Bio-energie Beschikbaarheid van biomassa en afval in Nederland Bij de totstandkoming van een bio-energieinstallatie is het van groot belang dat de initiatiefnemer zicht krijgt op de toekomstige beschikbaarheid en prijs van de in te zetten biomassa. Dit is met name het geval indien de initiatiefnemer niet beschikt over in eigen beheer geproduceerde biomassa maar afhankelijk is van externe partijen. In een dergelijk geval kan onduidelijkheid omtrent eventuele toekomstige prijsverhogingen of afnemende beschikbaarheid van bepaalde biomassa- of afvalstromen een groot risico vormen voor het project. Dit informatieblad geeft een overzicht van de landelijke productie en beschikbaarheid van biomassa voor energieopwekking. Daarbij is de situatie anno 2000 en de geschatte situatie in 2020 weergegeven. De gegevens zijn afkomstig uit het project “EWAB Marsroutes 2020”, in 2000 uitgevoerd door ECN, TNO en PWC.
Beschikbaarheid De hoeveelheid biomassa en afval welke voor energieopwekking beschikbaar is, is kleiner dan de totale productie. Voor de biomassa- en afvalstromen die als ‘beschikbaar voor energieopwekking’ kunnen worden aangeduid, gelden ten minste drie criteria: 1. er zijn maatschappelijke initiatieven aan te wijzen om de betreffende deelstroom voor energieopwekking te benutten, bijvoorbeeld in de vorm van een pilot-plant; 2. de stand van de technologie is geen belemmering bij de energieconversie; 3. er is geen andere, meer rendabele benutting van de betreffende deelstroom. Daarnaast zijn er verschillende andere oorzaken aan te wijzen waardoor niet de totale hoeveelheid geproduceerde biomassa kan worden benut voor energieopwekking. Het gaat hier bijvoorbeeld om de ecologische aspecten, sociaalmaatschappelijke acceptatie, organisatie, logistiek en infrastructuur en het overheidsbeleid. Deze factoren kunnen elkaar eventueel onderling beïnvloeden. Dit is weergegeven in de onderstaande figuur.
Verwachte technologische efficiency
Fysieke productie
Overheidsbeleid Beperkingen
Verwachte economische rentabiliteit
Ecologische randvoorwaarden
Maatschappelijke acceptatie Marktmechanismen Niet beschikbaar voor energieopwekking
Beschikbaar voor energieopwekking
Factoren van beschikbaarheid De productie en beschikbaarheid van biomassa en afval voor energieopwekking in het jaar 2020 is ingeschat op basis van de volgende aangenomen kernkarakteristieken: 1. Er bestaan vrije markten voor energie, afval, biomassa en landbouw zonder noemenswaardige regulering door de overheid. 2. Internationaal zijn er wel vèrgaande afspraken om het broeikaseffect tegen te gaan. Door heffingen is de energieprijs verhoogd met vijftig procent ten opzichte van het huidige niveau. Alhoewel dit hoog lijkt, betekent het feit dat Nederland het Kyoto-protocol heeft ondertekend en aanzienlijke besparing op de CO2-uitstoot zal moeten realiseren wel dat klimaatheffingen in de lijn der verwachting liggen. Deze aannamen leiden ertoe, dat technologieoverdracht in 2020 met name plaatsvindt door multinationals (productiesystemen) en door overheden (CO2reductieopties). De consumenten hebben een sterk mondiaal milieubesef. Het economisch rendement van bio-energietoepassingen is redelijk ten opzichte van andere toepassingen. Bovenstaande situatie is in de overzichtstabellen weergegeven als het basispad (scenario 2). In twee aanvullende scenario’s is ingeschat welke hoeveelheid materiaal er beschikbaar is indien er geen actief klimaatbeleid wordt gevoerd (scenario 1) en indien de afval- en energiemarkten juist sterk worden gereguleerd (scenario 3). Indeling in stromen Een aantal stromen waarvan wordt verwacht dat ze tot 2020 geen relevante bijdrage aan de energieopwekking in Nederland hebben, worden hier weggelaten. Het gaat dan om: • gevaarlijk afval
•
hoogwaardige biomassastromen waarvan volgens de analyse in NOVEM rapport EWAB 9926/GAVE 9911 op voorhand kan worden gesteld dat de inzet te duur of ongewenst is (zoals voedselgewassen) en die daardoor in geen geval zullen bijdragen aan energieopwekking. • specifieke afvalstromen welke ongeschikt zijn voor energieopwekking (bijv. inerte stromen). Vervolgens blijven er 29 (samengestelde) biomassa- en afval stromen over. De resultaten van de analyse met betrekking tot de productie en beschikbaarheid zijn weergegeven in Tabel 1. De huidige productie van deze stromen in Nederland bedraagt omgerekend circa 222 PJ aan stookwaarde, maar de werkelijke beschikbaarheid voor energieopwekking wordt beperkt door functieconcurrentie, ecologische aspecten, sociaal-maatschappelijke acceptatie, organisatie, logistiek en infrastructuur en het overheidsbeleid tot zo'n 116 PJ. Momenteel wordt hiervan al 65 PJ ingezet. Op Europees en mondiaal niveau worden zeer grote hoeveelheden biomassa en afvalstromen geproduceerd, maar de sterk variërende lokale concurrentie met andere toepassingen en de toenemende vraag van ook andere landen naar biomassa maken het moeilijk om een nauwkeurige inschatting te geven van de voor energieopwekking in Nederland beschikbare hoeveelheden. Volgens het aangenomen basispad loopt deze beschikbaarheid op tot 164 PJ in 2020, exclusief import. Door de vrije markt voor afval, biomassa en energie met door de klimaatmaatregelen toch een hoge energieprijs worden veel stromen ingezet voor energieopwekking. Er worden dan meer componenten afgescheiden uit afvalstromen en ingezet voor energieopwekking. Ook worden er meer bijproducten van biomassa voor energieopwekking aangewend, in plaats van ondergeploegd, gecomposteerd of op andere wijze hergebruikt. Alhoewel het zeker is dat ook import een aanzienlijke rol kan gaan spelen, ontbreken nu nog nauwkeurige schattingen over beschikbaarheid versus prijs van importstromen. Zie hiervoor ook het informatieblad 'Import van biomassa'. De hierboven gegeven inschatting van de beschikbaarheid van afval en biomassa wordt gedeeltelijk begrensd door aannamen over de beperkte stand van geschikte conversietechnieken of te hoge verwerkingskosten. Wanneer wordt aangenomen dat de conversietechniek geen belemmering vormt, neemt de beschikbaarheid toe van 164 PJ naar 235 PJ. In scenario 1 leidt de open markt voor afval en biomassa en de lage energieprijs ertoe dat veel op zich bruikbare biomassa- en afvalstromen met het restafval worden afgevoerd en inefficiënt verbrand of gedeeltelijk zelfs gestort in het buitenland. Er is dan slechts 68 PJ aan biomassa- en afvalstromen beschikbaar. In scenario 3 leidt regulering ertoe dat veel biomassa- en afvalstromen moeten worden hergebruikt. Er wordt dan weliswaar nog meer uit het restafval gescheiden, maar dit komt niet vrij voor energieopwekking. In totaal is er dan 102 PJ beschikbaar. In zowel scenario 1 als 3 vindt er geen import plaats: in scenario 1 vanwege te hoge kosten, in scenario 3 vanwege de sterke regulering. In alle scenario’s speelt energieteelt een beperkte rol en is energieopwekking met name gebaseerd op al bestaande biomassa- en niet-biomassa-afvalstromen.
Tabel 1: Productie en beschikbaarheid van biomassa- en afvalstromen in kton nat (excl. importstromen, gevaarlijk afval en een aantal geproduceerde maar niet-beschikbare stromen) Productie 2000
Korte omloop hout Hout uit fruitsector en boomkwekerij Bosbouwbijprodukten Schoon resthout (incl. bast), vers Koolzaad (zaad) Miscanthus Bermgras Stro (granen) Koolzaadstro Hennep en vlas, vezels en kern Hooi van graszaden Pluimveemest Rundermest en varkensmest RWZI slib Swill Voedings- en genotmiddelenind. Dierlijk afval Overig VGI Gesch. ingez. GFT Gesch. ingez. oud papier en karton Gesch. ingez. kunststoffen Gesch. ingez. textiel Gesch. ingez. oud en bewerkt hout Gebruikte autobanden Restfractie van huishoudelijk afval GFT Papier Hout Kunststoffen textiel, tapijt, matten overig brandbaar inert, bijzonder afval en KCA Restfractie van grof huish. afval GFT Papier Hout Kunststoffen textiel, tapijt, matten overig brandbaar inert, bijzonder afval en KCA Restfractie van bouw- en sloopafval papier hout kunststoffen overig brandbaar inert, bijzonder afval en KCA Restfractie van industrieel afval GFT papier hout kunststoffen textiel, tapijt, matten overig brandbaar inert, bijzonder afval en KCA Restfractie van kwd-afval GFT papier hout kunststoffen textiel, tapijt, matten overig brandbaar inert, bijzonder afval en KCA Shredderafval Reinigingsdienstenafval Totaal (kton nat) Totaal (kton droog) Totaal (PJ)
2 294 2.400 600 4 1 468 708 15 5 138 2.461 74.000 1.400 216 9.564 1.535 8.029 1.569 2.020 171 67 464 70 3.495 1.077 1.223 78 386 123 175 433 643 68 28 188 82 47 14 216 1.275 38 210 76 52 899 2.079 6 390 150 101 60 33 1.340 1.949 626 563 77 216 73 80 314 177 1.038 107.293 24.862 222
Totaal
2 100 425 270 1 468 5 1.500 15.000 630 1.534 1.486 48 100 15 400 27 3.495 1.077 1.223 78 386 123 175 433 643 68 28 188 82 47 14 216 1.275 38 210 76 52 899 2.079 6 390 150 101 60 33 1.340 1.949 626 563 77 216 73 80 314 177 41 30.136 11.499 116
Beschikbaar 2000 Waarvan installaties al ingezet
250 150 1 630 100 200 2.740 510 225 595 1.949 7.350 5.198 65
Cuijk Houtverw. ind.
Ecogas e-centrales
Biocel, Tilburg
Epon, Amer9 AVI's
AVI's
AVI's
AVI's
AVI's
Beschikbaar 2020 Basispad (scen 2) Scen 1 Scen 3 (vrije wereld, (gereguleerde Met Geen technische technische geen klimaat- markten) beperkingen beperkingen actief beleid) 200 200 300 294 294 294 550 1.000 425 600 600 600 200 200 300 468 468 708 350 15 15 5 50 138 100 2.500 2.500 74.000 1.604 1.604 802 1.604 146 216 146 1.500 9.564 600 3.500 1.300 1.535 600 1.300 200 8.029 2.200 1.874 3.280 2.100 3.100 600 1.000 100 400 50 1.000 1.000 103 103 52 4.665 4.352 3.770 3.271 2.344 2.031 1.591 853 1.484 1.484 1.624 1.568 10 10 18 23 44 44 80 44 29 29 81 29 216 216 108 216 537 537 269 537 647 636 724 817 81 70 55 29 26 26 28 27 175 175 308 395 89 89 161 89 15 15 42 15 30 30 15 30 230 230 115 230 1.243 1.243 861 1.424 12 12 13 12 144 144 253 324 40 40 72 40 65 65 33 65 982 982 491 982 1.108 1.108 689 1.163 67 67 74 71 41 41 71 91 21 21 38 21 7 7 20 7 41 41 21 41 931 931 466 931 1.073 1.023 899 880 374 324 254 136 178 178 195 188 28 28 50 64 74 74 133 74 26 26 71 26 107 107 54 107 285 285 143 285 143 143 143 65 65 20.907 107.557 8.821 18.286 13.879 24.865 6.009 10.533 164 235 68 102
Biomassa- en afvalstromen In Tabel 2 en Tabel 3 wordt de huidige en toekomstige productie en beschikbaarheid van verschillende afval- en biomassastromen weergegeven in massastromen en energie-inhoud op basis van de stookwaarde op natte basis. Bij de interpretatie hiervan dient men de nodige voorzichtigheid te betrachten. De werkelijke energieopbrengst in een conversieproces kan, afhankelijk van de toegepaste technologie, zowel hoger als lager zijn dan deze stookwaarde op natte basis. De energieopbrengst op basis van stookwaarde op natte basis gaat ervan uit dat de massastroom wordt verbrand zonder condensatie van gevormde waterdamp. Vooral bij natte stromen stijgt de energieopbrengst echter aanzienlijk wanneer rookgascondensatie wordt toegepast na een verbrandingsinstallatie. Ook zijn er conversietechnieken zoals HTU en anaërobe vergisting waarbij water geen rol speelt bij het energieconversieproces. Verder heeft iedere installatie om technische redenen slechts een beperkt energetisch omzettingsrendement. Duurzame energie versus energiebesparing Terwijl bio-energie per definitie alleen kan worden opgewekt uit organische materialen welke afkomstig zijn uit een korte cyclus, bevatten een aantal van de gegeven afvalstromen tevens componenten van fossiele oorsprong (kunststoffen, synthetische rubbers en dergelijke). Terwijl alleen energie uit biomassa in principe CO2-neutraal is, levert energieopwekking uit de overige materialen ook energiebesparing op. Uit de gegeven samenstelling van verschillende biomassa- en afvalstromen is bepaald welke hoeveelheid energie van fossiele oorsprong is en welke energie als duurzaam kan worden aangeduid. Het resultaat van deze analyse is weergegeven in Tabel 2. Tabel 2: Samenstelling van de beschreven afval- en biomassastromen, uitgedrukt in PJ stookwaarde Productie
Beschikbaar 2000
2000 biomassa zonder kunststoffen, excl. natte mest
129
kunststoffen zonder biomassa Gemengde samenstelling waarvan biomassa waarvan kunststoffen Totaal
Beschikbaar 2020
al ingezet voor energie 34
basispad
9
max
85
Scen 1
Scen 3
7
46
139
6
-
-
21
34
-
-
87
82
56
58
62
61
56
48 39
44 38 222
31 25 116
39 18 65
42 21 164
40 21 235
40 16 68
102
Prijsniveaus Een bepaalde afval- of biomassastroom is alleen beschikbaar voor energieopwekking indien daarvoor een marktconforme prijs wordt betaald (positief of negatief). De prijzen in Tabel 3 zijn typische marktprijzen, zoveel mogelijk weergegeven bij de producent, dus exclusief transport en logistiek richting afnemer. Voor sommige afvalstromen echter wordt het prijsniveau bij de afnemer vermeld. Daarbij is natte mest weggelaten, daar deze stroom een negatieve stookwaarde heeft en derhalve een weergave op basis van de prijs per energie-eenheid stookwaarde geen betekenis heeft. Voor deze stroom is biologische conversie een meer voor de hand liggende optie. Het is zeker niet zo dat stromen met een lage prijs per GJ ook het meest aantrekkelijk zijn voor energieopwekking. De stromen met een negatieve waarde (zoals RWZI-slib) zijn weliswaar makkelijk te contracteren maar de verschijningsvorm, verontreinigingen en stookwaarde maken de inzet voor energieopwekking duur en problematisch. Het dient tevens te worden vermeld dat de prijzen zoals weergegeven gemiddelde prijzen zijn waarvoor de stromen op dit moment beschikbaar zouden zijn bij de producenten. Er bestaat onvoldoende inzicht in de prijsflexibiliteit en de toekomstige prijsontwikkeling van de biomassastromen bij toenemende vraag. Het valt te verwachten dat de prijzen van onvervuilde biomassastromen zullen gaan toenemen daar waar het productievolume beperkt is (zoals bij schoon resthout). Voor biomassastromen met een relatief groot potentieel maar met een nu al hoge prijs (zoals energieteelt en import) zal deze prijstoename minder hoog zijn. Voor afvalstromen echter geldt dat het poorttarief van een verwerkingsinstallatie meer afhangt van de investeringskosten en de operationele kosten van de verwerkingsinstallatie dan van de alternatieve verwerkingsroutes van het afval. Een meer aantrekkelijke verwerkingsroute zal dan ook eerder resulteren in een verlaagd poorttarief dan een verhoogde winst voor de verwerker. Hoe deze invloed in de praktijk uitvalt hangt met name af van politieke besluiten en is op voorhand moeilijk in te schatten. Verder zou er in theorie onderscheid kunnen worden gemaakt tussen verschillende kwaliteiten met een verschillende bijbehorende prijs. Er bestaat echter onvoldoende inzicht in de exacte marktprijzen voor de verschillende stromen om een dergelijk overzicht te maken.
Tabel 3: Beschikbaarheid (kton nat) en gemiddelde prijzen van biomassa- en afvalstromen voor energieopwekking anno 2000 stookwaarde GJ/ton
beschikbaar kton
marktprijs
PJ
€/ton
€/GJ
Korte omloop hout
10,2
2
0,0
57
Hout uit fruitsector en boomkwekerij
10,2
100
1,0
0
5,55 0
Bosbouwbijprodukten
10,2
425
4,3
14
1,33
Schoon resthout (incl. bast), vers
15,6
270
4,2
-14
-0,88
Koolzaad (zaad)
15,8
-
-
717
45,30
Miscanthus
13,2
1
0,0
72
5,45
5,3
468
2,5
-36
-2,33
Stro (granen)
13,3
1.500
0,0
100
7,51
Koolzaadstro
13,6
150
0,0
100
7,35
Hennep en vlas, korte vezels en stengelkern
11,3
29
0,1
0
0
Hooi van graszaden
12,7
0
0,0
64
5,06
6,6
1.500
10,0
-10
-1,57
1,0- 15.000
NA
-11
NA
0,9
-50
-34,05
Bermgras
Pluimveemest Rundermest, kalvermest en varkensmest RWZI slib
1,5
630
Swill
3,4
0
0,0
-32
-9,37
Dierlijke reststoffen uit de VGI.
4,0
1.486
5,9
5
1,13
Overig uit de VGI
3,9
48
0,2
14
3,53
GFT
3,4
100
0,3
-32
-9,37
Oud papier en karton
10,0
0
0,0
-16
-1,59
Oude kunststoffen
34,4
0
0,0
-91
-2,64
Oud textiel
14,3
15
0,2
-45
-3,18
Oud en bewerkt hout
15,4
400
6,2
11
0,74
Gebruikte autobanden
35,2
27
1,0
-57
-1,61 -8,22
Huishoudelijk afval
9,9
3.495
34,7
-82
10,8
643
7,0
-82
-7,54
Bouw- en sloopafval
5,4
1.275
6,9
-82
-15,19
Industrieel afval
5,3
2.079
10,9
-82
-15,52
Kantoor, winkel en dienstenafval
9,5
1.949
18,6
-82
-8,57
Shredderafval (incl. inert en KCA)
15,7
177
2,8
-68
-4,33
3,0
41
0,1
-32
-10,59
30.136
115,9
Grof huishoudelijk afval
Reinigingsdienstenafval Totaal
Verschijningsvorm en ruimtelijke beschikbaarheid Bij elke stroom is getracht zeer globaal weer te geven in welk type productieeenheid het beschikbaar komt, wat de morfologie is en of de productie naar verhouding grootschalig of kleinschalig is. Het resultaat hiervan is weergegeven in Tabel 4. Daarbij zijn de volgende kernbegrippen gehanteerd: 1. decentraal, kleinschalig 2. decentraal, grootschalig 3. centraal, grootschalig De onderstaande aannamen zijn gemaakt voor de verschijningsvorm en ruimtelijke beschikbaarheid: Tabel 4: Verschijningsvorm en ruimtelijke beschikbaarheid van de verschillende stromen Stroom Korte omloop hout Hout uit fruitsector en boomkwekerij Bosbouwbijprodukten Schoon resthout (incl. bast), vers Koolzaad (zaad) Miscanthus Bermgras Stro (granen) Koolzaadstro Hennep en vlas, korte vezels en stengelkern Hooi van graszaden Pluimveemest Rundermest, kalvermest en varkensmest RWZI slib Swill Voedings- en genotmiddelenindustrie Gescheiden ingezameld GFT Gescheiden ingezameld oud papier en karton Gescheiden ingezamelde kunststoffen Gescheiden ingezamelde textiel Gescheiden ingezameld oud en bewerkt hout Gebruikte autobanden Huishoudelijk afval Grof huishoudelijk afval Bouw- en sloopafval Industrieel afval Kantoor, winkel en dienstenafval Shredderafval
verschijningsvorm
ruimtelijke beschikbaarheid
chips chips, blokken chips, blokken zaagsel, chips, blokken, fijn stof korrels chips balen balen balen korte vezels balen stapelbare mest slurrie slib, pasta, granulaat bulk stortvast bulk stortvast bulk stortvast bulk stortvast bulk stortvast bulk stortvast zaagsel, chips, blokken, fijn stof banden bulk stortvast grote delen grote delen bulk stortvast bulk stortvast balen, chips
decentraal-groot decentraal-klein decentraal-groot decentraal-groot decentraal-groot decentraal-groot decentraal-groot decentraal-groot decentraal-groot centraal-groot decentraal-klein decentraal-groot decentraal-groot centraal-groot decentraal-klein centraal-groot decentraal-klein decentraal-klein decentraal-klein decentraal-klein decentraal-klein decentraal-klein centraal-groot centraal-groot centraal-groot centraal-groot centraal-groot centraal-groot
Meer informatie Voor meer informatie over bio-energie en andere vormen van duurzame energie, kunt u contact opnemen met het Informatiecentrum Duurzame Energie. Overige informatie over bio-energie Bio-energie: Algemene informatie Bio-energie op maat voor agrariërs Bio-energie in de gebouwde omgeving Kerngegevens bio-energie Nederland 2000 Beschikbaarheid van biomassa uit import Zuiveringsslib Kleinschalige verbranding van resthout Emissies bij verbranding van resthout Leveranciers kleinschalige verbrandingsinstallaties Leveranciers vergassingsinstallaties Leveranciers vergistingsinstallaties Billy Bever en biomassa-energie (Stripverhaal) Overige informatie Aardwarmte Duurzame energie, algemeen Energie-opslag Groene elektriciteit Warmtepompen Waterkracht Windenergie Zon-PV: Elektriciteit uit zonlicht Zon-thermisch: Warmte uit zonlicht
© PDE 2003. Dit informatieblad is met de grootste zorg samengesteld. Aan de inhoud kunnen echter geen rechten worden ontleend. BA008/20012003/tb
