Er biogas klimaneutral gennem hele livscyklussen?

Biogas omtales ofte som en af de grønne nøgler til et fossilfrit Danmark - men hvor grøn er gassen egentlig, når vi zoomer helt ind på dens rejse fra gylletank til gasblus? Spørgsmålet er blevet mere aktuelt end nogensinde, efterhånden som EU’s klimaambitioner strammes, og energikrisen får os til at lede efter hver en bæredygtig dråbe i det danske energimix.

Bag de velkendte billeder af landmænd, der pumper gylle i store ståltanke, gemmer der sig et komplekst klimaregnskab: metanlækager, energiforbrug til opgradering, arealkonkurrence med fødevarer, biodiversitetspres - men også potentielle gevinster som mindre metanudslip fra lagrede husdyrgødninger og kulstofbinding i landbrugsjorden via digestat. Hvad vejer tungest på vægtskålen?

I denne artikel dykker vi ned i biogasens fulde livscyklus - fra vugge til grav. Vi kortlægger alt fra råmaterialer og arealanvendelse til emissioner i gasnettet og de politiske standarder, der definerer, hvad der må kaldes “bæredygtigt”. Målet er simpelt: at give dig et klart svar på, om biogas over hele linjen fortjener klimaneutralitetens grønne stempel - eller om der gemmer sig sorte skyer i rørføringen.

Spænd sikkerhedsselen, og lad os tænde for gaskomfuret - nu starter turen gennem biogasens klima-DNA.

Biogasens livscyklus fra vugge til grav

Biogasens klimapåvirkning vurderes bedst, når hele vugge-til-grav-kæden kortlægges - fra det øjeblik biomassen forlader stalden, marken eller affaldsbeholderen, til den sidste kilojoule energi er høstet og restprodukterne er håndteret. Livscyklusanalysen (LCA) omfatter både fysiske strømme (masse, energi, næringsstoffer) og emissionsstrømme (CH₄, CO₂, N₂O). De vigtigste procestrin fremgår nedenfor og illustrerer, hvor de største klima-følsomheder typisk optræder i et dansk biogasanlæg.

1. Indsamling og forbehandling af råmaterialer
Biomassen kan spænde fra gylle i gyllekummer, kildeopdelt organisk husholdningsaffald til halm eller energiafgrøder som majs. Før biomassen pumpes ind i reaktoren, skal den ofte:

• separeres fra uorganiske forurenere (plast, metal mm.),
• tyndes op med procesvand eller recirkuleret permeat,
• hygiejnebehandles (70 °C i 1 t for bestemte affaldsfraktioner),
• findeles/macereres for at øge den anaerobe nedbrydelighed.

2. Anaerob forgæring og opgradering
I reaktoren omdanner metanogene mikrober kulstofforbindelser til biogas (typisk 55-65 % CH₄, resten CO₂, spor af H₂S m.m.). Temperaturen styres til 38 °C (mesofil) eller 52 °C (termofil) og kræver el/varme til omrøring og procesvarme. Råtgasen kan anvendes direkte i en gasmotor, men oftest opgraderes den til biometan (>97 % CH₄) via tryksvingadsorption, amin-skrubning eller membraner. Opgraderingen separerer en næsten ren, biogen CO₂-strøm, der kan udnyttes i drivhuse, power-to-X eller geologisk lagres. Elforbruget i opgraderingsanlægget afhænger af teknologi og anlægsstørrelse (0,2-0,4 kWh el pr. Nm³ biometan).

3. Distribution, endelig anvendelse og biprodukter
Det rensede biometan tryksættes til 4-40 bar og fødes ind på det danske gasnet eller fyldes på tube-trailere til tung transport. Metantab under kompression, lagring og rørføring (<0,1-2 % af produceret gas) er klimakritisk, da CH₄ har 28-36 gange højere GWP end CO₂ (100-års perspektiv). Ved anvendelse i kraftvarmeværk, industriel kedel eller lastbilmotor frigives CO₂ igen - men den betragtes som biogen, fordi kulstoffet indgik i korttidscyklus afgrøder/affald. Sidst, men ikke mindst, returneres det afgassede digestat til landbrugsjorden. Dermed recirkuleres næringsstoffer (N, P, K), og kulstofindholdet kan bidrage til jordens C-pulje, om end efterfølgende N₂O-emissioner ved udbringning skal regnes med. Varme fra gasmotorens kølevand kan desuden dække procesvarme på anlægget eller sendes til fjernvarmenettet, hvilket forbedrer den samlede energivirkningsgrad.

Råmaterialer, arealanvendelse og alternative scenarier

Biogasproduktionen i Danmark hviler på fire hovedtyper af råmaterialer, som hver har egne miljø- og klimaprofil:

1. Gylle - den største volumenmæssige kilde, der giver høj metan­potentiale, men også markante klima­fordele, fordi metanudslip fra konventionel gyllelagring undgås.
2. Organisk affald fra husholdninger og industri - f.eks. madaffald, fedtudskillere og restprodukter fra fødevare­industrien. Disse materialer har ofte negativ eller nul indløbs­belastning i livscyklus­analyser, da de ellers ville blive behandlet som affald.
3. Halm - et ligno­celluloserigt restprodukt fra korndyrkning. Energi­udbyttet pr. ton er lavere end for gylle og affald, men halm udgør et stort, uudnyttet potentiale; dog skal fjernelsen af halm afvejes mod behovet for at bevare jordens kulstof.
4. Energiafgrøder (f.eks. majs, græs eller roer) - giver høj gas­produktion og stabil drift, men rejser spørgsmål om Indirect Land Use Change (ILUC), pesticid­forbrug og konkurrencen med fødevare­produktionen.

Arealanvendelsen er afgørende for biogasens bæredygtighed. Mens gylle og organisk affald i praksis ikke kræver ekstra jord, kan dyrkning af energiafgrøder betyde, at natur- eller landbrugsarealer omlægges. Dette kan føre til tab af biodiversitet, kulstof fra jord og landskabs­ændringer. Halminddragelse ligger midt imellem: markarealet er allerede taget i brug, men fjernes for meget halm, kan jordens humus­lag og dertilhørende øko­system­tjenester forringes. I danske bæredygtig­heds­ordninger (bl.a. den frivillige biogaspræmie) er derfor indført loft over andelen af energiafgrøder (typisk <15 E% på tørstof) og krav om dokumentation for, at halm­høst ikke reducerer jord­kulstof i væsentlig grad.

For at vurdere om biogas er klimaneutral, må man også se på alternativscenarierne:

• Gylle: Uden biogas ville gylle blive lagret i åbne tanke, hvorfra der udslippes 5-10 kg CH₄/t VS. Indbinding i anaerobe reaktorer eliminerer den største del af disse tab.
• Madaffald: Alternativet er typisk kompostering eller forbrænding, som udleder hhv. yderligere N₂O eller fossil el/varme-substitution mister.
• Halm: Kunne nedmuldes eller brændes i halm­kedler. Begge scenarier giver CO₂ udledning; nedmuldning medfører dog kulstof­opbygning.
• Energiafgrøder: Alternativet er, at arealet bruges til foder eller ikke dyrkes. I LCA’en skal den associerede ILUC-faktor (typisk 15-40 g CO₂-eq/MJ) lægges til, hvis afgrøden fortrænger fødevarer.

Endelig spiller digestatet - det afgassede restprodukt - en dobbelt rolle i kulstofkredsløbet. Når det udbringes på marken, recirkuleres næringsstoffer (N, P, K) og reducerer behovet for mineralgødning, der ellers kræver energi­intensiv ammoniak­synthese. Digestatet kan øge jordens kulstoflager med 0,1-0,3 t C/ha/år, afhængigt af tørstof­indhold og anvendt mark­praksis. Samtidig kan utilstrækkelig nedfældning medføre N₂O- og NH₃-emissioner, hvilket understreger vigtigheden af korrekt håndtering. Inkluderes disse effekter i livscyklus­analysen, ender gylle- og affaldsbaseret biogas typisk på 30-60 g CO₂-eq/MJ - under EU’s 2026-grænse på 80 g - mens energiafgrøder kan overstige grænsen, medmindre lækager og ILUC minimeres.

Emissioner og metanlækager i produktion og forsyningskæde

Biogasproduktionen sluger selv energi - både som el til røreværk, pumper og opgraderingsanlæg og som varme til at holde reaktorerne omkring 38-55 °C. I en dansk kontekst ligger elforbruget typisk på 30-60 kWh pr. ton inputsubstrat, mens varmebehovet svarer til 5-10 % af den producerede biogasenergi. Klimabelastningen afhænger derfor stærkt af el-mixet: Med det nuværende danske miks (ca. 100 g CO₂-eq/kWh) udgør elforbruget 3-6 kg CO₂-eq/ton substrat; men stiger andelen af kul- eller gasfyret strøm, fordobles tallet let. Flere anlæg installerer i dag solceller eller bruger egen biogas i en CHP-motor til at dække el- og varmebehovet, hvilket kan reducere procesrelaterede emissioner med op til 70 % set over livscyklussen.

I selve opgraderingsprocessen fjernes CO₂, vand og svovl fra rågas for at nå naturgaskvalitet. Den fraspaltede CO₂ er biogen og bogføres oftest som klimaneutral, men når den ventileres direkte til atmosfæren, påvirker den stadig den kortsigtede kulstofbalance. Udnyttes CO₂’en i drivhuse eller til e-fuel-syntese, kan man kreditere op til 0,2 kg CO₂-eq pr. Nm³ biometan. En anden ofte overset kilde er N₂O fra lagring og udbringning af digestat. Typisk anslås 0,5-1 % af kvælstoffet at omdannes til N₂O, svarende til 30-40 kg CO₂-eq/ha ved forårsudbringning. Endelig skal transporten af substrater og digestat medregnes: Ved 25 km gennemsnitlig kørsel og Euro VI-lastbiler lander transportbidraget på cirka 2-4 g CO₂-eq/MJ biometan.

Metanlækager (CH₄-slip) kan alene vælte klimaregnestykket, fordi CH₄ har et GWP på 27-30 (100 år) eller 80-85 (20 år). De vigtigste kilder er:

• Forgæringstanke og lagre - utætte låg, ventiler eller overtryk kan give 0,1-1 % af produceret CH₄.
• Opgraderingsanlæg - især PSA og membransystemer kan slippe 0,3-0,5 % uden genopfangning.
• Gasnettet - landsdækkende målinger viser 0,2-0,4 % tab fra kompressorer, stikledninger og fittings. For lokale rørløsninger til gårdanlæg er tallet ofte højere (op til 1 %).

Sammenlagt kan lækagerne svinge fra 0,5 til 3 % af energien. Når de overstiger ca. 1,5 % (GWP100) eller 0,4 % (GWP20), æder de hele CO₂-gevinsten ved at erstatte fossilt naturgas.

Præcis måling og overvågning er derfor afgørende. Danmark kræver i dag årlige termografiske surveys, men studier med droner og mobil laboratorie-vogne har afsløret “super-emitters”, hvor 5 % af kilderne stod for over 50 % af metantabet. Effektive tiltag omfatter:

1. installation af dobbeltmembranlåg og vakuum til biogaslagre,
2. genbrugsstrømme, der leder CH₄-holdig spildgas tilbage til reaktoren,
3. kontinuerlig lækage-monitorering (CEMS) ved kritiske ventiler og kompressorer,
4. trykoptimering og high-integrity fittings i distributionsnettet.

Anvendelse, fortrængning og kulstofkredsløb

Biogassen ender i dag i fire hovedsegmenter, som hver for sig afgør hvilke fossile brændsler der bliver fortrængt og dermed skaber klimakreditter i en LCA:

1. Kraftvarme (CHP): Biogassen forbrændes i gasmotorer eller turbiner og leverer både el og fjernvarme. Den typiske referencemix er naturgas i decentrale kedler samt el fra det marginale el-mix (ofte kul eller naturgas i EU’s LCA-databaser).
2. Industrikedler og højtemperaturprocesser: Raffinaderier, fødevare- og papirindustrien kan erstatte naturgas eller fuel-olie. I nogle nicheanvendelser udfaser biogas også LPG eller kulpulver.
3. Tung vejtransport: Opgraderet biometan (bio-CNG/LNG) anvendes i lastbiler og busser og fortrænger konventionel diesel - i LCA’en justeres for forskellig motoreffektivitet (≈10 % lavere ved gas).
4. Maritimt brændstof: Bio-LNG til færger og containerskibe adresserer normalt HFO eller marine diesel som referencebrændsel.

I livscyklusvurderinger håndteres fortrængningen hovedsageligt gennem systemudvidelse/substitutionsmetoden, men energi-allokering eller økonomisk allokering forekommer også, især når flere produkter (el + varme) leveres. Centrale metodiske valg omfatter:

1. GWP-tids­horisont: 20 år (mere følsom for metan) eller 100 år (standard i IPCC).
2. Biogen CO₂: Ved forbrænding antages den som klimaneutral, fordi den stammer fra korttids­kredsløbet. Alligevel tæller den i sektorspecifikke inventarer, fx ETS, hvorfor transparens er nødvendig.
3. Energitab & nettoeffekt: El fra CHP kan få en bonus, mens overskudsvarme kun krediteres, hvis den faktisk udnyttes (substitution af naturgas-fyret fjernvarme).
4. Digestat-kreditter: Hvis mineralsk NPK-gødning fortrænges, opnås yderligere klima­gevinster på 3-5 kg CO₂-eq per ton slurry afhængigt af gødnings­type.

Digestatet er nøglen til kulstofkredsløbet efter gasproduktionen. Når det udbringes på markerne:

1. Tilfører organisk kulstof, som kan øge jordens C-pulje (≈0,1-0,3 t C/ha/år) - dog afhængigt af afgrødevalg og dyrkningspraksis.
2. Recirkulerer N, P og K, hvilket sparer fremstilling af kunstgødning med høj energibelastning (8-10 MJ/kg N).
3. Kan medføre N₂O-emissioner under lagring og efter spredning; emissionsfaktoren ligger typisk på 0,3-1,5 % af tilført kvælstof, og denne post kan æde 10-20 % af den samlede CO₂-gevinst, hvis ikke management optimeres (hurtig nedfældning, syre­dækning af lagre, nitrifikations­hæmmere).

Regnemetoder, standarder og politik i DK/EU

Livscyklusvurderinger (LCA) af biogas i Danmark hviler hovedsageligt på ISO 14040/44-standarderne, der definerer de fire klassiske trin: målsætning & afgrænsning, livscyklus-inventar, virkningsvurdering og fortolkning. I praksis betyder det vugge-til-grav dækning af alt fra husdyrgødens ophobning i stalden til den sidste kilowattime varme eller kilometer på vejen. Centrale metodiske valg omfatter 1) funktionel enhed (fx 1 GJ biometan i gasnettet), 2) systemafgrænsning (inkluderer man kulstoflagring i jord, afgasset fiber som gødning, o.a.) og 3) allokering eller kreditering af biflow (f.eks. afgasset gylle der erstatter mineralsk N-gødning). ISO standarderne angiver ikke facit, men kræver transparens i valgene-et krav der ofte uddybes i danske branchevejledninger fra Energistyrelsen og SEGES Innovation.

Et afgørende parameter i LCA er global opvarmningspotentiale (GWP). Valget mellem GWP₂₀ og GWP₁₀₀ er særlig følsomt for biogas, fordi metan (CH₄) har kraftig, men kortlivet klimapåvirkning. IPCC’s seneste værdier (AR6) er:

På politik-siden sætter EU’s direktiv om vedvarende energi (RED II og kommende RED III) rammerne. For biogas til transport gælder:

1. Mindst 65 % drivhusgasreduktion (Well-to-Wheel) fra 2021.
2. LCA skal følge RED Annex V (eller VI for biovæsker), som har egne standard-emissionsfaktorer.
3. Dokumentationen skal verificeres via et anerkendt certificeringssystem-primært ISCC EU eller REDcert-EU.
4. Fra RED III indføres “binding upstream” af metanlækager; udslip >0,2 % kan diskvalificere anlægget fra at tælle med i nationale VE-mål.

Danske støtte- og kontrolmekanismer kobler sig tæt til ovenstående. Biogas indført på gasnettet modtager tilskud pr. GJ hvis anlægget er ISCC‐certificeret og kan dokumentere ≥70 % GHG-besparelse fra 2024. Energistyrelsens “Bekendtgørelse om biogas, biogasopgraderingsanlæg og biometan” pålægger alle anlæg at udføre MRV (Monitoring, Reporting & Verification) af metanlækager med årlige målinger og 4-års uafhængig verifikation-kravet skærpes til kvartalsvis ved lækage >0,2 %. Der gives investeringsstøtte til lækageovervågning (f.eks. laser‐baserede systemer), mens afgiftsfritagelse for afgasset gylle forudsætter registreret udbringningsdata i Danish Agricultural Monitoring Program (DAMP). Samlet set betyder det, at “klimaneutral” biogas i dansk/EU-kontekst kun kan opnås, hvis produktions- og forsyningskæden overholder både ISO-LCA-principperne og de juridiske minimumskrav til MRV, lækagekontrol og certificering.