Ny BRC publikation!

Socio-technical scenarios and local practice – Assessing the future use of fossil-free alternatives in a regional energy and transport system

Thomas Magnusson, Stefan Anderberg, Sofia Dahlgren, Niclas Svensson


•Presents socio-technical scenarios for electric buses, biogas and biodiesel
•Collaborative research approach involving local decision-makers
•Focus on near-term implementation and commercial operation
•Methodological lessons on system delineation, timing, conflict resolution and agency

Abstract: This article presents results from a project involving local practitioners in the construction of scenarios for a regional energy and transport system. The purpose is to demonstrate how sustainability transitions research can interact with local practice by means of socio-technical scenarios. Combining quantitative data with qualitative storylines, the article presents four scenarios, which describe different ways of using biogas, biodiesel and electricity in four different applications: city buses, inter-city buses, heavy-duty trucks and industrial processes. The article compares the four scenarios in terms of realization possibilities, energy efficiency and greenhouse gas reduction. Focusing on near-term realization on a commercial basis, the research findings suggest that collaborative scenario construction can be a useful strategy to manage conflicting agendas and engage key stakeholders in dialogues on transition pathways. The article concludes by presenting policy lessons for practice-oriented transition management. The lessons point to the importance of flexibility in system delineations, the critical timing of near-term scenarios, and the use of scenarios to outline local practitioners’ agency.

Här kan ni läsa publikationen (på engelska):

Magnusson et al. 2020. Transportation Research Interdisciplinary Perspectives 5: 100128

Ny BRC publikation!

Key performance indicators for biogas production—methodological insights on the life-cycle analysis of biogas production from source-separated food waste

Roozbeh Feiz, Maria Johansson, Emma Lindkvist, Jan Moestedt, Sören Nilsson Påledal, Niclas Svensson


• Multi-level and life-cycle-based taxonomy of biogas production from food waste.
• Methodological recommendations to improve and complement life-cycle analysis.
• Integrating three different functions of biogas production.
• Seven key performance indicators to capture multiple functions of biogas production.
• A hypothetical example demonstrating the use of the suggested method.

Abstract: The anaerobic digestion of food waste can not only enhance the treatment of organic wastes, but also contributes to renewable energy production and the recirculation of nutrients. These multiple benefits are among the main reasons for the expansion of biogas production from food waste in many countries. We present methodological insights and recommendations on assessing the environmental and economic performance of these systems from a life-cycle perspective. We provide a taxonomy of the value chain of biogas from food waste which describes major activities, flows, and parameters across the value chain with a relatively high detail. By considering the multiple functions of biogas production from food waste, we propose a few key performance indicators (KPI) to allow comparison of different biogas production systems from the perspectives of climate impact, primary energy use, nutrients recycling, and cost. We demonstrate the operational use of our method through an example, where alternatives regarding the heat supply of the biogas plant are investigated. We demonstrate how global and local sensitivity analyses can be combined with the suggested taxonomy and KPIs for uncertainty management and additional analyses. The KPIs provide useful input into decision-making processes regarding the future development of biogas solutions from food waste.

Här kan ni läsa publikationen (på engelska):

     Feiz et al. 2020. Energy 200: 117462

Ny BRC-publikation!

Viscosity dynamics and the production of extracellular polymeric substances and soluble microbial products during anaerobic digestion of pulp and paper mill wastewater sludges

Eva‑Maria Ekstrand  · Bo H. Svensson · Luka Šafarič · Annika Björn

Abstract: The production processes of the pulp and paper industry often run in campaigns, leading to large variations in the composition of wastewaters and waste sludges. During anaerobic digestion (AD) of these wastes, the viscosity or the production of extracellular polymeric substances (EPS) and soluble microbial products (SMP) may be affected, with the risk of foam formation, inefficient digester mixing or poor sludge dewaterability. The aim of this study was to investigate how viscosity and production of EPS and SMP during long-term AD of pulp and paper mill sludge is affected by changes in organic loading rate (OLR) and hydraulic retention time (HRT). Two mesophilic lab-scale continuous stirred tank reactors (CSTRs) were operated for 800 days (R1 and R2), initially digesting only fibre sludge, then co-digesting fibre sludge and activated sludge. The HRT was lowered, followed by an increase in the OLR. Reactor fluids were sampled once a month for rheological characterization and analysis of EPS and SMP. The production of the protein fraction of SMP was positively correlated to the OLR, implicating reduced effluent qualities at high OLR. EPS formation correlated with the magnesium content, and during sulphate deficiency, the production of EPS and SMP increased. At high levels of EPS and SMP, there was an increase in viscosity of the anaerobic sludges, and dewatering efficiency was reduced. In addition, increased viscosity and/or the production of EPS and SMP were important factors in sludge bulking and foam formation in the CSTRs. Sludge bulking was avoided by more frequent stirring.
Keywords: Rheology · Extracellular polymeric substances · Soluble microbial products · OLR · Sludge bulking

Här kan ni läsa publikationen (på engelska):

  Ekstrand et al. 2020. Bioprocess and Biosystems Engineering 43:283–291

Ny BRC-publikation!

Effect of Cobalt, Nickel, and Selenium/Tungsten Deficiency on Mesophilic Anaerobic Digestion of Chemically Defined Soluble Organic Compounds

Luka Šafarič, Sepehr Shakeri Yekta, Bo H. Svensson, Anna Schnürer, David Bastviken and Annika Björn

Abstract: Trace elements (TEs) are vital for anaerobic digestion (AD), due to their role as cofactors in many key enzymes. The aim of this study was to evaluate the effects of specific TE deficiencies on mixed microbial communities during AD of soluble polymer-free substrates, thus focusing on AD after hydrolysis. Three mesophilic (37 °C) continuous stirred-tank biogas reactors were depleted either of Co, Ni, or a combination of Se and W, respectively, by discontinuing their supplementation. Ni and Se/W depletion led to changes in methane kinetics, linked to progressive volatile fatty acid (VFA) accumulation, eventually resulting in process failure. No significant changes occurred in the Co-depleted reactor, indicating that the amount of Co present in the substrate in absence of supplementation was sufficient to maintain process stability. Archaeal communities remained fairly stable independent of TE concentrations, while bacterial communities gradually changed with VFA accumulation in Ni- and Se-/W-depleted reactors. Despite this, the communities remained relatively similar between these two reactors, suggesting that the major shifts in composition likely occurred due to the accumulating VFAs. Overall, the results indicate that Ni and Se/W depletion primarily lead to slower metabolic activities of methanogenic archaea and their syntrophic partners, which then has a ripple effect throughout the microbial community due to a gradual accumulation of intermediate fermentation products.

Här kan ni läsa publikationen (på engelska):

  Šafarič L  et al. 2020. Microorganisms 8(4): 598

BRCs remiss till biogasmarknadsutredningen

BRCs hållning till utredningens förslag är att de är väl motiverade, logiska och rimliga och det är enkelt att ställa sig bakom dem. De frågetecken vi reser i remissvaret rör i huvudsak frågan om hur måluppfyllelsen ska kunna gå till givet de avgivna förslagen. Så: en bra utredning, bra förslag, men kommer målet att nås? Remissvaret inleds med en sammanfattning av våra viktigare ställningstaganden i punktform, följt av fördjupande kommentarer under rubrikerna: produktionsmålet och produktionspremierna, efterfrågan på biogas, det fortsatta offentliga ansvaret för måluppfyllelse, substrat och biogödsel.

Mer biogas - för ett hållbart Sverige! SOU 2019:63 : Betänkande ...   Mer biogas! För ett hållbart Sverige (SOU 2019:63)

Några av de punkter som vi lyfte i vår sammanfattning:

  • Vi tillstyrker förslagen om produktionspremier.
  • Vi tillstyrker utredningens nationella produktionsmål om 10 TWh biogas till 2030, men problematiserar avsaknad av analys av förutsättningar för privata aktörers investeringar och behovet av personella resurser och kompetens.
  • Vi lyfter behovet av åtgärder som stärker efterfrågan på biogas. Några viktiga aspekter på detta är skattebefrielse för biogas och åtgärder som korrigerar rådande institutionella ramverk nationellt och inom EU. Några viktiga exempel är (i) legitimering av livscykelanalyser utförda med systemexpansion (ISO) som grund för policy, (ii) att en s. k. ”carbon correction factor” införs så biltillverkare kan tillgodoräkna sig andelen biogas i fordonsgasen och (iii) stödnivåer för gasfordon i bonus-malus-systemet respektive stöd för lastvagnar och bussar.
  • Vi tillstyrker förslaget om bättre samordning av administrationen för biogasfrågor hos olika myndigheter. Det kommer krävas tydlighet när det gäller ansvar, tillräckliga resurser och relevant kompetens för att verkningsfullt kunna understödja måluppfyllelsen.
  • Utredningens analys av substrat förbiser några viktiga potentialer genom att hänvisa till tekniska begränsningar som snarare är ekonomiska. Skogsindustrins restströmmar, akvatiska substrat, förbättrad rötning av avloppsslam och vallgrödor är viktiga exempel.
  • Vi tillstyrker utredningens förslag om att det borde finns ett nationellt mål för användningen av biogödsel.
  • BRCs roll är att försörja samhället med kvalificerad kompetens inom biogasområdet och vi är beredda att ta en framskjuten position i det arbetet. Både företag och myndigheter kommer att behöva stärkas om utredningens intentioner ska förverkligas. Dessutom handlar mycket av vår forskning om hur man praktiskt och organisatoriskt kan realisera hållbara biogaslösningar vilket är en förutsättning för att nå produktionsmålet. Vi avser att bidra aktivt för att samhället ska uppnå den potential för hållbarhet som utredningen aviserar.

Här kan ni läsa BRCs svar på remiss avseende utredningen Mer biogas för ett hållbart Sverige (SOU 2019:63).



Ökat Värde ur Digestat

Forskningen vid Biogas Research Center (BRC) i Linköping har gått in i en tredje etapp och tar nu upp området rötrest (digestat) och vilka möjligheter det finns att höja värdet på rötresten som kommer ut från biogasanläggningar. Flera olika ansatser används.

Läs nyhetsbrev Ökat Värde ur Digestat:

New IEA report: Global Outlook on Biogas and Biomethane – Prospects for Organic Growth


The International Energy Agency published a new report about the global outlook on biogas and biomethane.

”This report provides estimates of the sustainable potential for biogas and biomethane supply, based on a detailed assessment of feedstock availability and production costs across all regions of the world. These form the basis on an outlook for biogas and biomethane supply and demand up to 2040, based on the scenarios presented in the annual World Energy Outlook.”

Link to the publication: https://webstore.iea.org/outlook-for-biogas-and-biomethane

Read the press release Organic waste has huge untapped potential to provide clean energy around the world.



Produktion och distribution av komprimerad och flytande biogas

Biogas spås utgöra ett betydande bidrag till ett framtida fossilfritt transportsystem. Men vilka metoder för produktion och distribution av biogas till fordon är mest effektiva, och när blir det mer effektivt att göra flytande biogas? BRC-forskaren Marcus Gustafsson och medförfattare undersöker energibalansen, miljöpåverkan och ekonomiska aspekter av olika tekniker för uppgradering, förvätskning och distribution av biogas för användning som fordonsbränsle.

Läs artikeln här (populärvetenskaplig version på svenska):

Länken till publikationen (på engelska): Gustafsson et al. 2020. Scenarios for upgrading and distribution of compressed and liquefied biogas – Energy, environmental, and economic analysis. Journal of Cleaner Production 256