Projectaanvraag/-voorstel,
behorende bij de Regeling Financiële Bijdragen van de PVE (2006/030/E0040)
Onderzoeksinstelling: Wageningen UR Livestock Research
Projecttitel: Mono-vergisting van mest op Boerderijschaal
Projectnummer (PVE): (NB bij nieuwe projecten niet invullen) Verwachte duur/looptijd: Behorende bij klankbordgroep: varkenshouderij
Projectleider (ASG): Nader te bepalen
Onderzoeker(s): ing. J. Horrevorts, ir. S. Bokma, Ing. H. Ellen , n.t.b. In samenwerking met: Varkensproefbedrijf Sterksel en bedrijfsleven (NB: Alleen instellingen en/of bedrijven waarmee daadwerkelijk wordt samengewerkt.) 2010 €: 173.565
2011 en verder €: 130.725
Totaal per categorie €: 304.290
Aan het PVV gevraagde subsidie: Aan derden gevraagde subsidie (specificeren): Bijdrage van bedrijven (specificeren):
+/- 30.000 (turbine) +/100.000 (vergister)
130.000
Eigen bijdrage: Totaal per periode:
303.565
130.725
434.290
(Alle bedragen zijn, indien van toepassing, inclusief BTW.) 2010-030-E0044 08-02-2010 Pagina 1 van 5
1A.
PROBLEEMSTELLING / AANLEIDING
Vergisting is de laatste jaren volop in opkomst in de Nederlandse veehouderij. Steeds meer bedrijven zien de energetische meerwaarde van de aanwezige mestvoorraad. Echter, benodigde WKK’s hebben erg hoge onderhoudskosten, waardoor ze pas bij hogere vermogens rendabel zijn. Hierdoor is het noodzakelijk co-producten aan de mest toe te voegen om voldoende gas te produceren, wat gepaard gaat met grote installaties, hoge investeringskosten, hoog risico en een ingewikkeld biologisch proces. Bovendien zijn de coproducten een grote kostenpost. Veel veehouders zoeken naar een goedkopere en simpelere manier om de energie toch uit de mest te kunnen halen met een simpele, goedkope installatie waarbij geen co-producten hoeven te worden aangekocht. Om tot kansrijke concepten te komen is het zaak de verschillende mogelijkheden in de praktijk uit te testen en te ontwikkelen. Er zijn in het verleden kleine stappen gezet om een monovergistingsinstallatie te ontwikkelen, echter door ontbrekende financiële onderzoeksmiddelen om verder te ontwikkelen is dit in de kinderschoenen blijven staan. 1B.
DOELSTELLING
Het doel van het project is een uitontwikkeld en robuust turn-key concept realiseren waarbij alle energie uit de aanwezige mest gehaald kan worden voor gebruik in het eigen bedrijf en wat direct inpasbaar is in de huidige bedrijfsvoering. Varkenshouderij kunnen hiermee grotendeels energieneutraal worden. 2.
MOTIVERING VAN DE ONDERZOEKSINSTELLING
Wageningen UR Livestock Research (voorheen ASG Veehouderij) doet al lange tijd onderzoek naar mestvergisting. Hierdoor is er veel expertise aanwezig over de vele technieken en biologische processen binnen de onderzoeksclusters. Veel van dit onderzoek wordt uitgevoerd op Varkensproefbedrijf Sterksel, wat hier uitermate geschikt voor is vanwege de aanwezige installaties die voorzien zijn van meetapparatuur voor onderzoek. Er wordt sinds 2001 mestvergisting toegepast en er wordt al veel mestverwerkingonderzoek gedaan. Vele bezoekers kunnen via excursies daar de systemen bekijken. Livestock Research onderzoekt ook altijd de economische haalbaarheid, wat van belang is voor een goede implementatie in de praktijk. 3.
PROBLEEMEIGENAREN/BELANGHEBBENDEN
Probleemeigenaren zijn veehouderijbedrijven die mest produceren. In de aanwezige mestvoorraad is een grote hoeveelheid energie aanwezig die benut kan worden. Hiernaast zijn veehouderijbedrijven grote energievragers, waardoor het verwaarden van energie uit de aanwezige afvalstromen vele voordelen oplevert. 4.
STAND VAN ZAKEN (WIE HEEFT AL WAT GEDAAN EN WAT ONTBREEKT ER NOG)
De laatste jaren heeft mestvergisting in Nederland een grote vlucht genomen. Er worden steeds meer mestvergistingsinstallaties gebouwd en veehouders beseffen steeds meer de energetische waarde van de aanwezige mestvoorraad. Grote co-vergistingsinstallaties zijn echter voor veel veehouders geen optie, aangezien ze erg groot moeten zijn om economisch rendabel te draaien. Echter men wil de energievoorraad uit de mest wel benutten. De vraag naar kleinschalige mestvergisters wordt daardoor steeds groter. Op Varkensproefbedrijf Sterksel is daarom reeds een minigasturbine geplaatst in 2008. Door de lage onderhoudskosten van een mini gasturbine is deze reeds op lage vermogens rendabel. Bij een mini biogasinstallatie, gecombineerd met een mini gasturbine is het niet noodzakelijk om coproducten aan te kopen en is het concept meer gericht op het energetisch gesloten maken van het varkensbedrijf.
2010-030-E0044 08-02-2010 Pagina 2 van 5
Dit ook omdat steeds meer duidelijk wordt dat door de moeilijke techniek en biologie en de moeilijke economie (stijging kosten coproducten, dalende opbrengsten uit subsidie (SDE)) het steeds moeilijker wordt een grootschalige biogasinstallatie op te zetten. Gedurende het gehele jaar komt er warmte vrij, meestal veel meer dan gebruikt kan worden voor verwarming van de stallen. Verwaarden van deze warmte vergroot het rendement van de installatie. In een kleinschalige biogasinstallatie kan een groot deel van alle warmte worden benut in de stallen (het gaat om veel kleinere hoeveelheden). Hiernaast is de interesse voor kleinschalige opwekking van energie uit de eigen mest zeer groot. Dit blijkt uit de vele vragen van Nederlandse varkenshouders hieromtrent naar de mini gasturbine op Varkensproefbedrijf Sterksel. Vele varkenshouders zien deze installatie als een goede optie om de aanwezige energie in de mestvoorraad te verwaarden. Bovendien is een dergelijke installatie makkelijk te bedienen en vergt het een relatief lage investering en daarmee risico. Dit in tegenstelling tot grootschaligere biogasinstallaties. Er is dan ook ontzettend veel interesse in deze techniek vanuit de praktijk. Echter door ontbrekende financiële middelen om verder te ontwikkelen is dit in de kinderschoenen blijven staan. 5A.
WERKWIJZE / PROJECTACTIVITEITEN
Er zijn verschillende mogelijkheden om mest om te zetten naar bruikbare energiebronnen. Binnen dit onderzoeksproject willen we 2 mogelijkheden nagaan. Enerzijds is dit het omzetten van mest naar biogas, om dit vervolgens om te zetten naar electriciteit. Anderzijds kan mest ook direct worden omgezet naar aardgas middels nieuwe inzichten. Spoor 1: Mini biogasinstallatie Een biogasinstallatie bestaat uit 2 onderdelen. In een vergister wordt de aanwezige mest omgezet naar biogas. Hierna wordt middels een verbrandingsmechanisme het biogas omgezet naar electriciteit. Binnen dit project willen we beide sporen onderzoeken. Vergister Met innovatieve technieken, zoals bijvoorbeeld pakkingsmateriaal of andere mixtechnieken, is het mogelijk de uitspoeling van bacteriën in een vergister te minimaliseren. Hierdoor is er de mogelijkheid kortere verblijftijden in de vergister te realiseren, waardoor een vergister veel kleiner kan zijn. Op die manier kan een zeer simpele en goedkope vergister ontstaan waarbij alle energie uit de mest op een bedrijf kan worden omgezet naar biogas. In dit project zullen de mogelijkheden van deze kleine vergister worden onderzocht. Electriciteitsproductie Normaliter worden bij vergistingsinstallaties WKK’s ingezet om het geproduceerde biogas om te zetten naar electriciteit. Echter WKK’s hebben hoge onderhoudskosten, waardoor ze op lagere vermogens niet economisch interessant zijn. Een andere mogelijkheid om electriciteit op te wekken is de mini gasturbine. De techniek is afkomstig van booreilanden, waardoor de machines erg onderhoudsarm en robuust zijn. Door de lagere onderhoudskosten zijn de turbines ook op lagere vermogens rendabel, waardoor uit enkel de mest voldoende gas geproduceerd kan worden. Dit resulteert in een kleinere, op het eigen verbruik gerichte installatie met lagere onderhoudskosten en een lager risico. In dit project zal een mini gasturbine geplaatst worden op Varkensproefbedrijf Sterksel, waarna deze uitgebreid zal worden doorgemeten. Spoor 2: Rechtstreekse productie Groen Gas Productie van aardgas Ook kan met nieuwe inzichten mest direct worden omgezet in aardgas (Methaan > 95%). Green Energy Technologies heeft hiervoor een techniek ontwikkeld, wat zich echter nog in de ontwikkelingsfase bevindt. Hierbij wordt mest via verschillende kleine tanks omgezet naar aardgas en vooraf te bepalen mestfracties. Hierdoor kan uiteindelijk ook mest op maat worden geleverd, afhankelijk van de marktvraag op dat moment. Op dit moment is er echter nog geen inzicht in deze technieken. Indien deze perspectiefvol blijken zal er een additioneel onderzoeksvoorstel worden ingediend. 2010-030-E0044 08-02-2010 Pagina 3 van 5
5B.
WERKWIJZE / TIJDSPLANNING (1/2 – 1 PAG.)
Spoor 1: Mini Biogasinstallatie Er zullen verschillende stappen worden ondernomen om tot een eindresultaat te komen: Vergister Bouwen mini vergister in samenwerking met HoSt Mogelijkheden om uitspoeling van bacteriën te verminderen onderzoeken o Mixtechnieken o Pakkingsmateriaal Er zal tevens worden geïnventariseerd wat er in andere sectoren aan onderzoek loopt op dit onderwerp. Concepten uitontwikkelen Mogelijk aanpassen installatie Optimaliseren Valideren Kennisoverdracht richting praktijk Tijdsplanning: o De mini vergister zal in 2010 worden gebouwd en ontwikkeld. o Validatie, rapportage en kennisoverdracht met mogelijke uitloop naar 2011. Electriciteitsproductie Mini gasturbine optimaliseren in samenwerking met PON Power o Nieuwe gasbooster o Grondig onderhoud aan bestaande turbine Plaatsing en meting van mini gasturbine op Varkensproefbedrijf Sterksel Een turbine is hier reeds aanwezig Inventariseren van verbeterpunten Aanpassen en uitvoerig doormeten mini biogasinstallatie Doorrekenen en optimaliseren van praktijkopstelling en opstellen rapportage Kennisoverdracht richting praktijk Tijdsplanning: o Optimaliseren en duurtesten: 2010 o Validatie, rapportage en kennisoverdracht met mogelijke uitloop naar 2011. Spoor 2: Rechtstreekse productie Groen Gas Op dit moment is er nog geen inzicht in deze technieken. Indien deze perspectiefvol blijken zal er een additioneel onderzoeksvoorstel worden ingediend. 6.
BEGELEIDING / PROJECTORGANISATIE (MAX. ¼ PAG.)
Het project wordt begeleid door de klankbordgroep varkenshouderij van het PVV. Een projectteam bestaande uit onderzoekers van Wageningen Livestock Research, Varkensproefbedrijf Sterksel en de participanten uit het toeleverende bedrijfsleven zal het project uitvoeren. 7.
RESULTAATVERWACHTING MIDDELLANGE, LANGE TERMIJN
Van het onderzoeksproject worden de volgende resultaten verwacht: Effect op: productkwaliteit kostprijs per eenheid
zeer negatief
negatief
n.v.t.
positief
zeer positief
x X
2010-030-E0044 08-02-2010 Pagina 4 van 5
flexibiliteit
x
arbeidsaspecten
x
ketenvorming
x
product/sector imago
X
milieuaspecten
X x
concurrentiekracht dierenwelzijn 8.
x
PRODUCTEN (ONDERWERPEN VOOR VERVOLG / BASIS VOOR HET RAPPORT)
Het project zal op leveren: Spoor 1: Mini biogasinstallatie een geoptimaliseerde, robuuste installatie met een mini gasturbine Een werkende mini vergister een rapport met hierin vermeld: o de technische en economische haalbaarheid waaruit varkenshouders de haalbaarheid van een dergelijke installatie op het eigen bedrijf kunnen inschatten. o Enkele voorbeeldberekeningen bij verschillende bedrifjsgrootte o In de economische berekeningen wordt tevens het gebruik van een enkel coproduct (bijvoorbeeld glycerine) meegenomen, aangezien dit voornamelijk voor kleinere bedrijven interessant kan zijn. 9.
KENNISOVERDRACHT / COMMUNICATIEPLAN
Kennisoverdracht zal doorlopende plaatsvinden via de excursies op Varkensproefbedrijf Sterksel. Ook zal naar aanleiding van het eindrapport een persbericht worden verzonden via de PVV nieuwsbrief en via de ASG kanalen.
2010-030-E0044 08-02-2010 Pagina 5 van 5
