Huvudmeny

Designar aska för världens mat och miljö

Lantbrukare är i regel skeptiska till att gödsla med slam från reningsverk. Trots att det innehåller rikligt med fosfor, ett av de allra viktigaste näringsämnena för att bygga skördar. Men vilka möjligheter finns om slammet förbränns? Anita Petterssons Forskar Grand Prix-vinnande forskning söker efter en kostnadseffektiv metod att designa aska som kan läggas direkt på åkern.

Världens fyndigheter av fosfor till mineralgödsel börjar ta slut, vissa prognoser säger redan om 30 år. Dagens gruvbrytning är dessutom en miljöbelastning i sig, och en stor del av fosforn innehåller höga halter av tungmetaller och radioaktiva ämnen som förorenar marken.

Avloppsslam är kontroversiellt

Naturvårdsverket konstaterar att det finns en potential på 90 ton fosfor per år i avloppsslam och har satt upp mål på att minst 40 procent av fosforn i avlopp ska återföras som växtnäring till svenska jordar 2018.

Samtidigt är avloppsslam kontroversiellt. Dioxiner, tungmetaller, virus, polymerer, rester av mediciner och mikroplaster har gjort att flera tyska delstater har förbjudit avloppsslam på åkrarna. I Sverige köper inte längre livsmedelsföretagen skördar som gödslats med avloppsslam.
– Det är en tidsfråga innan en epidemi uppstår på grund av smittor via mat. Avloppsslam måste behandlas, exempelvis genom förbränning. Det går inte att kontrollera förekomsten av bland annat bakterier, virus och läkemedel oavsett hur mycket uppströmsarbete som görs för att stoppa dessa miljö- och hälsofarliga ämnen innan de når vårt vatten och därmed våra avlopp, säger Anita Pettersson, docent i resursåtervinning vid Högskolan i Borås.

Fosfor är livsviktigt som grundämne i ordets vidaste bemärkelse för henne. Det var här forskarbanan började en gång i tiden. Och det var med forskning kring fosforåtervinning ur avfallsaskor från avloppsslam som hon 2016 tog hem Forskar Grand Prix. Anita Pettersson har förmågan att trollbinda även till vardags. Kanske för att hon till syvende och sist talar om hur människor världen över ska kunna äta sig mätta och hur miljön ska bli bättre.
– Vår forskning är mer angelägen än någonsin. Designad aska är ett sätt att återvinna fosfor effektivt, och därmed kan vi förbättra resurshushållningen och livsmedelsförsörjningen men också minska algblomning som beror på fosforläckage, säger hon.

Samarbetar med näringslivet

Borås Energi och Miljö finansierar sedan 2015 doktoranden Andreas Nordin i fyra år, och det är också ifrån kraftvärmeverket Ryaverket som han och Anita Pettersson hittills har hämtat labbproven. Investeringen sträcker sig alltså långt längre än det som syns som kronor och ören.
– Vår uppgift som offentligt miljöföretag är bland annat att minimera mängden avfall. Det handlar om att ändra beteenden men också att sluta kretslopp på ett säkert sätt. Därför är det en ynnest att ha Högskolan i Borås runt knuten. Här finns en enorm kompetens inom resursåtervinning och samhällsbyggnad som bidrar till att uppgradera våra restprodukter. Vi får även direkt utdelning via forskarnas deltagande i workshoppar, seminarier, partnerskaps diskussioner och månadsbrev, säger Pär Carlsson, chef för Strategisk Utveckling på Borås Energi och Miljö.
– Borås Energi och Miljös breda verksamhet gör att det finns en helhetssyn på miljöfrågor, vilket är en fördel för forskningen. Deras specialister fungerar som handledare till Andreas Nordin. Det finns förstås en kommersiell sida, vi forskar ju för industrin, men teknologin kommer att göras tillgänglig för alla. Planen är att utveckla något som hela världen har nytta av, säger Anita Pettersson.

Både Pär Carlsson och Anita Pettersson intygar att det finns ett stort intresse för en trygg produkt och nämner såväl Lantmännens Riksförbund som eko-profilerade Slätte gård som tänkbara intressenter.

Samarbetar med andra lärosäten

Resultaten kan revolutionera trots att forskningsmetoderna först kanske låter konventionella. Extremt förenklat är avfallspannornas förbränning på 850° Crenande men inte förstörande. Under 2015 och 2016 har Andreas Nordin och Anita Pettersson analyserat bland annat resterna från förbränningen av avloppsslammet – bottenaska, flygaska, retursand, vändpaktsaska, cyklonaska, textilfilteraska – och rökgasreningen på Ryaverket.

Frågor som ska prövas:
• Hur ska förbränningsprocesserna se ut?
• Hur ska bränsleoptimeringen skemed tanke på att optimera fosforåtervinningen?
• Hur åstadkoms den optimala förångningen av tungmetaller, och hur kan tillsatser bidra till att förbättra växttillgängligheten av fosfor?
• Vilka temperaturer och flöden skapar bästa effekt vad gäller energi, emissioner och fosfor?
– Provtagningen har skett både periodiskt över året och kampanjmässigt i intervaller. Vi har studerat hur blandningen av slam, biobränsle och avfall såväl som processerna kan optimeras med tanke på inkommande material, pannornas prestanda och slitage samt utkomsten av användbar fosfor, säger Anita Pettersson. Labbstudierna har omfattat allt ifrån elementanalys av mikrovågsplasma till modelleringsprogram.
– Tack vare stora investeringar tillsammans med andra forskargrupper här på Högskolan i Borås och samarbete med Chalmers har vi en unik möjlighet att undersöka strukturer, sammansättningar, lakning med mera, säger Anita Pettersson.

Ett projekt som bara börjat

Fullskaliga försök med att designaaska kommer att göras under 2017 hos E.ON i Mora, på uppdrag av Borås Energi och Miljö.
– Vi är ju ännu i början av projektet, och detta blir en rejäl skjuts framåt. Jag är väldigt glad att ha en doktorand med både en master i resursåtervinning och en gedigen kemibakgrund. Tillsammans kommer vi att experimentera fram den bästa askan från biobränsle och slam till 2019. En som kan göra nytta på åkern. Men klara blir vi nog aldrig, det finns alltid något som kan bli ännu bättre, säger Anita Pettersson.

Förutom i Borås förekommer svensk forskning kring fosforåtervinning på Chalmers samt vid Umeå universitet och Luleå tekniska universitet.
– Tyvärr är det svårt att få medel. Det krävs fler visionärer som Borås Energi och Miljö, säger Anita Pettersson.

Fosfor
• P i periodiska systemet
• En ändlig resurs
• Viktig växtnäring; ingår i mineralgödsel.
• Dagens fosfor bryts främst i gruvor i Kina, USA och Marocko. Men kvaliteten och renheten varierar starkt. Marockansk fosfor är renast.
• Tungmetallerna som följer med oren fosfor i jorden sätter spår i maten som odlas där.

Vann Forskar Grand Prix

Forskar Grand Prix 2016 betydde allt ljus på fosforforskning. I hård konkurrens tog Anita Pettersson till slut hem segern med ett brandtal på fyra minuter. Och därmed vann Högskolan i Borås andra året i rad.
– Vilken fantastisk upplevelse! Från början var jag tveksam, men efter Almedalsveckan så gav jag allt. Jag hoppas verkligen att det ska få fler att få upp ögonen för vilken nytta vi kan göra med designade askor, avslutar Anita Pettersson.

Läs mer om Anita Pettersson.

Läs mer om forskargruppen Förbränning och termiska processer.

Läs mer om forskningen inom Resursåtervinning.

Text: Jessica Cederberg
Foto: Anna Sigge