Poperinge, 20 maart ‘07
Anaërobe vergisting & Warmtekrachtkoppeling Greet Ghekiere POVLT
INHOUD Wat is DAT? De biogasinstallatie Types installaties INPUT Nieuwe evoluties in energiegewassen OUTPUT: digestaat Rendabiliteit De praktijk De toekomst?
WAT is DAT? ‘Vertering’ van biomassa in anaëroob milieu Moerasgas
Spijsvertering koe
WAT is DAT? Onopgelost afbreekbaar organisch materiaal (polymeren) Eiwitten
Vetten
Hydrolyse Aminozuren,suikers suikers Aminozuren,
Hogere Langketige vetzuren, vetzuren alcoholen
Intermediaire producten (butyraat, propionaat,propionaat,…) alcoholen, …)
Waterstof, koolstofdioxide
Acetaat
Methaan, koolstofdioxide
specifieke microorganismen • geen zuurstof • pH + 7 • temp 35 – 37 °C of 55 °C
RESULTAAT? BIOGAS CH4 CO2 H20 N2 H2 H2S
50 – 75 % bepaalt de energie-inhoud 25 – 50 % 2–7% 0–2% 0–1% 0 – 2 % corrosief voor gasmotor
Groene Elektriciteit & Groene Warmte
De Biogasinstallatie
De Biogasinstallatie
De Biogasinstallatie
De Biogasinstallatie
Types installaties Mesofiel
Thermofiel
35 à 37 °C
+ 55 °C
X Nat
X Droog
< 15 % DS
20 – 40 % DS
standaard boerderijvergisting
bv. Dranco
Types installaties Mesofiel
Thermofiel
35 à 37 °C
+ 55 °C ° sneller & efficiënter ° doorgedreven hygiënisering ° hogere energiebehoefte ° gevoeliger voor storingen (tox. stoffen, NH3, ….)
+ -
INPUT: Mest, Energiegewassen en/of Afval?
INPUT: Mest, Energiegewassen en/of Afval? => Hoeveel biogas per ton? => Kostprijs? => Beschikbaarheid jaarrond?
dr ijf m es tr dr un ijf m es dve e tv ar ke gr ns oe nt ea m fv ag al er e m el vo flo k ed ta er tie v bi et et en vo lo ed of er bi aa et e rd su ap n ik er pel en bi et en lo of ra su aig ra ik s er bi et en w ko i nt ol er za ta ad rw ko es ek tro o (k ud ou b d ro ge od pe rs t) w in te rta rw e ba ka fv al gl y ou ce ri d fri ne tu ur ve t m³ biogas/ton vers materiaal
Hoeveel biogas per ton? Afval
900 800
700
600
500
200
100
Groenteafval
400
300
Energiegewassen
Mest
0
Hoeveel biogas per ton? AGROPRODUCTEN
MEST (1) drijfmest rundvee drijfmest varkens ENERGIEGEWASSEN (1) voederbietenloof voederbieten aardappelen suikerbietenloof raaigras suikerbieten kuilmaïs stro (wintertarwe) wintertarwe AGR. AFVALSTROMEN (2) spruitstokken afgestookte witloofwortels preiafval uischillen 0
100
200
300 400 m³ biogas/ton vers materiaal
500
600
Kostprijs Mest
“GRATIS” MAAR + 7 x meer nodig dan maïs => 7 x meer digestaat => 7 x meer afzet/verwerkingskosten
aw R y e Wi n gr as te rw Le s w h av in eat te es r Le Fo cro dd p av er es b S ug eet ar be Po et W tat oe in W t s in er te w rw h he eat at to Ry tal e Fo gra dd ss er M ai be ze et (s ila g S Fo ug e) dd a er rbe Su bee et ga t t rb ota ee l tt ot al
St r Yield biogas pro hectare (m³/ha) 3000 Productioncosts 2001-2003
Biogas yield pro hectare
2500 12000
2000
1500
1000
500
0 10000
8000
6000
4000
2000
0
Productioncosts ( /ha)
Kostprijs 16000 14000
Ry
eg
te
ra
w
in
te
rc
ro
p
al
)
l ge
ta
ot
il a
to
t
ss
ee
l
et
at
es
ta
ra
rb
to
be
tt
(s
et
to
he
eg
ee
ze
be
Ry
rb
ai ga ss
Su
M
er
at
ga
he
Su
rw
dd
in
er
rw
ta
0,70
Fo
W
te
dd
in
Fo
W
Po
/m³ biogas
Kostprijs
Production cost pro m³ biogas Preparation cost
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
Nieuwe Evoluties in Energiegewassen Evolutie maïsareaal Nedersaksen:
Nieuwe Evoluties in Energiegewassen => FAO + 50 => Specifieke selectie samenstelling en/of opbrengst
M N on X c M ad ES ag a i U l tr D e top af lit ox op D G uo K avo ab t PR a n t 38 as P E S R3 H2 0 U 7D l tr 2 5 a A s ta tfi r el Po d s N lle X n 1 A 78 tl e 3 t S a B e i co n ni c M ia M ig u a F r r c el an e l l ci o s S u co L G bi t A 3 o n j 3. K ou 2 0 W 2 S 90 13 93
% yield
130
125
120
115
110
95
105 30
100
25
80
90 20
85
15
75
70
65
60 10
5
0
% DM
Nieuwe Evoluties in Energiegewassen Yield potential of Energy Maize 45
40
35
Nieuwe Evoluties in Energiegewassen
kg DS / ha
Relatie 0pbrengst - % DS 19.000 18.000 17.000 16.000 15.000 14.000 13.000 12.000 11.000 10.000 25
30
35 % DS
40
45
Nieuwe Evoluties in Energiegewassen Atletico Benicia San Miguel Marcello Francisco Subito LG33.20 Anjou 290 KWS1393
opbrengst + 10.5% + 12.3% + 12.5% + 13.3% + 14.6% + 18.1% + 20.4% + 21.8% + 23.9%
% DS 35.4 31.4 35.5 34.9 35.2 34.6 30.0 32.7 29.1
Nieuwe Evoluties in Energiegewassen !!
Nieuwe Evoluties in Energiegewassen !!
2005
2006
Nieuwe Evoluties in Energiegewassen " => Subtropische grassen
"
=> Familie van maïs => Moeilijke opkomst, maar groot groeipotentieel
10 => 17 ton DS/ha
9 => 20 ton DS/ha
Nieuwe Evoluties in Energiegewassen
Nieuwe Evoluties in Energiegewassen #$ %
& '(
Nieuwe Evoluties in Energiegewassen
!
Nieuwe Evoluties in Energiegewassen => Als meerjarige teelt => Goedkoop!
2005: 12 => 17,5 ton DS/ha 2006: 12,7 => 19 ton DS/ha
Nieuwe Evoluties in Energiegewassen ! Mais
20 Apr
2006
Winterrogge GPS
15 Okt
Sudan gras
10 Juni
2007
Bladkool 1ste snede
15 Sept
Bladkool 2de snede
31 0kt
2008
Zonnebloem
15 Mei
Groenbemester
15 Sept
2009
OUTPUT: Digestaat
OUTPUT: Digestaat INPUT DS
15 %
Ton
500 ton
+ 425 ton
Kg N
6,5 kg/ton = 3250 kg
7,6 kg/ton = 3250 kg
N
60% N-min
P2O5
3,9 kg/ton = 1950 kg
pH
Gevolg
OUTPUT =>
7%
Vloeibaarder
60-80% N-min N beter opneembaar (ammonium) 4,6 kg/ton = 1950 kg +1
Minder reuk, Meer kans op NH3-vervluchtiging
OUTPUT: Digestaat * Meer of minder onkruidzaden? * Bij gebruik van AFVAL: Risico op te hoog gehalte * zouten (NaCl) * zware metalen
OUTPUT: Digestaat INPUT per jaar: 1200 ton drijfmest + 4800 ton maïs => Af te zetten stikstof: + 7800 kg => + 27000 kg => Hoeveelheid af te zetten nutriënten neemt toe ! => Vergisting
Mestverwerking !
=> Wel betere bemestingseigenschappen dan drijfmest
OUTPUT: Digestaat Afzet: 1. Conform MAP 2. Keuringsattest VLACO
Indien organisch-biologische afvalstoffen zijn vergist
3. Ontheffing FOD Volksgezondheid
Indien men het digestaat op andere dan zijn eigen gronden wil afzetten
RENDABILITEIT
RENDABILITEIT
+ 34% Elekt. rend. BIOGAS
6.5 kWh/Nm²
+ 47% Therm. rend.
RENDABILITEIT I. In functie van DIMENSIONERING Stel WKK van 300 kW => 300 kW x 7500 u/jaar
= 2.250 MWh elektriciteit = 3.110 MWh warmte
RENDABILITEIT I. In functie van DIMENSIONERING Stel WKK van 300 kW m³ biogas biomassa m³ /jaar biogas/jaar /ton maïs
200
varkensdrijfmest
30
totaal
4800 ton 2400 ton
kWhel el. rendement /jaar
960.000 72.000 1.032.000
2.280.720
=> + 100 ha maïs + 1700 dierplaatsen mestvarkens
RENDABILITEIT II. KOSTEN • Investeringen : 2700 – 5000 / kW WKK WKK 200 kW => + 4000 /kW WKK 1000 kW => + 2700 /kW (30% VLIF-steun)
• Grondstoffen : Energieteelten, afval, … • Werkingskosten : Onderhoudscontract WKK, emissiemetingen, afzet digestaat … • Arbeid
RENDABILITEIT III. OPBRENGSTEN Stel WKK van 300 kW Elektriciteit netto: 2000 MWh Warmte netto: 2500 MWh
Gebruik/Verkoop Elektriciteit Verkoop GroeneStroomCertificaten Min. 80 /MWhel 10 jaar gegarandeerd Gebruik/Verkoop Warmte Verkoop WarmteKrachtCertificaten “kwalitatieve warmtekrachtcentrale”
*: situatiesituatie-afhankelijk
=> Uit elektriciteit: + 280 000 /jaar Uit warmte?
20 - 40 /MWhel* 110 /MWhel ? /MWhel + 40 /MWhel prim. energie besparing
RENDABILITEIT IV. Netto-inkomsten arbeidsinkomen = 280.000
+ warmte
- 70.000 à 80.000 afschrijving (15 j) - kosten grondstoffen - werkingskosten => Maximalisatie warmtegebruik => Minimalisatie kostprijs grondstoffen => Goedkope afzet digestaat
DE PRAKTIJK I. Zweden, Denemarken, Oostenrijk …. Zweden Denemarken Oostenrijk
# Biogas-installaties 5-tal op boerderijschaal 10 CAD’s 45 op boerderijschaal 22 CAD’s 139 op boerderijschaal
DE PRAKTIJK I. …. en Duitsland ….
DE PRAKTIJK I. …. en Duitsland ….
DE PRAKTIJK II. In Vlaanderen
) ! #*+ '*,
& -
DE TOEKOMST? Rijden op biogas?
