Biomassa
inhoud 11. Inleiding
p. 3
12. Eenheden van energie
p. 4
13. Wat is biomassa ?
p. 4
14. Toepassingen van biomassa
p. 6 p. 6
4.1. Rechtstreekse verbranding 4.2. Thermochemische of biologische processen (productie van een brandbaar gas) 4.3. Thermochemische processen, biologische processen, extractie of chemische synthese uit synthesegas (productie van een vloeibare brandstof)
15. Biomassa in Vlaanderen 16. Energieteelten 6.1. Energiegewassen en miscanthus (olifantsgras) 6.2. Korte-omloophout
17. Organische fracties
p .7 p. 7 p. 9 p. 10 p. 10 p. 10
Houtafval Akker- en tuinbouwresidu’s GFT en groenafval Mest Waterzuiveringsslib Huishoudelijk restafval Stortgas Organische bedrijfsafvalstoffen
p. 14 p. 14 p. 16 p. 17 p. 20 p. 22 p. 23 p. 26 p. 27
18. Het Vlaamse energiebeleid
p. 28
19. Financiële steunmaatregelen van de Vlaams Overheid
p. 29
10. Adressen
p. 31
11. Websites
p. 34
7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5. 7.6. 7.7. 7.8.
2
1. Inleiding Tot ver in de 19-de eeuw was hout de belangrijkste energiebron, aangevuld met energie geleverd door mensen, dieren, water en wind. Tot vandaag is de energiebehoefte steeds blijven stijgen en zijn we zeer sterk afhankelijk van fossiele en nucleaire brandstoffen. De energievoorziening met deze grondstoffen zorgt voor problemen.
3
Problemen • Fossiele en nucleaire brandstoffen zijn beperkt voorradig. En terwijl de voorraad snel slinkt, neemt de vraag steeds toe. De wereldbevolking groeit en het energiegebruik per hoofd stijgt. Daaruit volgen vooral economische problemen en problemen rond de veiligheid van de wereldbevolking. Het IEA (International Energy Agency) voorspelt dat het energieverbruik tussen 1995 en 2020 met 65% zal stijgen en daarnaast zal ook de CO2-uitstoot met 70% stijgen (als de huidige trend aanhoudt). • Reststoffen uit de energiesector hebben een zware impact op het leefmilieu. Hierbij denken we aan: - het broeikaseffect veroorzaakt door o.a. koolstofdioxide - giftige gassen als koolstofmonoxide, stikstofoxides,… - verzurende gassen: stikstofoxides, zwaveldioxide,… - transport, verwerking en berging van nucleair materiaal - lekken bij ontginning en transport van aardgas en aardolie
Oplossingen Om deze wereldomvattende problemen niet tot onbeheersbare omvang te laten uitgroeien, moet er zeer dringend aan oplossingen gewerkt worden. Energiebehoefte en energieopwekking op een duurzame wijze op mekaar afstemmen, vraagt om een tweezijdige aanpak: 1 REG: rationeel energiegebruik d.w.z. spaarzaam omgaan met energie zonder comfortverlies. 2 Gebruik van hernieuwbare energie: zon, wind, water en biomassa kunnen ook in ons land aangewend worden om energie op te wekken voor huishoudens, industrie en transport.
Troeven van hernieuwbare energie Duurzame ontwikkeling wil aan de behoeften van vandaag voldoen, zonder die van de toekomst in het gedrang te brengen. Hernieuwbare energie is daar een onderdeel van en heeft volgende voordelen: 1. Hernieuwbare energie is milieuvriendelijk, duurzaam en onuitputtelijk. 2. Het leidt tot een vermindering van de CO2 -emissies. 3. Het zorgt voor diversificatie van de energievoorziening: Een systeem dat zich te eenzijdig richt op slechts enkele energiebronnen die geconcentreerd zijn in een klein deel van de wereld kan tot spanningen leiden. 4. Het bevordert werkgelegenheid: Studies tonen aan dat hernieuwbare energie een positief effect heeft op de werkgelegenheid. Vlaanderen heeft zeer grote exportkansen, maar dan moet ook de thuismarkt worden ontwikkeld.
2. Eenheden van energie Energie Energie bestaat onder vele vormen. De meest gekende zijn: - mechanische energie of arbeid (vb. bewegingsenergie,…) - thermische energie of warmte (vb. verwarmen, drogen,…). - Eenheid: Joule (J) 1 J = N x m (Newton x meter) 1 PJ = 1015 J (Peta Joule) 1 TJ = 1012 J (Tera Joule) 1 GJ = 109 J (Giga Joule) 1 MJ = 106 J (Mega Joule)
Vermogen Vermogen = energie per tijdseenheid Eenheid: Watt (W) 1 W = 1 J/s 1 kW = 1.000 W (kW = kilowatt)
Afgeleide eenheden van energie 1 kWh (energie) = 1 kW (vermogen) gedurende 1 uur (tijd) (kWh = kilowattuur) 1 kWh = 3,6 MJ 1 kWhe = 1 kW gedurende 1 uur elektrisch 1 kWe 1 kWhth = 1 kW gedurende 1 uur warmte 1 kWth
Energie-inhouden van biomassa 1 kg droge stof (hout of ander droog biologisch materiaal) heeft een energie-inhoud van ± 19 MJ
3. Wat is biomassa ? In het algemeen en in het kader van deze brochure wordt biomassa gedefinieerd als “alle organische materialen en hernieuwbare grondstoffen van plantaardige of dierlijke oorsprong die bestemd zijn voor industriële toepassingen (niet-voeding gebruik) of voor energieopwekking (warmte, elektriciteit, motorbrandstof)”.
“ biomassa: de biologisch afbreekbare fractie van producten, afvalstoffen en residuen van de landbouw (met inbegrip van plantaardige en dierlijke stoffen), de bosbouw en aanverwante bedrijfstakken, alsmede de biologisch afbreekbare fractie van industrieel en gemeentelijk afval.”
“Biomassa: producten, bestaande uit plantaardige materialen of delen daarvan van landbouw of bosbouw, die kunnen worden gebruikt om de energie-inhoud terug te winnen, alsmede de volgende afvalstoffen: i) plantaardig afval van land- en bosbouw; ii) plantaardig afval van voedingsmiddelenindustrie; iii) vezelachtig plantaardig afval afkomstig van het sorteren, ziften en wassen bij de rauwe pulp en de papierproductie; iv) houtafval, met uitzondering van: houtafval dat als gevolg van een behandeling met houtbeschermingsmiddelen of door het aanbrengen van een beschermingslaag gehalogeneerde organische verbindingen dan wel zware metalen kan bevatten, met inbegrip van dergelijk houtafval afkomstig van bouw- en sloopafval; v) kurkafval.”
Anderzijds wordt in het Ontwerpbesluit van de Vlaamse regering inzake de bevordering van elektriciteitsopwekking uit hernieuwbare energiebronnen de volgende definitie gehanteerd (tweede principiële goedkeuring
De Vlaamse definitie sluit dus een aantal biomassastromen uit voor de toekenning van groenestroomcertificaten (voor meer uitleg zie p 34, “het groenestroomcertificatensysteem in een notendop”). In de lijst van in aan-
Op wetgevend vlak worden echter vaak nauwere definities gehanteerd. Bij wijze van illustratie volgen hieronder twee voorbeelden van andere definities. In het huidige voorstel van de Europese Raad wordt volgende definitie gebruikt (politiek akkoord 5/12/00):
4
van het ontwerpbesluit met het oog op het Advies van de Raad van State: 26/01/01):
merking komende hernieuwbare energiebronnen worden in datzelfde Uitvoeringsbesluit echter volgende organische materialen vermeld:
Fotosynthese als primair productieproces van biomassa
– biogas voortkomend uit de vergisting van organischbiologisch materiaal hetzij in storten, hetzij in vergistingsinstallaties; – dierlijke mest, inclusief het daaruit opgewekte biogas; – biomassa, inclusief het daaruit opgewekte biogas, indien niet verwerkt samen met restafval; – de energie opgewekt uit de organisch-biologische fractie afkomstig van volgende afvalstromen die niet onder de definitie van biomassa vallen, inclusief het daaruit opgewekte biogas en indien niet verwerkt samen met restafval: – dierlijk afval – bermmaaisel – Groente-, Fruit- en Tuinafval (GFT) – groenafval – organisch bedrijfsafval – organisch-biologisch afval dat gesorteerd wordt uit restafval – RWZI-slib en ander waterzuiveringsslib.
Alle organische materialen op aarde zijn uiteindelijk afkomstig van de transmutatie van licht via de fotosynthese. Om twee redenen is de fotosynthese onmisbaar voor het leven op aarde. Enerzijds wordt door de plant, onder invloed van licht, water gesplitst met zuurstof als nevenproduct; de ademhaling van alle respirerende levende wezens (incl. de mens) is van deze zuurstof afhankelijk. Anderzijds zet de fotosynthese energetisch laagwaardige minerale verbindingen om tot energetisch hoogwaardige organische producten (in de biomassa). De fotosynthese levert met andere woorden de energetica van de primaire productie. Een gedeelte van de zonnestraling wordt door het fotosynthese-proces omgezet in biochemische energie. De fotosynthese is in essentie dan ook globaal samen te vatten als een tweevoudig omzettingsproces:
Geen van beide definities zijn reeds definitief van kracht in de betreffende wetteksten, maar bovenstaande verschillen geven aan dat het niet altijd vanzelfsprekend is een consensus te bereiken rond wat nu onder de brede waaier van biomassa kan en mag geplaatst worden.
Lichtenergie ➔ Biochemische energie
energie CO2 + H2O
(CH2O) + O2 mineralen
Wat heeft biomassa te bieden als hernieuwbare energiebron ? • • • •
een betere stockeerbaarheid t.o.v. andere hernieuwbare energiebronnen het benutten van nieuwe opportuniteiten voor de landbouwsector de valorisatie van bepaalde landbouwoverschotten en organische afvalstromen de thermische toepassingen en de decentrale (elektriciteits)productie
1%
WERKELIJK RENDEMENT
FEITELIJK MAXIMAAL RENDEMENT
3%
6%
ONGUNSTIGE OMGEVINGSCONDITIES
ADEMHALING VOOR GROEI EN ONDERHOUD
9%
28%
OMZETTING NAAR KOOLHYDRATEN
FOTO-SYNTHETISCH OMZETTINGSRENDEMENT
40%
45%
NIET-GEABSORBEERDE ZICHTBARE STRALING
NIET-BRUIKBARE DEEL VAN DE ZONNESTRALING
100%
INKOMENDE ZONNESTRALING
Het rendement van de fotosynthese is echter vrij laag zoals hieronder wordt geïllustreerd.
5
4. Toepassingen van biomassa Ondanks het feit dat zonlicht en CO2 gratis en overvloedig aanwezig zijn, is een lage productiekost voor biomassa niet vanzelfsprekend. Globaal zijn er drie stappen in het proces van biomassa tot energie te onderscheiden: – de productie van de biomassa (energieteelten en organische afvalstromen) – het oogsten, drogen, transporteren en de opslag van het materiaal – de omzetting in bio-energie De energie in biomassa kan afhankelijk van de conversietechniek omgezet worden in warmte, elektriciteit of afge-
leide brandstoffen. Die omzetting kan gebeuren door: • Rechtstreekse verbranding • Thermochemische of biologische processen (productie van een brandbaar gas) • Thermochemische processen (pyrolyse-olie), biologische processen (bioethanol), extractie (biodiesel) of chemische synthese uit synthesegas (methanol) (productie van een vloeibare brandstof)
Schematisch overzicht van beschikbare conversietechnieken voor biomassa:
6
4.1 Rechtstreekse verbranding Tot begin jaren tachtig werd biomassa, vnl. hout, alleen energetisch benut hoofdzakelijk via verbranding. Bij verbranding van biomassa komt energie vrij onder de vorm van warmte die als dusdanig kan worden gebruikt en/of waarmee elektriciteit kan worden opgewekt. Verbranding is een beproefde technologie die op
korte termijn een grootschalige uitbreiding van het energetisch gebruik van biomassa mogelijk maakt. Voor de productie van elektriciteit wordt biomassa verbrand in een stoomketel, waarna de geproduceerde stoom op hoge druk expandeert in een stoomturbine. Stoomturbines renderen wanneer biomassa met een lage kostprijs (organische afvalstromen) beschikbaar is en worden dan ook meestal ingezet op industrieterreinen om plaatselijk te voorzien in de energiebehoeften (stoom en elektriciteit en WKK).
Het meestoken van hout of andere brandbare biobrandstoffen gebeurt voornamelijk in kolencentrales voor elektriciteitsproductie. Coverbranding maakt gebruik van het schaaleffect en van het hoge energetisch rendement van een steenkoolcentrale, waarbij het gebruik van biomassa een relatief lage marginale kost veroorzaakt. Een belangrijk nadeel van de klassieke verbrandingsprocessen is de mogelijke uitstoot van een aantal schadelijke polluenten. Toch is biomassaverbranding gunstiger t.o.v. de verbranding van fossiele brandstoffen omwille van de CO2-gunstige cyclus d.w.z. alle koolstof die bij de energieopwekking vrijkomt, werd initieel uit de atmosfeer door de planten opgenomen tijdens hun groei. Op die manier draagt de CO2-uitstoot niet bij tot de toename van de atmosferische CO2 concentratie. De emissies bij biomassaverbranding worden enerzijds bepaald door de samenstelling van de brandstof, anderzijds door het concept van de verbrandingsinstallatie en de verbrandingsvoorwaarden. Bij lagere verbrandingstemperatuur en minder goed gecontroleerde verbranding kunnen roet, CO, koolwaterstoffen, PAK’s en in sommige gevallen dioxines worden uitgestoten.
4.2. Thermochemische of biologische processen (productie van een brandbaar gas) Thermochemische vergassing Thermische behandeling van biomassa (meestal hout) met een ondermaat lucht levert synthesegas, een brandbaar gas met een lage verbrandingswaarde (10-15 % van de calorische waarde van aardgas of 4-6 MJ/m3). De restproducten zijn koolstof, assen, teer en oliën. Er bestaan verschillende types van vergassers naargelang de gewenste schaalgrootte. Het geproduceerde gas kan gebruikt worden voor elektriciteitsopwekking, maar biedt ook mogelijkheden in de chemische industrie. Vergassen heeft in vergelijking met verbranden een aantal voordelen op milieuvlak, waaronder het beperken van schadelijke emissies. Deze techniek wordt tot op heden heel weinig toegepast, vooral vanwege problemen qua gasreiniging.
Biogasvorming door anaërobe afbraak Biogas wordt gevormd door anaërobe afbraak of vergisting van nat organisch materiaal. Het bestaat ruwweg uit 50 % methaan en 50 % CO2, en heeft een verbran-
dingswaarde van ongeveer 18 MJ/m3. De meeste biomassastromen, uitgezonderd houtafval, kunnen vergist worden: stro, mest, residu’s van gewassen, huisvuil met een grote organische fractie, afval uit de voedingsindustrie’s, slib, GFT en bermmaaisel. Het vergistingsproces kan spontaan optreden, zoals op stortplaatsen, of onder gecontroleerde omstandigheden, zoals in vergistingsreactoren. Anaërobe vergisting wordt steeds belangrijker voor de verwerking van organische afvalstromen. Het is sinds de jaren ’80 een volwaardig alternatief voor de conventionele aërobe behandeling van afvalwater. Ook de behandeling van vaste en halfvaste organische afvalstromen via vergisting wordt de laatste jaren steeds meer toegepast. Ondanks het feit dat biomassa met een hoog vochtgehalte geschikt is voor de omzetting in energie, wordt de vergistingstechnologie hoofdzakelijk toegepast voor niet-energetische doeleinden: reductie van de milieuimpact van afvalstromen en omzetting van afvalstromen in meststoffen.
Conversie van brandbaar gas Synthesegas en biogas kunnen gebruikt worden voor elektriciteitsproductie in een interne verbrandingsmotor of een gasturbine. Gasturbines hebben in combinatie met stoomturbines een hoger elektrisch rendement dan de verbrandingsmotor, maar de kostprijs is hoger (zie onderstaande tabel). Hoewel de teer- en olieresten in het synthesegas een belangrijke energiefractie zijn, verminderen ze de prestaties en levensduur van een verbrandingsmotor, zodat het energetisch rendement lager ligt dan bij de klassieke dieselmotor. Anderzijds kan door warmtekoppeling (WKK) warmte gerecupereerd worden (o.a. van de uitlaatgassen), waardoor het energetisch rendement toeneemt.
4.3. Thermochemische processen, biologische processen, extractie of chemische synthese uit synthesegas (productie van een vloeibare brandstof) De productie van vloeibare brandstoffen gebeurt door thermochemische processen (pyrolyse-olie), biologische processen (bioethanol), extractie (biodiesel) of chemische synthese uit synthesegas (methanol). De brandstoffen kunnen daarna verbrand worden in een stoomketel, motor of turbine. Deze technologieën vereisen echter nog de nodige aanpassingen om een aantal ongunstige
7
Indicatieve tabel voor omzetrendementen en kapitaalkost voor diverse technologieën bij gebruik van biomassa voor elektriciteitsproductie Type technologie Verbranding op rooster stoomcyclus
Wervelbed/stoomcyclus
Co-verbranding 1 ketel Co-verbranding aparte ketel Vast bed vergasser/motor Wervelbed vergasser/motor Wervelbed druk/gas- en stoomturbine Wervelbed atmosferisch/ gas- en stoomturbine Pyrolyse/motor Vergisting/motor Stortgasmotor (*) (**)
schaal MWe 5 10 20 40 5 10 20 40 > 100 > 100 0,1 – 1 5 5 20
rendement % 15 20 25-30 30-35 15 20 25-30 30-35 40 43 20 25-30 35 45
indic. investering kBEF/kWe (Euro) 75 (1,86) 70 (1,74) 61(1,51) 53 (1,31) 230 (5,70) 150 (3,72) 110 (2,73) 76 (1,88) ? ? > 100 (2,48) > 100 (2,48) 190 (4,71) 100 (2,48)
5 20 5 0.5
30-35 40 20 d.s.(**) 5-11 30
190 (4,71) 100 (2,48) 110 (2,73) (*) 200 - 400 (4,96-9,92) 40 (0,99)
Volgens de literatuur kan dit tot 600 kBEF/kWe (14,87 Euro) gaan, dit cijfer vindt men echter nergens terug in recent beschreven projecten. De kapitaalkost hangt wel sterk af van de verhouding netto/bruto productie welke bij vergisting vrij volatiel is. Het water in een vergister neemt niet deel aan de thermische omzetting. Derhalve wordt bij vergisting gerekend met een lagere verbrandingswaarde die gebaseerd is op de droge stof. Omzetrendementen dienen overeenkomstig te worden bepaald en zijn daardoor lager dan bij klassieke definities.
eigenschappen uit te schakelen (lage thermische stabiliteit, corrosiviteit) of bieden door de hoge kosten weinig perspectieven voor toepassing.
8
• Ethanol of (ethyl)alcohol is een brandbare vloeistof die hoofdzakelijk gebruikt wordt als solvent in de voedings-, farmaceutische, cosmetische en chemische industrie. Ethanol als brandstof heeft een lagere calorische waarde dan diesel, maar geeft een hoger motorrendement dankzij het relatief hoge zuurstofgehalte. Bovendien worden geen roet en minder NOX gevormd. Ongeveer 52 % van de mondiale ethanolproductie via fermentatie gebeurt in Brazilië op basis van suikerriet, waarvan 90 % als brandstof wordt gebruikt. Andere grondstoffen zijn suikerbiet, graangewassen en aardappelen. De kosten voor ethanolproductie zijn hoog en waren bvb. in Brazilië enkel haalbaar dankzij de slechte prijscondities voor suikerriet in de jaren ’80 en omvangrijke subsidies in het kader van het nationale beleid gericht op een grotere eigen energievoorziening. Nieuwe technologieën worden ontwikkeld voor ethanolproductie uit lignocellulosehoudend materiaal (bvb. grassen). • Biodiesel is een brandstof, die qua eigenschappen grote overeenkomsten vertoont met gewone dieselbrand-
stof, maar die gemaakt wordt uit plantaardige oliën (koolzaadolie, zonnebloemolie) of dierlijke vetten. Om een hoge brandstofkwaliteit te verkrijgen, ondergaan deze oliën een chemische reactie met methanol. Het resultaat is een methylester. De netto energieopbrengst van biodiesel is hoger dan van ethanol. De onderstaande figuur toont de energie- en massabalans per ha koolzaad voor biodieselproductie. Biodiesel kan zonder ingrijpende aanpassingen in gewone dieselmotoren gebruikt worden en is perfect mengbaar met fossiele dieselbrandstof. Biodiesel is biodegradeerbaar, niet toxisch en heeft een zeer laag gehalte aan zwavel en aromaten. De productiekosten zijn echter hoog en door het gebruik van meststoffen tijdens de intensieve teelt van koolzaad, levert de biodieselproductie een niet te verwaarlozen bijdrage tot verzuring en eutrofiëring van het oppervlaktewater in vergelijking met fossiele diesel. • Pyrolyse gebeurt in afwezigheid van lucht waarbij thermische ontbinding van de organische fractie optreedt tot een mengsel van brandbare gassen, koolstof en pyrolyse-olie. Deze ruwe bio-olie kan direct verbrand worden in een stoomketel of voor elektriciteitsproductie aangewend worden in een motor of turbine.
9
5. Biomassa in Vlaanderen Naargelang het als dusdanig wordt geteeld of vrijkomt als reststof kan biomassa als volgt opgedeeld worden: 1. energieteelten: – energiegewassen (suiker, zetmeel- of oliehoudende gewassen) en miscanthus – korte-omloophout (wilg, populier) 2. organische fracties: – houtafval (residu’s van bosexploitatie, residu’s van zagerijen en schrijnwerkerijen, houtafval van industrie/constructies, houtafval van verpakkingsindustrie) – akker- en tuinbouwresidu’s – GFT en Groenafval – mest – waterzuiveringsslib – huishoudelijk restafval – stortgas – organische bedrijfsafvalstoffen De raming van de overeenkomstige potentiële elektriciteitsproductie is niet eenvoudig vanwege onzekere en onvolledige gegevens over een aantal van deze biomassastromen. Op basis van de beschikbare studies kan men dit potentieel ergens tussen 1 en 2 TWhe situeren (280.000 à 570.000 gezinnen, of enkele % van het totaal
verbruik van elektrische energie). Daarnaast kan nog een thermische valorisatie gebeuren met 5 à 10 PJ per jaar, waarvan vandaag enkele PJ reeds in gebruik zijn. Houtafval, mest, energieteelten en het organisch gedeelte van het restafval komen naar voor als de belangrijkste biomassastromen in Vlaanderen. Houtafval zou tot 30 à 40% van dit potentieel uitmaken. Energieteelten 10 tot 30%, naargelang de grootte van het landbouwareaal dat men ter beschikking zou stellen. Mest kan 15 à 20% uitmaken, met pluimveemest als belangrijkste bijdrage. Het potentieel van mest hangt sterk af van de mate waarin het eigen verbruik van de mestverwerking al dan niet wordt afgetrokken. De organische fractie van het huishoudelijk restafval zou 20 à 30% van het potentieel uitmaken. Alhoewel deze fractie strikt genomen hernieuwbaar is, wordt zij niet noodzakelijk als ‘duurzaam’ beschouwd vanwege de interactie met het afvalbeleid, en deze vorm van hernieuwbare energie wordt niet noodzakelijk gestimuleerd. Het potentieel van de overige stromen is van een kleinere orde en worden verder besproken. Voor een snelle ontsluiting van hout als energiebron is verbranding de meest aangewezen verwerkingsmethode. Vergassing scoort milieutechnisch beter, maar staat nog niet helemaal op punt. Pluimveemest kan eveneens verbrand worden; varkensmest komt in aanmerking voor vergisting.
6. Energieteelten Energieteelten zijn gewassen die uitsluitend of voornamelijk voor de opwekking van energie geteeld worden. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen de teelt van (meestal éénjarige) niet-houtige gewassen en de teelt van snelgroeiende houtige gewassen. Snelgroeiende houtsoorten behoren eerder tot het domein van de bosbouw, maar vallen eveneens onder de noemer energieteelten.
6.1. Energiegewassen en miscanthus (olifantsgras) Interessante landbouwgewassen voor energieopwekking zijn ondermeer zonnebloem, suikerriet, suikerbiet, raapzaad, koolzaad, sojabonen en granen. Ook het meerjarige olifantsgras lijkt zeer interessant, omwille van zijn hoge biomassaproductie, lagere stikstofbehoefte (weinig bemesting nodig) en een geringe nood aan het gebruik van insecticiden en pesticiden. Deze gewassen worden meestal omgezet in ethanol door fermentatie of in biodiesel door extractie.
6.2. Korte-omloophout Voor aanplantingen met houtige gewassen wordt gekozen voor snelgroeiende en hoogproductieve boomsoorten zoals populier, wilg, eucalyptus en esdoorn, die de energie van de zon optimaal benutten. Om economisch
10
Wilgenscheuten na oogst van hakhoutcultuur nabij Waver
rendabel te zijn, is immers een hoge biomassaproductie vereist. Een maximale opbrengst kan op twee manieren bereikt worden. Enerzijds wordt enkel veredeld en geselecteerd plantenmateriaal gebruikt. Planten worden geselecteerd op basis van een snelle groei en hoge biomassaproductie, en op resistentie tegen ziekten, insecten, enz... Anderzijds worden een aantal traditionele landbouwtechnieken op deze energieteelten toegepast. De meest toegepaste technieken zijn grondvoorbereiding, hoge plantdichtheid, irrigatie en bemesting. Het gebruik van deze intensieve biomassabouw kan tot opbrengsten van 20-25 ton droge stof per ha per jaar leiden. Extensieve bosbouw daarentegen (geen irrigatie, geen bemesting, niet-vruchtbare grond, minder gunstig klimaat,...) produceert slechts 8-12 ton droge stof per ha per jaar, maar is minder belastend voor het milieu. De bomen worden meestal als stekken geplant in dichtheden van 10.000 of 20.000 stekken per ha met behulp van een plantmachine. Op het einde van het eerste jaar worden de bomen vaak teruggesneden zodat een hakhoutcultuur met meerdere scheuten per boom ontstaat. Het eerste groeijaar en het eerste jaar na terugsnijden moet het onkruid mechanisch en/of chemisch verwijderd worden om competitie met de stekken te vermijden. Insecticiden en pesticiden wordt meestal niet toegepast. Na meestal drie tot vijf jaar (korte-omloopcyclus) wordt de geproduceerde biomassa geoogst tijdens de winter. Door bladval komt een gedeelte van de voedingsstoffen opnieuw in de bodem terecht, en een bevroren bodemoppervlak beschermt de bodem tegen beschadiging door de zware oogstmachines. Het type oogstmachine dat gebruikt wordt, is ondermeer afhankelijk van de plantageoppervlakte en plantage layout. De geoogste stammen worden tijdens of na de oogst verhakseld, opgeslagen en gedroogd. Er bestaan verscheidene technieken om de gedroogde biomassa vervolgens om te zetten in energie. Traditioneel wordt houtachtige bio-
Wilgen hakhoutcultuur nabij Waver
massa via thermische omzetting gevaloriseerd, met name door verbranding en in mindere mate door vergassing of pyrolyse. Vergassing en verbranding van het geproduceerde gas in een stoomketel, gasmotor of gasturbine bieden de beste perspectieven voor elektriciteitsproductie, hoewel deze technologieën zich nog in een demonstratiefase bevinden.
Milieuvoordelen Energieteelten zijn CO2-vriendelijk, d.w.z. alle koolstof die bij de energieopwekking vrijkomt, werd initieel uit de atmosfeer door de planten opgenomen tijdens hun groei. Op die manier dragen ze niet bij tot de toename van de atmosferische CO2-uitstoot. Biomassa bevat bovendien nauwelijks zwavel en het gebruik ervan leidt dus niet tot SO2 -pollutie. Plantages met houtachtige gewassen hebben nog een aantal bijkomende voordelen. Studies tonen aan dat de aanplanting van populieren en wilgen leidt tot een verhoging van de biodiversiteit in vergelijking met gewone landbouwgewassen. Heel wat insecten, vogels en zelfs kleine zoogdieren vinden voedsel-, nest- en beschermgelegenheid in deze ‘cultuurbossen’. Ook heel wat wilde planten vinden een thuis in dit kunstmatige ecosysteem. Het aanplanten van houtige gewassen heeft tevens een bodemverbeterend en beschermend effect. De beworteling van de bomen beschermt de bodem tegen water- en winderosie, waardoor ondermeer het wegspoelen van (vruchtbare) grond drastisch beperkt wordt.
Bovendien kunnen snelgroeiende bomen heel wat nutriënten (stikstof en fosfor) opnemen. Op die manier wordt de uitloging van nitraten naar het grondwater in voormalige landbouwgronden tegengehouden. Bepaalde klonen van pionierssoorten (wilg, populier) vertonen bovendien een vrij grote metaaltolerantie en zijn in staat om hoge concentraties aan metalen te accumuleren in hun weefsels, waardoor het metaalgehalte in de bodem gereduceerd wordt. De metaaltolerante bomen kunnen geoogst worden en op deze manier kan een verontreinigde bodem gedeeltelijk worden gesaneerd (fytosanering of fytoremediëring). De geoogste planten kunnen verbrand of vergast worden en de metalen kunnen worden uitgefilterd m.b.v. daartoe geschikte filters zodat de metalen niet bijdragen tot luchtverontreiniging. Verder vormen energieteelten een alternatief voor de gronden die uit productie dienen te worden genomen in het kader van het Europees landbouwbeleid. Zo zullen in de loop van het volgend decennium in de EU alleen al zo’n 15 miljoen ha landbouwgrond vrijkomen (onttrokken aan voedselproductie), waarvan het merendeel ideaal geschikt is voor biomassateelt.
Milieubelasting In het geval van niet-houtige energieteelten is de milieubelasting dezelfde als deze van de klassieke akkerbouwgewassen, met name bemesting en het gebruik van pesticiden. Beiden zijn in veel mindere mate noodzakelijk voor houtige gewassen. Deze meerjarige gewassen hebben echter een vrij belangrijke impact op het landschap, en een doordachte inplanting is bijgevolg vereist. Energiebossen mogen zeker niet de plaats innemen van de ‘echte bossen’, maar zijn wel geschikt voor inplanting als buffer tussen intensieve landbouwgebieden en waardevolle natuur- en bosgebieden of in kwetsbare waterwingebieden (waar ondermeer bemesting sterk beperkt moet worden). Ook (midden)bermen van autosnelwegen bieden mogelijkheden voor korteomloopenergiebossen.
11
Korte omloop populierenaanplanting voor biomassaproductie in Boom (2 jaar)
De keuze van de boomsoort(en) dient in functie van de standplaats te gebeuren. Populier en wilg zijn bijvoorbeeld soorten met een grote waterbehoefte, zodat men deze best op vochtige bodems plant. De landbouwer is al dan niet terecht bang voor mogelijke schade aan naburige landbouwgronden (wildschade, competitie voor water, beschaduwing en ziektes). Verder kiest men best voor inheemse soorten die multiklonaal (mengeling van verschillende soorten en klonen) worden aangeplant om risico’s op ziekten en insectenplagen te minimaliseren.
Knelpunten
12
De belangrijkste hinderpalen voor een doorbraak van de energieteelten zijn de hoge productiekosten en de beperkte beschikbare ruimte. De omzettingstechnieken zijn beschikbaar, maar de biomassaopbrengsten zijn nog te laag waardoor energieteelten niet competitief zijn met de klassieke fossiele brandstoffen. Verbeterde selectiemethoden en teelttechnieken zouden hier in de toekomst verbetering in moeten brengen. De hervorming van het Europese landbouwbeleid eind jaren ’80 leidde tot een bevriezing van het landbouwareaal voor de teelt van graangewassen, oliehoudende en eiwitrijke gewassen. De ontstane braakgronden komen in principe in aanmerking voor de teelt van energiegewassen. Maar in Vlaanderen blijft de braakligging
beperkt tot 3.600 ha. In haar verordening (EEG)2080/92 heeft de EU een steunprogramma opgezet om de overbodige landbouwarealen een alternatieve bestemming te geven door bebossing. Aanplantingen van snelgroeiende houtsoorten met korte omloop komen echter enkel in aanmerking voor een bijdrage in de aanplantkosten. Inkomenssteun wordt enkel uitgekeerd aan landbouwers die hun grond minimaal 20 jaar bebossen (en dit gedurende de eerste vijf jaar). Een bijkomende stimulans voor energieteelten o.v.v. korte-omloophout wordt gegeven in het Ruimtelijk Structuurplan Vlaanderen. Van de 150.000 ha natuurverwevingsgebied die zullen worden afgebakend, behoren 70.000 ha tegelijkertijd tot de agrarische structuur; 10.000 ha daarvan zijn bestemd voor bosuitbreiding in het kader van de verordening (EG)2080/92. Dit is trouwens ook een doelstelling van het Actieplan Bosbouw, opgesteld in het kader van het Mina-plan 2 (actie 114). Toch is in Vlaanderen nog relatief weinig respons gekomen op de subsidiemogelijkheden voor bebossing. De knelpunten zijn van verschillende aard: • door subsidiëring (op Europees niveau) van specifieke landbouwteelten worden landbouwers die toch aan bosbouw willen doen, weggeconcurreerd
• het landbouwareaal is erg versnipperd, hetgeen de rendabiliteit van houtige gewassen niet ten goede komt • bebossing leidt tot grondwaardedaling: omschakeling van bos naar landbouw is (wettelijk) mogelijk, maar vergt aanzienlijke cultuurtechnische inspanningen en leidt tot een - zij het gevoelsmatige - negatieve beoordeling van de bodemkwaliteit (hoewel bebossing een bodemverbeterend en sanerend effect heeft ...) • de dreiging van gewestplanherzieningen leidt tot onzekerheid bij de landbouwers • de landbouwsector ervaart dit concept als een te groot risico
Potentieel in Vlaanderen Het potentieel voor energieteelten in Vlaanderen is naast de beschikbare ruimte ook sterk afhankelijk van de biomassaopbrengst per ha. Momenteel kan onder gunstige omstandigheden ongeveer 10 à 12 ton droge stof per ha per jaar gehaald worden (populier en wilg). In de toekomst kunnen misschien hogere opbrengsten tot jaarlijks 20 ton droge stof per ha behaald worden door verbeterde selectiemethodes en cultuurtechnieken. Voor populier en wilg zou een jaarlijkse netto energie-opbrengst van 180 à 200 GJ per ha mogelijk zijn. Door hogere biomassaopbrengsten kan een hogere energieopbrengst gerealiseerd worden. In de veronderstelling dat de 10.000 ha natuurverwevingsgebied bestemd voor bosuitbreiding in het kader van verordening (EG)2080/92 volledig benut worden voor de teelt van korte-omloophout, ontstaat een netto potentiële elektriciteitsproductie van 130 GWhe (26 % omzetrendement) (voor een voorziening van 37.000 gezinnen) en een mogelijke warmterecuperatie van circa 675 TJ.
In Zweden is meer dan 10.000 ha bestemd voor energieteelten. In het stadje Enköping (15.000 inwoners) levert wilgenhout meer dan 90% van de warmte en elektriciteit. In België blijft energie uit bioteelten nog beperkt tot enkele proefprojecten. In 1995 werd een pilootproject opgezet door het Waals Gewest en Electrabel om elektriciteit te produceren uit wilgen- en populierenhout d.m.v. vergassing (TtCR-Gazel-project, Taillis à très Courte Rotation). Met een geïnstalleerd vermogen van 150 kWe wordt een productie van 150 MWhe gerealiseerd. Dit vereist een plantage (wilg en populier) van tien ha met een biomassaopbrengst van 12 ton droge stof per ha per jaar. Het proces is geschikt voor vermogen van 100-500 kWe. In april 1996 werd door de Universiteit Antwerpen (UIA) een proef- en demonstratieplantage met populier aangelegd. De aanplanting is samengesteld uit 17 veredelde, geselecteerde populierenklonen en twee wilgenklonen op een oppervlak van 0,6 ha met een plantdichtheid van 10.000 planten per ha. Op het einde van het eerste groeijaar werden alle populieren teruggesneden, waardoor een hakhoutsysteem werd gecreëerd dat vanaf het tweede groeijaar meerdere scheuten per stronk produceerde. In de winter van 2000-2001 werden alle bomen geoogst. De plantage is gesitueerd op een voormalige stortplaats, met een relatief onvruchtbare bodem die licht gepollueerd is met zware metalen. Er werd geen irrigatie of bemesting toegepast gedurende het hele experiment. Het onderzoek spitst zich voornamelijk toe op het nagaan van klonale verschillen in groei en opbrengst, de ontwikkeling van een productiemodel en de opstelling van een koolstofbalans voor populieren onder korte-omloop. De maximale jaaropbrengst kan gaan tot 12,5 ton droge stof per ha.
De uit productie genomen cultuurgronden (braakgronden) kunnen benut worden voor de teelt van energiegewassen als bvb. koolzaad. Op basis van de huidige braakligging (3.600 ha) en de netto-energieopbrengst van koolzaad (ongeveer 60 GJ/ha/jaar) wordt het energetisch potentieel uit eenjarige energiegewassen geschat op circa 220 TJ. De potentiële opbrengst aan biodiesel bedraagt dan circa 150 TJ.
Praktijkvoorbeelden In de Verenigde Staten, Canada en Zweden leveren bioteelten reeds elektriciteit.
Houtsnippers van UIA energiebos te Boom
13
7. Organische fracties 7.1. Houtafval Biomassa in de vorm van bosbouwproducten kan bestaan uit bomen verkregen via conventionele bosbouw op korte termijn en uitgedunde bomen verkregen via conventionele bosbouw op lange termijn. Biomassa in de vorm van houtafval bestaat uit residu’s van bosexploitatie, van zagerijen en schrijnwerkerijen (primaire verwerking), uit houtafval van verwerkende industrie/constructies en van de verpakkingsindustrie (secundaire verwerking) en uit houtafval van containerparken en sorteerinstallaties (geregistreerd als huishoudelijke afvalstoffen). Hout, alsook bepaalde fracties dunningshout en resten van zagerijen ed., zijn op de eerste plaats bedoeld als grondstof voor de houtverwerkende industrie. Daarnaast kan energetische valorisatie van de overschotten gebeuren door verbranding in houtverbrandingsinstallaties (warmteproductie) bij bedrijven of in een centrale stookinstallatie gekoppeld aan een WKK-installatie voor warmte- en elektriciteitsproductie.
Milieuvoordelen Net als bij energieteelten is ook het energetisch gebruik van hout(afval) een CO2-neutrale kringloop, m.a.w. de CO2 die versneld vrijkomt bij de verbranding van hout (sneller dan bij spontane degradatie) wordt terug opgenomen door bomen die binnen een relatief kort tijdsbestek opnieuw worden aangewend als energiebron.
Milieubelasting
14
Vanaf de tweede helft van de jaren zeventig is het technologisch onderzoek vooral gericht op vergassing en pyrolyse. Vergassing laat toe om vnl. SO2 en NOx-emissies te reduceren t.o.v. verbranding. Mits een doorgedreven reiniging van het geproduceerde stookgas vóór verbranding in een gasmotor of turbine (met verwijdering van stof, roet en teerachtige bestanddelen) kan ook de emissie van stof en zware metalen verminderd worden.
Knelpunten Het gebruik van de energie-inhoud van houtresten, afkomstig van het eigen productieproces, wordt reeds jaren toegepast in houtverwerkende bedrijven. De gewonnen warmte wordt nuttig gebruikt in het bedrijf. Bepaalde types houtresten, nl. de “niet-gevaarlijk behandelde resten”, zoals beklede, gelakte, geverfde houtresten, mogen enkel verbrand worden in installaties die aan quasi even strenge eisen voldoen als huisvuilverbrandingsinstallaties (HVVI’s). Deze gelijkschakeling “per definitie” aan huisvuilverbranding maakt dat bepaalde bedrijven de omgekeerde weg bewandelen: men schakelt terug over naar fossiele brandstoffen in plaats van hout, omdat de houtverbranding te duur wordt wegens de opgelegde normen en meetverplichtingen. De fracties houtresten die dan vrijkomen en verder verwerkt moeten worden, kunnen eventueel in aanmerking komen voor het winnen van energie, zij het dan op een andere plaats (met bijkomende transportkosten !) Voor het verbranden van “onbehandeld houtafval” valt men onder de bepalingen van het VLAREA, waarbij dit type houtafval als secundaire brandstof (grondstof onderworpen aan andere emissienormen) wordt beschouwd.
Tot op heden wordt hout in hoofdzaak via verbranding energetisch benut. Bij houtverbranding moet evenwel rekening gehouden worden met een aantal emissies die enerzijds bepaald worden door de samenstelling en eventuele voorbehandeling van de brandstof, anderzijds door het concept van de verbrandingsinstallatie en de verbrandingsvoorwaarden. Naast de emissieproblematiek kunnen bij houtafvalverbranding in bepaalde gevallen problemen optreden met de verwijdering van de assen, namelijk wanneer zware metalen, afkomstig van het verbranden van verduurzaamd hout, in de assen geconcentreerd worden.
Houtpellets bruikbaar als brandstof
Potentieel in Vlaanderen Het bos in Vlaanderen bestaat overwegend uit kleinere eenheden en kent een sterke versnipperingsgraad. Meer dan de helft van de Vlaamse bosoppervlakte wordt gevormd door boscomplexen kleiner dan 100 ha. In 1997 telde Vlaanderen 137.685 ha bos, waarvan 135.185 ha beschikbaar voor houtvoorziening, en 1.500 ha ‘andere’ beboste oppervlakte (semi-natuurlijke, gemengde bestanden). Ongeveer 95% van de bosbouwoppervlakte bestaat uit hoog bos; 5% wordt gevormd door hakhoutbos (kreupelhout). Volgens gegevens van AMINAL wordt jaarlijks 300.000 ton hout gekapt in Vlaanderen. Daarmee wordt 10-11% van het totale houtverbruik in Vlaanderen (ongeveer 6 miljoen m3 per jaar) op eigen grondgebied geproduceerd. Het geoogste hout wordt voornamelijk verwerkt in de houtverwerkende nijverheid en komt dus niet rechtstreeks in aanmerking voor energetische valorisatie. De residu’s die achterblijven bij bosexploitatie kunnen evenmin gebruikt worden als brandhout omdat dood hout een onontbeerlijke factor is in het duurzame bosbeheer. Voor warmteproductie wordt voornamelijk houtafval van de houtverwerkende en verpakkingsindustrie (paletten) gebruikt. In België zijn gegevens over particulier houtverbruik praktisch onbestaande. Omdat de situatie in België - en in het bijzonder Vlaanderen - vergelijkbaar is met Nederland, werd een schatting gemaakt op basis van cijfermateriaal uit Nederland. Het jaarlijkse huishoudelijk brandhoutgebruik in Vlaanderen kan bijgevolg geschat worden op 250.000 ton of 3,9 PJ (luchtdroog hout, 15% vocht).
tor en de spaanplaatindustrie) in 200 à 300 installaties. In Vlaanderen, waar het merendeel van de secundaire houtverwerkingssector gevestigd is, zou 80% van de totale hoeveelheid verbrand worden. Het jaarlijkse industriële houtverbruik voor thermische valorisatie in Vlaanderen wordt geschat op 520.000 ton of 8 PJ (15% vocht).
Praktijkvoorbeelden 15
Vyncke n.v. stond in voor het ontwerp van een gecombineerd schroefstookrooster met een watergekoeld naverbrandings-traprooster die de actuele en toekomstige emissienormen garandeert. De klant is Decospan n.v., Belgisch fabrikant van MDF en fineer-vloerbedekking (parket). Het afval is hoofdzakelijk droge productieresten van MDF en fineer van parket-fabricatie onder de vorm van zaagsel, schuurstof en gebroken resten. De stoomketel levert verzadigde stoom voor de continue werking van de fineer-persen en in de wintertijd ook voor het verwarmen van de productie-gebouwen. De installatie bestaat uit een hoge druk stoomketel met een watergekoeld dynamisch trappenrooster gevoed door een schroefstooksysteem en heeft een vermogen van 5 MW en is actief sinds 1998. De schroefstokerpot, gevoed door een duwplaten schroefstooksysteem zorgt voor de verbranding. Het watergekoeld rooster ontvangt de reeds grotendeels verbrande brandstof en zorgt voor de naverbranding. Het op het rooster brengen van de brandstof gebeurt door middel van een schroefstrooksysteem. Tussen dit schroefvoedingssys-
Selectief ingezameld houtafval (hoofdzakelijk afgedankte meubelen en sloophout van huishoudens) komt voornamelijk met het restafval op de stortplaatsen terecht of wordt mee verbrand in de huisvuilverbrandingsinstallaties (HVVI’s). In Vlaanderen werd in 1998 58.400 ton houtafval aangeboden in containerparken en in 1999 is dit cijfer gestegen tot 85.927 ton. Over de hoeveelheden houtafval van houtbewerkende en -verwerkende industrie en over het gebruik in industriële stookinstallaties zijn weinig gegevens beschikbaar. Volgens de sector zelf werd in 1994 ongeveer 650.000 ton hout verbrand (voornamelijk afkomstig uit de meubelsec-
Houtafvalverbranding voor energieproductie Decospanoven (SMW)
teem en het watergekoeld traprooster vinden we een trog waar reeds de verbranding plaatsvindt. Deze trog blijft altijd gevuld met vergassende houtresten wat tevens vermijdt dat de voedingsschroef blootgesteld wordt aan de straling komende uit de vuurhaard. Het naverbrandingsrooster bestaat uit een watergekoeld trap, tussen twee watercollectoren gebouwd. Dit roostercircuit wordt doorlopen door water dat tevens deel uitmaakt van het circulerende medium. Tussen de vaste watergekoelde trappen zijn beweegbare gietijzeren roosterduwplaten gemonteerd die pneumatisch aangedreven worden. Deze roosters verzekeren een gecontroleerde vooruitbeweging van de brandstof op het trappenrooster. Op het einde van de trap wordt een ontassingsschroef geplaatst. Deze schroef brengt de assen buiten het ketelcorpus in een ascontainer. Boven het eigenlijke watergekoeld verbrandingsrooster wordt de vuurhaardruimte geplaatst. Deze vuurhaard bestaat uit een ruim, volledig watergekoeld lichaam. Dit lichaam is praktisch volledig uitbekleed met vuurvast beton. De weg die de rookgassen in de vuurhaard dienen af te leggen, is zo geconcipieerd dat een hoge verblijftijd van deze rookgassen bekomen wordt (goede verbranding).
Gedurende deze passage door de vuurhaard wordt er secundaire en tertiaire verbrandingslucht toegevoegd wat eveneens bijdraagt tot een volledig en gecontroleerd verbrandingsproces. Bovenop de vuurhaard wordt dan de eigenlijke ketel geplaatst (vlampijpprincipe) waarop indien nodig nog een brander kan geplaatst worden, dankzij zijn lange naverbrandingskamer. De watergekoelde keerkamer brengt de rookgassen uiteindelijk in een vlampijpenbundel alwaar ze richting rookgasuitlaat gestuurd worden. In het kader van het EG THERMIE en het Vlaamse VLIET programma is op de VUB campus te Etterbeek een 500 kWe warmtekracht pilootcentrale gebouwd. In deze centrale wordt biomassa vergast en de synthesegassen worden gebruikt in een gasturbine. De commerciële schaal waarop gemikt wordt is 2 tot 5 MWe. Bij deze schaal wordt atmosferische vergassing voorgesteld, gevolgd door indirecte verbranding in een gasturbine. De synthesegassen worden verbrand in de uitlaat van de turbine en de warmte wordt via een metalen gas/gas warmtewisselaar naar de turbine gevoerd, die op warme lucht draait. De temperatuur van de warme lucht is beperkt tot 800°C. In een latere fase wordt bijstook van aardgas voorzien om deze temperatuursbeperking te omzeilen. Op termijn wordt waterinjectie in de luchtverwarmer voorzien om de prestaties op te drijven en om flexibiliteit in de warmte/kracht verhouding in te bouwen. De uiteindelijke prestaties die voor de pilootcentrale worden verwacht zijn een totaal rendement van 70% en een elektrisch rendement van 24%. Bij injectie van water kan dit worden opgedreven tot 28% bij een vermogen van 700 kWe.
7.2. Akker- en tuinbouwresidu’s a. Organisch afval uit de tuinbouwsector
16
Gasturbine, VUB, EG- Thermie project
De totale productie aan organisch afval in de tuinbouwsector wordt geraamd op 253.000 ton per jaar. De afvalstromen zijn voornamelijk afkomstig van de aardbeienteelt, de tomatenteelt en de champignonteelt (‘champost’ of niet meer bruikbare champignoncompost). Champost wordt hergebruikt als bodemverbeteraar in land- en tuinbouw en door particulieren. De verwerking van de andere afvalstromen gebeurt meestal door eigen compostering - wat niet meer inhoudt dan het afval op een hoop gooien - of verbranding - al dan niet vergund. Door de zware concurrentie en de zwakke positie van de sector is er geen bereidheid te investeren in verwerkingssystemen als compostering of vergisting. Bovendien blijkt de vergistbaarheid van het tuinbouwafval niet optimaal.
Overschotten van veilingen (interventieafval) worden gerecupereerd als veevoeder voor zover ze niet onbruikbaar gemaakt worden via behandeling met kleurstoffen. Het aanbod is seizoensgebonden en verschilt van jaar tot jaar. In de oogstperiode 1998-1999 kwam bijna 17.000 ton interventieafval vrij (hoofdzakelijk appelen en peren). In de toekomst zal de hoeveelheid interventieafval uit veilingen afnemen door een volgens EG-verordening voorziene afbouw. Bovendien zou maximaal 5% van het interventieafval voor vergisting kunnen worden aangeboden, zodat het potentieel van deze biomassastroom als verwaarloosbaar kan beschouwd worden. Ander organisch afval dat vrijkomt bij het opruimen van de veilinghallen is vervuild met (moeilijk te verwijderen) karton en plastiek en wordt gestort als gemengd bedrijfsafval.
den slechts in kleine hoeveelheden op de composteringsinstallaties aanvaard.
b. Organische afvalstromen uit de landbouwsector
Selectieve inzameling en verwerking van GFT en groenafval beantwoorden aan de doelstellingen van het Vlaamse afvalbeleid dat gericht is op preventie, hergebruik en recuperatie. Dankzij een ver doorgedreven selectieve inzameling vermindert de totale hoeveelheid huishoudelijke afvalstoffen die moet worden aangeboden voor verbranden of storten. Het eindproduct van GFT- en groencompostering en van de vergisting van GFT is een hoogwaardige secundaire grondstof: compost. Compost kan afgezet worden als bodemverbeterend middel, als grondstof voor substraten of als een biotechnische toepassing (bvb. als bodemsanerende factor). Door zijn hoge gehalte organische stof verbetert compost namelijk de structuur van de bodem, activeert het biologisch leven, reguleert de zuurtegraad en heeft een ziektewerend vermogen. De aanwezige nutriënten komen slechts zeer langzaam vrij waardoor er minder gevaar is voor uitspoeling en verontreiniging van het oppervlaktewater. Door die langdurige positieve nawerking is het een investering op lange termijn.
In de landbouwsector ontstaan 3 belangrijke organische afvalstromen: mest, stro en dierlijk afval. Stro en dierlijk afval komt niet in aanmerking voor energierecuperatie op grote schaal. Mest wordt verder afzonderlijk besproken. In België wordt jaarlijks ongeveer 1,34 miljoen ton stro geproduceerd. Het stro wordt gebruikt als vloerbedekking in veestallen, zodat in Vlaanderen geen overschot aan stro beschikbaar is voor energierecuperatie. Een gedeelte van het dierlijk afval wordt nuttig toegepast voor zover het geen gespecifieerd risicoafval is dat wordt verbrand.
7.3. GFT en groenafval GFT of groenten-, fruit- en tuinafval bestaat uit het gescheiden ingezamelde organisch deel van het huishoudelijk restafval. Het omvat het keukenafval en niet-houtig, fijn tuinafval van huishoudens. GFT komt in aanmerking voor compostering of vergisting Groenafval komt vrij in tuinen, plantsoenen, parken en langs wegbermen (bermmaaisel). Het omvat grof snoeihout, verhakseld snoeihout, haagscheersel, stronken, bladeren en gazonmaaisel. Het groenafval van huishoudens en gemeentelijke groendiensten komt voornamelijk terecht op de intercommunale en private groencomposteringen. Van het groenafval van tuinaannemers wordt slechts een kleine fractie op de composteerterreinen aangeboden. Ook boomstronken en wegbermmaaisel wor-
Bij de compostering zetten micro-organismen het organisch materiaal om tot een stabiele compost, waarbij CO2, water en warmte geproduceerd worden. Het composteringsproces zou in principe gepaard kunnen gaan met warmterecuperatie, maar in werkelijkheid vergt het proces veel energie: door de grote zuurstofvraag zijn actieve beluchtingssystemen (ventilatoren) noodzakelijk. Energierecuperatie is wel mogelijk bij anaërobe vergisting, waarbij biogas wordt gevormd. Het biogas kan gevaloriseerd worden in een gasmotor of gasturbine, waarbij de energie-inhoud van de fractie methaan wordt aangewend om elektriciteit te produceren.
Milieuvoordelen
Milieubelasting Tijdens warme periodes kan GFT-inzameling sterke geurhinder veroorzaken. Ook de verwerkingseenheden, met name de open groencomposteringsinstallaties, geven vaak aanleiding tot klachten over geurhinder bij de omwonenden. GFT stelt bovendien zowel de mensen thuis als de ophalers en arbeiders in de verwerkingseenheden bloot aan een verhoogde belasting aan schimmels en bacteriën, wat een effect kan hebben op personen met astma en allergieën. Het openen en ledigen van een GFTcontainer veroorzaakt een stijging van de hoeveelheid kiemkrachtige schimmelsporen in de lucht met een factor 10. Er werd echter geen significant verschil gevonden in blootstelling tussen het ophalen van GFT, huishoude-
17
lijk restafval. Algemeen treden bij afvalophalers meer ontstekingsreacties in de bovenste luchtwegen op.
Knelpunten In Vlaanderen is er een structureel tekort aan verwerkingscapaciteit voor GFT en groenafval op jaarbasis. Op piekmomenten van aanvoer ligt de nominale verwerkingscapaciteit lager dan het aanbod. Bovendien zorgt ook de samenstelling van het GFT op piekmomenten voor problemen. De grote hoeveelheden gras (tot 35% van het totale GFT- aanbod in de zomermaanden) maken het GFT moeilijk composteerbaar (als gevolg van compactie, een hoge vochtigheidsgraad en een lage koolstof/stikstof verhouding). Uitbreiding van de vergistingscapaciteit kan een oplossing bieden. Anderzijds is groenafval niet geschikt voor vergisting, zodat de toename van het groenaanbod in de toekomst zal moeten opgevangen worden door een grotere capaciteit voor groencompostering. Selectieve inzameling en verwerking van organisch afval zijn slechts zinvol wanneer de kringloop daadwerkelijk gesloten wordt met een nuttige toepassing van het eindproduct compost. De afzet van de compost bepaalt de economische rendabiliteit van de verwerking, maar het welslagen van die afzet is afhankelijk van de compostkwaliteit, de wettelijke reglementering en promotie. Zowel het Mestdecreet als VLAREA reglementeren het gebruik van compost en leggen daarmee ook een zware hypotheek op de afzet ervan in land- en tuinbouw. Het Mestdecreet herleidt het gebruik van meststoffen en bodemverbeterende middelen namelijk tot een zuiver mathematische optelsom van stikstof en fosfor. Maar compost heeft een hoog gehalte aan organische stof en een langzame stikstofmineralisatie, waardoor de aanwezige nutriënten slechts zeer langzaam vrijkomen en er minder gevaar is voor uitspoeling en verontreiniging van het oppervlaktewater. In het kader van VLAREA behoudt een secundaire grondstof tot bij de gebruiker het karakter van afvalstof indien deze zonder voorbehandeling opnieuw kan hergebruikt worden. Dit hypothekeert tot nader order het verhandelen en exporteren van compost.
18
Ook het bermmaaisel zorgt voor de nodige problemen. Volgens de bepalingen van het Bermbesluit is het maaien van bermen en graskanten enkel toegestaan na 15 juni en moet het bermmaaisel binnen de 10 dagen verwijderd worden. Daarbij komen aanzienlijke hoeveelheden biomassa vrij op het moment dat de gemeentelijke composteringseenheden al overbelast zijn. Door het structurele capaciteitstekort op de groencomposteringen wordt bermmaaisel, dat bovendien moeilijk composteerbaar is, zoveel mogelijk gemeden.
Als gevolg van de potentiële verontreinigingen heeft bermmaaisel weinig andere afzetmogelijkheden. VLAREA maakt het gebruik van bermmaaisel als organische bemesting op cultuurgrond onmogelijk, aangezien bermmaaisel niet erkend is als bodemverbeterend middel of als secundaire grondstof voor gebruik in of als meststof. VLAREA verbiedt ook het storten van selectief ingezamelde organische afvalstoffen sinds 1 juli 1998 (stortplaatsen voor huishoudelijke en daarmee gelijkgestelde bedrijfsafvalstoffen), maar maakt een uitzondering voor ‘afvalstoffen voortkomend uit het onderhoud door gemeentelijke diensten’, zodat het bermmaaisel hoofdzakelijk op de categorie 2-stortplaatsen terechtkomt.
Potentieel in Vlaanderen In 1998 werden in Vlaanderen 1,86 Mton huishoudelijke afvalstoffen selectief huis-aan-huis ingezameld of aangeboden in containerparken of centrale verzamelplaatsen. De figuur geeft de procentuele verdeling van de verschillende ingezamelde fracties. Figuur: Procentuele verdeling van de selectief ingezamelde huishoudelijke afvalstoffen in Vlaanderen in 1998
Voor de verwerking van GFT waren 6 gesloten aërobe composteringseenheden en 1 vergistingseenheid beschikbaar in 1998. Met in totaal bijna 280.000 ton GFT verwerkt, was de beschikbare capaciteit volledig benut. Meer dan 50.000 ton GFT werd naar Nederland geëxporteerd. Het maximale aanbod aan GFT wordt geraamd op 350.000 ton. Wanneer de totale hoeveelheid GFT via vergisting zou verwerkt worden, ontstaat een jaarlijks elektrisch potentieel van minstens 67 GWhe (bruto) (voor een voorziening van 19.000 gezinnen) en een potentiële warmterecuperatie van 345 TJ. Het aanbod bermmaaisel wordt op basis van productiecijfers per ha en een inschatting van de totale lengte van de bermen geraamd op 200.000 tot 500.000 ton per jaar.
19
Overzicht ovengasinstallatie DRANCO II Igean te Brecht
Met de bestaande infrastructuur wordt de maximaal beschikbare verwerkingscapaciteit voor bermmaaisel geschat op minder dan 20.000 ton per jaar. Door het structurele tekort aan verwerkingscapaciteit en de slechte composteerbaarheid van bermmaaisel, kan eventueel geopteerd worden voor verbranding met elektriciteitsproductie. Met een aanbod van 200.000 ton/jaar en een stookwaarde van 3,6 GJ/ton, bedraagt het energiepotentieel van bermmaaisel 720 TJ. De potentiële jaarlijkse elektriciteitsproductie bedraagt dan ongeveer 44 GWhe (voor een voorziening van 13.000 gezinnen). Uit de cijfers van 1999 blijkt dat er een stijging is tot 2,03 Mton.
Praktijkvoorbeeld De in Vlaanderen ontwikkelde DRANCO-technologie (Dry Anaerobic Composting) steunt op een combinatie van anaërobe en aërobe afbraak (onderstaande figuur). Het DRANCO proces omvat een anaërobe droge vergistingsfase van ongeveer 3 weken, in een gesloten fermentor bij 50-55°C, gevolgd door een korte aërobe composteringsfase van 2 weken. In de fermentor ontstaat een pasta, zodat aan het inkomende substraat geen water meer moet toegevoegd worden. Het hoge droge stofgehalte en de relatief hoge vergistingstemperatuur zorgen voor een hogere netto-energieopbrengst. Een deel van het geproduceerde biogas wordt benut in een stoomgenerator voor de opwarming van het inkomende substraat en voor de productie van de nodige proceswarmte. De rest van het biogas wordt gebruikt als brandstof in een gasmotor-generatoreenheid voor elektriciteitsproductie, waarvan een deel voor eigen gebruik. De gerecupereerde warmte wordt gebruikt voor verwarming van de gebou-
wen op de site en om het water van de stoomgenerator voor te verwarmen. De aërobe nacompostering garandeert een volledige stabilisatie van de componenten die onder anaërobe condities niet verder kunnen afbreken. Het eindproduct is Humotex, een stabiele gehygiëniseerde bodemverbeteraar.
Scheidingsvergistingsinstallatie te Brecht van Igean
De DRANCO-technologie kan worden aangewend voor GFT, de organische fractie van gemengd afval, ontwaterd slib, niet-recycleerbaar papier (wegwerpluiers), organisch bedrijfsafval en eventueel mest. In 1998 werd met een aanvoer van 20.050 ton GFT en niet-recycleerbaar papier 2.050 MWhe geproduceerd (elektrisch vermogen 290 kWe) en 3.687 GJ warmte gevaloriseerd. De netto elektriciteitsproductie bedroeg 67 kWhe/ton (voor een voorziening van 19.000 gezinnen) De biogasproductie was hoger dan door de gasmotor kon worden afgenomen. Bovendien was er nood aan een tweede DRANCO-installatie om de toenemende aanvoer van GFT te kunnen verwerken. DRANCO 2 werd eind 1999 opgestart en is uitgerust met 2 gasmotor-generatoreenheden (totaal geïnstalleerd vermogen 1314 kWe) en een stoomgenerator die werkt op de uitlaatgassen van een gasmotor. Ook het biogas van DRANCO 1 dat de voorgaande jaren moest worden afgefakkeld, wordt in de tweede installatie omgezet in elektriciteit. De gerecupereerde warmte wordt zowel voor stoomproductie als voor gebouwenverwarming gebruikt.
Figuur: Schema van de DRANCO-installatie in Brecht
7.4. Mest De belangrijkste afvalstroom uit de landbouwsector is mest. In Vlaanderen wordt jaarlijks 35 miljoen ton dierlijke mest. In functie van de herkomst kan de mest in 5 klassen opgedeeld worden: kalvergier van mestkalveren, rundveemest, varkensmest, pluimveemest en mest van andere diersoorten (paarden, schapen, …). De definitie van mestoverschot en de bepaling van het energetisch potentieel van mest zijn afhankelijk van de beperkingen op landtoepassing die in het Mestdecreet worden vastgelegd. De bemestingsnormen worden strenger, zodat de hoeveelheid “niet-plaatsbare” mest zal toenemen. Het Mestactieplan 2 bis voorziet om via de aanpak aan de bron (15% via veevoeding en 10% via herstructurering) en het verbeteren van de oordeelkundige bemesting 25% van het mestoverschot weg te werken. De mestverwerking zelf moet dan nog 50% van het mestoverschot wegwerken. 20
De mestverwerkingsinitiatieven richten zich voornamelijk op pluimveemest, varkensmest en in geringere mate kalvergier. Mogelijkheden voor mestverwerking met energierecuperatie zijn verbranding en vergisting, beide met elektriciteitsproductie. Louter thermische valorisatie is beperkt tot enkele experimentele vergistingsinstallaties op landbouwbedrijfsniveau. Er loopt een proefvergunning voor het verbranden van ontwaterde varkensmest op een landbouwbedrijf. Daar-
naast heeft men het verbranden van ontwaterde varkensmest getest in de bestaande steenkoolcentrale van Electrabel. Coverbranding van mest in steenkoolcentrales is vanuit energetisch oogpunt interessant; ook de investeringen zijn doorgaans laag. Toch heeft deze verwerkingsoptie beperkte toepassingsmogelijkheden door o.a. corrosieproblemen die optreden in de verbrandingsovens. Het voordeel bij coverbranding is dat dankzij de hoge verbrandingstemperatuur in steenkoolcentrales geen dioxines gevormd worden.
Milieuvoordelen Mestverwerking wordt opgelegd als één van de maatregelen om het mestoverschot in te perken. Minder mestoverschot betekent minder toepassing op landbouwgronden en dus minder aanrijking van het milieu (en vooral van het grond- en oppervlaktewater) met de nutriënten stikstof en fosfor. Van de vele mestverwerkingsinitiatieven zijn er slechts enkele die energierecuperatie toepassen, waarmee zij een extra milieutroef hebben: besparing op fossiele brandstoffen. Toch zijn deze initiatieven geen oplossing voor het mestprobleem in Vlaanderen.
Milieubelasting Bij verbranding en vergisting van varkensmest of kalvergier ontstaat een effluent dat verder gezuiverd wordt om
te kunnen lozen in het oppervlaktewater Ook geurhinder blijft een bron van zorg, in het bijzonder bij grootschalige installaties met indamp- en droogprocessen. VLAREM legt mestverwerkers een aantal verplichtingen op zoals bijvoorbeeld laden en lossen in afgesloten ruimtes, werken onder onderdruk, plaatsen van gaswasser en biofilter,… om de geuremissies te beperken. Een niet-constante samenstelling van de aangevoerde mest kan de kwaliteit van de rookgassen bij verbranding negatief beïnvloeden. Bij vergisting van mest bevat het gevormde biogas veel zwavelverbindingen, die meestal biologisch verwijderd worden.
Knelpunten Mestverwerking voor het reduceren of milieuvriendelijk verwerken van mestoverschotten, al dan niet met energierecuperatie, is een dure oplossing. De verwerkingskosten kunnen oplopen tot 800 à 900 BEF (19,83-22,31 Euro) per ton mest, terwijl de haalbaarheidsgrens voor de landbouwer 500 à 600 BEF (12,39-14,87 Euro) per ton mest bedraagt. Hierdoor zijn bepaalde projecten niet rendabel. Andere knelpunten zijn: • mestverwerking gaat gepaard met hoge investeringskosten en vereist een constante aanvoer, wat veel initiatiefnemers willen garanderen door het afsluiten van langlopende contracten met de veehouders (10-15 jaar). • er bestaat onzekerheid over het al of niet verstrengen van de emissienormen; sectorale lozingsvoorwaarden voor mestverwerkingsinstallaties liggen vast in afdeling 5.28.3. van VLAREM II, de emissienormen zijn zeer streng. • het vinden van een geschikte inplantingsplaats is niet evident; omdat mestverwerkingsinstallaties weinig toegang vinden tot de (schaarse) industrieterreinen worden ook de mogelijkheden voor warmtelevering aan bedrijven afgesneden. Mestverwerkingsinstallaties kunnen onder bepaalde voorwaarden ingeplant worden in agrarisch gebied. Ook coverbranding van mest in steenkoolcentrales wordt belemmerd. Een beperkte toevoeging van 1% mest per jaar zou mogelijk zijn, maar de elektriciteitsproducenten wijzen op het risico dat een elektriciteitscentrale zelfs dan als afvalverwerker gecatalogeerd wordt. Niet alleen door technische en structurele problemen, maar ook door de tijdsbeperking (de steenkoolcentrales worden afgebouwd) krijgt deze verwerkingsoptie weinig krediet.
Potentieel in Vlaanderen Op basis van de dierbezetting op de Mestbankaangifte 1999 (productiejaar 1998) en de eindbemestingsnormen voor 2003 wordt het te verwerken mestoverschot voor 2003 geraamd op bijna 2,8 miljoen ton, waarvan 2,4 miljoen ton varkensmest. De potentiële elektriciteitsproductie uit verbranding van het totale pluimveemestoverschot wordt geraamd op 170 GWhe (voor een voorziening van 49.000 gezinnen). Met een gemiddelde biogasproductie van 30 m3 per ton mest, bedraagt de potentiële bruto elektriciteitsproductie uit het totale varkensmestoverschot 160 GWhe (waarvan het grootste gedeelte verbruikt wordt door de installatie zelf). De potentiële warmterecuperatie wordt geraamd op 835 TJ.
Praktijkvoorbeelden Om een goede verbranding zonder toevoeging van hulpbrandstof mogelijk te maken, mag het gehalte aan droge stof van de mest niet lager zijn dan 55% (stapelbare mest). Pluimveemest, met een gehalte van droge stof van 40-60% naargelang de voordroging, komt hiervoor in aanmerking. Varkens- en rundermest (mengmest met 5 tot 10% droge stof) en kalvergier (ongeveer 2% droge stof) kunnen met behulp van centrifuges in een dikke en een dunne fractie gescheiden worden, waarna de dikke fractie verbrand kan worden. De dunne fractie kan ingedampt of in een biologisch zuiveringssysteem behandeld worden met het oog op lozing in het oppervlaktewater of spreiding over landbouwgrond. Het bekomen concentraat resp. zuiveringsslib komt voor verdere behandeling bij de dikke fractie terecht. De verbrandingsassen kunnen afgezet worden in de kunstmeststoffenindustrie. De combinatie scheiden/verbranden en biologische zuivering van de dunne fractie van varkensmest zou toegepast worden in de pilootinstallatie van de Vlaamse vennootschap BioPOWER. BioPOWER had een verwerkingsinstallatie met een capaciteit van 880.000 ton varkensmest per jaar voor ogen en kon instaan voor de verwerking van bijna 40% van het totale mestoverschot in Vlaanderen. Naast varkensmest konden ook andere nutriëntrijke biomassastromen in de installatie verwerkt worden (pluimveemest, zuiveringsslib). De varkensmest zou verbrand worden in een wervelbedoven, gecombineerd met een STEG-installatie op aardgas. De totale jaarlijkse elektriciteitsproductie werd geschat op 400 GWhe (voor een voorziening van 114.000 gezinnen), waarvan ongeveer 2/3 uit aardgas, 1/3 uit biomassa en 40 GWhe voor eigen gebruik. Het project BioPOWER werd echter (voorlopig) stopgezet. De installatie kreeg dezelfde lozingsnormen opgelegd als deze van waterzuiveringsstations voor huishoudelijk afvalwater, waardoor de verwerkingsprijs steeg van
21
450 tot 640 BEF/ton (wat de draagkracht van de veeteeltsector overschrijdt). Verbranding van pluimveemest wordt onder meer toegepast door Fibropower Ltd. Met een totaal geïnstalleerd elektrisch vermogen van 64,7 MW wordt jaarlijks 670.000 ton pluimveemest verwerkt in het Verenigd Koninkrijk. De netto-elektriciteitsproductie bedraagt ongeveer 500 kWhe/ton mest. Fibropower Ltd. wil ook in Vlaanderen een verwerkingsinstallatie opstarten met een capaciteit van 250.000 ton pluimveemest. Vergisting van mest gebeurt doorgaans in een continu gemengde gistingstank, zowel mesofiel als thermofiel en wordt vooral toegepast voor de verwerking van varkensmest. Onbehandelde mengmest kan vergist worden. De eindproducten zijn een te composteren of te drogen dikke fractie, een te zuiveren effluent en biogas. Het gevormde biogas wordt meestal gevaloriseerd door warmtekrachtkoppeling. De gerecupereerde warmte dekt de warmtevraag van de vergistingsreactor en kan ook gebruikt worden voor verwarming van gebouwen. De biogasopbrengst van mest kan verhoogd worden door bijmenging van andere organische afvalstoffen (zuiveringsslib en afval uit de voedingsindustrie). Deze methode wordt toegepast door MAV nv (Mest- en AfvalVerwerking). Met een vergistingsinstallatie met 200.000 ton verwerkingscapaciteit per jaar (op basis van 8-12% droge stof) wordt een bruto-elektriciteitsproductie van 25.000 MWhe of 125 kWhe/ton (voor een voorziening van 7.000 gezinnen) verwacht.
7.5. Waterzuiveringsslib Bij het zuiveren van afvalwater uit rioolwaterzuiveringsinstallaties (RWZI’s) en rioolreiniging komen aanzienlijke hoeveelheden slib vrij. Rioolwaterzuiveringsslib bestaat uit bezinkbare stoffen, afkomstig van het ruwe afvalwater in de voorbezinktanks en van de biologische zuiveringsstap. De samenstelling van het zuiveringsslib is afhankelijk van het spectrum aan industrieën die op de riolering lozen. 22
Vanaf 1 december 1999 kan zuiveringsslib niet meer worden afgezet op landbouwgrond in het Vlaamse Gewest, maar VLAREA biedt wel nieuwe mogelijkheden voor het gebruik van slib als meststof of bodemverbeterend middel na specifieke behandeling of als secundaire brandstof in kolengestookte verbrandingsinrichtingen en elektriciteitscentrales mits het voldoet aan bepaalde normen (o.a. inzake zware metalen). Slib dat niet aan deze normen voldoet, kan verbrand worden met energierecuperatie in verbran-
dingsinrichtingen die onderworpen zijn aan de strenge emissienormen voor afvalverbranding. Aquafin, verantwoordelijk voor de uitbouw en exploitatie van de waterzuiverings-infrastructuur in Vlaanderen, zal 50% van haar slib drogen (via vergisting), gevolgd door coverbranding. 50% zal rechtstreeks verbrand worden als afval met energierecuperatie.
Milieuvoordelen Het storten van slib (en van andere afvalstoffen) is vanuit ecologisch oogpunt de minst aangewezen oplossing, wat ook tot uiting komt in het afvalbeleid van de Vlaamse overheid. Aquafin wil het storten dan ook stopzetten. Door de maximale omzetting van slib naar energie wordt de fractie die gestort dient te worden, verkleind. Gedroogd slib heeft een calorische waarde van gemiddeld 13,5 MJ/kg droge stof, wat vergelijkbaar is met bruinkool, en kan daarom ingezet worden als secundaire brandstof. Bij elektriciteitsproductie in een kolengestookte centrale kan 1 kg kolen vervangen worden door ongeveer 2,3 kg slib, waardoor CO2 vermeden wordt. Bovendien verlaagt het bijstoken van gedroogd slib de NOx-uitstoot van een centrale (NOx veroorzaken verzuring van het milieu en fotochemische luchtverontreiniging met verhoogde ozonconcentraties).
Milieubelasting Het bijstoken van slib in kolengestookte elektriciteitscentrales verhoogt de input van zwavel, chloor en fluor via de brandstof. Deze hogere input vertaalt zich in een beperkte stijging van de emissies van SO2, HCl en HF. Wegens de hogere concentraties van koper, lood en zink in het zuiveringsslib, nemen ook de emissies van deze metalen toe via het stof dat niet in de elektrofilter kan worden gecapteerd.
Knelpunten Het bijstoken van slib voor de verwerking van het zuiveringsslib vergt de aanwezigheid van steenkoolcentrales terwijl het gebruik van steenkool in vraag wordt gesteld vanwege haar milieubelasting. Men kan het ook verbranden in wervelbedovens maar daar is dringend nood aan bijkomende capaciteit. De huidige maatschappelijke discussie echter rond verbranden van afvalstoffen bemoeilijkt het bekomen van de nodige vergunningen. Potentieel in Vlaanderen De geproduceerde hoeveelheid rioolwaterzuiveringsslib zal tegen 2005 oplopen tot 100.000 ton droge stof. Tegen
23
Rioolwaterzuiveringsinstallatie “Schijnpoort”
2003 wil Aquafin 40.000 ton droge stof vergisten en drogen tot een afgeleide brandstof. Met een totaal netto energetisch potentieel van 367 TJ (na energieafname voor vergisting, droging en transport) bedraagt de potentiële elektriciteitsproductie 22 GWhe (voor een voorziening van 6.300 gezinnen).
het biogas als energiebron voor het droogproces. In Gent wordt een slibdroger gepland die zal gekoppeld worden aan een nieuw te bouwen slibgisting.
7.6. Huishoudelijk restafval
Praktijkvoorbeelden De RWZI Deurne - Schijnpoort werd eind 1997 gerenoveerd tot een centrale slibverwerkingseenheid voor het slib van Deurne en 15 RWZI’s uit de regio Antwerpen (totale capaciteit 40.000 ton vloeibaar slib per jaar). Het slib wordt vergist en daarna gedroogd tot 90% droge stof. Daarbij wordt de warmte die vrijkomt bij de verbranding van het gevormde biogas benut voor het opwarmen van het thermisch oliecircuit in de slibdrooginstallatie. Warmte die gerecupereerd wordt aan de etagedroger, wordt benut voor het opwarmen van het slib, net voor het de gistingstanks ingaat. De biogasproductie van de gistingstanks voorziet in minstens 80% van de warmtebehoefte van de gehele slibbehandelingsinstallatie; de rest wordt aangevuld met aardgas. De bouw van een tweede slibdrooginstallatie in Houthalen is in mei 2000 gestart en daar zal de thermische energie voor het slibdrogingsproces volledig betrokken worden uit de rookgassen van de naburige huisvuilverbrandingsoven van de intercommunale Regionale Milieuzorg. In Leuven is nog één slibdroger in planningsfase; die zal gekoppeld worden aan een bestaande slibgisting met benutting van
Huishoudelijk restafval bestaat uit niet-selectief ingezameld huisvuil, grofvuil en het gemeentevuil dat ontstaat bij gemeentelijke activiteiten. Huishoudelijk restafval wordt verwijderd door verbranding in HVVI’s en door storten op categorie 2-stortplaatsen. De te verwijderen hoeveelheden huisvuil, grofvuil en gemeentevuil namen de laatste jaren sterk af dankzij de doorgedreven selectieve inzameling. Uit de sorteeranalyse-onderzoeken van OVAM blijkt echter dat nog 75% van de inhoud van de huisvuilzak bestaat uit biologisch materiaal. Daarbij worden ook papier en textiel als afbreekbaar en dus hernieuwbaar beschouwd, omdat ze van niet-fossiele oorsprong zijn. Het effect van selectieve afvalinzameling weegt dus niet zozeer door op de samenstelling en stookwaarde van de huisvuilzak dan wel op de aangeboden hoeveelheid (met het GFT- en groenafval worden namelijk ook evenredige hoeveelheden papier en PMD afzonderlijk ingezameld). Op basis van deze gegevens blijkt dat de energetische hernieuwbare fractie van huishoudelijk restafval ongeveer 65% of 6 GJ/ton bedraagt (de globale stookwaarde van huisvuil bedraagt 9,5 GJ/ton).
Milieuvoordelen Vanuit milieuhygiënisch oogpunt verdient verbranden van afval de voorkeur boven storten. Afvalverbranding met energierecuperatie levert door de besparing op fossiele brandstoffen een positieve bijdrage aan de bescherming van de atmosfeer. Energierecuperatie houdt in dat HVVI’s de energie die vrijkomt bij de verbranding terugwinnen als warm water of stoom. Het warme water kan gebruikt worden voor verwarming van gebouwen en de stoom kan voor elektriciteitsproductie, voor verwarming of als processtoom aangewend worden.
Potentieel in Vlaanderen
Negatieve milieu-effecten van afvalverbranding zijn vooral een gevolg van rookgasemissies. In VLAREM II zijn voor de verbranding strenge emissienormen opgenomen: emissiegrenswaarden van milieugevaarlijke stoffen en kwaliteitsdoelstellingen voor de omgevingsconcentratie van die stoffen in grond- en oppervlaktewater, lucht en bodem. De belangrijkste parameters zijn SO2, zware metalen en dioxines. Afvalverbranding is tegenwoordig onderworpen aan zeer strenge emissienormen, strenger dan voor andere industriële activiteiten. De dioxinenorm van 0,1 ngTEQ/m3 heeft bovendien als indirect gevolg dat ook emissies van andere polluenten beneden de gangbare normen liggen. Daardoor wordt de bijdrage van afvalverbranding in luchtverontreiniging zeer beperkt.
In 1998 bedroeg de totale hoeveelheid huishoudelijk restafval 1,28 Mton (in 1999 1,23 Mton), waarvan ruim de helft werd verbrand en de rest werd gestort. In de 12 vergunde HVVI’s werd in totaal ongeveer 0,7 Mton huishoudelijk en daarmee gelijkgesteld bedrijfsafval verbrand, waardoor de totale vergunde verbrandingscapaciteit (1,2 Mton/jaar) voor 65% werd bezet. De onderbezetting is grotendeels te wijten aan de verplichte stopzetting van enkele ovens wegens overschrijding van de emissienorm voor dioxines. Tien HVVI’s zijn momenteel uitgerust met energierecuperatie. In 1998 bedroeg de elektriciteitsproductie 245 GWhe (voor een voorziening van 70.000 gezinnen), wat overeenkomt met ongeveer 300 kWhe per ton afval dat voor verbranding werd aangevoerd. Het totaal geïnstalleerde elektrisch vermogen bedroeg 39,3 MWe . De gerecupereerde hoeveelheid warmte bedroeg 384 TJ. Voor 2004 wordt een elektriciteitsproductie van 635 GWhe (voor een voorziening van 181.000 gezinnen) en 693 TJ warmterecuperatie gepland, waarvan 65% hernieuwbaar is.
Knelpunten
Praktijkvoorbeelden
Ondanks de strenge normen blijft huishoudelijk restafvalverbranding zeer gevoelig. In het kader van het groenestroomcertificatensysteem komt deze manier van energieproductie niet in aanmerking.
Indaver baat in Beveren sinds mei 1997 een thermische verwerkingsinstallatie met energierecuperatie uit voor niet-gevaarlijk huishoudelijk en vergelijkbaar bedrijfsafval, dat niet voor hergebruik of materiaalrecyclage in aanmerking komt. Ook enkele specifieke afvalstoffen, zoals niet-risicohoudend medisch afval en waterzuiveringsslib, worden verwerkt in deze installatie. De installatie is van het type roosteroven. Momenteel telt deze installatie 2 ovenlijnen en is een derde in aanbouw. De verbrandingsinstallatie beschikt momenteel over een thermische verwerkingscapaciteit van 80 MWhth en is in staat om jaarlijks 200.000 ton afval, met een gemiddelde calorische waarde van 10.800 kilojoule per kilogram, te verwerken. De warmte afkomstig van het verwerkingsproces wordt omgezet tot elektriciteit die voldoet aan de energiebehoefte van ongeveer 65.000 gezinnen. In de stoomketel wordt stoom geproduceerd van 400°C en 40 bar. Het grootste deel ervan wordt geleverd aan het openbaar elektriciteitsnet. De installatie heeft een elektrisch rendement van 24 % wat vergelijkbaar is met dat van elektriciteitscentrales die gestookt worden met bijvoorbeeld turf of bruin-
Milieubelasting
24
kWhe (nieuwe technologie, zoals scheiden, drogen, vergisten, pyrolyse, vergassen, wervelbedverbranding, nieuwe materialen, betere stoomcondities, betere gasreiniging). Mits voldoende stimulansen kunnen omzetrendementen van 30 % hoger gehaald worden met meer vermeden CO2 en nog lagere emissies per kWhe.
Afvalverbranding in Vlaanderen gaat niet altijd gepaard met energierecuperatie. Energieterugwinning onder de vorm van warmte vraagt immers afnemers met een continue warmtebehoefte. In de praktijk ontbreken deze afnemers of hebben zij een wisselende warmtevraag. Het globale energetisch rendement van vele HVVI’s ligt daardoor niet hoog. Bovendien blijken bij een aantal installaties de kosten voor aanpassing naar energierecuperatie economisch niet rendabel, zonder bijkomende steunmaatregelen. Het elektrisch rendement van de bestaande HVVI’s in Vlaanderen bedraagt 15 tot 18 %. Dat lage rendement is een gevolg van de hoge rookgastemperatuur, de gematigde stoomcondities (corrosie), het schaaleffect en de doorgedreven rookgasreiniging die moet worden toegepast. Nieuwe ontwikkelingen kunnen leiden tot hogere omzetrendementen en een lagere milieu-impact per geproduceerde
Verbrandingsinstallatie Indaver te Beveren
kool. Turf en bruinkool zijn brandstoffen die qua calorische waarde bijna evenwaardig zijn aan de afvalstoffen die aangeleverd worden in de roosteroven. De uitbreiding van de installatie behelst de realisatie van een derde verbrandingslijn met een jaarlijkse capaciteit van 150.000 ton, samen met de aanpassing en uitbreiding van het bestaand rookgasreinigingssysteem. Na de uitbreiding zal Indaver door de energierecuperatie, niet alleen voorzien in de energiebehoefte van 65.000 gezinnen, maar zal zij ook stoom kunnen leveren aan een aantal omliggende bedrijven. De directe levering van stoom is energetisch nog gunstiger dan de omzetting ervan naar elektriciteit. Om na de capaciteitsuitbreiding de vlotte acceptatie van afvalstoffen te blijven garanderen, worden ook de storthal en bunker uitgebreid. De volledige (uitgebreide) installatie zal einde 2001 operationeel zijn. Hoe verloopt het verbrandingsproces? Vrachtwagens leveren de afvalstoffen in bulk aan. Een operator verdeelt het afval gelijkmatig over de bunker: een goede menging staat borg voor een optimale verbranding. De operator vult de voedingstrechters van de ovens, bovenaan de bunker. Het afval valt vanuit de trechters op duw- en doseringstafels, die het verdelen over bewegende verbrandingsroosters. Operators regelen en controleren het thermisch proces en de zuivering van de rookgassen. De thermische verwerking gebeurt bij temperaturen tussen 850 en 1100°C. Het verwerkingsproces verloopt met maximale energierecuperatie. De warmte afkomstig van de thermische verwerking wordt door de stoomketel gevoerd, die geïntegreerd is in de vuurhaard. Vanuit de stoomketel stromen de rookgassen naar de rookgaszuiveringsinstallatie. In de sproeidrogers van de half-natte rookgasreinigingsinstallatie koelt ingebracht waswater de rookgassen tot een
temperatuur tussen de 140 en 165°C. Ingespoten kalkmelk neutraliseert de zure rookgassen. Zware metalen en eventuele restdioxines hechten zich aan de geïnjecteerde actieve kool. In mouwenfilters worden alle stofvormige componenten opgevangen. Na solidificatie worden ze gestort op Indaver’s eigen deponie klasse 1. Na de uitbreiding zal ook de rookgaszuivering uitgebreid zijn. De natte wassing die volgt bestaat uit een quench, een zure en een basische trap. In de quench worden de rookgassen gekoeld tot ongeveer 57°C om zoveel mogelijk vluchtige, gasvormige componenten te condenseren. Hierna volgt de zure wastrap waar de rookgassen intensief gewassen worden en er een goede afscheiding van zure componenten (voornamelijk HCl) plaatsvindt. Hier wordt ook al een gedeeltelijke afscheiding van SO2 gerealiseerd. Daarna worden de rookgassen door een basische wastrap geleid waar de resterende gasvormige componenten (in het bijzonder SO2 en zware metalen) geadsorbeerd worden. De gezuiverde rookgassen worden opgewarmd en via een schouw onder permanente emissiecontrole naar buiten gebracht. De samenstelling van de rookgassen die door de schoorstenen geloosd worden, beantwoorden aan de strenge Europese normen. Continue metingen van de emissieparameters en dioxinebemonsteringen garanderen dat. De uitbreiding van de derde lijn zal gebeuren zonder verhoging van de totale emissies wat betreft de verzurende componenten. De bodemassen worden op het eigen terrein in een asbehandelingsinstallatie gewassen, gezeefd en van onzuiverheden ontdaan. Dit levert waardevolle en nuttig inzetbare grondstoffen op. Via verschillende breek-, zeef- en waseenheden worden de ferro- en non-ferrometalen op een doorgedreven manier afgescheiden. Zij kunnen opnieuw worden ingezet in de metaalindustrie. De inerte fractie van de assen wordt verwerkt tot granulaten. Deze kunnen worden gebruikt als secundaire bouwstoffen in de bouwnijverheid, conform de VLAREA-wetgeving terzake. Voor de granulaatfracties tussen 6 en 50 millimeter, verkreeg Indaver van OVAM een certificaat dat dit gebruik als secundaire bouwstof toelaat. Het afvalwater van de wastorens wordt nabehandeld en hergebruikt. De installatie werkt volledig afvalwatervrij. In 2000 werden 198.000 ton afvalstoffen verwerkt in de installatie. Er werd 130.636 MWhe elektriciteit geproduceerd, waarvan 117.766 MWhe werd geleverd aan het elektriciteitsnet.
25
7.7. Stortgas Op een stortplaats komt er door het spontane proces van anaërobe vergisting een brandbaar gas (stortgas) vrij dat voornamelijk bestaat uit methaan.
Milieuvoordelen Men heeft er alle baat bij om dit gas niet vrij te laten komen in de atmosfeer omwille van zijn broeikaswerking en geurhinder. Het stortgas is afkomstig van de organische fractie van het stort en wordt daardoor beschouwd als hernieuwbare energie.
Knelpunten Elektriciteitsopwekking met behulp van een gasmotorgeneratoreenheid is vanuit technisch en economisch oogpunt de meest haalbare benuttingsoptie voor de stortexploitanten. Toch houdt investeren in stortgasvalorisatie vaak een groot financieel en industrieel risico in: • de totale investeringskost voor stortgasonttrekking, eventueel gastransport en een WKK-groep, ligt hoog • de valorisatie van elektriciteit is enkel haalbaar indien een continue biogaslevering gegarandeerd kan worden - gedurende minstens 10 jaar en zeker op het ogenblik van de vermogenspiek - en/of een aardgasleiding als back-up voorzien wordt. De geproduceerde warmte blijkt veelal niet te valoriseren De prijs van de geleverde (elektrische) energie is doorslaggevend voor de rendabiliteit van concrete investeringsprojecten. Enkel met bijkomende subsidies is de terugverdientijd voor stortgasbenuttingsprojecten aanvaardbaar. Gezien het snel afnemende globale stortgaspotentieel in Vlaanderen moet de stortgasvalorisatie zo snel mogelijk kunnen starten.
Potentieel in Vlaanderen 26
In Vlaanderen zijn 16 categorie II stortplaatsen voor huishoudelijke en daarmee gelijkgestelde bedrijfsafvalstoffen vergund of recent gesloten. In 1998 werd op 3 van die stortplaatsen het stortgas effectief benut, nl. bij de intercommunales IGEMO, IGEAN en Interleuven. Met een totaal geïnstalleerd vermogen van 1.858 kWe werd in 1998 ongeveer 8 miljoen m3 of 13% van het totale stortgaspotentieel gevaloriseerd. Op de private stortplaats van Depovan is in 1999 gestart met stortgasvalorisatie.
Op de categorie II stortplaatsen waar de stortactiviteiten nog een aantal jaren gepland zijn, zal de stortgasproductie nog toenemen, maar het globale stortgaspotentieel in Vlaanderen neemt af als gevolg van de afnemende hoeveelheid organisch materiaal en het feit dat de stortplaatsen geleidelijk gesloten worden. Sinds 1 juli 1998 geldt namelijk een algemeen stortverbod voor huishoudelijke afvalstoffen die nu in principe, na maximale gescheiden inzameling en recuperatie, afgevoerd moeten worden naar de HVVI’s. Het potentieel in Vlaanderen wordt geschat op 46 miljoen m3 in 2004. Dat brengt de winbare stortgashoeveelheid (in optimale omstandigheden, winningsrendement 80%) op ongeveer 37 miljoen m3 met een totaal energetisch potentieel van 662 TJ (50% methaan). Valorisatie van de totale winbare stortgashoeveelheid via WKK levert een elektrisch potentieel van 64 GWhe (35% elektrisch rendement) (voor een voorziening van 18.000 gezinnen) en een mogelijke warmterecuperatie van 331 TJ.
Praktijkvoorbeelden De intercommunale IGEMO baat te Lier een stortplaats uit voor huishoudelijk restafval. De stortplaats en de verkleiningsinstallatie werden begin 1989 in werking gesteld. In 1993 is uit een exploitatiescenario gebleken dat een nuttige gasonttrekking van meer dan 300 m3/h kon verwacht worden. Na het beëindigen van de stortactiviteiten zou het maximum 750 m3/h bedragen om in 2015 terug te dalen tot 300 m3/h. Omgezet in primaire energie betekent dit dat 1.500 kW gedurende meer dan 20 jaar continu beschikbaar is. De eigen elektriciteitsbehoefte van het afvalverwerkingscentrum bedraagt 550 MWhe per jaar met een piekvermogen van ca. 500 kW. De gemiddelde kostprijs bedraagt 6 BEF/kWhe (0,15 Euro/kWhe). De extra elektriciteitsproductie kan teruggeleverd worden aan het net volgens de vastgelegde tarifiëring. Aanpalend aan de stortplaats bevindt zich een tuinbouwbedrijf met een oppervlakte onder glas van 1,5 ha dat gedurende gans het jaar warmte kan afnemen. De totale afname bedraagt meer dan 8.000 MWhth per jaar. In de stortplaats bevinden zich ondergrondse leidingen in kunststof die het gas opvangen. De eerste stap van de behandeling van het gas is het afscheiden van water, gevolgd door filtering. Daarna zorgt een radiaalpomp voor een correcte zuig- en persdruk, en volgt de reiniging en droging van het stortgas. Het stortgas wordt gebruikt langs de WKK’s die hun stroom leveren aan de breekmolens of aan het net, de warmte van de WKK’s wordt geleverd aan de serres. Desgevallend wordt de warmte, die niet direct wordt gebruikt, opgeslagen in een buffervat. Het stortgas dat niet kan worden benut,
Uit doorlichtingen blijkt dat waterzuiveringsslib en productie-uitval de belangrijkste deelstromen van het organisch bedrijfsafval zijn.
Milieuvoordelen
Stortgasinstallatie Remo-Machiels te Houthalen-Helchteren
wordt in zekere mate opgeslagen in een flexibele gasopslag. Het onbenutte stortgas wordt afgefakkeld. Sinds december 2000 werd op de stortplaats in Houthalen-Helchteren een nieuwe stortgascentrale in dienst gesteld. Het is een samenwerkingsproject tussen de afvalverwerker Remo-Machiels en de energie-intercommunale Interelectra. De centrale is als volgt uitgewerkt: op het afgewerkte gedeelte van de stortplaats werden 46 schachten geboord van 10 tot 14 m diep. Elk van deze schachten is verbonden met een collectorleiding waarlangs het biogas wordt afgevoerd naar twee centrale gasmotoren met een elektrisch vermogen van respectievelijk 469 kWe en 1.255 kWe. De geproduceerde elektriciteit wordt in eerste instantie door Remo-Machiels zelf gebruikt. Het overschot wordt door de energie-intercommunale Interelectra omgezet naar een netspanning van 10 kV en getransporteerd naar het elektriciteitsnet aan rato van 13,8 GWhe per jaar (voor een voorziening van 3.800 gezinnen).
7.8 Organische bedrijfsafvalstoffen Organische bedrijfsafvalstoffen zijn afvalstoffen van plantaardige of dierlijke oorsprong die ontstaan bij industriële, ambachtelijke of wetenschappelijke activiteiten (restproducten van productieprocessen, productie-uitval en recall-producten). Het betreft afvalstromen met een gehalte aan droge stof > 5% uit de voedings- en genotmiddelenindustrie, distributiesector, horeca, havenactiviteiten, tabakssector, papierindustrie en textielsector.
Organische bedrijfsafvalstoffen werden grotendeels hergebruikt in land- en tuinbouw, als veevoeding, meststof of bodemverbeterend middel (na stabilisatie, compostering of vergisting). Gebruik in veevoeding (al of niet na voorbehandeling) is een hoogwaardige vorm van recuperatie. Storten en zonder meer verbranden worden ook nog (te veel) toegepast. De vergistingstechnologie wordt algemeen toegepast en aangemoedigd voor het verwerken van de organische afvalstromen uit de industrie. Vooral bij waterzuiveringsslib heeft dit een zeer positieve impact bij de lozing van deze afvalstromen in het oppervlaktewater.
Milieubelasting De milieubelasting van organische bedrijfsafvalverwerking is van dezelfde aard als bij de vergisting in afvalverwerking.
Knelpunten Knelpunten met het oog op de nuttige toepassing in de vergistingsinstallaties vormen de aanwezige verontreinigingen, een schommelend aanbod en de verpakking van een aantal afvalstoffen.
Potentieel in Vlaanderen In 1997 bedroeg de gekende hoeveelheid organisch bedrijfsafval, exclusief zuiveringsslib, 1 miljoen ton. Er is echter geen totaalbeeld van de organische stromen die naar de veevoeding gaan. Bovendien melden ambachtelijke bedrijven hun restproducten slechts in beperkte mate, zodat de werkelijke hoeveelheid organische bedrijfsafvalstoffen veel hoger ligt. De hoeveelheid organisch bedrijfsafval die voor vergisting in aanmerking komt, wordt geschat op ongeveer 0,2 Mton. Met een gemiddelde biogasopbrengst van 100 m3/ton (55% methaan) ontstaat een jaarlijks elektrisch potentieel van ongeveer 40 GWhe (bruto) (voor een voorziening van 11.000 gezinnen) en een potentiële warmterecuperatie van circa 200 TJ. De totale hoeveelheid zuiveringsslib uit industriële activiteiten in 1997 bedroeg ongeveer 0,5 Mton droge stof.
27
De afzetmogelijkheden van zuiveringsslib als meststof of bodemverbeterend middel in de landbouw worden beperkt, zodat ook hier vergisting en droging met toepassing als secundaire brandstof als een mogelijke verwerkingsoptie kan beschouwd worden. Met een vergelijkbaar scenario als de slibvergisting en -droging bij Aquafin, bedraagt het netto-energiepotentieel van industrieel zuiveringsslib 4.500 TJ. De potentiële elektriciteitsproductie via coverbranding wordt geschat op 460 GWhe per jaar (voor een voorziening van 131.000 gezinnen).
Praktijkvoorbeeld Bij het aanvoeren van bieten naar de Suikerfabriek van Tienen zijn er buiten de bieten ook tarrabestanddelen. Deze ‘tarra’ bevat aarde, kruid (bladeren van de biet) en kleine stukjes biet die niet in aanmerking komen voor suikerextractie. Deze tarra wordt in de eerste fase van het proces afgescheiden en gesplitst in volgende deelstromen: • Bladeren worden afgevoerd naar externe composterings-installaties • Staartjes (stukjes biet >2 mm en < 15 mm) worden gebruikt als veevoeding • De kleinste stukjes (biet, kruid, vezels, < 2 mm) worden afgescheiden en komen terecht in een gesloten
waterkringloop die op deze manier organisch belast wordt (ook door de aanwezigheid van suiker) In deze gesloten waterkringloop werd in 1989 een anaërobe zuiveringsinstallatie geïnstalleerd om de organische bestanddelen volledig te vergisten tot methaan. Het geproduceerde methaan dat vrijkomt wordt aangewend om de waterkringloop op te warmen tot een optimale temperatuur voor het vergistingproces. Het effluent van deze installatie heeft nog een kleine organische belasting die probleemloos afgebroken wordt in een aeroob zuiveringsproces waarna het water eventueel in het oppervlakte-water kan gebracht worden. De vergistingsinstallatie zorgt ervoor dat de continu toegevoerde organische belasting in de gesloten waterkringloop eveneens continu afgebroken wordt. De vergistingsinstallatie in Tienen dient voor de afbraak van organische bestanddelen. De definitie van ‘organische bedrijfsafvalstoffen is enkel van toepassing voor de ‘staartjes’. Deze hebben wel een droge stof-aandeel >5% en behoren in de categorie ‘neven- of co-producten’, met een bijhorend ISO-kwaliteitssysteem. De ‘bladeren’, afgevoerd naar de compostering, komen volledig in aanmerking voor de definitie.
8. Het Vlaamse energiebeleid In december 1997 heeft België op de Klimaatconferentie van Kyoto het engagement aangegaan om de broeikasgasemissies met 7,5% te verminderen in de periode 2008-2012 ten opzichte van het niveau van 1990.
In dit kader stelt het huidige regeerakkoord van de Vlaamse Regering een aandeel van 3% hernieuwbare energie in het totale energieaanbod voorop tegen eind 2004.
Het groenestroomcertificatensysteem in een notendop De Vlaamse regering legt met het Elektriciteitsdecreet van 17 juli 2000 aan de elektriciteitsleveranciers de verplichting op om een bepaald percentage van hun elektriciteitsleveringen uit hernieuwbare energiebronnen te betrekken. De elektriciteitsleveranciers kunnen groenestroomcertificaten verkrijgen • door te investeren in productie-installaties die gebruik maken van hernieuwbare energiebronnen • of door de certificaten aan te kopen bij andere groenestroomproducenten. 28
Indien de elektriciteitsleveranciers niet voldoende certificaten kunnen voorleggen, wordt per groene kWh die ze te weinig leveren een boete aangerekend. Deze boete loopt op van 2 BEF (0,05 Euro) per kWh in 2001 tot 5 BEF (0,12 Euro) per kWh in 2004. Van alle mogelijke alternatieven werkt dit systeem het meest marktconform. Op deze manier kan groene stroom geproduceerd worden aan de laagst mogelijke kost voor de gemeenschap. Onder voorbehoud van definitieve goedkeuring van het betreffende uitvoeringsbesluit wordt verwacht zo snel mogelijk met het groenestroomcertificatensysteem van start te kunnen gaan.
Om invulling te geven aan deze beleidsdoelstelling heeft men gekozen voor de invoer van een systeem van groenestroomcertificaten. Verschillende landen in de gehele wereld, en in Europa in het bijzonder, bereiden momenteel reeds de invoering van een dergelijk systeem voor. De bedoeling van dit systeem is om de markt van vraag en aanbod zodanig bij te sturen dat hernieuwbare energie een aantrekkelijk en concurrerend alternatief voor klassieke energie-opwekking wordt. De meeste toepassingen met biomassa als energiebron
zijn momenteel niet economisch rendabel. Met behulp van dit systeem worden in principe alle toepassingen met een meerkost tot 5 BEF (0,12 Euro) per kWh concurrentieel met klassieke elektriciteitsopwekking. Naar analogie met het groenestroomcertificatensysteem dat de productie van groene stroom stimuleert is het aangewezen dat een groenewarmtecertificatensysteem de opwekkking van groene warmte zou promoten. Een aanzet hiertoe wordt momenteel gegeven in het voorontwerp van decreet omtrent de organisatie van de aardgasmarkt.
9. Financiële steunmaatregelen van de Vlaams Overheid Ecologiesteun voor bedrijven in het kader van de economische expansiewet. Met ingang van 1 november 1998 is het steunpercentage afhankelijk van het soort investering en de soort onderneming overeenkomstig onderstaande tabel: kleine ondernemingen
overige
20%
8%
20%
10%
20%
12%
End of pipe technieken Energiebesparende technieken Procesgeïntegreerde technieken
Informatie: ministerie van de Vlaamse Gemeenschap afdeling Economisch Ondersteuningsbeleid Markiesstraat 1 • 1000 Brussel Tel 02/553.48.28 • Fax 02/553.37.88 Vanaf mei 2001: North Plaza B Koning Albert II-laan 7-9 • 1210 Brussel Tel 02/553.46.00 • Fax 02/553.46.01
Demonstratiesteun Demonstratiesteun is een gerichte steunverlening aan innovatieve energieprojecten in Vlaanderen die commercialisering en rentabiliteitsperspectieven openen.
Alle fysische of rechtspersonen, ondernemingen en nietcommerciële instellingen, particulieren en intercommunales kunnen in aanmerking komen voor deze financiële steun. Het steunpercentage ligt rond de 35 %, beperkt tot een bedrag van 10 miljoen (247.892,91 Euro) per project. Informatie: ministerie van de Vlaamse Gemeenschap afdeling Natuurlijke Rijkdommen en Energie Markiesstraat 1 • 1000 Brussel Vanaf mei 2001: Tel 016/23.52.51 • Fax 016/.23.52.51 North Plaza B Koning Albert II-laan 7-9 • 1210 Brussel Tel 02/553 39 55 • Fax 02/553 44 38 Dhr. Frank Van Droogenbroeck E-mail:
[email protected]
Fiscale aftrek Bedrijven die investeren in hernieuwbare energiebronnen kunnen genieten van een verhoogde fiscale aftrek van 13,5%. (Voor informatie zie demonstratiesteun).
29
Lijst van gebruikte afkortingen en eenheden PAK: Polyaromatische koolwaterstoffen RWZI: Rioolwaterzuiveringsinstallaties TEQ: Toxisch equivalent VLAREM I:
Besluit van de Vlaamse Regering van 6 februari 1991 rekening houdende vaststelling van het Vlaams reglement betreffende de milieuvergunning.
VLAREM II:
Besluit van de Vlaamse regering van 1 juni 1995 houdende algemene en sectoriële bepalingen inzake milieuhygiëne.
VLAREA: het besluit van de Vlaamse regering van 17 december 1997 tot vaststelling van het Vlaams reglement inzake afvalvoorkoming en -beheer. WKK: Warmtekrachtkoppeling
Het Biomassaplatform Vlaanderen
30
Het Biomassaplatform Vlaanderen groepeert deskundigen en vertegenwoordigers van openbare en onderzoeksinstellingen, bedrijven en studiebureaus die actief zijn op het domein van bio-energie.
Het Biomassaplatform verstevigt bovendien de Vlaamse aanwezigheid binnen de Belgian Biomass Association (Belbiom), dat België vertegenwoordigt binnen de overkoepelende European Biomass Association (Aebiom).
De doelstellingen van het Biomassaplatform Vlaanderen zijn: • de ontwikkeling van een Vlaamse visie omtrent biomassa en de promotie van biomassa als hernieuwbare energiebron; • de promotie van ontwikkeling van technologieën voor energetische conversie van biomassa in Vlaanderen; • het verlenen van beleidsondersteunend advies.
Contact: ODE-Vlaanderen vzw Sofie Van den Branden Blijde Inkomststraat 46 • 3000 Leuven tel. 016/23.52.51, fax 016/23.52.51 e-mail:
[email protected] website: http://www.ode.be
10. Adressen Vlaamse overheid
Onderzoek
Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap Departement Natuurlijke Rijkdommen en Energie (ANRE) Markiesstraat 1, 1000 Brussel tel. 02/553.39.55, fax 02/553.44.38 Vanaf mei 2001 North North Plaza B Koning Albert II Laan, 1210 Brussel tel. 02/553.46.00, fax 02/553.46.01 e-mail:
[email protected]
Universitaire Instelling Antwerpen Departement Biologie Prof. Reinhart Ceulemans Universiteitsplein 1, 2610 Wilrijk tel. 03/820.22.56, tel. secr. 03/820.20.20 fax 03/820.22.71 e-mail:
[email protected] website: http://bio-www.uia.ac.be/bio/pleco
Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap Departement Leefmilieu en Infrastructuur (LIN) AMINAL Afdeling Bos en Groen Dries Gorissen Graaf de Ferrarisgebouw Koning Albert II- laan 20 b8, 4e verd, 1000 Brussel tel. 02/553.81.18, fax 02/553.81.05 e-mail:
[email protected] Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap Departement Leefmilieu en Infrastructuur (LIN) AMINAL Afdeling Algemeen Milieu- en Natuurbeleid Marco Sereno Koning Albert II laan 20, bus 8, 3de verd., 1000 Brussel tel. 02/553.76.76, fax 02/553.80.55 e-mail:
[email protected] website: http://www.mina.vlaanderen.be Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap Departement Leefmilieu en Infrastructuur (LIN) AMINAL Afdeling Bos en Groen Vlaamse Hoge Bosraad Jan Spaas, voorzitter/ Patrick Huvenne, secretaris Koning Albert II laan 20, bus 8 , 1000 Brussel tel. 02/553.81.23, tel. secr. 02/553.81.23 fax 02/553.81.05 Openbare Afvalstoffenmaatschappij voor het Vlaamse Gewest (OVAM) Peter De Bruyne Kanunnik De Deckerstraat 22/26, 2800 Mechelen tel. 015/28.41.91, fax 015/28.43.49 e-mail:
[email protected] website: http://www.ovam.be
Vlaamse Wetenschappelijke Instelling Instituut voor Bosbouw en Wildbeheer Jos Van Slycken Gaverstraat 4, 9500 Geraardsbergen tel. 054/43.71.11, fax 054/41.08.96 e-mail:
[email protected] website: http://www.ibw.vlaanderen.be Vrije Universiteit Brussel Faculteit Toegepaste Wetenschappen Departement Werktuigkunde en Akoestiek Prof. Jacques De Ruyck Pleinlaan 2, 1050 Brussel tel. 02/629.23.93, fax 02/629.28.65 e-mail:
[email protected] Vrije Universiteit Brussel Faculteit Toegepaste Wetenschappen Afdeling Chemische Ingenieurstechniek Prof. A. Buekens Pleinlaan 2, 1050 Brussel tel. 02/629.32.47, fax 02/629.33.33 e-mail:
[email protected] Universiteit Gent Faculteit van de Landbouwkundige en Toegepaste Biologische Wetenschappen Labo voor Microbiële Ecologie en Technologie Prof. W. Verstraete Coupure Links 653, 9000 Gent tel. 09/264.59.76, fax 09/264.62.48 e-mail:
[email protected] website: http://welcome.to/labmet.ac.be
31
Universiteit Gent Faculteit van de Landbouwkundige en Toegepaste Biologische Wetenschappen Labo Houttechnologie Joris Van Acker Coupure Links 653, 9000 Gent tel. 09/264.61.24, fax 09/64.62.33 Universiteit Gent Faculteit Wetenschappen Vakgroep Biochemie, Fysiologie en Microbiologie Prof. M.K.L.Claeyssens Ledeganckstraat 35, 9000 Gent tel. 09/264.52.72, fax 09/264.53.41 e-mail:
[email protected] Universiteit Gent Faculteit van de Landbouwkundige en Toegepaste Biologische Wetenschappen Vakgroep Bos- en Waterbeheer Laboratorium voor Bosbouw Pieter Vervaeke, Prof. Noël Lust Geraardsbergsesteenweg 267, 9090 Gontrode (Melle) tel. 09/252.21.13, fax 09/252.54.66 e-mail: Noë
[email protected] website http://allserv.rug.ac.be/~sluyssae/bosbouw/ mainlab.htm Katholieke Universiteit Leuven Faculteit van de Landbouwkundige en Toegepaste Biologische Wetenschappen Departement Landbeheer Laboratorium voor Bos, Natuur en Landschap Prof. Bart Muys Vital Decosterstraat 102, 3000 Leuven tel. 016/32.97.26, fax 016/32.97.60 e-mail:
[email protected] website: http://agr.kuleuven.ac.be/lbh/lbnl/ lbnl_home_en.htm
Koepelorganisaties
32
ODE-Vlaanderen vzw Sofie Van den Branden Blijde Inkomststraat 46, 3000 Leuven tel. 016/23.52.51, fax 016/23.52.51 e-mail:
[email protected] website: http://www.ode.be Secretariaat Biomassaplatform Vlaanderen
BELBIOM (Belgian Biomass Association) Yves Schenkel Secretariaat: CRA Département Génie Rural Chaussée de Namur 146, 5030 Gembloux tel. 081/61.25.01, fax 081/61.58.47 e-mail:
[email protected] website: http://www.cragx.fgov.be/belbiom Koepelvereniging van de biomassasector in België Febelhout – Vlaanderen Veerle Truyen/Koen Ponseele Hof ter Vleestdreef 5, bus 1, 1070 Brussel tel. 02/556.25.55, fax 02/556.25.70 e-mail:
[email protected] Belgische Federatie van de Ondernemingen van de Houtverwerking Interafval Aarlenstraat 53/4, 1040 Brussel tel. 02/233.20.93, fax 02/233.31.52 website: http://www.vvsg.be Samenwerking tussen de Vereniging van Vlaamse Steden en Gemeenten en de Vlaamse Afvalintercommunales Vlaams Coördinatiecentrum Mestverwerking Katrien Van Rompu/ Kristof Bol Baron Ruzettelaan 33, 8310 Assebroek (Brugge) tel. 050/36.71.00, fax 050/36.31.86 e-mail:
[email protected],
[email protected] website: http://www.vcm-mestverwerking.be Overkoepelend orgaan met o.a. Boerenbond, Bemefa en Aveve
Bedrijven Aquafin nv Sylveer Cuypers Dijkstraat 8, 2630 Aartselaar tel. 03/450.45.11, fax 03/458.30.20 e-mail:
[email protected] website: http://www.aquafin.be Nutsbedrijf voor zuivering van het huishoudelijk afvalwater in Vlaanderen Betech nv Pascal Pipyn Amerikalei 163, 2000 Antwerpen tel. 03/242.00.00, fax 03/242.00.59 e-mail:
[email protected] website: http://www.betech.be Studiebureau afval-bodem-lucht-water-energie o.a. verbrandingsinstallaties met biogas en stortgas
Biotim nv Fotografielaan 30, 2610 Wilrijk tel. 03/820.66.56, fax 03/820.66.50 e-mail:
[email protected] Studiebureau waterzuivering en anaërobe vergisting; ontwerp van biogasafscheiders Continental Energy Systems (CES) Kris Vanderhallen Industrieweg 26, 2390 Malle tel. 03/309.17.17, fax 03/309.17.16 e-mail:
[email protected] Modulaire bouw van warmtekrachtkoppeling met gasmotoren op biogas ECONOLER Geert Maes De Haverkerckelaan 46, 1190 Brussel tel. 02/370.19.60, fax 02/370.19.11 e-mail:
[email protected] website: http://www.tpfgroup.com Energieadviesbureau, verkooppunt Intercommunale grondbeleid en expansie Antwerpen C.V.(IGEAN) R. Maes Doornaardstraat 60, 2160 Wommelgem tel. 03/353.34.10, fax 03/350.08.11 e-mail:
[email protected] Intercommunale voor huisvuilverwerking en grondbeleid Laborelec Fluid Systems Department Yves Rijkmans Rodestraat 125, 1930 Linkebeek tel. 02/382.02.11, fax 02/382.02.41 Onderzoekslabo voor de elektriciteitssector
Organic Waste Systems nv (OWS) Luc De Baere, directeur Dok Noord 4, 9000 Gent tel. 09/233.02.04, fax 09/233.28.25 e-mail:
[email protected] website: http://www.ows.be Adviesbureau voor energievalorisatie van bio-afval; commercialisatie van anaërobe vergistingstechnologie DRANCO Vyncke NV Dirk Vyncke Gentsesteenweg 224, 8530 Harelbeke tel. 056/73.06.30, fax 056/70.41.60 e-mail:
[email protected] website: http://www.vyncke.be Producent van afvalverbrandingsintallaties die energierecupereerbaar zijn Seghersbettertechnology for solids+air nv Frank Koninckx Hoofd 1, 2830 Willebroek tel. 03/880.77.00, fax 03/880.77.99 e-mail:
[email protected] website: http://www.bettertechnology.com, http://www.scientecmatrix.com Technologieontwikkeling, conceptie en realisatie van biomassacentrales en slib- afvalverwerkingsinstallaties. Seghersbettertechnology for WATER nv Paul Delaplace Grote Baan 63, 3150 Wespelaar tel. 016/60.62.11, fax: 016/61.61.11 e-mail:
[email protected] website: http://www.bettertechnology.com, http://www.scientecmatrix.com Biedt totaal-oplossingen aan die alle aspecten van waterzuivering en waterhergebruik aanbelangen.
33
12. Websites http://www.ecop.ucl.ac.be/aebiom European Biomass Association, vereniging van nationale biomassa-groeperingen uit Europa http://www.afbnett.org/ Agricultural and Forestry Biomass Network (AFB-NET), netwerk van bedrijven uit 14 landen van de Europese Unie http://www.eren.doe.gov/biopower/ Biomass Power Program (Energy Efficiency and Renewable Energy Network, een afdeling van het Department of Energy (USA)) http://www.biomasster.nl/ BIOMASSTER, overzicht van de activiteiten in Nederland op het gebied van bio-energie http://www.ecn.nl/phyllis/ Energieonderzoek Centrum Nederland http://btg.ct.utwente.nl/eeci/ European Energy Crops InterNetwork, netwerk van 19 gerenommeerde instellingen uit 14 landen van de Europese Unie http://www.fri.cri.nz/ieabioenergy/home.htm IEA Bioenergy, internationaal samenwerkingsprogramma van het International Energy Agency http://www.joanneum.ac.at/iea-bioenergy-task25 Task 25: Greenhouse Gas Balances of Bioenergy Systems, internationaal onderzoekssamenwerkingsverband onder toezicht van het IEA http://edvl.vt.tuwien.ac.at/ag_hofba/biobib/all.htm Biobib-biofuels, alfabetisch overzicht van alle biobrandstoffen http://www.nf-2000.org Non-Food Agro-Industrial http://www.greenprices.com Onafhankelijke informatie over de markt (producten, prijzen, certificatie) in de Europese Unie
34
COLOFON
Samenstelling: Organisatie voor Duurzame Energie Vlaanderen (ODE-Vlaanderen vzw) met steun van het: Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap Afdeling Natuurlijke Rijkdommen en Energie
Redactie en concept Prof. Reinhart Ceulemans, UIA Prof. Jacques De Ruyck, VUB Emmanuella De Spiegeleer Mark Draeck, Vlaamse Gemeenschap, ANRE Ilse Laureysens, UIA Sofie Van den Branden, ODE-Vlaanderen Dank aan: de biomassaplatformgroep
Verantwoordelijke uitgever: Alfons Maes Lay-out en druk EPO, Berchem - 03/239.61.29 Depotnummer:
35
Deze brochure is gratis verkrijgbaar bij: ODE-Vlaanderen vzw Blijde Inkomststraat 46 3000 Leuven tel.: 016/23.52.51 fax: 016/23.52.51 e-mail:
[email protected]
Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap Afdeling Natuurlijke Rijkdommen en Energie (ANRE) Markiesstraat 1 1000 Brussel tel.: 02/553.39.55 fax: 02/553.44.38 e-mail:
[email protected] (Vanaf mei 2001 North Plaza B, Koning Albert II laan 7-9, 1210 Brussel) tel 02/553.46.00 fax: 02/553.46.01
ODE-Vlaanderen vzw, de Organisatie voor Duurzame Energie Vlaanderen, wil de toepassing van duurzame energie en energiebesparing in Vlaanderen stimuleren. Sinds het najaar 1998 werkt ODE-Vlaanderen met de steun van de Vlaamse overheid als centrale informatiezender over duurzame energie voor het Vlaams Gewest.
ODE-Vlaanderen werd op 7 februari 1996 opgericht als koepelvereniging door een brede groep instellingen, vzw’s en individuele stichtende leden. Als ledenvereniging staat ODE-Vlaanderen open voor iedereen die haar doelstellingen onderschrijft en haar werking wil steunen. Bezoek onze website!
http://www.ode.be