Co-vergisting op nieuw melkveebedrijf te Marknesse

Co-vergisting op nieuw melkveebedrijf te Marknesse Programma Reductie Overige Broeikasgassen SenterNovem

ROB eindrapport “Co-vergisting op nieuw melkveebedrijf te Marknesse”

1

Co-vergisting op nieuw melkveebedrijf te Marknesse Programma Reductie Overige Broeikasgassen SenterNovem

Projecttitel SenterNovem projectnummer Verslagperiode Naam aanvrager Contactpersoon SenterNovem

Co-vergisting op nieuw melkveebedrijf te Marknesse 400007334 November 2005 t/m juli 2008 De heer H. van der Steege Ir. J.A.M. van Bergen

Aan dit project is in het kader van het Besluit milieusubsidies, Subsidieregeling milieugerichte technologie een subsidie verleend uit het programma Reductie overige broeikasgassen dat gefinancierd wordt door het Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke ordening en Milieubeheer. SenterNovem beheert deze regeling.

Trefwoorden: Mest, biogas, duurzame energie, anaërobe vergisting, methaan Manure, biogas, sustainable energy, anaeobic digestion, methane


2

Inhoud 1. Verkorte samenvatting ......................................................................................... 4 1.2 English Abstract ................................................................................................ 4 2. Inleiding................................................................................................................. 5 3. Beschrijving duurzame technologie ................................................................... 6 3.1 Beschrijving van de Installatie........................................................................... 7 Verse mestkelder ............................................................................................................................ 7 Droge injectie .................................................................................................................................. 7 Voorvergisters................................................................................................................................. 7 Navergisters.................................................................................................................................... 7 Warmte krachtkoppeling ................................................................................................................. 7 Noodfakkel ...................................................................................................................................... 7 Hygiënisatie .................................................................................................................................... 8 Mechanische scheiding .................................................................................................................. 8

3.2 Stalaanpassingen ............................................................................................. 8 4. Uitvoering van het project ................................................................................... 9 4.1 Fasering ............................................................................................................ 9 5. Resultaten van het project................................................................................. 11 5.1 Milieu effecten................................................................................................. 11 5.2 CO2 emissiereductie ....................................................................................... 12 5.2 Monitoring ....................................................................................................... 14 5.3 Economische aspecten ................................................................................... 16 Berekening van de kosteneffectiviteit.................................................................... 17 5.4 Herhalingspotentieel ....................................................................................... 19 6. Samenvatting en conclusies ............................................................................. 20 Bijlagen: Bijlage 1: Processchema .......................................................................................... 23 Bijlage 2: TEWI (Total Equivalent Warming Impact) van mestvergistingsinstallaties 24 Bijlage 3: Input gegevens ......................................................................................... 28 Bijlage 4: Monitoring gegevens WKK ....................................................................... 35 Bijlage 5: Monitoring gegevens Ph en zuren ............................................................ 42


3

1. Verkorte samenvatting Op het nieuwe melkveebedrijf van H. van der Steege te Marknesse is bij de nieuwbouw een biomassa vergistinginstallatie gerealiseerd. Uitgangspunt van de installatie is het vergisten van de op het eigen bedrijf aanwezige mest aangevuld met co-producten als maïs, glycerine, voerresten en kippenmest. Door de nieuwe stallen zodanig aan te passen dat de mest dagvers in de vergistinginstallatie wordt gevoerd, wordt enerzijds de methaan emissie optimaal gereduceerd waarbij anderzijds de biogasproductie optimaal is. Gekozen is voor een systeem met twee propstroomvergisters gevolgd door twee geroerde navergisters. De installatie heeft een capaciteit van maximaal 15.000 ton mest per jaar en maximaal 15.000 ton co producten. Het project resulteert in de productie van duurzame energie in de vorm van elektriciteit en warmte. De elektriciteit wordt geleverd aan het elektriciteitsnet, de warmte blijft vooralsnog slechts beperkt benut. Daarnaast resulteert het project in kwalitatief hoogwaardige meststoffen. Door vergisting verbetert de benutting van de nutriënten, vooral stiksof, aanzienlijk. Op de uitstoot van broeikasgassen heeft het vergistingsproces van mest op twee wijzen een positieve invloed: door de verblijftijd van mest te verkorten wordt de directe methaanemissie optimaal gereduceerd. Daarnaast zorgt de productie van duurzame energie voor vervanging van fossiele brandstoffen. Met het project wordt een totale CO2 emissiereductie van 6.993 ton per jaar bereikt. De kosteneffectiviteit van het project bedraagt -19,55 (€/ton CO2-equivalent) Het theoretische herhalingspotentieel van het project is groot, bij toepassing in de melkveesector heeft vergisten van rundveemest een potentie van 1,8 Mton CO2 per jaar. Het huidige economische klimaat en de huidige subsidieregelingen remmen grootschalige toepassing echter af.

1.2 English Abstract A biomass fermentation installation is established on the new dairy farm of H. van der Steege in Marknesse. Starting point of the installation is to digest the manure only from the farm itself, with biomass co-products as additional feedstock. The animal housing is adjusted in such a way the manure is transported within a few hours to the digesting facility. This way both the emission reduction of methane and the biogas production are most optimal. The system contains two plug-flow fermentation units, followed by two additional fermentation units. The capacity of the systems is maximum 15.000 ton manure and 15.00 tons of biomass co-products. This systems produces sustainable energy in the form of electricity and heat. The electricity is put onto the electricity grid. There’s no use for the heat at the moment. The fermentation process results in high quality fertilizer. The process makes the nutrients in the manure more available. Fermentation of manure has a positive influence on the reduction of carbon dioxide in two ways: by reducing the time the manure is exposed to air the emission of methane is drastically reduced. Secondly, the production of sustainable electricity replaces the need to use fossil fuels for energy production. This project results in the total reduction of the emission of carbon dioxide of 6.993 ton/y. The cost-effectiveness of the project is -19,55 (€/ton CO2-equivalent). This kind of projects on dairy farms has a big potential. Approximately an yearly emission reduction of 1,8 Mton CO2 is possible. However the current economical position and the current regulation of energy allowances are slowing down the application on a wider scale.


4

2. Inleiding De heer H. van der Steege heeft op de locatie Luttelgeesterweg 5 en 7 te Marknesse een geheel nieuw melkveehouderijbedrijf gevestigd met 500 melkkoeien en 350 stuks jongvee. Om het melkveebedrijf meer duurzaam te maken is op dezelfde locatie gekozen voor het verwerken van de rundveemest in combinatie van het gebruik van organische producten. De opzet is om eerst de mest met organische stoffen te vergisten voor de productie van duurzame energie in de vorm van elektriciteit en warmte in een co-vergistinginstallatie op het melkveebedrijf. Daarna is de opzet om de mest te verwerken tot hoogwaardige producten. Door de vergistinginstallatie te integreren in de nieuwbouw kan bij de bouw van de melkvee- en jongveestallen rekening gehouden worden met het optimaal mogelijk vergisten van de rundveemest. Hierdoor wordt de opslag van mest zo kort mogelijk gehouden waarmee de methaan emissie zo klein mogelijk, en de biogasproductie optimaal is. In dit rapport geven wij een beschrijving van het project waarvoor vanuit de ROB regeling subsidie is verleend. Het rapport is als volgt ingedeeld: allereerst wordt een beschrijving geven van de installatie met daarbij de belangrijkste kenmerken. Daarbij wordt ingegaan op een beschrijving van de vergistinginstallatie alsook op de aanpassingen die zijn gedaan om de stallen optimaal aan te passen aan het vergisten van de mest. Vervolgens wordt ingegaan op de uitvoering van het project. Hierbij komen de wijze van samenwerking en de procesplanning aan bod. Daarnaast zal in worden gegaan op wijzigingen die zich in de loop van de tijd in het project hebben voorgedaan. Hoofdstuk vier gaat in op de projectresultaten. Naast de milieuaspecten en de CO2 emissie reductie komen hier ook de economische gegevens en de monitoringsresultaten aan bod. Afgesloten wordt met een samenvatting van het rapport, met daarbij de belangrijkste conclusies en aanbevelingen.


5

3. Beschrijving duurzame technologie De installatie bestaat in grote lijnen uit de volgende onderdelen. Hal met kelders voor verse mestopslag, vaste producten opslag-, snij- en inbrengsysteem, technische ruimte, WKK en mestscheidingsinstallatie. • Voorvergisters 2 x 600 m³ (propstroomvergister) • Navergisters 2 x 1527 m³ (met gasopslag en biologische ontzwaveling) • Gaskoeling • Warmtekrachtkoppeling in de vorm van een gasmotor met generator • Technische ruimte met pompen, verwarming en computerbesturing • Noodfakkelinstallatie • Hygiënisatie unit • Schroefvijzelpers • Opslagkelders voor vergiste mest (zie bijlage 1 voor een processchema) •

De vloeibare dierlijke mest wordt opgeslagen in kelders in de mestkelders onder de stallen. Via een aanvoerleiding gaat de mest naar de centrale pomp en wordt in de voorvergisters gepompt. Dit gaat batchgewijs. De pluimveemest en de maïs worden gelost in de opslaghal en door middel van een indosseersysteem in de voorvergisters gebracht. De hoeveelheid wordt bepaald door het drogestofgehalte van de verschillende componenten. De biomassa gaat door middel van een pomp van de voorvergister 1 en 2 naar de navergisters 3 en 4. De totale verblijftijd in de vergisters is ruim 40 dagen. Het biogas wat hierbij ontstaat wordt opgevangen in een gasopslag bovenin de navergisters. Hierin vind ook de biologische ontzwaveling plaats door toevoeging een kleine hoeveelheid zuurstof. Het ontzwavelde biogas gaat naar de gaskoeler en word ontdaan van waterdamp. Het condensaat wordt in de eindopslag gepompt. Dit wordt gedaan om corrosie in de WKK te voorkomen en het rendement van de WKK te vergroten. Er vindt continu meting van de gaskwaliteit plaats. Het schone biogas wordt via een blower naar de WKK gepompt. Bij stilstand van de WKK of overproductie van biogas wordt het biogas in de opslag opgeslagen. Bij bereiken van de maximale opslagcapaciteit wordt het gas verbrand via de fakkel. De elektriciteit geproduceerd door de WKK wordt grotendeels geleverd aan het net. Een deel wordt gebruikt voor de eigen installatie en het eigenbedrijf. De warmte wordt deels gebruikt voor de verwarming van de vergisters en verwarming van de bedrijfspanden en woning. Het resterende deel wordt vernietigd via een noodkoeler. De installatie heeft de volgende kengetallen. Onderdeel Vergistingcapaciteit vergistingvolume navergistingsvolume vergistingstijd temperatuur biogasproductie CH4 gehalte biogas elektriciteitproductie warmteproductie

Waarde 25.000 1.300 3.000 ca 60 41 4,9 miljoen ca 60 11.200.000 12.000.000

Eenheid ton/jaar m³ m³ Dagen o C m³/jaar % kWh/jaar kWh/jaar


6

3.1 Beschrijving van de Installatie Verse mestkelder De mest wordt door middel van een pomp in de verse mestkelder gepompt. De onbewerkte verse vloeibare mest wordt rechtstreeks door een inpandige pomp in de tussenopslag gebracht. De verse mest kelder is gasdicht uitgevoerd. De vuile lucht gaat naar de biogasopslag. Hierdoor is het vrijkomen van geur en emissies nagenoeg nihil.

Droge injectie Op de voorvergisters is een invoersysteem gemonteerd waarmee de maïs en de kippenmest middels een vijzel met waterslot in de voorvergister wordt gebracht. De injector wordt automatisch gestuurd waardoor steeds de juiste hoeveelheid wordt ingebracht. Deze hoeveelheid is afhankelijk van het drogestofgehalte van de aangevoerde vloeibare mest. Voorvergisters De propstroom voorvergisters hebben elk een inhoud van 600 m³ en zijn volledig geïsoleerd en met damwandprofielplaten afgewerkt. De isolatie is van drukvaste en waterdichte kunststofplaten. In de voorvergisters bevinden zich horizontale roerwerken en automatische zandafscheiders. De ingebouwde verwarming houdt de voorvergister op ca. 40 graden Celsius. Er wordt in de voorvergister weinig biogas geproduceerd en er vind geen gasopslag plaats.

Navergisters De navergisters hebben een inhoud van 1.527 m³ per tank. In elke vergister bevinden zich een dompelmixer en een langzaam lopend diagonaalroerwerk. Deze zorgen dat de biomassa regelmatig in beweging is zodat het biogas optimaal kan ontwijken. Ook voorkomt het drijf- en bezinklagen. In de vergisters is een verwarming geïnstalleerd om de inhoud op temperatuur te houden. De verwarming bestaat uit leidingen welke aan de tankwand zijn gemonteerd. Temperatuursensoren meten de temperatuur en sturen de verwarming aan. De temperatuur is ca. 38 graden Celsius. Aan de tanks zijn ter controle van de gasruimte en mixers, platforms gemonteerd. Deze zijn door middel van een ladder met rugbescherming toegankelijk. Per tank zijn twee drukbeveiligingen gemonteerd, het waterslot en de beveiligingskleppen. Deze de tank tegen over- en onderdruk. De mechanische kleppen zijn als redundantie van het waterslot geplaatst. In de navergisters vind biologische ontzwaveling plaats. Dit gebeurt door toevoer van zuurstof. Hierdoor wordt zwavelwaterstof omgezet in zwavel. Er vind continu meting van zwavelwaterstof plaats in de gasleiding. Op basis van dit gehalte en de hoeveelheid biogas, vind dosering van zuurstof plaats. Op elke navergister is een speciaal flexibel membraam bevestigd. Hierin wordt het biogas opgeslagen. De gasinhoud is 350 m³ per navergister.

Warmte krachtkoppeling Het biogas wordt opgewerkt door het te drogen. Dit gebeurt door koeling van het gas waardoor de waterdamp condenseert en afgevoerd wordt naar de eindopslag. Het gas kan hierna naar de WKK of de noodfakkel. Voor de WKK is een vlamterugslag beveiliging gemonteerd door middel van een vlamdemper. De WKK bestaat uit een gasmotor met een generator. Door warmte wisselaars wordt de warmte van de motor en van het verbrandingsgas afgevoerd naar de centrale verwarming. De elektriciteit van de generator wordt geleverd aan het openbare stroomnet. De WKK werkt volledig automatisch en kan op afstand gemonitoord worden.

Noodfakkel In geval de gasopslag een vulling bereikt van 95% of meer wordt automatisch de noodfakkel ontstoken. Het gas wordt in een afgedekte verbrandingskamer bij circa 1000 graden Celsius verbrand. De verbrandingskamer is afgeschermd om lichthinder naar de omgeving en uitdoving te voorkomen. De automatische ontsteking bestaat uit een vlamontsteking, beveiliging tegen vlamdoving, een snel afsluitende magneetklep en een vlamdemper.


7

Hygiënisatie De Hygiënisatie bestaat uit een installatie die de vergiste mest pasteuriseert bij een temperatuur van 70 graden en voor de duur van minimaal 1 uur. Dit gebeurd met de restwarmte van het vergistingsproces. In de installatie zijn warmtewisselaars opgenomen voor een optimale energiebenutting.

Mechanische scheiding De mechanische scheiding betreft een schroefvijzelpers welke een scheiding maakt in een vloeibare fractie en een stapelbare fractie van ca. 35% droge stof. Dit betreft een bestaande betrouwbare techniek.

3.2 Stalaanpassingen Om een optimale biogasproductie uit de rundveemest te behalen en de methaanuitstoot uit de mest zoveel mogelijk te beperken is het van belang de mest zo snel mogelijk uit de stal in de vergistinginstallatie te brengen. Omdat het hier gaat om de complete nieuwbouw van een melkveebedrijf zijn deze aanpassingen relatief eenvoudig door te voeren. Om de mest zo snel mogelijk te verwerken zijn de volgende aanpassingen gedaan: •

• •

Roostervloer met mestschuiven (meerdere keren per dag wordt de mest in de kelders geschoven) Extra vloer onder de sleuvenvloer voor opvang van de mest. Transportleidingen en pompen van melkvee- en jongveestallen naar vergistingreactoren.

Met deze aanpassingen is het mogelijk de mest dagvers in de vergistinginstallatie te brengen.


8

4. Uitvoering van het project De bouw van de vergistinginstallatie is halverwege 2005 gedurende de bouw van de stallen gestart. In eerste instantie zijn de bouwwerkzaamheden onder regie van H. van der Steege uitgevoerd. Hierbij hebben verschillende leveranciers elk hun eigen deel van het project uitgevoerd onder regie van H. van der Steege. Om beter overzicht te houden over de uitvoering van het proces en de werkzaamheden van de verschillende leveranciers te coördineren, heeft Steegro Energy BV vanaf september 2006 de verdere afbouw van de installatie in turn key opdracht uitgevoerd.

4.1 Fasering De uitvoering van het project is gefaseerd verlopen, samenhangend met de bouw van de stallen. Onderstaand is de fasering globaal weergegeven: Grond en betonwerk Gelijk opgaand met het grond- en betonwerk voor de stallen is de bouwput voor de vergistinginstallatie uitgegraven en is het betonwerk voor de funderingen vloeren gelegd. De werkzaamheden zijn uitgevoerd door de aannemer die ook de bouw van de stallen verzorgd. Stalaanpassingen en opslag voorzieningen mest Bij de bouw van de stallen zijn deze gelijk optimaal geschikt gemaakt voor een zo kort mogelijke verblijftijd van de mest in de stal. Hiervoor zijn de roostervloeren met mestschuiven en de mestkelders onder de stallen aangelegd. Vanuit de mestkelders zijn de transportleidingen richting de vergistinginstallatie aangelegd. Vergistingsgebouw en reactoren De bouw van het vergistingsgebouw en vergistingsreactoren volgden na de bouw van de stallen. In eerste instantie zou de WKK installatie in een ander gebouw dan de vergistingsinstallatie komen, uiteindelijk is besloten alles te clusteren en de installaties in het zelfde gebouw te plaatsen. Hierdoor worden de logistieke bewegingen op het bedrijf ook meer van elkaar gescheiden. Verder is een belangrijke wijziging in het gebouw is het toevoegen van een extra propstroomvergister. Daarnaast zijn de navergister qua inhoud kleiner, maar iets groter in diameter (18 in plaats van 16 meter) Dit is gebeurd omdat diep in de grond bouwen praktisch lastig is. Tevens geeft een grotere diameter een groter dakoppervlak voor de biologische ontzwaveling van het biogas bovenin de navergisters. Dit komt de kwaliteit van het biogas ten goede.

Mest en digestaat opslag in kelders onder de stallen

navergisters Gebouw tbv WKK, propstroom vergister, invoer (vloeibare) cosubstraten Voorjaar 2007: Melkveestallen voltooid, vergistinginstallatie in aanbouw.


9

Warmtekrachtkoppeling (WKK) Bij het eerste ontwerp van de installatie is uitgegaan van 4 warmtekrachtkoppelingen van elk 375 kWe. Uiteindelijk is dit gewijzigd in één WKK van 1.415 kWe. Voor het kunnen afvoeren van de warmte uit de WKK installatie is het nodig dat er een noodkoeler wordt geplaatst. Deze is bestemd voor de restwarmte die niet nuttig is te gebruiken binnen of buiten het bedrijf, af te kunnen voeren. Het koelwater wordt hierbij gekoeld met buitenlucht, welke met behulp van ventilatoren door een warmtewisselaar wordt geblazen. Installatiewerk, besturing In de laatset fase voor de ingebruikname zijn de diverse installatietechnische werkzaamheden uitgevoerd en is het besturingssysteem aangelegd. Voor het aanvoeren van mest en het afvoeren van digestaat van en naar de opslagkelders is een volautomatische pompinstallatie aangelegd. Om de aanvoerlijnen naar de centrale pompinstallatie zo kort mogelijk te houden, worden de vloeibare cosubstraten opgeslagen binnen het gebouw. Voor het verwarmen van de te vergisten producten, wordt enerzijds gebruik gemaakt van verwarming in de vergisters, maar ook van drie RVS tanks van elk 20 m³ om eventueel extra te kunnen verwarmen. Of dit nodig is, is afhankelijk van de doorstroomsnelheid in de vergisters en de begintemperatuur van de te vergisten producten. Tevens worden deze tanks gebruikt voor het hygiëniseren van het digestaat na vergisten. In de tanks wordt met de warmte uit het koelwater van de Wkk-installatie het vloeibare co-substraat opgewarmd, voordat het in de vergisters wordt gebracht. Opstart De installatie is opgestart in december 2007. Voor de opstart is gebruik gemaakt van ent materiaal van een andere vergistinginstallatie. Dit “ent”materiaal heeft namelijk al het optimale milieu voor het vergistingsproces. Demonstratieactiviteiten Op vrijdag 29 juni en zaterdag 30 juni 2007 hebben respectievelijk de opening van het melkveebedrijf en een open dag plaatsgevonden. Ruim 12.000 belangstellenden hebben het bedrijf met de vergistinginstallatie bezocht.

Vergistinggebouw op de open dag d.d. 21 juni 2007 Zowel rondleidingen door het melkveebedrijf als bezichtigingen (van de nog niet operationele) vergistinginstallatie werden georganiseerd. Rondom de open dag zijn veel media uitingen geweest over het bedrijf en de vergistinginstallatie via internet, persberichten en publicaties. Op de open dagen was een informatiemarkt ingericht en werd een ronde tafel conferentie gehouden over actuele onderwerpen in de melkveehouderij. Daarnaast is een openbaar eindrapport geschreven.


10

5. Resultaten van het project Het project kent de volgende eindproducten: 1. Energie in de vorm van stroom en warmte 2. Rulle fractie 3. Dunne fractie 4. Vergiste mest (mengsel dunne fractie en/of substraat)

5.1 Milieu effecten • • • • • • • •

Mestbewerking draagt bij aan de verbetering van de benutbaarheid van nutriënten met name C-, N-, P-, en K-verbindingen in dierlijke mest. Mestvergisting levert groene stroom op welke hoge opbrengsten geeft. Mestbewerking leidt tot vermindering van de uitstoot van ammoniak en stank in de keten. Mestbewerking levert een positieve bijdrage aan het hergebruik van energie. Mestbewerking kan leiden tot vervanging van kunstmest door organische mest. Mestbewerking leidt tot afname van de verspreiding van pathogene en onkruidzaden. Mestbewerking levert producten welke wat betreft samenstelling betere garanties kan bieden, waardoor markten open kunnen gaan welke nu gesloten zijn. Mestbewerking leidt tot een betere acceptatie in de akkerbouw van dierlijke mest.

Hoogwaardige meststoffen Door de vergisting en scheiding ontstaan meststoffen van een hoogwaardiger niveau. Een belangrijk gegeven is dat de benutting van de nutriënten, vooral stikstof, sterk verbeterd. Ook is beter voorspelbaar wanneer de nutriënten voor de plant beschikbaar komen. Hierdoor zijn de verliezen naar het milieu minimaal en kan vergiste mest voor een deel kunstmest vervangen. Dit geeft een betere sluiting van de grondstoffenkringloop. Ook zeer belangrijk is de grote reductie van geur bij het aanwenden van het eindproduct. Tevens komen er bijna geen broeikasgassen meer vrij als methaan en Lachgas. Door scheiding van de vergiste mest kan bovendien de verhouding van de nutriënten worden beïnvloed. Het is mogelijk een meststof te maken met weinig fosfaat en veel stikstof voor aanwending in de naaste omgeving. Hiervoor is nu al veel vraag. Ook kan een meststof geproduceerd worden met veel fosfaat welke stapelbaar is. Transport over grotere afstanden is dan haalbaar. Het digestaat heeft de volgende samenstelling: 11-62008

Droge stof Ruw as Organische stof Stikstof C/N-qoutient Fosfaat Kali Magnesium Natrium

put 7 57 18

4-62008 put 8 59 19

CF

39 3,65 5

40 4,14 4

CF CF

1,37 4,9

1,56 5,2

AES-ICP

0,9

0,9

AES-ICP

0,9

0,7

eenheid g DS/kg g RAS/kg

methode Gravimetrie Gravimetrie

g OS/kg g N/kg g P2O5/kg g K2O/kg g MgO/kg g Na2O/kg

Het digestaat van het project wordt grotendeels afgezet op het eigen land van H. van der Steege. Daarnaast vindt afzet plaats naar de naastgelegen agrarische bedrijven. Hiervoor zijn afspraken gemaakt over enerzijds de aanvoer van kippenmest en co-producten en anderzijds de afname van digestaat. Hierdoor wordt alle digestaat lokaal afgezet en worden grote transport afstanden vermeden.


11

5.2 CO2 emissiereductie De CO2 emissiereductie van het project bestaat uit twee onderdelen: directe emissiereductie van methaan door verkorting van de opslagduur van de mest en indirecte emissiereductie door productie van duurzame energie. In bijlage 2 bij dit rapport is de TEWI berekening van het project weergegeven. In bijlage 3 zijn de inputgegevens per maand aangegeven alsmede de op basis van de input te verwachten elektriciteitsproductie. Tevens zijn de gemeten waarden weergegeven. In onderstaande figuur zijn deze waarden afgezet tegen de productie op vollast. Hieruit blijkt dat de installatie op ongeveer 60% draait. 1200

1000

MWh

800 Berekend 600

Gemeten max. productie

400

200

0 januari

februari

maart

april

mei

juni

juli

Aangezien de monitoringsperiode onvoldoende representatief is voor de berekening van de totale emissiereductie gaan wij uit van de theoretische waarden voor de TEWI berekening. Alle op het bedrijf aanwezige mest wordt in de vergistinginstallatie ingebracht. Daarnaast wordt aangevoerde kippenmest vergist. Op basis van directe emissiereductie wordt op projectniveau 585.000 kg CO2 emissiereductie gerealiseerd.

Type mest

[Cap.]

Emissie-reductiefactor [ERF] kg CO2-equiv. / ton 1 mest 34

Reductie =[Cap.] * [ERF] kg CO2-equiv./ jaar

Runderen 12.500 ton/jaar 425.000 (melkvee) Kippen 2000 ton/jaar 80 160.000 TOTAAL 14.500 ton/jaar 585.000 1) =0,9*emissiefactoren (EF) in de monitoringsprotocollen, uitgedrukt in CO2-equivalenten

De energieproductie uit het biogas geeft daarnaast de indirecte emissiereductie. De benutting van restwarmte in dit project blijft beperkt tot de inzet in het eigen vergistingproces en hygienisatie. De indirecte emissiereductie wordt daardoor vooral bepaald door de elektriciteitsproductie. In totaal wordt daarmee op jaarbasis 6.993 ton CO2 emissiereductie gerealiseerd.

Netto Indirecte Reductie energieproducti [kg CO2] e [kWh/jaar]


1

12

Verwachte hoeveelheid te produceren elektriciteit (gecorrigeerd voor verbruik van de installatie)

10.400.000

=0,61 * netto energieproductie = 6.344.000 Verwachte hoeveelheid nuttig in te zetten warmte 400.000 = 0,16 * netto afkomstig van de installatie energieproductie = 64.000 TOTAAL 6.993.000 1 : berekend met standaard emissiefactoren voor energiegebruik (zie tabel A II.1, TEWI Richtlijnen)


13

5.2 Monitoring Gedurende de periode van januari tot en met juli 2008 is de in- en output van de installatie op verschillende punten geregistreerd. Input samenstelling: • Hoeveelheid en samenstelling biomassa Milieu vergisters: • Ph, zuren Output samenstelling: • Droge stof • Ruw as • Organische stof • Stikstof • C/N-qoutient • Fosfaat • Kali • Magnesium • Natrium WKK: • Samenstelling biogas: o Methaan o Zwavel o Zuurstof o Koolstofdioxide • Elektriciteitsproductie (levering en eigen gebruik) Massabalans Uitgangspunt voor de vergistinginstallatie is het vergisten van de bedrijfseigen mest, circa 1050 ton per maand. Dit wordt aangevuld met kippenmest, mais, voerresten en andere vezelproducten. Met de vergisting van kippenmest zijn in het verleden veel problemen geweest omdat de verhouding koosltof/stikstof (C/N) daarbij niet in balans is. Hierdoor ontstaat ammoniak vorming waarmee het vergistingproces stopt. De toevoeging van kippenmest levert hier echte geen problemen op doordat de C/N verhouding met het toevoegen van stikstofvrije producten als bijvoorbeeld vezelproducten en glycerine in balans gehouden wordt. Daarnaast kan het toevoegen van kippenmest tot gevolg hebben dat het zwavelgehalte in het biogas sterk stijgt. Door het toepassen van een ontzwavelingsinstallatie die tot 2.000 ppm H2S probleemloos voor 99% kan afbreken levert het vergisten van kippenmest geen problemen op. Gemiddeld kan daarmee de volgende massabalans op jaarbasis worden opgesteld, waarbij opgemerkt wordt dat de installatie hiermee nog niet op volle capaciteit draait. Ingaande biomassa Rundveedrijfmest Kippenmest Mais Voerresten Vezelproducten Glycerine Totaal

Tonnen 12.500 2.000 2.500 500 3.500 1.500 22.500


14

In bijlage 3 zijn de inputstromen per maand weergegeven. In juni 2008 is supermarktmix (producten die over datum zijn) aan de vergistinginstallatie toegevoegd. Dit is geen succes gebleken door de niet homogene samenstelling en doordat de biogasopbrengst achterbleef bij wat de leverancier had aangegeven. Vooralsnog wordt daarom verder afgezien van toepassing van verdere deze producten. Omdat de installatie nog in de opstartfase zit en de maximale capaciteit nog niet is bereikt, wordt nog gezocht naar aanvullende biomassastromen die meevergist kunnen worden. Meer mest vergisten is vooralsnog geen optie.

Milieu vergisters Om een continue stroomproductie te bereiken dient het biogasproces goed gemonitoord te worden. Belangrijkste reden hiervoor is dat een verstoring in de voeding of temperatuur vaak pas na weken een gevolg heeft voor de biogasopbrengst. Vervolgens duurt het weer weken om de biogasproductie op het oude niveau terug te krijgen. Vandaar dat het van wezenlijk belang is vroegtijdig inzicht te hebben in veranderingen in het vergistingproces. De temperatuur van de vergisters wordt continu gemeten en zijn continu elektronisch uitleesbaar. In de praktijk blijkt de temperatuur van de tanks te fluctueren tussen de 38 en 41 °C; het optimale temperatuurbereik voor anaerobe vergisting. Bij onderschrijding worden de tanks bijverwarmd tot de 37°C. Bij overschrijding zouden de vergisters moeten worden gekoeld; dit is echter niet voorzien. De kans dat dit gebeurt is ook klein. Dit wordt gerealiseerd door geregeld de afzonderlijke vergisters te bemonsteren en de processtabiliteit te bepalen. Hiervoor wordt het aandeel vluchtige organische zuren bepaald ten opzichte van het totale zurengehalte. Van dit totale zurengehalte mag maximaal 30% bestaan uit vluchtige organische zuren; ofwel de waarde uit de berekening vluchtige organische zuren / totale zuren moet kleiner zijn dan 0,3 . Verder gedijen de anaerobe bacteriën het beste in een licht alkalisch milieu, dwz bij een pH-waarde van 7 a 8. Zoals blijkt uit bijlage 5 zijn de ph en zuurwaarden van de installatie stabiel: de ph waarde is gemiddel 7,9 terwijl de verhouding vluchtige organische zuren / totaalzuren gemiddeld beneden 0,3 blijft.

Duurzame energie productie Vanaf de opstart is de duurzame energie productie geregistreerd. Zoals uit onderstaande figuur blijkt wijken de gemeten waarden niet veel af van de theoretische waarden van de input. Dit geeft aan dat het vergistingsproces stabiel verloopt. 700

600

500

400 MWh

Berekende waarden gemeten waarden

300

200

100

0 jan

feb

mrt

apr

mei

jun

jul

Elektriciteitsproductie januari t/m juli 2008


15

De installatie produceert daarmee per juli 2008 op circa 60% van de optimale capaciteit. De samenstelling van het biogas (zie ook bijlage 4) zijn constant, waarbij het methaan gehalte met gemiddeld 51,6% nog aan de lage kant is (streef waarde is 60%) Samenstelling biogas 100,0 90,0 80,0 70,0

%

60,0

CH4 (%) O2 (%)

50,0

CO2 (%)

40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 januari

februari

maart

april

mei

juni

juli

gem

Inzet fakkel In juli 2008 heeft de fakkel gedurende 6 uur het biogas moeten affakelen vanwege problemen met de navergister. De problemen met de navergister was een combinatie van factoren, waaronder schuimvorming in de vergister waardoor de gasstroom is afgesloten en het instorten houten ontzwavelingsbodem. Bovendien stond de gastoevoer verkeerd afgesteld naar de motor. Behalve deze kortdurende problemen heeft de fakkel geen dienst hoven doen.

Zwavel Een belangrijk aspect in het biogasproces is het aandeel zwavel in het biogas. Bij gebruik door de motor dient dit gehalte te zijn teruggebracht tot onder de 300 ppm. De ontzwaveling van het biogas gebeurt bij deze installatie in twee stappen: 1. Biologische ontzwaveling: Dit wordt gerealiseerd door bovenin de vergisters een kleine hoeveelheid lucht in te blazen waardoor zwavelminnende bacteriën in staat zijn het gasvormige zwavel om te zetten in elementair zwavel, dat weer terugvalt in de biomassa. Bovenin de vergisters is een houten constructie aangebracht waarop de zwavelbacteriën zich nestelen. Door het anaerobe milieu blijft dit houtwerk in tact. ® 2. Chemische ontzwaveling: Met een nieuw type SOXSIA katalysator wordt H2S tot 99,5% verwijderd. De katalysator verwijdert zwavel tot 2000 ppm . Het zwavelgehalte in het biogas wordt continu gemeten tijdens de doorstroom van het biogas van de vergisters naar de warmtekrachtmotoren. In de centrale ruimte van het gebouw is deze waarde continu afleesbaar. In bijlage 4 is het zwavelgehalte in het biogas weergegeven. In onderstaande grafiek zijn deze waarden afleesbaar. Zwavelgehalte 1200,0

1000,0

800,0 ppm

Uit de grafiek blijkt dat zelfs met het toepassen van kippenmest de zwavel concentraties acceptabel blijven. De afwijkende waarden in juli zijn veroorzaakt door een levering glycerine met een hoog zwavelgehalte. Dit is opgelost door ijzerchloride (FeCI3) gedoseerd aan de reactor toe te voegen.

Zwavel H2S

600,0

400,0

200,0

0,0 januari

februari


maart

april

mei

juni

juli

16

5.3 Economische aspecten Door de lange bouwperiode, waarmee met verschillende leveranciers is gewerkt, zijn de kosten van de installatie aanzienlijk hoger dan begroot. Dit wordt deels veroorzaakt doordat de prijzen sterk zijn gestegen sinds het opstellen van de begroting. Andere oorzaken zijn de keuze voor robuuste materialen en opties en het vergroten van de capaciteit van het systeem. Zo zijn bijvoorbeeld 2 propstroomvergisters toegepast in plaats van één enkele, is een extra silo geplaatst voor opslag van co-substraten, extra hygiënisatie tanks en een grotere biogasopslag. Daarnaast zijn extra voorzieningen getroffen voor bijvoorbeeld de biogasbehandeling. Naast de biologische ontzwaveling in de reactoren wordt een extra katalysator toegepast zodat het mogelijk is bijvoorbeeld kippenmest te vergisten. Kosteneffectiviteit en terugverdientijd Voor de berekening van de kosteneffectiviteit zijn wij uitgegaan van de berekende opbrengst van 10.400.000 kWh per jaar. De hiermee berekende terugverdientijd (zie onderstaande berekening) is met 7,7 jaar iets langer dan oorspronkelijk geraamd. De reden hiervoor zijn de hoge investering en de hogere operationele kosten. Kostenpost Aan en afvoer rundveemest voormengbunker co substraten Invoercontatiners met walkingfloors 2 x 180 m³ betonnen Vergisters 2 x 1.800 m³ Propstroomvergister beton 400 m³ WKK Aansluiting WKK op elektriciteitsnet Aansluiting op CV installatie vergister en gebouwen Affakkelinstallatie Leidingwerk en pompen vergister Hydrauliek Pneumatische installatie Besturing Gasbehandeling Hulpmaterieel Elektrotechniek Bijkomende kosten/onvoorzien

Kosten € € € € € € € € € € € € € € € € €

Totaal 343.549 156.578 193.952 706.427 141.059 560.000 82.530 215.208 37.614 123.592 167.492 17.470 90.004 156.135 15.421 180.479 75.600 €

Engineering en projectmanagement Monitoring en kennisoverdracht Projectbegeleding / rapportage

€ € €

3.263.111

169.098 incl incl

Totaal subsidiabele projectkosten

€

169.098

€

3.432.208

Investeringskosten vergistinginstallatie H. van der Steege

• • • • •

eenmalige investering (€) technische levensduur van de investering (jaar) jaarlijkse operationele kosten (€ /jaar) jaarlijkse baten (€/jaar) jaarlijks emissiereductie (ton CO2-eq./jaar)

(A) = (B) = (C) = (D) = (E) =

€ 3.432.208 15 € 1.045.000 € 1.490.240 6.993

Berekening van de terugverdientijd Terugverdientijd (TVT) = investering / (jaarlijkse baten – jaarlijkse operationele kosten) = 7,7 jr. Berekening van de kosteneffectiviteit Onderstaand is de kosteneffectiviteit van het project uitgedrukt in € per ton CO2-emissie reductie berekend. Hierin zijn de jaarlijkse kosten de som van de kapitaalkosten en de operationele kosten min de jaarlijkse baten. De jaarlijkse kapitaalkosten zijn bepaald door de investering te vermenigvuldigen met de annuïteit berekend over de technische levensduur van de installatie.


17

Kosteneffectiviteit (€/ton CO2-equivalent) = Jaarlijkse kosten / Jaarlijkse emissiereductie = -/-19,55 (€/ton CO2-equivalent) De kosteneffectiviteit ligt lager dan vooraf was berekend. Ook dit is te duiden aan de hogere investeringen en de hogere operationele kosten.


18

5.4 Herhalingspotentieel Het concept om mest van het eigen bedrijf met een zo kort mogelijke tussenopslag te vergisten voor de productie van duurzame energie is op zich breed toepasbaar binnen de agrarische bedrijfstak. Echter de afhankelijkheid van subsidies zal de feitelijke toepassing hiervan de komende jaren zeer beperken. Met name voor de locaties waar nog onder het oude MEP of de MEP overgangsregeling subsidie is verleend zullen de komende jaren nog installaties worden gerealiseerd. Met de huidige SDE subsidie (2008), de hoge biomassaprijzen en de hoge afzetkosten voor digestaat, liggen de kansen met name bij low-budget installaties die zonder covergisting alleen de eigen mest vergisten.

Aandachtspunten Bij het opzetten van een co- vergistinginstallatie zijn een aantal zaken van doorslaggevend belang voor het slagen van een project. •

Biomassamarkt: met het explosief stijgen van de prijzen van biomassa staat het vergisten van bijvoorbeeld maïs sterk onder druk. Alternatieve producten zijn lang niet altijd eenvoudig te krijgen omdat veel stromen reeds contractueel vastliggen. Het rendement van de installatie hangt sterk af van de hoogte van de inkoopprijzen.

•

Nieuwe bedrijfstak: het beheren van een vergistinginstallatie is geen activiteit die een ondernemer eenvoudig naast de bestaande agrarische activiteiten doet. Hier dient terdege rekening mee gehouden worden bij het plannen van een project.

•

Afzet digestaat: De mogelijkheden voor het afzetten van digestaat zijn van grote invloed op zowel het rendement als de capaciteit van de installatie. Zo kan het ontbreken van afzetmogelijkheden een remmende factor zijn op de capaciteit en hebben de afzetkosten van het digestaat mede het resultaat. Het verder verwerken van digestaat kan hiervoor een oplossing bieden.

•

Subsidies: Zonder SDE of MEP subsidie is een vergistinginstallatie niet rendabel. Met de SDE vergoedingen in 2008 is een vergistinginstallatie in de meeste gevallen economisch niet rendabel. Het benutten van warmte om daarmee additionele inkomsten te generen is met de nieuwe regelgeving must.


19

6. Samenvatting en conclusies De heer H. van der Steege heeft in Marknesse een geheel nieuw melkveebedrijf gevestigd met 500 melkkoeien en 350 stuks jongvee. Om het melkveebedrijf meer duurzaam te maken is op dezelfde locatie gekozen voor het verwerken van de rundveemest in combinatie van het gebruik van organische producten. De opzet is om eerst de mest met organische stoffen te vergisten voor de productie van duurzame energie in de vorm van elektriciteit en warmte in een co-vergistinginstallatie op het melkveebedrijf. Daarna is de opzet om de mest te verwerken tot hoogwaardige producten. Door de vergistinginstallatie te integreren in de nieuwbouw kan bij de bouw van de melkvee- en jongveestallen rekening gehouden worden met het optimaal mogelijk vergisten van de rundveemest. Hierdoor wordt de opslag van mest zo kort mogelijk gehouden waarmee de methaan emissie zo klein mogelijk, en de biogasproductie optimaal is. De stallen worden daarom voorzien van een roostervloer met mestschuif die meerder keren per dag de mest uit de stal in de mestopslag brengt. De vloeibare dierlijke mest wordt opgeslagen in kelders in de ha en onder de stallen. Via een aanvoerleiding gaat de mest naar de centrale pomp en wordt in de voorvergisters gepompt. Dit gaat batchgewijs. De pluimveemest en de maïs worden gelost in de opslaghal en door middel van een indosseersysteem in de voorvergisters gebracht. De hoeveelheid wordt bepaald door het drogestofgehalte van de verschillende componenten. De biomassa gaat door middel van een pomp van de voorvergister 1 en 2 naar de navergisters 3 en 4. De totale verblijftijd in de vergisters is ruim 40 dagen. Het biogas wat hierbij ontstaat wordt opgevangen in een gasopslag bovenin de navergisters. Hierin vind ook de biologische ontzwaveling plaats door toevoeging een kleine hoeveelheid zuurstof. Additioneel vindt chemische ontzwaveling plaats om onder andere vergisting van kippenmest mogelijk te maken. Het ontzwavelde biogas gaat naar de gaskoeler en word ontdaan van waterdamp. Het condensaat wordt in de eindopslag gepompt. Dit wordt gedaan om corrosie in de WKK te voorkomen en het rendement van de WKK te vergroten. Er vindt continu meting van de gaskwaliteit plaats. Het schone biogas wordt via een blower naar de WKK gepompt. Bij stilstand van de WKK of overproductie van biogas wordt het biogas in de opslag opgeslagen. Bij bereiken van de maximale opslagcapaciteit wordt het gas verbrand via de fakkel. De elektriciteit geproduceerd door de WKK wordt grotendeels geleverd aan het net. Een deel wordt gebruikt voor de eigen installatie en het eigenbedrijf. De warmte wordt deels gebruikt voor de verwarming van de vergisters en verwarming van de bedrijfspanden en woning. Het resterende deel wordt vernietigd via een noodkoeler. De installatie heeft de volgende kengetallen. Onderdeel Vergistingcapaciteit vergistingvolume navergistingsvolume vergistingstijd temperatuur biogasproductie CH4 gehalte biogas elektriciteitproductie warmteproductie

Waarde 25.000 1.300 3.000 ca 60 41 4,9 miljoen ca 60 11.200.000 12.000.000

Eenheid ton/jaar m³ m³ Dagen o C m³/jaar % kWh/jaar kWh/jaar

Vergisting van rundveemest heeft een aantal positieve milieueffecten. Ten eerst wordt direct de uitstoot van het broeikasgas methaan gereduceerd door de mest dagvers in de gesloten omgeving van de vergistinginstallatie te brengen. Daarnaast wordt uit het geproduceerde biogas duurzame energie geproduceerd waarmee het gebruik van fossiele brandstoffen wordt vervangen. Daarnaast heeft vergiste mest betere eigenschappen voor bemesting doordat de nutriënten beter beschikbaar zijn. Hiermee kan efficiënter worden bemest en kan het gebruik van kunstmest worden teruggebracht.


20

Vergisting van rundveemest kan toepassing vinden bij bedrijven met een grootte vanaf circa 150 melkkoeien. In Nederland biedt dit een potentieel van 3,9 miljoen ton mest per jaar. Hiermee kan een potentiële CO2 emissiereductie van 1,8 Mton CO2 per jaar worden bereikt. De rechtstreeks aan de vergistinginstallatie toe te rekenen kosten bedragen circa 3.250.000. Hiermee kent de installatie een terugverdientijd van circa 7,7 jaar en heeft het een kosten effectiviteit van 19,55 (€/ton CO2-equivalent). Gedurende de tijd van ontwerp tot realisatie van de bouw zijn de prijzen aanzienlijk gestegen. Bovendien zijn er keuzes gemaakt de installatie uit te breiden en robuust op te zetten, waardoor de kosten hoger zijn dan begroot. Een half jaar na opstart bevindt de installatie zich op 60% van de mogelijke capaciteit. Dit is onvoldoende om de installatie rendabel te exploiteren. Met de sterk gestegen prijzen voor biomassa zijn de te verwachten rendementen lager dan is begroot. Met de toegekende MEP subsidie voor een periode van 10 jaar is er echter voldoende zicht op een positief bedrijfsresultaat. De huidige SDE subsidieregeling biedt echter onvoldoende mogelijkheden om met de huidige biomassaprijzen op grote schaal co-vergisting toe te passen. Dit zal alleen mogelijk zijn indien er strakke afspraken gemaakt worden over inkoop van grondstoffen, de afzet van het digestaat en er een economisch rendement uit de warmte wordt gehaald. Deze voorwaarden zullen slechts voor een beperkt aantal gevallen leiden tot een realiseerbare installatie.


21

BIJLAGEN


22

Bijlage 1: Processchema


23

Bijlage 2: TEWI (Total Equivalent Warming Impact) van mestvergistingsinstallaties Deel 1) Overzicht installatiegegevens Bron Invoer materiaal Mestdoorzet installatie:

Covergisting Soort covergistingsmateriaal: Doorzet covergistingsmateriaal: Samenstelling: Opslag mest en digestaat Tijdsduur mestopslag voordat de mest wordt verwerkt Omschrijving opslagtype voor verwerking:

Invulkolom

Opmerking

14.500 [ton per jaar]

Betreft de gemiddeld te verwachten jaarlijkse mestdoorzet. Geef een nadere detaillering in tabel A in onderdeel 2.

Maïs, voerresten 10.000 [ton per jaar] 446 kg droge stof / ton 420 kg organische materiaal/ton 1 dag

Opslagduur opslag

mestkelders

(mestkelder, buitenopslag, en eventuele afdekkingen) Geef eventuele emissiebeperkende maatregelen aan. Opslagduur buitenopslag vóór vergisting Hier ook eventuele emissiebeperkende maatregelen aangeven. Opslagduur digestaat (uitvergiste mest) Hier ook eventuele emissiebeperkende maatregelen aangeven.

Tijdsduur mestopslag buiten

geen

Omschrijving opslagtype buiten:

NVT

Tijdsduur digestaatopslag

15 [weken]

Omschrijving opslagtype digestaat:

Opslag in gasdichte mestkelders, gasopvang tbv vergisting

Installatiekenmerken Lekkage van methaan

2 [%]

Vergistingstemperatuur Type installatie Verblijftijd Gasopvang navergister Overige kenmerken installatie

Elektrisch rendement gasmotor Thermisch rendement gasmotor Deel warmte dat nuttig kan worden ingezet:

Biogasproductie Biogasproductie mest Biogasproductie covergistingsmateriaal

39 [°C] Propstroom voorvergsiter, geroerde tank navergister 60 ja Dagverse mest wordt rechstreeks uit de stal in de vergister gebracht. Alleen rundveemest van het eigen bedrijf wordt vergist. Kippenmest wordt aangevoerd. 42 [%] 43 [%] 0 [%]

20 [m3 biogas per ton mest] 110 [m3 biogas per ton materiaal]


Inschatting lekkage uit installatie tov totale hoeveelheid geproduceerde methaan. Bijvoorbeeld: propstroom, geroerde tank of combinaties hiervan Dagen Ja / nee Geef hier overige kenmerken aan die van belang kunnen zijn voor de emissie van broeikasgassen

Geef hier het deel van de netto warmte (dus exclusief de warmte die door de installatie zelf wordt gebruikt) dat nuttig kan worden ingezet. Indien de warmte niet nuttig kan worden ingezet, hier nihil aangeven. Geef hier de gemiddelde waarde aan waarop de installatie is ontworpen. Geef hier de gemiddelde waarde aan waarop de installatie is ontworpen.

24

Deel 2) Berekening reductiepotentieel De vereenvoudigde berekening kan dan als volgt uitgevoerd worden.

A. Directe reductie broeikasgasemissies op projectniveau tgv verkorte duur mestopslag Geef in onderstaande tabel de te verwerken mesthoeveelheden aan en bereken de reductie ten gevolge van de verkorte opslagduur. Indien u gebruik wilt maken van andere emissiereductiefactoren, dan dient u in een toelichting de motivatie hiertoe aan te geven.

Type drijfmest [Cap.] Runderen 12500 ton/jaar (melkvee) Vleeskalveren ton/jaar (witvlees) Vleesvarkens 0 ton/jaar Zeugen 0 ton/jaar Kippen 2000 ton/jaar ... 0 ton/jaar TOTAAL 14.500 ton/jaar

Emissie-reductiefactor [ERF] kg CO2-equiv. / ton mest1 34

Reductie =[Cap.] * [ERF] kg CO2-equiv./ jaar 425.000

66

0

87 50 802

0 0 160.000 0 585.000 (= A)

1) =0,9*emissiefactoren (EF) in de monitoringsprotocollen, uitgedrukt in CO2-equivalenten 2) schatting

Tabel A: berekening directe reductie

B. Reductie indirecte emissies (t.g.v. het energieverbruik) op projectniveau In deel 1 is de biogasproductie per ton mest en covergistingsmateriaal opgegeven alsmede het rendement van de WKK. Maak van deze gegevens gebruik voor de berekening van de elektriciteit- en warmteproductie. {Voorbeeldberekening: -

hoeveelheid biogas waarmee wordt gerekend is gelijk aan de hoeveelheid geproduceerde biogas (correctie voor methaanslip in WKK en lekkage van installatie is verwaarloosd) energie-inhoud biogas bij methaangehalte biogas van 62%, ( 0,62 *39,8 MJ/m3 methaan) = 24,7 MJ/ m3 biogas Bruto elektriciteitsopbrengst in kWh = hoeveelheid biogas * energie-inhoud biogas * elektrisch rendement/ (omrekeningsfactor 3,6 MJ/kWh) Bruto warmte opbrengst op vergelijkbare manier berekenen Door het energieverbruik van de installatie van de bruto-opbrengsten af te trekken, wordt de netto energie-opbrengst berekend.} Indirecte Reductie1 Netto energieprodu [kg CO2] ctie [kWh/jaar]

Verwachte hoeveelheid te produceren elektriciteit (gecorrigeerd voor verbruik van de installatie) Verwachte hoeveelheid nuttig in te zetten warmte afkomstig van de installatie

10.400.000

=0,61 * netto energieproductie

= 6.344.000 400.000

= 0,16 * netto energieproductie

= 64.000 TOTAAL

6.408.000 (=B)

1

: berekend met standaard emissiefactoren voor energiegebruik (zie tabel A II.1, TEWI Richtlijnen)

Tabel B: berekening indirecte reductie ROB eindrapport “Co-vergisting op nieuw melkveebedrijf te Marknesse”

25

C. Totale emissiereductie op projectniveau De totale reductie van de broeikasgasemissie bedraagt ([A + B]/1000) bedraagt:

6.993 ton CO2-eq./jr. (=C)

D. TEWI Potentieel in 2010 Geef de mesthoeveelheid waarvoor een soortgelijke installatie in 2010 gebruikt kan worden. Onder soortgelijke installatie wordt een installatie verstaan van gelijkwaardige aard en/of omvang. Houdt bij de inschatting van de mesthoeveelheid rekening 3,9 miljoen m3 / jaar (= D) met de bedrijfsverdeling in de sector (soort en omvang) en de daarin te verwachten ontwikkelingen. Een voorbeeldberekening en enkele gegevens over de mestproductie treft u aan in de bijlage. Geef een toelichting op de aangegeven mesthoeveelheid: Hoeveelheid rundveemest binnen

bedrijven met mestvergistingspotentie: 3,9 miljoen ton per jaar.

De potentiële emissiereductie in 2010 bedraagt: (C / (totaal (mest) capaciteit uit tabel A)* D)

1.880.876 ton CO2 eq. / jr. 1,9 Mton CO2 eq. / jr.


26

Bijlage Mesthoeveelheden Voor uw gemak zijn enkele gegevens over de mestproductie hieronder weergegeven. Meer gegevens kunt u bijvoorbeeld vinden op de internetpagina van het Centraal Bureau voor de Statistiek (www.cbs.nl, StatLine databank, onderdeel bedrijfsleven (veehouderij)).

Gehele veestapel, vaste mest Gehele veestapel, dunne mest Rundvee, dunne mest in stal Vleesvarkens, dunne mest Fokvarkens, dunne mest

Hoeveelheid rundveemest binnen bedrijven met mestvergistingspotentie Idem zeugenmest Idem vleesvarkensmest

Mestproductie in 2004 [kg*1000] 2,7 miljoen 65,7 miljoen 39 miljoen 6,5 miljoen 5,3 miljoen Mesthoeveelheden o.b.v. onderzoek Praktijk onderzoek Veehouderij ‘Perspectieven mestvergisting’ 3,9

1,1 miljoen 2,4 miljoen


27

Bijlage 3: Input gegevens Januari

datum 1-1 2-1 3-1 4-1 5-1 6-1 7-1 8-1 9-1 10-1 11-1 12-1 13-1 14-1 15-1

2008

firma bakker bakker

product mais mais

bakker

mais

bakker

percentage

kilo prod 33580 41500

M3 6716 8300

MWH 16,79 20,75

33580

6716

16,79

vezels

34460

3446

8,615

bakker bakker

mais vezels

33700 36540

6740 3654

16,85 9,135

bakker bakker

vezels vezels

33240 35000

3324 3500

8,31 8,75

silo silo silo eigen

voerresten bieten

31000 155000

7750 31000

19,375 77,5

21700

54,25 257,115 271 178

16-1 17-1 18-1 19-1 20-1 21-1 22-1 23-1 24-1 25-1 26-1 27-1 28-1 29-1 30-1 31-1

koemest

1085000 berekende MWH invoer maandproductie MWH EnerQ Maandproductie monitoren


28

februari

datum 1-2 2-2 3-2 4-2 5-2 6-2 7-2 8-2 9-2 10-2 11-2 12-2 13-2 14-2 15-2 16-2 17-2 18-2 19-2 20-2 21-2 22-2 23-2 24-2 25-2 26-2 27-2 28-2 29-2

2008

firma

product

percentage

bakker bakker

vezels mais

33360 49320

3336 9864

8,34

bakker bakker

mais vezels

39340 34120

7868 3412

19,67 8,53

bakker

kippenmest

42320

8464

21,16

silo silo silo silo eigen

voerresten bieten mais vezels koemest

31000 7750 145000 29000 34474,533 6894,906667 94916,367 9491,636667 1015000 20300 berekende MWH invoer maandproductie MWH EnerQ Maandproductie monitoren

19,375 72,5 17,23727 23,72909 50,75 241,2914 308 306

kilo prod


M3

MWH

29

maart

datum 1-3 2-3 3-3 4-3 5-3 6-3 7-3 8-3 9-3 10-3 11-3 12-3 13-3 14-3 15-3 16-3 17-3 18-3 19-3 20-3 21-3 22-3 23-3 24-3 25-3 26-3 27-3 28-3 29-3 30-3 31-3

2008

firma

product

percentage

bakker

mais

40880

8176

20,44

bakker

kippenmest

39880

7976

19,94

bakker bakker

kippenmest kippenmest

34620 33600

6924 6720

17,31 16,8

bakker

kippenmest

38380

7676

19,19

silo silo silo silo eigen

voerresten bieten mais vezels koemest


19,375 25 51,7118 71,18728 54,25 315,2041 339 334

kilo prod


M3

MWH

30

april

datum 1-4 2-4 3-4 4-4 5-4 6-4 7-4 8-4 9-4 10-4 11-4 12-4 13-4 14-4 15-4 16-4 17-4 18-4 19-4 20-4 21-4 22-4 23-4 24-4 25-4 26-4 27-4 28-4 29-4 30-4

2008

firma

product

percentage

bakker

kippenmest

28260

5652

14,13

bakker

kippenmest

39480

7896

19,74

bakker

kippenmest

28780

5756

14,39

bakker

kippenmest

27900

5580

13,95


voerresten mais vezels koemest

31000 7750 103423,6 20684,72 284749,1 28474,91 1050000 21000 berekende MWH invoer maandproductie MWH EnerQ Maandproductie monitoren

19,375 51,7118 71,18728 52,5 256,9841 263 253

kilo prod


M3

MWH

31

mei

2008

datum 1-5 2-5 3-5 4-5 5-5 6-5 7-5 8-5 9-5 10-5 11-5 12-5 13-5 14-5 15-5 16-5 17-5 18-5 19-5 20-5 21-5 22-5 23-5 24-5 25-5 26-5 27-5 28-5 29-5 30-5 31-5

firma

product

percentage

bakker delta

kippenmest glycerine

31400 35400

6280 24780

15,7 61,95

bakker bakker

kippenmest kippenmest

10000 37980

2000 7596

5 18,99

delta

glycerine

500

350

0,875

bakker agrifirm

kippenmest mais

39520 39460

7904 7892

19,76 19,73

agrifirm

mais

34200

6840

17,1

bakker agrifirm

kippenmest mais

25180 25160

5036 5032

12,59 12,58




19,375 51,7118 71,18728 54,25 380,7991 312 312,7

kilo prod


M3

MWH

32

juni

2008

datum 1-6 2-6 3-6 4-6 5-6 6-6 7-6 8-6 9-6 10-6 11-6 12-6 13-6 14-6 15-6 16-6 17-6 18-6 19-6 20-6 21-6 22-6 23-6 24-6 25-6 26-6 27-6 28-6 29-6 30-6

firma

product

bakker

mais

bakker delta

kippenmest glycerine

agrifirm

mais

delta

glycerine

bakker

kippenmest

delta agrifirm

supermarktmix mais

bakkker

kippenmest

delta delta

glycerine supermarktmix

bakker

agrifirm silo silo silo eigen

percentage

kilo prod

M3

MWH

121880

24376

60,94

30560 36260

6112 25382

15,28 63,455

41480

8296

20,74

36100

25270

63,175

16840

3368

8,42

70100 42280

8762,5 8456

21,90625 21,14

38760

7752

19,38

24080 39360

16856 4920

42,14 12,3

kippenmest

27380

5476

13,69

mais voerresten mais vezels koemest


18,83 19,375 51,7118 71,18728 52,5 576,1703 556 544,4

75

75

75

75


33

juli

datum 1-7 2-7 3-7 4-7 5-7 6-7 7-7 8-7 9-7 10-7 11-7 12-7 13-7 14-7 15-7 16-7 17-7 18-7 19-7 20-7 21-7 22-7 23-7 24-7 25-7 26-7 27-7 28-7 29-7 30-7 31-7

2008

firma

product

percentage

bakker delta delta

kippenmest glycerine glycerine

38120 25220 36000

7624 17654 25200

19,06 44,135 63

bakker delta delta

kippenmest glycerine glycerine

23160 10200 24980

4632 7140 17486

11,58 17,85 43,715

bakker bakker

kippenmest mais

42320 32780

8464 6556

21,16 16,39

bakker

mais

23760

4752

11,88

delta

glycerine

24680

17276

43,19

bakker bakker

mais kippenmest

30260 29660

6052 5932

15,13 14,83

bakker bakker

mais kippenmest

24980 27800

4996 5560

12,49 13,9




19,375 51,7118 71,18728 52,5 543,0841 512 512,8

kilo prod


M3

MWH

34

Bijlage 4: Monitoring gegevens WKK Januari

2008

monitoring WKK datum MWH/dag 1-1 2-1 3-1 4-1 5-1 6-1 7-1 8-1 9-1 10-1 11-1 12-1 8 13-1 10 14-1 9 15-1 10 16-1 17-1 18-1 19-1 20-1 21-1 22-1 23-1 24-1 25-1 26-1 27-1 28-1 29-1 30-1 31-1

11 11 11 11 12 10 8 8 8 9 8 9 8 10 7 6

178

CH4

H2S

O2

CO2

50,6

1

46,7

46,4

155

1,6

46,8

46,4 47

138 60

1,38 1,2

47,6 49,3

51,6 47,4 47,9 49,1

238 44,37 40 25

1,14 1,64 1,41 1,49

42,4 45,7 45,9 43,7

49,3

34

1,73

42

49,3

94

1,23

44,1

46,8

166

1,2

47,5

52,2

20

1,13

42,5

Maandproductie monitoren


35

februari

2008

monitoring WKK datum MWH/dag 1-2 4 2-2 7 3-2 8 4-2 9 5-2 9 6-2 13 7-2 12 8-2 13 9-2 10 10-2 14 11-2 12 12-2 12 13-2 10 14-2 10 15-2 10 16-2 10 17-2 10 18-2 11 19-2 13 20-2 14 21-2 11 22-2 10 23-2 12 24-2 10 25-2 13 26-2 12 27-2 11 28-2 9 29-2 7

306

CH4

H2S

O2

CO2

49,7 47,8

143 134

0,78 0,8

47,4 48,6

40,5 43,3

192 350

1,08 0,68

44,8 52,7

48,3

70

0,97

48,5

51 50,3 49,2 49,3

233 118 216 219

0,66 0,92 0,94 0,8

46 45,4 46,8 47,7

47,7

33,1

0,76

48,6

49,8 49

29 45

0,78 0,86

46,3 46,1

52

118

0,63

44,2



36

maart

2008

monitoring WKK datum MWH/dag 1-3 5 2-3 7 3-3 9 4-3 11 5-3 8 6-3 8 7-3 14 8-3 13 9-3 11 10-3 10 11-3 10 12-3 11 13-3 11 14-3 12 15-3 12 16-3 10 17-3 12 18-3 13 19-3 13 20-3 14 21-3 13 22-3 14 23-3 24-3 25-3 26-3 27-3 28-3 29-3 30-3 31-3

9 9 9 9 9 14 10 11 13

334

CH4 50,2 51,8 52,1 49,5 51,0 50,7 50,7 40,2

H2S

O2

82 33,8 13,75 36,25 98,8 95,62 70 273

0,58 0,70 0,76 0,89 0,84 0,59 0,75 1,27

CO2 46,6 43,7 43,9 46,0 43,7 46,1 44,6 46,6

47,5 47,1

45 60

0,79 0,75

48,2 48,4

48,3 49,3 54,4

41 271 339

0,75 1,10 1,19

47,5 44,8 42,2

48,4 46,6 48,2 56,5 59,9

333 149 336 213 353

0,92 1,20 0,80 0,69 0,21

46,7 45,2 46,4 28,5 40,1

51,1 51,9 56,5 48,9 49,1 52,1 48,6 48,9 52,0

326 421 255 331 183 109 191 197 152

1,06 1,04 1,19 1,22 1,06 1,13 0,90 0,87 0,83

45,4 44,0 38,6 45,8 46,3 42,0 47,0 46,4 42,5



37

april

2008

monitoring WKK datum MWH/dag 1-4 12 2-4 11 3-4 13 4-4 13 5-4 12 6-4 13 7-4 8 8-4 10 9-4 6 10-4 7 11-4 7 12-4 3 13-4 3 14-4 9 15-4 6 16-4 7 17-4 8 18-4 10 19-4 7 20-4 6 21-4 9 22-4 11 23-4 11 24-4 10 25-4 7 26-4 7 27-4 7 28-4 8 29-4 6 30-4 6

253

CH4 53,1 53,8 50,1 49,0 52,5 52,3 53,2 49,3 48,5

H2S

O2 91 86 116 212 223 377 362 388 410

0,68 0,85 0,82 1,55 1,02 0,93 1,20 1,29 1,19

CO2 42,6 40,3 44,6 42,3 40,9 42,8 41,2 44,9 46,3

49,7 49,8

156 198

1,62 1,33

41,9 42,7

50,7 50,9 50,1 51,5 50,7 51,9 50,2 50,4 48,1

196 234 338 296 265 156 11 66 200

1,34 1,35 1,25 1,18 1,01 1,18 1,78 1,35 0,94

41,5 41,3 42,8 42,2 43,4 42,3 39,8 42,3 45,6

52,0 50,6

70 66

0,95 1,30

41,3 41,4

53,5 49,9

137 43

0,30 1,05

41,8 43,2

probleem kuil



38

mei

2008

monitoring WKK datum MWH/dag 1-5 7 2-5 7 3-5 7 4-5 7 5-5 8 6-5 10 7-5 10,6 8-5 13,5 9-5 13,6 10-5 13,9 11-5 12-5 13-5 14-5 15-5 16-5 17-5 18-5 19-5 20-5 21-5

14 13,9 14,6 18 18 18 12,1 13,1 13,4 4 5

22-5 23-5 24-5 25-5 26-5 27-5 28-5 29-5 30-5 31-5

2 9 6,3 7 7 11 10 3 7,2 8,5

312,7

CH4

H2S

O2

CO2

50,4

43

1,26

41,9

51,6 46,5 48,8 52,7 53,8

18,12 71 47,5 65 55

1,25 0,88 0,85 0,73 0,75

40,0 46,5 44,1 40,8 39,2

57,7 54,3

156 230

0,90 0,81

34,2 38,3

61,0 61,4 57,4 53,4

300 259 125 46

0,80 0,63 0,73 1,31

32,0 32,9 35,5 37,2

52,7 51,9

7,5 18,75

0,96 0,91

38,0 43,3

50,9 52,7 52,6

46 83 10

0,30 0,31 1,39

45,0 42,7 38,7

45,1 54,2

20 22

2,04 0,40

31,6 40,4

fakkel, probleem met dak tijdelijke opslag digistaat



39

juni

2008

monitoring WKK datum MWH/dag 1-6 10,6 2-6 11 3-6 11,6 4-6 16,2 5-6 16,5 6-6 17,8 7-6 19 8-6 16 9-6 18 10-6 15 11-6 19,6 12-6 20,1 13-6 21,1 14-6 21,5 15-6 19,4 16-6 19,3 17-6 18-6 19-6 20-6 21-6 22-6 23-6 24-6 25-6 26-6 27-6 28-6 29-6 30-6

22 20 20,1 16,6 16,4 20,4 21,2 19 17,4 20,4 21,5 18,8 19,9 18

544,4

CH4

H2S

O2

CO2

55,0 53,0 54,3 54,9 54,0

47,5 33 34 83 45

0,63 0,93 0,88 0,81 0,86

37,1 39,7 39,4 38,6 39,5

57,8 56,6 55,1 55,5 56,4 55,7 57,5 57,2 57,4

53,3 17,5 14,3 26,2 34,12 26,8 23,1 23 17,5

0,57 1,01 1,09 1,15 1,09 1,09 1,15 1,12 1,14

35,6 35,4 37,5 37,6 37,8 38,6 36,3 36,4 36,9

58,1 58,1 56,2 57,3 54,8 52,6 52,5 53,0

49,3 13,12 52,5 43,75 51,87 47,5 48,12 83,1

1,00 1,11 0,78 1,08 1,18 1,02 0,95 1,10

35,6 33,8 37,5 35,1 38,7 40,9 41,5 40,6

55,0

53,12

1,16

36,9



40

juli

2008

monitoring WKK datum MWH/dag 1-7 20 2-7 18 3-7 15,9 4-7 15,6 5-7 20,7 6-7 23,3 7-7 24,9 8-7 23,9 9-7 21,8 10-7 21,5 11-7 19,8 12-7 14,8 13-7 11 14-7 15 15-7 12 16-7 16 17-7 14,7 18-7 13,9 19-7 12,9 20-7 11,7 21-7 14 22-7 12,3 23-7 16 24-7 13,7 25-7 15,4 26-7 16 27-7 15,2 28-7 15,2 29-7 16,3 30-7 15,9 31-7 15,4

CH4

H2S

O2

CO2

55,7

31,3

0,98

35,9

53,4 54,0

120 181

0,82 0,98

39,0 39,6

55,1 52,4 50,5 49,0 51,5 50,9

533 1196 1440 1374 1277 1421

0,22 1,23 1,02 0,95 0,99 0,99

42,03 39,4 41,8 41,8 41,3 42,3

51,6 50,4 50,9 51,0 51,7 51,6 51,4

1270 1440 1308 1240 1081 1104 1346

1,01 1,08 1,10 1,03 1,11 1,01 0,72

41,6 43,4 42,4 42,0 40,4 40,6 41,3

51,6

945

0,76

40,6

12600000

512,8



41

Bijlage 5: Monitoring gegevens Ph en zuren pH, zuren Analyserapport Certified Energy BV

datum PH Dst % Org dst % As % Totaal vetzuren ppm NH4-N ppm N-totaal ppm



25-22008 p400 7,71 6,98 5,07 1,91

p500

2389 1768 5099 31-32008 p400 7,65 7,75 NB NB 3472 2824 5341 21-72008 p400 7,9 9,74 6,61 3,13 1077 4065 6997

7,92 6,81 4,76 2,05

n400 7,91 6,68 4,79 1,89

n500 7,91 6,18 4,27 1,91

1349 1940 4938

623 2192 5312

309 2221 5106

n400 7,89 7,01 NB NB

n500 7,9 6,44 NB NB

149 2645 4516

146 2547 4595

7,86 9,75 6,66 3,09

n400 7,93 8,95 6,12 2,84

n500 7,98 8,6 5,87 2,73

1261 4075 7213

1048 3463 6732

694 3592 6806

p500 7,91 7,32 NB NB 780 2930 4961

p500


42

Co-vergisting op nieuw melkveebedrijf te Marknesse

Recommend Documents