostering•Biorest en utfordring:

– Utprøving som gjødsel– Logistikk - transport

Avfallskvern

•Finmaling og nedskylling i avløpet•Sterk fortynning av alle verdistoffene•Vanskelig og kostbar gjenvinning•Noe gjenvinnes i avløpsslam•Tap av verdistoffer – økt forurensning•Begrunnelse

– Bakterieinnhold og smitterisiko– Stor fortjeneste i salg av avfallskverner

Forbrenning

•Alle verdistoffene tapes•Liten eller negativ brennverdi/energiutbytte•En måte å bli kvitt avfallet uten gjenvinning

Grad av gjenvinning av verdistoffer

•Produksjon av biogass

•Kompostering•Avfallskvern•Forbrenning

Stor

Ingen

Målsetting i Sverige

•Innen 2015 skal 60 % av fosfor i avløp tilbakeføres til produktiv mark, hvorav minst halvparten til åkermark

•Redusert risiko for spredning av forurensning og smitte

Hvordan kan to land, som ellers er så like, ha så forskjellig ressurspolitikk?

Konklusjon

•Fosfor er en begrenset ressurs – økonomsk drivverdige forekomster ventes oppbrukt innen 100 år

– Ca 90 % av fosfor brukes i matproduksjon– <20 % av fosfor som settes inn i matproduksjon blir

konsumert av mennesker

•500 000 tonn matavfall i året – 1/6 av matkonsumet– Plantenæringsstoffer med gjødselverdi 30 – 40 mill kr– Kan dekke gjødselbehovet til 200 – 300 tusen dekar– Forutsetter kildesortering

•Biogass fra matavfall gir størst gjenvinning– Energi– Biorest med lettere tilgjengelige plantenæringsstoffer

•Vi ligger langt etter Sverige i gjenvinning av næringsstoffer fra avfall og avløp