Haalbaarheidsonderzoek naar de thermische omzetting van biomassa naar groene grondstoffen en bio-energie
Eindrapport Aanvrager:
De Rijke biogas B.V. Kadijk 24 4691 PL Tholen
Partners:
MPI-Management B.V. (Multi Purpose Industries) - Oldenzaal ICL Fertilizers Europe C.V. - Amsterdam
Derden:
Clean Fuels BV – Enschede
Stellers:
Pieter Rem MPI-Management B.V.
Rob Korten Adbrevio Consult
Datum: 8 maart 2011
Inhoudsopgave 1
Managementsamenvatting....................................................................... 1
2
Deelnemers en derden........................................................................... 4 2.1 2.2
3
Aanvrager ..................................................................................................4 Mede-aanvragers..........................................................................................4
Inleiding op het project ......................................................................... 7 3.1 3.2 3.3
Achtergrond ...............................................................................................7 Stand der techniek .......................................................................................8 Raakvlakken met andere projecten in de markt.................................................. 11
4
Projectaanpak ................................................................................... 13
5
Fysische omzetting van slootmaaisel via het pyrolyse proces ......................... 15
6
Hergebruikswaarde van de assen als meststoffen ........................................ 18
7
Haalbaarheid van de investering............................................................. 20
8
Programma van eisen t.b.v. de uitvoer van de investering............................. 22 8.1 8.2 8.3 8.4
9
Programma van eisen .................................................................................. 22 Financiering ............................................................................................. 22 Vergunningtraject / plan van aanpak............................................................... 22 Omschrijving van werkzaamheden, bedrijfsprocessen en technologieën .................... 22
Sociaal economische aspecten uit het project ............................................ 29
10 Conclusie ......................................................................................... 31
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina ii
Datum: 8 maart 2011
1
Managementsamenvatting Achtergrond
De heer de Rijke heeft al enkele jaren interesse in de productie van energie uit biomassa op zijn eigen bedrijf. Daarvoor heeft hij in 2009 samen met zijn zoon het bedrijf De Rijke Biogas BV opgericht, waarbinnen de duurzame energie activiteiten zullen plaatsvinden. De Rijke geeft de voorkeur aan de toepassing van een techniek waarbij geen sprake is van verwerking van of toevoeging van dierlijke mest. In samenwerking met technologie leverancier MPI (Multi Purpose Industries) is het idee ontwikkeld om een vorm van pyrolysering toe te passen voor de verwerking van verschillende biomassastromen, te weten:
Probleemstelling & doelstellingen
agrarische reststromen; stromen uit natuur en bermbeheer (zoals slootmaaisel); en overige plantaardige en vaste reststromen
Het haalbaarheidsonderzoek richt zich op de uitvoering van de investering om slootmaaisel af te voeren naar een centrale installatie waar het, eventueel in combinatie met andere biomassa, via een thermisch verwerkingsproces (een vorm van pyrolyse) wordt verwerkt tot o.a. energieproducten. Door het slootmaaisel te verwerken tot componenten met een toegevoegde waarde wordt niet alleen vermeden dat nutriënten (en zware metalen) uitspoelen naar het oppervlakte- en grondwater, maar dat er opbrengsten worden gegenereerd waarmee er zowel een milieu- als een economische winst wordt geboekt. Het onderzoeksdeel in het project heeft betrekking op welke opbrengsten er zullen ontstaan bij de thermische verwerking van het slootmaaisel, eventueel in combinatie met andere biomassa. Op basis hiervan zal de kosteneffectiviteit van de investering worden bepaald en de haalbaarheid van invoering ervan. Daarbij zullen ook de logistieke aspecten worden onderzocht en de (kosten-) consequenties hiervan in het totaal rendement van de investering en de techniek. Ook de toepassing van de as uit het thermische verwerkingsproces (m.n. het opwerken van de as tot meststoffen door de (kunst)mestindustrie) als onderdeel in het totaal rendement zal worden onderzocht. De doelstelling van het project is de haalbaarheid en de (kosten)effectiviteit vast te stellen van de techniek en van de investering, indien slootmaaisel wordt toegepast, alsmede naar de praktische uitvoerbaarheid ervan. Het project richt zich primair op de productie van bio-energie en groene grondstoffen, maar het proces biedt tevens secundaire toegevoegde waarde. Het verwijderen van slootmaaisel uit de kringloop zal tevens resulteren in een verbetering van het natuurlijk milieu in termen van verbeterde kwaliteit van grond- en oppervlaktewater en van de bodem, als gevolg van de vermeden ongewenste uitspoeling en emissie van stikstof en fosfaat. Door slootmaaisel te gebruiken voor het pyrolyse proces worden de volgende doelen bereikt:
Indien het businessplan vergunbaar en financierbaar is, zal de Joint Venture tussen De Rijke Biogas en MPI een pyrolyse proces realiseren waarbij onder meer slootmaaisel uit de omgeving wordt omgezet in verschillende productstromen, te weten: energieproducten en groene grondstoffen,.
Het slootmaaisel wordt verwijderd uit de bermen en akkerranden, wat een positief milieueffect oplevert als gevolg van de verminderde uitspoeling van stikstof en fosfaten (en daarmee de verbetering van de kwaliteit van grond- en oppervlaktewater). Structurele afname en verwerking van slootmaaisel levert een bijdrage aan het behalen van de doelstellingen van het Waterschap Zeeuwse Eilan-
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 1
Datum: 8 maart 2011
den die zijn vastgesteld in het kader van de Europese Kaderrichtlijn Water.
Inhoudelijke aanpak
Conclusies
ICL Fertilizers wordt door de Joint Venture tussen De Rijke Biogas en MPI voorzien van een fosfaat grondstof die uit de gebruikte biomassa wordt teruggewonnen. Toepassing en verwerking van deze grondstof biedt uitzicht op het bieden van een alternatief voor fosfaten uit fosfaatmijnen, en daarmee een mogelijkheid tot efficiënter gebruik van fosfaat die op termijn eindig is. Grosso modo levert efficiënter (her)gebruik van fosfaten in de landbouw tot een verminderde druk op de natuurlijke omgeving en het milieu.
Project In het project is het volgende onderzocht: I.
Onderzoek naar de fysische omzetting van slootmaaisel via het pyrolyse proces
II.
Onderzoek naar de hergebruikswaarde van de assen als meststoffen die als reststromen uit het pyrolyse proces ontstaan
III.
Vaststellen van de haalbaarheid van de investering
IV.
Vaststellen van het programma van eisen ten behoeve van de invoer van de investering
Fysische omzetting De onderzochte materialen geven hoge asgehaltes (m.u.v. snoeihout) als gevolg van de onzuiverheid van de biomassastroom (door aanhangend zand). Dit heeft tot gevolg: •
Verlaagd energetisch rendement;
•
Mogelijke beschadiging van de apparatuur (door zandkorrels);
•
Verlaagde olieproductie;
•
(vermoedelijk) een verlaagd mineralengehalte in de as en biochar.
Derhalve zijn de volgende conclusies getrokken: •
De biomassa dient goed gescheiden te worden van aanhangende grond.
•
Omdat de bio-olie in het project een belangrijke inkomstenbron zal vormen, zal vooralsnog snoeihout de belangrijkste biomassabron zijn, omdat daar de meeste olie uit wordt geproduceerd.
•
Indien de verwijdering van aanhangende grond (door wassen/zeven) zoals verwacht een hogere bio-olie opbrengst tot gevolg heeft, zal er naar verhouding meer bermgras en slootmaaisel kunnen worden toegevoegd.
Hergebruik van assen als meststof ICL verwacht dat in de huidige fabriek de as kan worden verwerkt. In Amsterdam worden verschillende NPK-kunstmestsoorten gemaakt. Dit kan in batches vanaf 800 ton. Het bedrijf overweegt om in de nabije toekomst ook een kleine productie-unit te bouwen voor de productie van kunstmest uit as. De geteste producten zijn echter niet erg interessant gebleken voor ICL. De pyrolyseas van slootmaaisel bezit nog een beetje kalium. De waarde wordt daardoor ca. nul euro tot minus 50 euro per ton aangeleverd aan de poort. De waarde van de grondstof moet vooral uit de energiebalans komen. Indien na procesverbeteringen (verwijdering aanhangende grond) de concentratie een factor 4 zou stijgen (volgens Clean Fuels is in theorie een factor 6 mogelijk), zou de waarde kunnen stijgen naar een niveau 50-75 euro per ton. Let op: dit is echter © MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 2
Datum: 8 maart 2011
mede afhankelijk van marktprijs van kunstmest en verwerkbaarheid.
Haalbaarheid Indien de biomassa niet wordt ontdaan van aanhangende grond, zal er mogelijk minder olie en meer gas worden geproduceerd. Bovendien zal de as minder waarde hebben (of zelfs een negatieve waarde). Omdat de verwijdering van aanhangende grond geen extra investeringskosten met zich meebrengt, is in de financieel/economische haalbaarheidstudie gerekend met een situatie waarbij de grond verwijderd is. De biomassamix bestaat daarbij uit: •
25% slootmaaisel;
•
25% bermgras;
•
50% snoeihout.
In deze situatie kan de banklening worden afgelost in 5 jaar en kan zelfs de investering in 5 jaar worden afgeschreven. Ook in een worst-case scenario is er nog sprake van een acceptabele business-case. In de business-case is bij slootmaaisel geen gatefee gerekend. Uit de interviews is gebleken dat dit niet realistisch lijkt in deze tijd van bezuinigingen (bij teveel kosten wordt de biomassa achtergelaten op de slootkant). Bij bermgras is uitgegaan van € 20,- per ton. Waarschijnlijk ligt dit zelfs hoger. Onbewerkt snoeihout wordt momenteel tegen een gatefee verzameld bij composteerbedrijven. Ook hiervoor is met een nul-tarief gerekend. De doorgerekende scenario’s bieden een goed perspectief. MPI’s Pieter Rem en Wim Hoppenreijs kunnen op basis van deze berekeningen een financieringsmemorandum volgens het input-proces-output principe en op basis van een rendabele businesscase zonder exploitatiesubsidie uitwerken en verantwoordelijk zijn voor het verkrijgen van de totale financiering. De verwachting is dat dit mogelijk is op basis van de berekende cijfers.
Programma van eisen Met minimale aanpassingen in de beoogde technologie (m.n. de voorbereiding van de grondstof voor pyrolyse) kunnen de beoogde grondstoffen worden verwerkt tot een goed eindproduct. Het feit dat de biomassa moet worden ontdaan van aanhangende grond is een minimale wijziging in het project. Dit heeft verder geen financiële gevolgen t.a.v. de investeringskosten. In het project was al rekening gehouden met een uitgebreide voorbereiding van de biomassa (de zgn. Fuel Prep). De verwachting is dat op basis van het plan van aanpak de installatie full operational kan zijn in de herfst van 2012.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 3
Datum: 8 maart 2011
2
Deelnemers en derden
2.1
Aanvrager Naam Land van vestiging Website Kernactiviteiten
Motivatie deelname aan het project
Beschikbare kennis, expertise, ervaring en middelen
Concrete bijdrage aan het project
Toepassing en gebruik van projectresultaten
2.2
De Rijke Biogas B.V. Nederland De familie De Rijke heeft een akkerbouwbedrijf en heeft De Rijke Biogas BV opgericht voor de verwerking van reststromen uit akkerbouw en natuurbeheer tot groene grondstofcomponenten. Kees de Rijke wil een bijdrage leveren aan de ambitie van de provincie om te komen tot een duurzaam klimaatbeleid waarin onder meer het streven is geformuleerd om in 2050 een CO2 neutraal Zeeland te hebben gerealiseerd. De Rijke zet daarbij in op de productie van groene grondstoffen en bio-olie op basis van de substantiële beschikbare biomassastromen waarmee fossiele grondstoffen zullen worden vervangen. De Rijke beschikt over kennis met betrekking tot het beheer en onderhoud van landbouwpercelen en watergangen, bemesting van akkerland, heeft een goed netwerk in de locale politiek en bij de locale waterbeheerders. De Rijke heeft toegang tot biomassastromen in de omgeving, de locatie ter beschikking, heeft bewezen vergunningen en overige benodigdheden te kunnen organiseren voor grote biomassaverwerking installaties. De heer de Rijke heeft tevens in het verleden een groot economisch rendabel akkerbouwbedrijf opgezet en enkele jaren gemanaged in Tsjechië. De Rijke ontwikkelt de locatie, vergunningen, de ingaande biomassastromen en financiering van de investering zelf, coördinator en uitvoerder van de maatregel, klankbord praktische uitvoerbaarheid van de maatregel, zal de maatregel in een Joint Venture met MPI uiteindelijk exploiteren. De Rijke deelt de gemaakte kosten (voorzover niet gesubsidieerd) met MPI. De Rijke zal de ambitie realiseren om organische reststromen van zijn bedrijf en uit de omgeving duurzaam te verwerken en te verwaarden tot groene grondstof(componenten). Hij zal verder een brug- of voorbeeldfunctie vervullen voor anderen die in dergelijke technologie geïnteresseerd zijn.
Mede-aanvragers Naam Land van vestiging Website Kernactiviteiten
Motivatie deelname aan het project
MPI Management BV (Multi Purpose Industries: MPI) Nederland www.mpi-group.eu Het verwaarden van biomassa reststromen en afval door deze te verwerken tot producten met een toegevoegde waarde (warmte, elektriciteit, duurzame olie en andere grondstoffen) welke resulteert in de vermindering van negatieve effecten op bodem, water en lucht. MPI houdt zich bezig met het ontwikkelen, implementeren en uitvoeren van lokale en kleinschalige technische concepten die het sluiten van materiaal- en energiekringlopen bewerkstelligen. De inzet van de concepten gebeurt bij bedrijven, bedrijfsterreinen en voormalige stortplaatsen. Bij de verwerking van residuen die gestort of verbrand worden en biomassa zet MPI de techniek flash pyrolyse als hoofdbestanddeel in. Ook hier staat productie van duurzame en herbruikbare grondstoffen centraal. Het totale 'Multi Purpose Industries-concept' gaat uit van een unieke samenwerkingsopzet tussen bedrijfsleven, overheden, kennisinstituten en opleidingscentra alsmede lokaal en regionaal milieubeheer. MPI levert een zeer innovatieve koppeling van diverse, op zichzelf reeds bestaande technologieën. De aldus ontstane nieuwe ketenstructuur leidt tot een rendement dat vele malen hoger is dan die de individuele
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 4
Datum: 8 maart 2011
Beschikbare kennis, expertise, ervaring en middelen
Concrete bijdrage aan het project
Toepassing en gebruik van projectresultaten
technologieën op zichzelf kunnen realiseren. De techniek flash pyrolyse wordt ook als zelfstandig opererende unit in de markt gezet. MPI werkt op exclusieve basis samen met Clean Fuels BV (www.cleanfuels.nl), welke een robuuste en intrinsiek veilige (HAZOP) gepatenteerde flash pyrolyse techniek heeft ontwikkeld mede in samenwerking met het biomassalaboratorium van de Universiteit Twente (TCCB) onder leiding van Prof. Van Swaaij. Dr.Ir. Roland Siemons, oprichter en directeur van Clean Fuels BV en mede oprichter van BTG heeft inmiddels bijna 20 jaar ervaring op het gebied van flashpyrolyse. MPI werkt strikt volgens het input-proces-output principe, waarbij zowel aan de voorals de achterdeur aanvoer, afname en vergoedingen via langlopende contracten worden vastgelegd. Het bedrijf beschikt over kennis zowel m.b.t. de voorbehandeling van de aangeboden reststromen als de nabehandeling (b.v. ontzuren, ontwateren) van de pyrolyse olie. MPI ontwerpt de verwerkingsinstallatie voor biomassastromen op basis van flash pyrolyse. De installatie wordt gedimensioneerd op basis van de voor De Rijke beschikbare en geschikte condities, waarbij inbegrepen de verwerking van slootmaaisel. Tevens zal MPI een bijdrage leveren bij het vastleggen van afzetmogelijkheden en uiteindelijke vermarkting van de producten. MPI beschikt over uitgebreid netwerk en kennis van de markt om dit te realiseren. MPI deelt de gemaakte kosten (voorzover niet gesubsidieerd) met de heer De Rijke. MPI wil door de realisatie van dit soort installaties voor verschillende reststromen aantonen dat de innovatieve verwerking middels flash pyrolyse economisch gunstiger is dan de huidige verwerkingstechnieken als composteren, vergisten, verbranden of storten. Het bedrijf is voornemens om een Joint Venture aan te gaan met De Rijke Biogas BV in Tholen voor de flashpyrolyse van biomassa.
Naam Land van vestiging Website Kernactiviteiten
ICL Fertilizers Europe C.V. Nederland
Motivatie deelname aan het project
ICL streeft naar marktleiderschap binnen de Europese kunstmestmarkt en de aandeelhouderswaarde van ICL Fertilizers Europe te vergroten. ICL wil haar markpositie verbeteren door concurrerend te zijn in productie, door continue verbetering van processen en door optimaal gebruik te maken van de synergie tussen de verschillende zusterbedrijven. De dreigende fosfaattekorten zetten het bedrijf ertoe aan om te anticiperen op de toekomst en op zoek te gaan naar nieuwe (bij voorkeur goedkopere en hernieuwbare) fosfaatbronnen.
Beschikbare kennis, expertise, ervaring en middelen
ICL heeft zijn oorsprong in de oprichting van het bedrijf De Albatros in 1907. Na een reeks van fusies en overnames is het bedrijf in 1982 verkocht aan het Israëlische ICL en heeft het bedrijf kunstmeststoffen geproduceerd voor de wereldmarkt onder de naam Amsterdam Fertilizers B.V. (AMFERT). In 2008 zijn alle activiteiten overgaan naar de nieuwe vennootschap ICL Fertilizers Europe C.V. Het bedrijf beschikt over een eigen R&D afdeling en laboratorium. Met behulp van deze faciliteiten zal ICL bepalen op welke wijze de producten uit het flash pyrolyseproces van De Rijke Biogas kunnen worden geïntegreerd in de productielijnen van ICL om te komen tot de productie van kunstmestproducten op basis van deze hernieuwbare groene grondstoffen.
Concrete bijdrage aan het project
Bepaling geschiktheid pyrolyse-as voor verwerking in kunstmest: Bepalen hoe de grondstof moet worden aangeleverd door onderzoek van de eerste analyses van MPI en testen van het basismateriaal om te bepalen of de grenswaarden gehaald worden zoals geëist in de vergunning van ICL; Beschikbaar maken van de nutriënten voor planten middels doorlopen van de verschillende productiestappen op laboratoriumschaal; Bepalen hoe de grondstof binnen het bestaande productieproces kan worden
www.icl-group.com Productie en verkoop van kunstmest
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 5
Datum: 8 maart 2011
ingebracht. Bepalen wat het energetisch en milieutechnisch effect is van de door ICL geproduceerde kunstmest indien wordt gekozen voor pyrolyse producten uit biomassareststromen in plaats van ruwfosfaat. ICL neemt de gemaakte kosten van eigen uren en gebruikte eigen onderzoeksfaciliteiten (voorzover niet gesubsidieerd) voor eigen rekening. De geslaagde terugwinning van fosfaten uit reststromen en hergebruik van deze fosfaten in kunstmeststoffen zal een belangrijke doorbraak betekenen in het creëren van alternatieve fosfaatbronnen en het verminderen van de afhankelijkheid van de fosfaatrotsvoorraden in het buitenland. Vanzelfsprekend is dit voor ICL Fertilisers van groot strategisch en commercieel belang op de (middel-)lange termijn. -
Toepassing en gebruik van projectresultaten
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 6
Datum: 8 maart 2011
3
Inleiding op het project
3.1
Achtergrond Aanleiding
Het gebruik van organisch afval als biomassa in de verwerking tot energie en groene grondstofcomponenten wordt in toenemende mate interessant als direct gevolg van de voortschrijdende stand van de techniek om biomassastromen om te zetten, en als gevolg van de groeiende noodzaak om op duurzame wijze onze energie en grondstoffen te betrekken. Eén van de biomassastromen die het karakteristieke Nederlandse waterlandschap voortbrengt is het maaisel dat uit sloten en van de oeverranden wordt verwijderd om de watergangen open te houden. Daarvoor worden er veel watergangen in het buitengebied door het waterschap gemaaid. Doorgaans wordt het slootmaaisel en het maaisel van het eventuele onderhoudspad op de kant afgezet. In sommige gevallen wordt het maaisel afgevoerd naar een composteringsinstallatie, waar het onder hoge temperaturen wordt verwerkt tot compost. Echter, vanwege de hoge verwijderingskosten (inclusief de kosten die moeten worden betaald aan het composteringsbedrijf) kiezen waterschappen / landschapbeheerders ervoor om het slootmaaisel te laten liggen op de slootkanten. Nadeel van het niet afvoeren van slootmaaisel is dat dit leidt tot uit- en afspoeling van nutriënten uit het slootmaaisel naar het oppervlaktewater en tot verruiging van de oevers. Het niet-afvoeren van slootmaaisel stuit bovendien op onbegrip bij akkerbouwers aangezien de onbemeste buffer tussen de teelt en de watergang als gevolg van het slootmaaisel wordt verruigd en tot meer onrendabel land leidt. Het slootmaaisel belemmert de akkerbouwer ook bij het ploegen. Een andere oplossing is derhalve gewenst.
De Rijke Biogas BV
De heer de Rijke heeft al enkele jaren interesse in de productie van energie uit biomassa op zijn eigen bedrijf. Daarvoor heeft hij in 2009 samen met zijn zoon het bedrijf De Rijke Biogas BV opgericht, waarbinnen de duurzame energie activiteiten zullen plaatsvinden. De Rijke geeft de voorkeur aan de toepassing van een techniek waarbij geen sprake is van verwerking van of toevoeging van dierlijke mest. In samenwerking met technologie leverancier MPI (Multi Purpose Industries) is een idee ontwikkeld om een vorm van pyrolysering toe te passen voor de verwerking van verschillende biomassastromen, te weten:
agrarische reststromen; stromen uit natuur en bermbeheer (zoals slootmaaisel); en overige plantaardige en vaste reststromen
De technologie van MPI is vergunbaar. Begin 2010 publiceerde de provincie Utrecht het ontwerp besluit voor de verwerking van residue bouw- en sloopafval met behulp van dezelfde technologie. De heer de Rijke heeft als doelstelling om een bio-energie installatie te realiseren voor:
de productie van elektriciteit; bio-olie; Componenten als duurzame grondstof voor de chemische industrie als vervanger van fossiele oliën; Warmte; (demi-)water; en grondstoffen voor de kunstmestindustrie.
Indien mogelijk wil de heer de Rijke niet afhankelijk zijn van de SDE-subsidie voor een rendabel project. De raffinage van de olie zal vooralsnog binnen het netwerk van MPI worden uitbesteed. MPI draagt hiervoor de eindverantwoordelijkheid.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 7
Datum: 8 maart 2011
Probleemstelling
Het haalbaarheidsonderzoek richt zich op de uitvoering van de investering om slootmaaisel af te voeren naar een centrale installatie waar het eventueel in combinatie met andere biomassa via een thermisch verwerkingsproces (een vorm van pyrolyse) wordt verwerkt tot o.a. energieproducten. Door het slootmaaisel te verwerken tot componenten met een toegevoegde waarde wordt niet alleen vermeden dat nutriënten (en zware metalen) uitspoelen naar het oppervlakte- en grondwater, maar dat er opbrengsten worden gegenereerd waarmee er zowel een milieu- als een economische winst wordt geboekt. Het onderzoeksdeel in het project heeft betrekking op welke opbrengsten er zullen ontstaan bij de thermische verwerking van het slootmaaisel, eventueel in combinatie met andere biomassa. Op basis hiervan zal de kosteneffectiviteit van de investering worden bepaald en de haalbaarheid van invoering ervan. Daarbij zullen ook de logistieke aspecten worden onderzocht en de (kosten-) consequenties hiervan in het totaal rendement van de investering en de techniek. Ook de toepassing van de as uit het thermische verwerkingsproces (m.n. het opwerken van de as tot meststoffen door de (kunst)mestindustrie) als onderdeel in het totaal rendement zal worden onderzocht.
3.2
Omschrijving van het proces
Het verwerken van slootmaaisel in een mengsel met overige biomassa in een gecombineerd thermisch verwerkingsproces voor de productie van bio-energie en de terugwinning van grondstoffen.
Doel van de investering
Het doel van de investering is om de beschikbare biomassastromen duurzaam om te zetten en deze te verwaarden tot bio-energie en groene grondstoffen. Door grootschalige verwerking van slootmaaisel wordt biomassa die tot nu toe ofwel niet wordt afgevoerd, ofwel als afval wordt verwerkt door middel van compostering, verwerkt tot energieproducten en tot hernieuwbare grondstoffen waarmee brandstoffen en grondstoffen van fossiele oorsprong zullen worden vervangen. Randvoorwaarde daarbij is dat het afgevoerde materiaal kosteneffectief middels een pyrolyse proces (reeds met andere materialen bewezen op pilot schaal) dient te worden verwerkt zonder afwenteling op andere milieucompartimenten.
Doelstelling van het project
De doelstelling van het project is de haalbaarheid en de (kosten)effectiviteit vast te stellen van de techniek en van de investering, indien slootmaaisel als afzonderlijke biomassastroom wordt toegepast en in combinatie met andere biomassastromen, alsmede naar de praktische uitvoerbaarheid ervan.
Onderwerp van het project
Het project richt zich primair op de productie van bio-energie en groene grondstoffen, maar het proces biedt tevens secundaire toegevoegde waarde. Het verwijderen van slootmaaisel uit de kringloop zal tevens resulteren in een verbetering van het natuurlijk milieu in termen van verbeterde kwaliteit van grond- en oppervlaktewater en van de bodem, als gevolg van de vermeden ongewenste uitspoeling en emissie van stikstof en fosfaat.
Stand der techniek Huidige stand van de techniek: (flash)pyrolys e
De huidige stand der techniek van pyrolyse is één die in een volwassen stadium begint te komen. Technologiecentra als ECN en TNO beschikken al jaren over pilot faciliteiten waarmee zeer veel kennis is opgedaan. Ook het HDL van Universiteit Twente beschikt over apparatuur waarmee de in dit projectplan voorgestelde technologie is beproefd. In de markt zijn een aantal installaties commercieel in gebruik voor specifieke toepassingen zoals bij de Afval Terminal Moerdijk (ATM). Dit betreft een pyrolyse installatie specifiek voor verfresiduen. Het laat wel zien dat de techniek van pyrolyse volwassen begint te worden en dat projecten in specifieke markten haalbaar zijn. Het gebruik van
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 8
Datum: 8 maart 2011
biomassa voedingen om daarmee bio-olie te produceren en de aanpassing van de techniek hiervoor, is in Nederland daarentegen betrekkelijk nieuw. Pyrolyse installaties voor decentrale verwerking van organische reststromen uit de landbouw zijn al wel uitgetekend maar nog niet operationeel in de praktijk. Het flashpyrolyse proces op basis van de Intermittent Fluid Bed (IFB) technologie is ontwikkeld door Clean Fuels BV, in samenwerking met de Universiteit Twente. 1) Een vergelijking van het IFB proces met andere pyrolyse concepten is toegevoegd in bijlage 2. De voor dit project gekozen Clean Fuels BV technologie is robuust, intrinsiek veilig en heeft een zelfreinigend vermogen waardoor verstopping van leidingen door teerafzet geen issue is. Alternatieven op de markt of in ontwikkeling stadium
(Flash)pyrolyse is een thermisch conversieproces. Alternatieven hiervoor zijn bijvoorbeeld verbranding of vergassing. Naast thermische conversie kan ook gekeken worden naar biologische of chemische conversie. Vergassing lijkt ten dele op pyrolyse met dat verschil dat pyrolyse in afwezigheid van zuurstof plaatsvindt en vergassing in zeer geringe aanwezigheid van zuurstof. Dit heeft als consequentie een veel hogere verwerkingstemperatuur (exotherm) waardoor uitsluitend gasvormige eindproducten ontstaan (vnl. CO, CH4 en H2). De technologie is gevoeliger voor de kwaliteit van de ingaande stroom en het levert geen olie als eindproduct. Verbranding is het oudste thermische conversie-alternatief. Verbranding is ook exotherm waarbij de verwerkingstemperatuur zeer hoog komt te liggen. Alle organische stromen worden daarbij geheel omgezet in thermische energie. Deze technologie is alleen interessant daar waar ook een grote warmtevraag heerst. Pyrolyse leent zich het best voor kleinschalige decentrale verwerking of daar waar de producten niet zelf benodigd zijn. De olie is gemakkelijk op te slaan en te transporteren naar de plek met behoefte. Naast thermische conversieprocessen zijn in de markt (voor organische reststromen) voornamelijk biologische of biochemische routes bekend. Vergisting al dan niet in combinatie met mest heeft sinds 10 jaar een grote vlucht genomen in Nederland. In Nederland staan ca 100 installaties die organische reststromen (al dan niet in combinatie met mest) verwerken tot biogas. Deze biogasinstallaties worden gekenmerkt door een groot bouwvolume en hoge investeringskosten. Bestaande installaties produceren alleen biogas wat via een biogas-WKK wordt omgezet in elektriciteit en warmte. Deze warmte wordt in slechts zeer beperkte mate nuttig aangewend. Hierbij gaat een groot deel van de beschikbare energie verloren. Bij flashpyrolyse kan een veel groter deel van de beschikbare energie nuttig worden opgeslagen of aangewend. Daar komt bij dat het niet condenseerbare biogas dat bij flashpyrolyse vrijkomt van een betere kwaliteit is waardoor omzetting van het gas naar elektriciteit en warmte met behulp van een (goedkopere) aardgas-WKK mogelijk is. De bio-olie die vrijkomt door condensatie is gemakkelijk op te slaan, kosteneffectief te transporteren en vormt naast de pyrolyse-as een zeer interessante bron voor groene grondstoffen.
Resultaten uit vooronderzoek & ontwikkeling
MPI heeft in samenwerking met Clean Fuels BV de ontwikkelfase doorlopen van voorgestelde verwerkingsinrichting. De inrichting omvat een innovatieve combinatie van op zich bekende technieken. De pyrolysetechnologie vormt hierop een kleine uitzondering. Voor MPI is die combinatie geoctrooieerd in WO 2009/011588 (publicatiedatum 22-012009). Clean Fuels BV heeft voor haar robuuste en intrinsiek veilige pyrolysetechniek wereldwijd octrooi aangevraagd (WO 2009132991, gepubliceerd 05-11-2009). MPI en Clean Fuels BV hebben samen pyrolysetests van verschillende afvalstromen uit-
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 9
Datum: 8 maart 2011
gevoerd. Deelonderzoeken zijn daarbij uitbesteed aan de Universiteit Twente en aan BIOS BIOENERGIESYSTEME GmbH / Technische Universität Graz (Prof.Univ.-Doz.Dipl.Ing.Dr. Ingwald Obernberger). Clean Fuels BV beschikt over het gedetailleerd ontwerp van een complete pyrolyseinrichting voor een suikerfabriek in Oeganda. Technische ondersteuning is daarbij verstrekt door: Akzo Nobel Engineering, en Viro Engineering. Het ontwerp omvat onder meer: een computer simulatie model (massabalans, elementenbalans, energiebalansen van deelprocessen, en dimensies van apparaten), P&IDs (inclusief machinespecificaties, en instrumentatie), ontwerpboek met procesbeschrijving inclusief start-up en shutdown procedures, control strategie, veiligheidsaspecten, HAZOP studie. Het computermodel is geschikt voor de simulatie van pyrolyse voor een reeks van verschillende materialen, en is derhalve een belangrijk ontwerpinstrument. Dit ontwerpinstrument zal worden ingezet voor de detailed engineering van het project. Daarnaast wordt ook een aantal batches gemaakt met de beschikbare laboratoriumapparatuur om meetwaarden te verkrijgen voor het labonderzoek van ICL. Huidige stand van de techniek: fosfaatproductie
Fosfaat wordt gewonnen uit fosfaatrots, de voornaamste bron voor het winnen van de fosfaatgrondstof voor de kunstmestindustrie. Een schematisch overzicht van de productie van de zgn. superfosfaten die worden gebruikt in de kunstmestindustrie is bijgesloten in bijlage 4. Het winnen, verwerken en transport van fosfor van de mijnen naar de agrarische bedrijven is energie-intensief. LCA berekeningen voor fosfaat kunstmeststof door de WUR geven een energie-input van 2392 MJ/ton fosfaatmeststof. Recent gevonden fosfaat voorraden zijn in het algemeen moeilijker te ontginnen en vragen additionele energie input (bijv. het winnen van fosfaten in zee). Bovendien neemt de gemiddelde kwaliteit van de ruwe fosfaten af, en wordt er meer gevaarlijk afval geproduceerd tijdens het verwerkingsproces. Een toenemend aantal zware metalen en andere materialen die een potentieel risico opleveren voor de gezondheid van mens en milieu (w.o. cadmium) worden aangetroffen in de gemijnde fosfaat depots. Dit resulteert uiteindelijk in hogere kosten voor het ontginnen en verwerken van de aanwezige voorraden.2) Fosfaatprijzen schoten omhoog in de periode 2007-2008 met een piekprijs van €430/mt. Een grafiek met het prijsverloop ten opzichte van deze piek in de periode 2004-2009 is bijgesloten in bijlage 5. Het geeft tevens aan dat de prijs van fosfaat gekoppeld is aan de wereld olieprijs. Fosfor wordt onder andere ook gebruikt in diervoeders, voedselproducten, cosmetica, waterzuivering, en de metaalindustrie. Er bestaat geen substituut voor fosfaat.
Alternatieven (niet op de markt) voor fosfaatterugwinning 3)
Hieronder volgt een opsomming van een aantal potentiële reststromen waaruit fosfaat teruggewonnen zou kunnen worden. Sommigen zijn al in ontwikkeling maar geen van allen zijn (nog) in de markt geïntroduceerd:
Alternatieven (bijna op de markt) voor fosfaatterugwinning
terugwinning van fosfaat uit verbrandingsas inzetten van organische reststoffen (gewasresten) uit landbouw en industrie als veevoer hergebruik van fosfaat in beendermeel (uit slachtafval) in veevoer verbranding van organisch afval met fosfaatterugwinning uit de as
De onderstaande technieken om fosfaat terug te winnen uit zuiveringsslib zijn het verst in ontwikkeling, waarbij het kristalliseren van fosfaat tot struviet in de praktijk al plaats vindt. Een probleem van het gebruik van struviet in de productie van kunstmeststoffen is dat het struviet vaak is vervuild met zware metalen en daardoor ongeschikt.
In Oostenrijk draait een proefinstallatie waarin zware metalen met behulp van chloorgas aan de slib-as worden onttrokken(ASH DEC). Het verwijderen van zware
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 10
Datum: 8 maart 2011
metalen uit de slib-as is een belangrijke voorwaarde om slibas te kunnen gebruiken om er kunstmest van te produceren. SNB heeft een intentieverklaring ondertekend met ASH DEC voor de introductie en toepassing van de technologie in Nederland.
3.3
Fosfaat kan uit mest worden gekristalliseerd door MgO toe te voegen. Bij de juiste pH-waarde kristalliseren fosfaat en ammonium dan in de vorm van struviet (magnesiumammoniumfosfaat). De kristallen zakken naar de bodem. In het Gelderse Putten staat een mestverwerkinginstallatie waarbij het procedé wordt toegepast.
Raakvlakken met andere projecten in de markt Pyrolyse Bio-energie cluster OostNederland
Residu bouw- en sloopafval in Utrecht
Op dit moment is ook een groot project in ontwikkeling van het bio-energiecluster Oost-Nederland. In Hengelo moet een installatie ontwikkeld worden die houtsnippers verwerkt tot pyrolyse-olie die in de standsverwarming van Almelo ingezet kan worden. MPI zet een verwerkingsinrichting, op basis van de IFB flashpyrolyse technologie van Clean Fuels BV, voor 15.000 ton residu bouw- en sloopafval in Baarn op. Voor het te verwerken RBSA is een samenwerkingsverband met toeleveranciers Hartog Transport BV en Dijkman Containers BV opgezet, waarbij o.a. Bouw en wooncentrum Nijhof en TV Studio Baarn als afnemers zullen optreden. De vergunning is verleend. De financiering is in de afrondende fase.
Fosfaatterugwinning
Onderzoeken naar de terugwinning van fosfaten richt zich tot op heden vooral op de recycling van fosfaten uit zuiveringsslib. In binnen- en buitenland zijn verschillende studies en onderzoeken uitgevoerd en nog lopende naar de technische mogelijkheden om fosfaten uit deze stromen geschikt te maken voor hergebruik als meststof. Het onderstaande overzicht is niet uitputtend of compleet maar geeft een goed inzicht in de laatste stand van zaken op dit gebied.
Terugwinning van fosfaten uit zuiveringsslib 1: SNB / SUSAN
Moderne technieken zoals o.a. in ontwikkeling bij Slibverwerking Noord-Brabant (SNB) en bij Thermphos in Vlissingen maken een vrijwel volledige fosfaatrecycling uit zuiveringsslib mogelijk. SNB heeft van 2005 tot en met 2008 geparticipeerd in het Europese samenwerkingsverband SUSAN.4) Een onderzoeksinitiatief van meerdere partijen waaronder BAM, ASH DEC, BAMAG, YARA, JKI en TU-Wenen. SUSAN heeft de mogelijkheden onderzocht om uit slibas fosfaat te winnen dat geschikt is voor de toepassing in kunstmest. Het onderzoek is pas geleden afgerond en nu wordt gewerkt aan de realisatie van dit proces in de vorm van een grootschalige installatie. De inzet van deze technologie is om de as die overblijft na het verbranden van slib om te zetten in een grondstof voor kunstmest. Dit gebeurt door de as in een thermisch proces te behandelen met additieven. Hierdoor wordt het fosfaat omgezet in een vorm die bereikbaar is door de planten. Verder worden met het proces alle zware metalen uit de as verwijderd. Hierdoor bevat de behandelde as uiteindelijk minder zware metalen dan een kunstmest die rechtstreeks gemaakt wordt uit fosfaaterts.
…zuiveringsslib 3: Thermphos
SNB en Thermphos voeren een grootschalige proef uit om na te gaan of rioolslibas een grondstof is voor de productie van fosfor. Naar verwachting kan ca. 200 ton fosfor worden hergebruikt uit 2000 ton ijzerarme as.
…zuiveringsslib 4: EcoPhos
SNB heeft het Belgische EcoPhos opdracht gegeven voor het uitvoeren van een haalbaarheidsstudie naar de productie van fosforzuur uit slibas. Het fosforzuur dat uit
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 11
Datum: 8 maart 2011
slibas kan worden gewonnen is een basisproduct voor onder andere kunstmest. …zuiveringsslib 5: FACT
Binnen het INNOWATOR project waarin het Siemens CANNIBAL proces gedemonstreerd wordt bij de AWZI Zeewolde, wordt ook onderzoek gedaan door TNO naar fosfaatterugwinning. Het proces, Filtration Assisted Crystallization Technology (FACT), richt zich op de snelle en gecontroleerde kristallisatie van fosfaatzouten op kleine deeltjes en afscheiding van deze deeltjes uit het water door middel van een membraanfilter. FACT is nu nog een laboratoriumtechnologie maar TNO is bezig met het opschalen ervan. In combinatie met CANNIBAL proces zouden de fosfaten dan de meststof struviet opleveren.
RWZI Geestmerambacht
Een andere methode om fosfaat uit rioolwaterzuivering te winnen is door het neer te slaan als calciumfosfaat. Op de rioolwaterzuivering van Geestmerambacht wordt dit proces sinds 1993 op praktijkschaal bedreven. De installatie produceert korrels calciumfosfaat die in een fosforfabriek kunnen worden ingezet als grondstof. Het proces is echter relatief duur en sinds 1993 zijn er geen nieuwe installaties meer bijgekomen.
SOURCE
SOURCE is een pilot project waarbij dierlijke dunne fractie en menselijke urine samen worden verwerkt. Het doel van de pilot is onder andere hergebruik van fosfaat en eventueel stikstof te onderzoeken. De pilot loopt tot november 2010.
EU
De Europese Unie heeft in 2009 een omvangrijk onderzoek naar fosfaten aanbesteed. Het onderzoek moet als basis gaan dienen van toekomstig EU-beleid, bijvoorbeeld voor duurzaam fosfaatgebruik en recycling van de grondstof. Enerzijds wil de EU milieuvervuiling door fosfaatrijke meststoffen verminderen en anderzijds voorkomen dat fosfaat als grondstof nog schaarser wordt. De uitkomsten van dit onderzoek worden dit jaar verwacht.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 12
Datum: 8 maart 2011
4
Projectaanpak
Doelsituatie
Opgebouwde kennis / IP
Door slootmaaisel te gebruiken voor het pyrolyse proces worden de volgende doelen bereikt:
De Joint Venture tussen De Rijke Biogas en MPI zal een pyrolyse proces realiseren waarbij onder meer slootmaaisel uit de omgeving wordt omgezet in verschillende productstromen, te weten: energieproducten en groene grondstoffen, indien het businessplan vergunbaar en financierbaar is.
Het slootmaaisel wordt verwijderd uit de bermen en akkerranden, wat een positief milieueffect oplevert als gevolg van de verminderde uitspoeling van stikstof en fosfaten (en daarmee de verbetering van de kwaliteit van grond- en oppervlaktewater). Structurele afname en verwerking van slootmaaisel levert een bijdrage aan het behalen van de doelstellingen van het Waterschap Zeeuwse Eilanden die zijn vastgesteld in het kader van de Europese Kaderrichtlijn Water.
ICL Fertilizers wordt door de Joint Venture tussen De Rijke Biogas en MPI voorzien van een fosfaat grondstof die uit de gebruikte biomassa wordt teruggewonnen. Toepassing en verwerking van deze grondstof biedt uitzicht op het bieden van een alternatief voor fosfaten uit fosfaatmijnen, en daarmee een mogelijkheid tot efficiënter gebruik van fosfaat die op termijn eindig is. Grosso modo levert efficiënter (her)gebruik van fosfaten in de landbouw tot een verminderde druk op de natuurlijke omgeving en het milieu.
In het project zal kennis worden opgebouwd met betrekking tot:
Welk product, proces of dienst moet worden ontwikkeld?
de verwerkingskarakteristieken van het slootmaaisel als biomassa in het pyrolyse proces; de verwerkingskarakteristieken van de reststroom uit het pyrolyse proces als input in het opwerkingsproces tot meststoffen de economische parameters van de gehele keten van maaigang tot verwerking tot verkoop van de producten die uit de pyrolyse van het slootmaaisel zullen worden verkregen.
Hoewel de pyrolyse unit op andere biomassa reeds is getest, is slootmaaisel nog niet eerder als input gebruikt. Iedere brandstof heeft een eigen voorbewerking nodig en iedere brandstof levert andere kwaliteit eindproduct. Het volgende wordt onderzocht: -
Kwaliteit van het slootmaaisel als inputmateriaal Geschiktheid van slootmaaisel (in combinatie met andere biomassa) als input voor pyrolyse Kwaliteit van de eindproducten na pyrolyse Haalbaarheid van de investering
Het pyrolyse proces zelf wordt niet ontwikkeld. Daarvan is de werking aangetoond. Belangrijk is echter wel hoe de brandstof wordt aangeleverd en wat je met de eindproducten kunt. De volgende processtappen worden uitgewerkt: -
Processtappen voor verzameling van slootmaaisel als brandstof voor pyrolyse; Processtappen voorbewerking van slootmaaisel als brandstof voor pyrolyse; Processtappen voor verwerking van eindproducten na pyrolyse van slootmaaisel;
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 13
Datum: 8 maart 2011
Fasering:
Het project zal worden uitgevoerd langs een viertal sporen welke gedeeltelijk parallel aan elkaar lopen, en voor een ander deel opvolgend zijn: I. Onderzoek naar de fysische omzetting van slootmaaisel via het pyrolyse proces II. Onderzoek naar de hergebruikswaarde van de assen als meststoffen die als reststromen uit het pyrolyse proces ontstaan III. Vaststellen van de haalbaarheid van de investering IV. Vaststellen van het programma van eisen ten behoeve van de invoer van de investering Binnen deze sporen zijn verschillende onderzoeksactiviteiten uitgevoerd door verschillende partijen.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 14
Datum: 8 maart 2011
5
Fysische omzetting van slootmaaisel via het pyrolyse proces
Systeemtest 1: Fuelprep en pyrolyse
De pyrolyse unit van MPI werkt bij andere biomassastromen rendabel vanaf ca. 15.000 ton drogestof. Iedere biomassastroom heeft zijn eigen specifieke eigenschappen en vraagt dus om een specifieke voorbehandeling alvorens de biomassa geschikt is als grondstof voor de pyrolyse. Bovendien heeft iedere soort biomassa een andere fysieke samenstelling, wat zich uit in kwaliteitsverschillen van de output van het pyrolyse proces. De kwaliteit van de input en output bepaalt of de installatie rendabel kan draaien. Er zijn nog niet eerder proeven gedaan voor pyrolyse van slootmaaisel. Er is derhalve een systeemtest uitgevoerd met laboratoriumopstellingen. Deze zijn als volgt uitgevoerd: a) Preparatie van circa 30 kilogram biomassa, te weten: drogen, op maat brengen en het ontdoen van stoffen die niet in het proces gewenst zijn, de “Fuelprep”; b) Een pyrolyse-test run waarbij de Fuelprep als ingangsmateriaal wordt ingezet. Tijdens de testrun zijn de reactieproducten gas, (bio)-olie, waterige fractie en vaste asresten afgescheiden en gemonitord.
Preparatie
Het project is gericht op het pyrolyseren van slootmaaisel, eventueel in combinatie met andere biomassastromen. Naast slootmaaisel is in eerste instantie gekeken naar de beschikbaarheid van de volgende grondstoffen:
Digestaat
Compost
Houtchips
Berm/natuurgras (tegen transportkosten)
Champost
Uien
Meest interessant daarvan vindt de Rijke:
Houtchips
Champost (34% drogestof, hoog asgehalte?)
Slootmaaisel (40% drogestof)
Compost (2 euro betalen per ton, 69,5% drogestof)
Omdat door het composteren naar verwachting al een groot deel van de energiewaarde verdwenen is, is de grondstof voor compost interessanter. Digestaat valt af want de plannen voor de vergister zijn nog niet afgerond. Champost is interessant, want die kost ca. 3 euro per ton. De systeemtest is daarom niet voor compost uitgevoerd, maar wel voor de volgende biomassastromen:
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 15
Datum: 8 maart 2011
Slootmaaisel
Bermgras
Snoeihout
Champost
MPI heeft deze biomassa op de volgende wijze geschikt gemaakt voor de pyrolysetest:
Drogen
Malen
De rapporten van de maalproeven zijn te vinden in bijlage 10 t/m/ 13 Pyrolyse
Clean Fuels beschikt over een eigen pyrolysetechnologie, die wordt aangeduid met het acronym IFB (Intermittent Fluid Bed). De kern van dit concept is dat de benodigde procesenergie wordt betrokken uit warmte die is opgeslagen in het zand van het fluid bed. Daarvoor wordt de reactor niet continu bedrijven, maar cyclisch, zodat gebruik kan worden gemaakt van het warmtebufferend vermogen van het zandbed. Gedurende de afgelopen jaren is het concept bewezen op laboratoriumschaal en opgenomen in een compleet uitgewerkt gedetailleerd fabrieksontwerp (zie bijlage 3). De pyrolyse testrun heeft slootmaaisel, champost, bermmaaisel en snoeihout omgezet in pyrolyse-olie, kool en gas. De opbrengst pyrolyseolie is voor snoeihout 41% bio-olie (/hoeveelheid droge biomassa input), hetgeen representatief is voor andere houtsoorten. De drie andere soorten biomassa geven lagere olieopbrengsten. Slootmaaisel 20% bio-olie (/hoeveelheid droge biomassa input), uit champost: 14%, uit bermmaaisel: 18%. De lagere olieopbrengst kan worden toegeschreven aan de hoge as-gehaltes (as versnelt de omzetting naar gas). Deze opbrengsten gelden voor olies die zijn gemodelleerd op een olie met 20% vocht en gebruik van een realistische oliecondensor met een effectiviteit van 85%. De experimenten leren dat drogen en grondafscheiding noodzakelijke voorbewerkingsstappen zijn. Gezuiverd sloot- en bermmaaisel zal naar verwachting veel hogere olieopbrengsten genereren (zie rapport Clean Fuels: 28/29%, hier hebben we ook mee gerekend t.a.v. de haalbaarheid). Met het oog op de zuurgraad zijn de oliën geschikt voor gebruik als stookolie. De kool is te gebruiken als brandstof voor het pyrolyseproces, maar is niet volledig daarvoor nodig. Het overblijvende deel is wellicht geschikt voor gebruik in de landbouw (biochar als bodemverbeteraar).
Systeemtest 2: Analyse van de eindproducten
Om vast te stellen of het pyrolyse proces rendabel kan draaien op de gekozen biomassa, zijn de producten die resulteren na de pyrolyse-test nader geanalyseerd. De resultaten van de analyse gelden als input voor het onderzoek van ICL en de kostenbaten analyse. Het volgende is geanalyseerd: a)
De asresten zijn chemisch geanalyseerd en in de rapportage van Clean Fuels opgenomen.
b) De geproduceerde (bio)-olie is onderzocht, de stookwaarde vastgesteld en in de rapportage van Clean Fuels opgenomen. Uit de analyses blijkt ook hoeveel nutriënten in de asresten zitten.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 16
Datum: 8 maart 2011
Analyse van de as
De as is voor analyse naar ICL gestuurd. Om een goede proef te kunnen uitvoeren die bovendien bruikbaar is voor de businesscase, wordt niet alleen van het eindproduct de mineraleninhoud bepaald, maar ook van het beginproduct. Hierdoor kan een berekening gemaakt worden als de definitieve input iets veranderd t.o.v. testmateriaal teneinde een voorspelbaar proces te behouden. Bovendien is biochar ook een mogelijk eindproduct. Het meten van de mineraleninhoud van biomassa, biochar en as is door ICL gedaan. De biochar en biomassa is ten behoeve hiervan allereerst gedestrueerd door het bedrijf Holland Novochem. Kosten hiervoor zijn in rekening gebracht bij Clean Fuels. De resultaten van de mineralenanalyse zijn opgenomen in de rapportage van Clean Fuels. Een belangrijke conclusie uit de pyrolyse-experimenten is dat men bij voorkeur vóór pyrolyse het slootmaaisel van aanhangende grond ontdoet, door het te wassen, te zeven of op een schonere manier te oogsten. Het resultaat is niet alleen dat het pyrolyseproces gunstiger verloopt, maar ook dat men mineralen concentreert in het te pyrolyseren materiaal. De aanhangende grond bestaat immers, zo is de veronderstelling, vooral uit zand. Een goede voorbehandeling zorgt er naar verwachting voor dat het asgehalte van het slootmaaisel op deze manier kan worden teruggebracht van 29% tot 5% (een factor 6). Indien de veronderstelling correct is dat de mineralen in de biomassa achterblijven, dan neemt het mineralengehalte met een factor 6 toe. Het effect van deze schoonmaakactie op de samenstelling van de as is tevens opgenomen in het rapport van Clean Fuels.
Conclusies
De biomassa dient goed gescheiden te worden van aanhangende grond.
Omdat de bio-olie in het project een belangrijke inkomstenbron zal vormen, zal vooralsnog snoeihout de belangrijkste biomassabron zijn, omdat daar de meeste olie uit wordt geproduceerd.
Indien de verwijdering van aanhangende grond zoals verwacht een hogere bio-olie opbrengst tot gevolg heeft, zal er naar verhouding meer bermgras en slootmaaisel kunnen worden toegevoegd.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 17
Datum: 8 maart 2011
6
Hergebruikswaarde van de assen als meststoffen
Systeemtest 3: Analyse door ICL Fertilizers
Op basis van de analyses van de assen is door ICL Fertilizers bepaald of de grondstoffen geschikt zijn voor verdere verwerking in haar eigen laboratorium. In het onderzoekslaboratorium van ICL wordt het volledige productieproces in Amsterdam nagebootst. Het productieproces bestaat uit de volgende productiestappen: -
Malen; Zuren; Granulatie; Drogen; Zeven; Koelen.
In een periode van enkele weken zijn de volgende stappen genomen: -
Bestuderen van de eerste analyses van MPI en testen van het basismateriaal om te bepalen of de grenswaarden gehaald worden zoals geëist in de vergunning van ICL; Beschikbaar maken van de nutriënten voor planten middels het doorlopen van de verschillende productiestappen op laboratoriumschaal; Bepalen hoe de grondstof binnen het bestaande productieproces kan worden ingebracht.
Belangrijk voor ICL is dat het product bij levering voldoet aan de volgende eisen: -
Conclusies
Product moet “steekvast” zijn met max. 10% vocht Een hoog droge stof gehalte Bij voorkeur fijn, deeltjesgrootte 0,5 – 3,0 mm Homogeen qua samenstelling en uiterlijk een constant product Geen ziektekiemen en ongedierte bevatten Product moet voldoen aan chemische eisen m.b.t. grenswaarden voor zware metalen
De volgende stromen zijn door ICL onderzocht: 1
Champost (De Rijke)
2
Slootmaaisel (De Rijke)
3
Pyrolysis coal Champost
4
Pyrolysis coal Slootmaaisel
5
Pyrolysis ash Champost
6
Pyrolysis ash Slootmaaisel
7
Ash champost
8
Ash Slootmaaisel
ICL verwacht dat in de huidige fabriek de as kan worden verwerkt. In Amsterdam worden verschillende NPK-kunstmestsoorten gemaakt. Dit kan in batches vanaf 800 ton. Het bedrijf overweegt om in de nabije toekomst ook een kleine productieunit te bouwen voor de productie van kunstmest uit as. De geteste producten zijn echter niet erg interessant gebleken voor ICL. Product 3 en 6 bezitten nog een beetje kalium. De waarde wordt daardoor ca. nul euro tot minus 50 euro per ton aangeleverd aan de poort. De waarde van de grondstof moet vooral uit de energiebalans komen.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 18
Datum: 8 maart 2011
Indien na procesverbeteringen (verwijdering aanhangende grond) de concentratie een factor 4 zou stijgen zou de waarde kunnen stijgen naar een niveau 50-75 euro per ton. Let op: dit is een onzekere prijsindicatie en mede afhankelijk van marktprijs van kunstmest en verwerkbaarheid.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 19
Datum: 8 maart 2011
7
Haalbaarheid van de investering
Ketenvertegenwoordiging in de samenwerking
Het samenwerkingsverband in het project heeft als kracht dat het de verschillende schakels uit de keten in zich heeft verenigd, te weten:
Leverancier / producent van de biomassastromen - De Rijke Biogas Producent / leverancier van kunstmeststoffen - ICL Fertilizers Producent / leverancier van kunstmest coatings - Holland Novochem Netwerk van afnemers voor de afzet van de verschillende groene chemische componenten uit het flash pyrolyse proces - via MPI Toegang tot nieuwe kennis en ontwikkeling uit R&D via leverancier van de flash pyrolyse techniek - via MPI / Clean Fuels
In het project en in de business case zal bij de partijen afzonderlijk de continuïteit van grondstofstromen waar mogelijk worden gewaarborgd. Dit zal moeten resulteren in een stabiele keten. Dit is vooral van belang om als leverancier van groene brand- en grondstoffen te kunnen voldoen aan eisen van afnemers met betrekking tot leveringscontinuïteit en –zekerheid. De toegang tot nieuwe kennis is van groot belang gegeven de grote snelheid waarmee technologische ontwikkelingen en innovatie op het gebied van thermische omzetting van organische biomassa zich voltrekken, als ook de snelheid van de ontwikkeling van biobased toepassingen. Input
De volgende biomassastromen (of combinaties) zullen in het flash pyrolyse proces worden gebruikt (totaal input volume 15.000 MT met drogestofgehalte 92%): Bermgras – 25% Slootmaaisel - 25% Snoeihout – 50% Andere organische fosfaatrijke reststromen worden niet uitgesloten en toepassing ervan in het proces zal afhankelijk zijn van de prijsstelling.
Output
Flash pyrolyse van deze biomassa zal de onderstaande producten opleveren waarbij de samenstelling afhankelijk is van de gebruikte inputmix. De in de haalbaarheidstudie gebruikte opbrengstpercentages zijn gebaseerd op de testen die zijn uitgevoerd door ICL en Clean Fuels. Alvorens definitief tot een investering wordt overgegaan zal nog een laatste testrun op labschaal worden uitgevoerd met de beoogde biomassa samenstelling voor De Rijke Biogas. Deze testrun zal ook rekening houden met het verder opschonen van biomassa (wassen/zeven) teneinde zoveel mogelijk zand uit de biomassastroom te verwijderen. De testrun zal een nauwkeuriger bepaling geven van de exacte opbrengstverdeling.
bio-olie grondstoffen (nutriënten) voor de kunstmestindustrie componenten voor de chemische industrie als vervanger van fossiele equivalenten
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
(demi-)water de productie van elektriciteit warmte
Pagina 20
Datum: 8 maart 2011
Kosten – Baten analyse verwerking slootmaaisel
Met de verkregen analyses is met leveranciers van grondstoffen en afnemers van de eindproducten gesproken over mogelijke gate fee’s en afnameprijzen. Deze gegevens bepalen mede de uitvoerbaarheid van de investering. Een kosten - baten analyse is uitgevoerd op basis van de volgende parameters:
Haalbaarheid van de investering
Op basis van het saldo van kosten en baten van de investering is vervolgens de haalbaarheid van de investering vastgesteld. Daarbij dient te worden opgemerkt dat deze direct is gekoppeld aan de opbrengsten en het rendement van de pyrolyse unit wanneer hierin slootmaaisel als biomassa input wordt toegepast. Daarbij is uitgegaan van de volgende scenario’s:
a) Gegevens testresultaten b) Literatuuronderzoek c) Maximaal te betalen gate fee’s voor Input materiaal (en de wetenschap of dit acceptabel kan zijn voor leveranciers van de biomassa) d) Verwachtte afnameprijzen output materiaal (na bespreking met potentiële afnemers) e) Mogelijke maatregelen voor proces optimalisatie
-
Worst case scenario Realistic scenario Best case scenario Fall back scenario (hout i.p.v. andere biomassastromen)
Uit het onderzoek is gebleken dat de opbrengsten uit het Best case scenario nagenoeg geheel overeen zou komen met het Fall back scenario. Het Fall back scenario is derhalve niet verder uitgewerkt. Voor de kosten van het bedrijfsterrein wordt verwezen naar bijlage 7. De overige investeringen en de resultaten van de berekeningen zijn weergegeven in bijlage 9. In de overzichten is de verhouding tussen de 3 biomassastromen aangeven, alsook de ingeschatte gatefee's per biomassasoort. Bij slootmaaisel is geen gatefee gerekend. Uit de interviews is gebleken dat dit niet realistisch lijkt in deze tijd van bezuinigingen (bij teveel kosten wordt de biomassa achtergelaten op de slootkant. Bij bermgras is uitgegaan van € 20,- per ton. Waarschijnlijk ligt dit zelfs hoger. Voor een overzicht van de interviews wordt doorverwezen naar bijlage 14.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 21
Datum: 8 maart 2011
8
Programma van eisen t.b.v. de uitvoer van de investering
8.1 Programma van eisen Programma van eisen
Ter voorbereiding van de volgende fase voordat tot uitvoering van de investering zal worden overgegaan, zal een programma van eisen worden opgesteld. Hierin zullen de verschillende resultaten uit voorgaande fases worden verwerkt en samengevoegd tot een uitvoeringsplan. Eventuele knelpunten en aandachtspunten welke relevant zijn in de ontwikkelingsfase zullen hierin eveneens worden benoemd. Onderdelen in het programma van eisen zijn: a) b) c) d) e)
Financiering (voorbereiding businesscase, pilotinvestering, fullscale investering) Vergunningtrajecten, incl. ondersteunende documentatie Plan van aanpak en omschrijving werkzaamheden & bedrijfsprocessen Omschrijving van te gebruiken technologieën Omschrijving emissie -, geur- en geluidverlagende maatregelen ter bescherming omgeving
8.2 Financiering financieringsmemorandum
De doorgerekende scenario’s bieden een goed perspectief. MPI’s Pieter Rem en Wim Hoppenreijs kunnen op basis van deze berekeningen een financieringsmemorandum volgens het input-proces-output principe en op basis van een rendabele businesscase zonder exploitatiesubsidie uitwerken en verantwoordelijk zijn voor het verkrijgen van de totale financiering. Het financieringsmemorandum maakt onderdeel uit van een prospectus waar geinteresseerden op in kunnen schrijven.
8.3 Vergunningtraject / plan van aanpak Vergunningtrajecten / Plan van aanpak
Op basis van de ervaringen met een eerder opgestart project in Baarn is i.s.m. De Rijke en Rob Korten een plan van aanpak met opgesteld. Hierin is tevens het vergunningentraject opgenomen, een planning van de activiteiten en de verantwoordelijke persoon. Het plan van aanpak is te vinden in bijlage 8.
8.4 Omschrijving van werkzaamheden, bedrijfsprocessen en technologieën Aanpassing proces op basis van resultaten onderzoek
Er is één heel belangrijk gegeven naar voren gekomen in het onderzoek: voorbewerking van de biomassa is één van de meest belangrijke stappen in het totale proces. N.a.v. de voorbewerkingstesten van MPI is de beschrijving van het productieproces en het plan van aanpak voor de realisatie van de productie-unit aangepast. In het proces wordt nu rekening gehouden met de verwijdering van zand uit de biomassastroom. Deze minimale aanpassing vergt niet veel aanpassing en zal het geschatte investeringsbedrag niet verhogen. Er zal wel moeten worden opgelet bij de verzameling van bermgras en slootmaaisel. Het materiaal zal eerst enkele dagen moeten drogen, zodat overtollig water verdampt en aanklevende grond loskomt en achterblijft in de berm. Onderstaand vindt u een omschrijving van werkzaamheden, bedrijfsprocessen en technologieën. Een kortere beschrijving maakt onderdeel uit van het plan van aanpak en is te vinden in bijlage 8.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 22
Datum: 8 maart 2011
De activiteiten
Innovatieve pyrolyse met Intermittent Fluidized Bed technologie van Clean Fuels B.V. (Bron: Clean Fuels B.V.)
1.
Voorbewerking: In het project wordt een hoeveelheid samengestelde biomassa (digestaat, natuurgras, slootmaaisel, snoeihout en afval uit de houtverwerkende industrie) verwerkt tot herbruikbare grondstoffen en bio-olie. De niet organische fracties (zand, steen e.d.) worden uitgesorteerd. Deze gesorteerde stromen vertegenwoordigen geen commerciële waarde, en leveren geen bijdrage aan het latere pyrolyseproces. De resterende organische stromen ondergaan een verdere bewerking (fuel prep) waarna deze als een geconditioneerde invoer voor het pyrolyseproces ingezet kan worden;
2.
Het pyrolyseproces: Dit proces draagt zorg voor de thermische omzetting van vaste organische stoffen in pyrolysedamp, welke voor een deel via condensatie omgezet kan worden tot bio-olie;
3.
De nabewerking: Nabewerking van het geproduceerde gas is nodig voor intern gebruik om de productie van elektriciteit in gasgeneratoren gereed te maken. De bioolie wordt ontwaterd en ontzuurd.
De volgende activiteiten in de drie cruciale processen kunnen binnen de inrichting worden onderscheiden. 1. de ontvangst en opslag van de biomassa; 2. voorbewerken van de biomassa; 3. conditioneren en proportioneren van de organische fractie;
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 23
Datum: 8 maart 2011
4. Pyrolyseren van de voorbewerkte organische stromen; 5. nabehandeling en opslag van de geproduceerde producten; 6. afzet van de geproduceerde producten;
Ad.1: De ontvangst en opslag de biomassa
De inrichting krijgt biomassa aangeleverd afkomstig uit akkerbouw- en natuurgebieden uit de directe omgeving, waarbij de biomassa, door enige tijd op het land liggend, al een deel van het vocht en aanhangende grond is kwijtgeraakt door verdamping/droging. Bij ontvangst vindt er een visuele controle van de binnenkomende goederen plaats. Indien afwijkend materiaal wordt geconstateerd dan wordt de betreffende lading voor verdere inspectie apart gezet. Indien de container optisch in orde bevonden wordt dan wordt deze na weging en monstername in de opslagbunker geleegd.
Ad.2: Voorbewerken van de biomassa
Vanuit de opslagbunker wordt de biomassa voor verdere verwerking in een geïntegreerde was/zeef-/sorteerunit voorbewerkt tot de geconditioneerde invoer voor de pyrolyse. Als eerste worden niet organische fracties als zand, grind, steen, maar ook afval, uitgesorteerd. Om dit te bereiken worden de volgende handelingen verricht en technieken ingezet:
Ad.3: Conditioneren en proportioneren van de organische fractie
•
grove sortering door middel van was/schudzeven en transportbanden met als doel ontzanding en ontstenen,; (Schudzeven: elektrisch aangedreven, 2 motoren maximaal 1,8 kW per stuk, geluidsarme uitvoering in gesloten omkasting, met stofafzuiging en gesloten luchtrecirculatie/stofcycloon);
•
Na de fysieke uitsortering van de niet organische fracties en wordt de aldus ontstane massa verkleind, gezeefd en gedroogd. De verkleinings-homogenisatie eenheid bestaat uit 2 shredders en 1 hamer/snijmolen unit (elektrisch aangedreven, 6 motoren maximaal 9 kW per stuk, geluidsarme uitvoering in gesloten omkasting, met stofafzuiging en gesloten luchtrecirculatie/stofcycloon). De na-zeef eenheid bestaat uit schudzeven met windshifter en rubber rollen unit (elektrisch aangedreven, 4 motoren maximaal 1,2 kW per stuk, geluidsarme uitvoering in gesloten omkasting, met stofafzuiging en gesloten luchtrecirculatie/stofcycloon). De droogeenheid bestaat uit een combinatie trommel/band droger en “flash drier”(elektrisch aangedreven, 6 motoren maximaal 2,4 kW per stuk, geluidsarme uitvoering in gesloten omkasting, met stofafzuiging en gesloten luchtrecirculatie/stofcycloon)
Voor een juiste en optimaal voorbewerkte pyrolyse-invoerstroom kan het i.v.m. rendements-optimalisatie noodzakelijk zijn om een menu samen te stellen. De aldus ontstane voorbewerkte pyrolyse-invoerstroom wordt vervolgens opgeslagen in een geconditioneerde voedingsbunker. Van hieruit wordt door middel van een gesloten schroef de massa tot aan de reactor gebracht, waarna het met behulp van een inert gas de reactor wordt ingeblazen. Tijdens dit deel van het voorbehandelingproces treedt vochtverlies op. De ontstane waterdamp wordt voor 98% gecondenseerd, opgeslagen en geleverd aan de markt. De resterende 2% komt als milieuvriendelijke condens vrij. Het totale voorbehandelingproces veroorzaakt geen overlast in de vorm van geluid, geur of andere emissies.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 24
Datum: 8 maart 2011
De werkzaamheden beschreven onder Ad 2 en Ad 3 zullen plaatsvinden in een dagdienst van maandag t/m zaterdag. Ad.4: Pyrolyseren van de voorbewerkte biomassa
Inleiding: Een succesvolle operationele toepassing maakt het noodzakelijk dat het ingevoerde materiaal zich gedraagt als een geconditioneerde homogene stroom om aan de outputkant een maximaal rendement te verkrijgen.
Pyrolysetechniek algemeen: Pyrolyse is een aanduiding voor thermische (pyro) ontleding (lyse) van organisch materiaal in afwezigheid van zuurstof, waarbij het ingevoerde materiaal in een medium wordt verhit en wordt omgezet in een gasvormige fase. Afhankelijk van de opwarmtijd van het ingevoerde materiaal spreekt men van langzame of snelle (flash)pyrolyse. De geproduceerde pyrolysedamp (gas) kan vervolgens voor een deel worden gecondenseerd tot bio-olie en een hoeveelheid niet condenseerbare pyrolysegas. De olie dient in het algemeen eerst een nabehandeling te ondergaan door haar te ontzuren en te ontwateren.
Flash Pyrolysetechniek in demonstratieproject: In het demonstratie project is gekozen voor een flashpyrolyse in een gefluïdiseerd zandbed. Deze gefluïdiseerde zandbedpyrolyse is de meest toegepaste snelle pyrolysetechnologie o.a. vanwege de hoge olieopbrengsten en het bedieningsgemak, c.q. processtabiliteit. Er is bij deze technologie vaak sprake van een tweetal reactoren. Het zandbed in de primaire reactor is op bedrijfstemperatuur, de secondaire reactor bevat zand van een hogere temperatuur. De voeding wordt in de eerste reactor ingebracht, waar zij snel wordt verwarmd tot bedrijfstemperatuur waarna de gasproductie start. Door inbreng van koelere voeding daalt de temperatuur van het zandbed als functie van de tijd. Dit wordt gecompenseerd enerzijds door heter zand uit de secondaire reactor aan te voeren en anderzijds afgekoeld zand af te voeren voor heropwarming. Hierdoor is het transport van heet (en droog) zand nodig. Hetgeen door de nodige ingewikkelde meet- en regeltechniek technisch complex is, hoge slijtage veroorzaakt en daarom relatief storingsgevoelig is. Er is daarom gekozen voor de door Clean Fuels ontwikkelde technologie. Mede omdat deze uitgaat van een tweetal met zand gevulde reactoren per pyrolyse-unit als intermitterend proces. Transport van heet zand vindt in deze technologie niet plaats. Deze pyrolyse-unit is daarom robuust en compact, zij functioneert bij atmosferische druk en wordt als gesloten (close to zero emissies) verwerkingslijn opgezet. Dit systeem is intrinsiek veilig bevonden (HAZOP-test, Hazard and Operability Analysis, ook wel storingsanalyse genoemd, is de standaardmethode voor het identificeren en evalueren van procesafwijkingen). De geconditioneerde invoer wordt in het wervelende zandbed binnen een aantal seconden verhit tot de omgevingstemperatuur van circa 500 0C. Vanwege de afwezigheid van zuurstof treedt er ontleding in plaats van verbranding op en wordt de vaste organische massa bijna onmiddellijk en volledig omgezet in damp. Deze geproduceerde pyrolysedamp (gas) draagt mede zorg voor wervelen van het zandbed hetgeen tot een optimale warmteuitwisseling leidt. Terwijl de eerste reactor op bedrijfstemperatuur is en damp produceert, wordt de tweede reactor op bedrijfstemperatuur gebracht door de aanwezige koolresten te verbranden. Er is nu dus geen externe energiebron meer nodig.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 25
Datum: 8 maart 2011
De geproduceerde damp wordt geleid naar de condensor. Hier wordt het snel sterk gekoeld en gecondenseerd tot olie. De niet condenseerbare damphoeveelheid, pyrolysegas wordt intern in een gasgenerator verstookt voor de opwekking van duurzame elektriciteit Hete uitlaatgassen worden teruggeleid in het systeem en dragen op deze wijze bij tot zowel een optimale temperatuurhuishouding als tot het elimineren van uitlaatgasemissies. Indien de tweede reactor op bedrijfstemperatuur is, wordt begonnen met de voeding en start de gasproductie. De eerste reactor is dan door de voeding van koeler invoermateriaal afgekoeld tot een temperatuur waarop zij niet optimaal meer met maximaal rendement functioneert. Indien gewenst kunnen as- en andere resten worden uitgeblazen door gebruik van reeds in het systeem aanwezige inert procesgas en via cyclonen afgevangen. Vervolgens kan deze eerste reactor weer worden opgewarmd tot wederom de bedrijfstemperatuur van 5000C, waarna een nieuwe cyclus begint. Hoewel de reactoren batchgewijs functioneren, vindt de voeding en dus de output continu plaats, er wordt altijd een reactor gevoed welke dan tevens gas genereert. Tenzij door een calamiteit ineens de bedtemperatuur te laag wordt. De voeding wordt dan automatisch tijdelijk gestopt tot de gewenste bedrijfstemperatuur weer bereikt is en de voeding automatisch weer wordt opgestart.
Opstarten en onderhoud van het Flash pyrolyseproces: Tijdens de opstart van een pyrolyse-unit wordt de eerste reactor via een externe bron (houtskool, gas of olie, circa 2 kwh energie) in een periode van circa 4 uur op een juiste bedrijfstemperatuur van circa 500 0C gebracht. Hierna kan begonnen worden met de voeding van de voorbewerkte pyrolyse-invoer, wordt onmiddellijk damp geproduceerd en is er geen externe energiebron meer nodig. De complete pyrolysekolom en de randapparatuur zal eens per jaar gedurende twee weken worden stilgelegd voor een totale onderhoudsbeurt. De voeding wordt onderbroken, de gasproductie en de verwarming van het zandbed stopt, de reactor koelt af. De pyrolyse-unit is (semi)continu, gedurende 7 dagen per week, 24 uur per dag, in bedrijf, waarbij 2 operators te allen tijden aanwezig zijn.
Ad.5: Nabehandeling en opslag van de geproduceerde producten
De primaire doelstelling van dit demonstratieproject is op basis van een geconditioneerde biomassa-invoer zoveel mogelijk olie van een zo goed mogelijke kwaliteit te produceren. Bij opstart van de verwerking zal een basis gas- en oliekwaliteit geproduceerd worden, welke beide in de operationele fase zowel kwantitatief als kwalitatief zullen worden geoptimaliseerd. Nabehandeling van gas en olie zal voor een zo breed mogelijk afzet in verschillende toepassingsgebieden gewenst zijn.
Nabehandeling gas en olie: Teervorming tijdens de pyrolyse zal worden tegengegaan door optimale conditionering van het zandbed, die de lange koolwaterstofketens omzet in kortere gasvormige koolwaterstofketens. Vanwege het zelfreinigend vermogen tijdens de opwarmcycli treedt verstopping van leidingen door teervorming niet op. Als eerste stap in de daadwerkelijke nabehandeling wordt de geproduceerde damp ontstoft d.m.v. een cycloon en via een katalysatorbed verder geleid richting condensor. In de condensor wordt de damp gecondenseerd tot bio-olie. De fractie niet condenseerbare pyrolyse
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 26
Datum: 8 maart 2011
gas wordt gedroogd door drukval/koeling. Deze ruwe bio-olie verlaat de condensor en wordt vervolgens geleid richting een vacuüm destillatiekolom en een na-condensatie unit waar zij wordt ontwaterd en ontzuurd. Tevens vindt in deze processtap een katalytische bewerking plaats waarbij lange koolstofketens worden omgezet in kortere koolstofketens. Tenslotte wordt de nabehandelde olie tijdelijk voor inspectie opgeslagen in een buffertank voor zij kwalitatief akkoord bevonden in de uiteindelijk opslagtank wordt opgeslagen.
Opslag gas en olie: Opslag van gas vindt in wezen niet plaats aangezien deze intern in een gasmotor verstookt wordt. De nabehandelde olie wordt in een buffertank opgeslagen. Indien de olie aan de kwaliteitseisen voldoet wordt ze voor levering opgeslagen in de eindopslag tank. Indien nodig zal de nabehandelde olie een tweede keer in de vacuümdestillatie/ na-condensatie unit behandeld worden Zowel de buffer- als de eindopslagtank zijn zgn. bladdertanks; een gesloten systeem waarbij de inhoud niet in contact komt met de buitenlucht en welke zijn geplaatst in vloeistofdichte opvangbakken van voldoende grootte en sterkte, conform de wettelijke eisen. Ad 6: Afzet van de geproduceerde producten
In het voorbehandelingproces worden de niet organische (en niet pyrolyseerbare) fracties als zand en grind uitgesorteerd. Deze grondstoffen kunnen normaal worden afgevoerd of op het land worden teruggebracht. Het pyrolyseproces produceert warmte, gas, olie, water en stof- en asresten. •
De stof- en asresten worden verzameld en als grondstof voor de kunstmestindustrie;
•
het gereinigde gas is hoogcalorisch en zal intern als brandstof voor een gasgenerator voor de productie van duurzame elektriciteit worden ingezet. De mogelijkheid bestaat voor levering aan derden, inclusief het net, na opgemengd te zijn met lager calorisch aardgas in een door Nuon te leveren gasmengunit;
•
de geproduceerde olie bevat fracties die zeer interessant zijn voor de chemische industrie. De mogelijkheid bestaat, afhankelijk van de kwaliteit deze in te zetten in de productie van coatings voor kunstmestkorrels. Tenslotte kan de olie te allen tijde intern worden ingezet als brandstof voor dieselgeneratoren voor de productie van duurzame energie. Bedrijfseconomisch wordt gestreefd naar het optimum scenario, hetgeen in afnemend belang inhoudt;
•
grondstof voor de chemische industrie > vervanger van lichte stookolie > vervanger van zware stookolie > intern gebruik voor elektriciteitsproductie;
•
De tijdens de voorbewerking gecondenseerde waterdamp wordt seperaat in IBC containers opgeslagen voor levering aan de industrie;
•
De tijdens de nabehandeling uit de olie verwijderde sporen azijn- en mierezuur worden separaat in kleine IBC tanks opgeslagen voor levering richting de chemische industrie.
Zowel de aanvoer van landbouw- en natuurgewassen als de afzet van grondstoffen en energie(-dragers) zijn of worden langjarig via samenwerkingsovereenkomsten of contracten gedurende de gehele projectduur vastgelegd.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 27
Datum: 8 maart 2011
Beheersing installatie
De gehele geïntegreerde Fuel Prep eenheid wordt compact gebouwd in een 3 etage rek/stelling-eenheid en is voorzien van alle wettelijke beveiligingssystemen alsmede gasdetectie, explosiebeveiliging, radioactiviteit detectie, temperatuur en vochtigheidsmeting en vloeistof lekdetectie. Er is tevens afstandcontrole vanuit de proces controle- en regelkamer d.m.v. gesloten tvbewaking (CCTV-cirquit), bewegingsmelding (IR-dtectie) en remote temperatuur sensoring (IR-detectie) aanwezigheid van personen en branddetectie. Nacontrole en monitoring vinden plaats op continue-basis vergelijk tussen ingaande en uitgaande massa (gewicht):
door
middel
van:
•
chloordetectie in de (gesloten) omkasting van de Fuel Prep inrichting
•
chloordetectie in de procesgas stroom tussen pyrolyse-eenheid en condensatietorens
•
periodieke chemische analyse van de geproduceerde stookolie
•
uitlaatgas (emissie)metingen van de gasmotoren
•
emissiemeting van de droger-unit.
In geval van ongewenste chloordetectie worden de procesparameters automatisch bijgesteld, c.q. de procesvoeding aangepast. In uitzonderlijke gevallen kan de volledige aangevoerde batch die op dat moment wordt verwerkt een 2e c.q. 3e doorgang door de IRdetectie en verwijderings unit maken, waardoor alle, boven de norm aanwezige, chloorhoudende materialen alsnog worden verwijderd. Is er nadien alsnog sprake van chloordetectie in de procesgassen (voor condensatie), dan kan dit chemisch worden uitgefilterd/uitgewassen en worden omgezet in NaCl (Keukenzout) dat vervolgens wordt afgescheiden en afgevoerd. Massa- en energiebalans inrichting
De gehele inrichting is opgezet als een gesloten (close to zero emissie) verwerkingslijn, waarbij zowel de massabalans als de energiebalans in principe kunnen worden gesloten. Het enige massaverlies dat optreedt, is tijdens het drogen in de voorbehandelingfase waarbij milieuvriendelijke condens vrijkomt. De aangevoerde biomassa wordt voorbehandeld en na controle geconditioneerd in gesloten opslagbunkers opgeslagen. Vanuit deze bunkers wordt de geconditioneerde biomassa door middel van gesloten aanvoerschroeven (twinscrews) naar de invoersilo’s getransporteerd. Vanuit deze silo’s worden de pyrolysereactoren door middel van gesloten schroeven (twinscrew) gevoed. De pyrolysereactoren zijn gesloten. De geproduceerde pyrolysedamp wordt ontstoft in een cycloon, waarbij het stof in bigbags wordt opgevangen en de ontstofte damp naar een condensor wordt gevoerd waar het wordt afgekoeld. Hierbij wordt de damp gesloten omgezet in bio-olie en niet condenseerbare pyrolysegas. De bio-olie wordt zodanig opgeslagen waarbij er geen contact is met de buitenlucht. Het niet condenseerbare gas wordt gesloten naar de gasmotor gevoerd voor de productie van groene elektriciteit. De hete uitlaatgassen van de gasmotor worden teruggeleid naar het proces, waar het energetisch vermogen wordt gebruikt om in de voorbehandeling de ruwe biomassa voor te drogen. De enige emissie die zal optreden is de emissie van de lucht uit de opslagbunker waar de ruwe biomassa wordt voorgedroogd.
Conclusie
Met minimale aanpassingen in de beoogde technologie (m.n. de voorbereiding van de grondstof voor pyrolyse) kunnen de beoogde grondstoffen worden verwerkt tot een goed eindproduct. Indien bermgras en slootmaaisel na het maaien enkele dagen blijft drogen in de berm, verdampt al veel vocht en valt een deel van de grond al tussen de biomassa uit.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 28
Datum: 8 maart 2011
9
Sociaal economische aspecten uit het project
Bijdrage aan het Energie- en Klimaatbeleid
De Provincie Zeeland beoogt een evenredige bijdrage te leveren aan de nationale doelstelling met betrekking tot CO2 reductie, energiebesparing en productie van duurzame energie. In de strategienota “Op volle kracht” waarin het klimaat- en energiebeleid voor de periode 2008-2012 is gedefinieerd, wordt een drietal golven (maatregelen) geformuleerd waarop het beleid zal moeten aansluiten om de doelstellingen te halen.5) Deze sluiten aan op de speerpunten die in de kadernota Energie- en Klimaatbeleid door de GS van de Provincie Zeeland zijn vastgesteld.6) Hieronder is uiteengezet welke bijdrage dit project en de beoogde investering levert aan het behalen van de doelstelling van de Provincie, gekoppeld aan de specifieke speerpunten uit de strategienota:
Primair: Bijdrage:
Ontwikkeling van een Zeeuwse biobased economy De Rijke Biogas zal bij een succesvol afgeronde project een verwerkingsinrichting hebben opgezet waarbij op basis van thermische omzetting van biomassa met een drogestof input (92%) van 15.000 ton mineralen en andere grondstoffen produceert. De as die vrijkomt uit het proces is vrij van koolstof en bestaat uit minerale componenten uit de biomassa. Afhankelijk van de kwaliteit van de biomassa kan deze worden ingezet in de kunstmestindustrie. Niet alleen stoffen zoals fosfaat, maar ook alle zware metalen zullen uit de kringloop worden verwijderd en hergebruikt. Om de olie af te kunnen zetten zal – afhankelijk van de kwaliteit van de biomassa – water en een aantal zuren uit de olie moeten worden verwijderd. De uit de olie te winnen azijn- en mierezuur is af te zetten in de industrie. De olie zal als basis dienen voor de biologisch afbreekbare coating voor de kunstmestkorrel. Tevens is de na de pyrolyse gecondenseerde waterdamp af te zetten als demi-water in de industrie.
Duurzaam Nutriëntenbalans
De processen die ontwikkeld worden zijn gericht op de continuïteit van de landbouwsector door deze minder afhankelijk te maken van mineralen importen. De prijsontwikkeling van de huidige kunstmestsoorten zijn gekoppeld aan de energieprijzen. De ontwikkelde technieken zijn daar minder afhankelijk van waardoor een stabielere prijsopbouw mogelijk is. Omzetting van biomassa door middel van pyrolyse, of door elke andere vorm van thermische conversie, eist een toepassing van de in het eindproduct (as) aanwezige fosfaat. Dat wil zoveel zeggen dat elke andere toepassing van de as in bijvoorbeeld asfalt voor snelwegen, een onomkeerbaar verlies betekent van belangrijke nutriënten voor de voedsel- en energievoorziening op de (middel)lange termijn.
Secundair: Bijdrage:
Productie van tweede generatie biobrandstoffen Biobrandstoffen van de eerste generatie zijn gebaseerd op suikers, zetmeel, plantaardige olie of dierlijke vetten, die met conventionele chemische processen of vergisting worden omgezet in brandstoffen. Het gaat hier meestal om voedselgewassen als brandstof. Biobrandstoffen die niet aan voedsel gerelateerd zijn, worden meestal de tweede generatie genoemd. Deze worden gemaakt uit planten die hiervoor geteeld worden (energiegewassen) of uit oneetbare gedeelten van voedselgewassen. Echter, ook deze voorwaarden garanderen niet dat de gebruikte biomassa duurzaam van oorsprong is. Derhalve is het verstandig te relateren aan de zogenaamde “duurzaamheidscriteria van
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 29
Datum: 8 maart 2011
de commissie Cramer”. Het raamwerk van duurzaamheidseisen maakt geen onderscheid tussen reststromen en teelt. Maar het maakt wel een uitzondering voor de categorie reststromen die een verwaarloosbare economische waarde (< 10%) vertegenwoordigen van het hoofdproduct (bijvoorbeeld landbouw- of bosbouwproducten) en geen andere nuttige toepassingen kennen. Voor deze categorie reststromen geldt een beperkt aantal criteria en indicatoren. Vereist worden een positieve broeikasgasbalans, en het voorkomen van nadelige effecten op de bodemkwaliteit. Deze laatste voorwaarde geldt omdat agrarische reststromen soms op het land moeten worden teruggebracht om uitputting van de bodem te voorkomen. Een voorwaarde is dat de leverancier of producent duidelijk kan aantonen dat de biomassa binnen deze categorie reststromen valt. Het voorgestelde project maakt gebruik van grondstoffen die als reststromen gekwalificeerd worden. Het verwerkingsproces heeft een positieve energiebalans en omdat er sprake is van gebruik van onder andere slootmaaisel, is er tevens sprake van een positief effect op de bodem- en waterkwaliteit als gevolg van de vermeden uitspoeling van stikstof en fosfaat. Het verwijderen van slootmaaisel voorkomt tevens het vrijkomen van methaan bij het rottingsproces dat plaatsvindt indien het slootmaaisel blijft liggen op de slootkant. Tertiair: Bijdrage:
Werkgelegenheid
Kleinschalige opwekking van bio-energie De Rijke Biogas zal bij een succesvol afgeronde demonstratieproject in een verwerkingsinrichting hebben opgezet waarbij op basis van thermische omzetting van biomassa met een drogestof input (92%) van 15.000 ton naast mineralen en andere grondstoffen als bijproduct twee energieproducten produceert: warmte en groene elektriciteit De warmte wordt deels ingezet in de voorbehandeling (droging) van de biomassabewerking voorafgaand aan de pyrolyse. De restwarmte die daarna nog overblijft, wordt indien mogelijk lokaal afgezet (er zijn verschillende energiegebruikers in de directe omgeving te vinden). Binnen de inrichting van de installatie zijn 16,5 fte mensen werkzaam. Met betrekking tot de dagelijkse logistiek en procesvoorbereidingen zijn er ca. 4 mensen in dagdienst. Met betrekking tot de (continue) procesmatige verwerking van het voorbereide materiaal zijn er 2 mensen per shift in continudienst. Dit gedurende 24 uur per dag en 365 dagen per jaar, met uitzondering van processtops voor geplande onderhouds- en/of reparatiewerkzaamheden, speciale omstandigheden en/of calamiteiten. De procesoperators rapporteren rechtstreeks aan de plantmanager.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 30
Datum: 8 maart 2011
10 Conclusie Project
In het project is het volgende onderzocht: I. Onderzoek naar de fysische omzetting van slootmaaisel via het pyrolyse proces II. Onderzoek naar de hergebruikswaarde van de assen als meststoffen die als reststromen uit het pyrolyse proces ontstaan III. Vaststellen van de haalbaarheid van de investering IV. Vaststellen van het programma van eisen ten behoeve van de invoer van de investering Hierbij zijn de volgende conclusies getrokken:
Fysische omzetting
De onderzochte materialen geven hoge asgehaltes (m.u.v. snoeihout) als gevolg van de onzuiverheid van de biomassastroom (door aanhangend zand). Dit heeft tot gevolg:
Verlaagd energetisch rendement;
Mogelijke beschadiging van de apparatuur (door zandkorrels);
Verlaagde olieproductie;
(vermoedelijk) een verlaagd mineralengehalte in de as en biochar.
Derhalve zijn de volgende conclusies getrokken:
Hergebruik van assen als meststof
De biomassa dient goed gescheiden te worden van aanhangende grond.
Omdat de bio-olie in het project een belangrijke inkomstenbron zal vormen, zal vooralsnog snoeihout de belangrijkste biomassabron zijn, omdat daar de meeste olie uit wordt geproduceerd.
Indien de verwijdering van aanhangende grond (door wassen/zeven) zoals verwacht een hogere bio-olie opbrengst tot gevolg heeft, zal er naar verhouding meer bermgras en slootmaaisel kunnen worden toegevoegd.
ICL verwacht dat in de huidige fabriek de as kan worden verwerkt. In Amsterdam worden verschillende NPK-kunstmestsoorten gemaakt. Dit kan in batches vanaf 800 ton. Het bedrijf overweegt om in de nabije toekomst ook een kleine productie-unit te bouwen voor de productie van kunstmest uit as. De geteste producten zijn echter niet erg interessant gebleken voor ICL. De pyrolyse-as van slootmaaisel bezit nog een beetje kalium. De waarde wordt daardoor ca. nul euro tot minus 50 euro per ton aangeleverd aan de poort. De waarde van de grondstof moet vooral uit de energiebalans komen. Indien na procesverbeteringen (verwijdering aanhangende grond) de concentratie een factor 4 zou stijgen (volgens Clean Fuels is in theorie een factor 6 mogelijk), zou de waarde kunnen stijgen naar een niveau 50-75 euro per ton. Let op: dit is echter mede afhankelijk van marktprijs van kunstmest en verwerkbaarheid.
Haalbaarheid
Indien de biomassa niet wordt ontdaan van aanhangende grond, zal er mogelijk minder olie en meer gas worden geproduceerd. Bovendien zal de as minder waarde hebben (of zelfs een negatieve waarde). Omdat de verwijdering van aanhangende grond geen extra investeringskosten met zich meebrengt, is in de financieel/economische haalbaar-
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 31
Datum: 8 maart 2011
heidstudie gerekend met een situatie waarbij de grond verwijderd is. De biomassamix bestaat daarbij uit:
25% slootmaaisel;
25% bermgras;
50% snoeihout.
In deze situatie kan de banklening worden afgelost in 5 jaar en kan zelfs de investering in 5 jaar worden afgeschreven. Ook in een worst-case scenario is er nog sprake van een acceptabele business-case. In de business-case is bij slootmaaisel geen gatefee gerekend. Uit de interviews is gebleken dat dit niet realistisch lijkt in deze tijd van bezuinigingen (bij teveel kosten wordt de biomassa achtergelaten op de slootkant). Bij bermgras is uitgegaan van € 20,per ton. Waarschijnlijk ligt dit zelfs hoger. Onbewerkt snoeihout wordt momenteel tegen een gatefee verzameld bij composteerbedrijven. Ook hiervoor is met een nultarief gerekend. De doorgerekende scenario’s bieden een goed perspectief. MPI’s Pieter Rem en Wim Hoppenreijs kunnen op basis van deze berekeningen een financieringsmemorandum volgens het input-proces-output principe en op basis van een rendabele businesscase zonder exploitatiesubsidie uitwerken en verantwoordelijk zijn voor het verkrijgen van de totale financiering. De verwachting is dat dit mogelijk is op basis van de berekende cijfers. Programma van eisen
Met minimale aanpassingen in de beoogde technologie (m.n. de voorbereiding van de grondstof voor pyrolyse) kunnen de beoogde grondstoffen worden verwerkt tot een goed eindproduct. Het feit dat de biomassa moet worden ontdaan van aanhangende grond is een minimale wijziging in het project. Een groot deel van de aanhangende grond blijft al achter in de berm indien de biomassa na het maaien enkele dagen blijft drogen op locatie (waardoor vocht verdampt en grond tussen de biomassa uit valt). Dit heeft verder geen financiële gevolgen t.a.v. de investeringskosten. In het project was al rekening gehouden met een uitgebreide voorbereiding van de biomassa (de zgn. Fuel Prep) incl. het zeven van de biomassa. De verwachting is dat op basis van het plan van aanpak de installatie full operational kan zijn in de herfst van 2012.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina 32
Datum: 8 maart 2011
Overzicht van bijlagen bij het projectplan: BIJLAGE 1
Flowchart & massabalans IFB flashpyrolyse
BIJLAGE 2
Vergelijking van de IFB flashpyrolysetechnologie met andere pyrolyse concepten
BIJLAGE 3
3D impressie van de Clean Fuel IFB flashpyrolysetechnologie
BIJLAGE 4
Schematische weergave fosfaatproductietechniek
BIJLAGE 5
Ontwikkeling van de prijzen van fosfaatrots en fosfaat
BIJLAGE 6
Deelrapport: pyrolyse van verschillende biomassaresiduen, Clean Fuels
BIJLAGE 7
Beoogde locatie van de flashpyrolyse unit op Tholen
BIJLAGE 8
Uitvoering / plan van aanpak project De Rijke
BIJLAGE 9
Resultaat haalbaarheid: Begrotingen (worst, realistic, best case)
BIJLAGE 10
Deelrapport: malen van bermgras
BIJLAGE 11
Deelrapport: malen van champost
BIJLAGE 12
Deelrapport: malen van slootmaaisel
BIJLAGE 13
Deelrapport: malen van snoeihout
BIJLAGE 14
Overzicht gehouden interviews leveranciers biomassa
BIJLAGE 15
Eindnoten bij het rapport
Pagina A-1
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 1
Flowchart & massabalans IFB Flashpyrolyse
Pagina A-2
Datum: 8 maart 2011
Figuur 1 Flowchart flashpyrolyse proces Geconditioneerde opslag
waterdamp/condens i.c.m. verdunde, gekoelde en gefilterde uitlaatgassen
Voedingsilo
Pyrolyse vat Energie hergebruik hete uitlaatgassen
Cycloon
Condensor
Niet condenseerbaar
rest(bio)gas
Ruwe bioolie
Pyrolyse as
Gasmotor
Groene elektriciteit
Pagina A-3
Datum: 8 maart 2011
Figuur 2 Massabalans flashpyrolyse proces (o.b.v. testrun digestaat uit Duitsland, 2009) 24 ton waterdamp emissie
2%
98%
1.200 ton water
1.176 ton demi-water
8% 15.000 ton aangevoerde biomassa 100% < 3mm max. 8% vochtigheid
26%
3.900 ton kool-, as- en stofresten
66%
9.900 ton biogas
58%
5.742 ton rest biogas
80%
3.326 ton nabehandelde bio-olie
42%
4.158 ton ruwe bio-olie
20%
17 ton waterdamp emissie
2%
832 ton Water, Azijn& Mierezuur
(Bron: MPI, 2009)
Pagina A-4
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 2
Vergelijking van de IFB flashpyrolysetechnologie met andere pyrolyse concepten
Pagina A-5
Datum: 8 maart 2011
"Traditionele" pyrolyse met circulatie van heet zand:
Innovatieve pyrolyse met Intermittent Fluidized Bed technologie van Clean Fuels B.V.:
Bron: Clean Fuels B.V.
Bron: Clean Fuels B.V.
Samengevat de unique selling points voor de Clean Fuels IFB Pyrolyse unit: 1. Robuust, geen transport van heet zand 2. Kostengunstig, geen complexe meet en regelapparatuur 3. Niet storingsgevoelig, robuust en een zelfreinigend vermogen waardoor verstopping door teerafzet niet optreedt. 4. Geschikt voor alle biomassastromen 5. Mineralen in as gemakkelijk ontsluitbaar 6. Intrinsiek veilig, HAZAOP
Pagina A-6
Datum: 8 maart 2011
The IFB process The invention: IFB = Intermittent Fluid bed Phased reactor operation:
1 production 2 temperature restoration (generation of process heat by combustion)
Substantial simplification:
• No need of external circulation for reheat of hot sand • Reduced capex and operational costs
Worldwide patent pending (PCT): WO2009132991 Economy: • • • •
Modular reactor concept (> 550 kg dried biomass/h) Flexibility for sustaining fuels No liquid waste High plant availability: • Robust • Self-cleaning piping system • Low maintenance costs • 2 x Reduced investment costs
Products: • • • • •
Controlled moisture content in bio-oil (by strip gas) Flexibility for input materials (low- and high-ash) Excess heat (feed stock drying, process heat) Excess gas for electricity generation Excess charcoal and high-quality ash (not agglomerated)
Unique simplicity and robustness by: • • • •
Avoided external hot sand circulation Self-cleaning piping system Minimized vulnerability to equipment failure Integrated segregation of excess charcoal and ash
Pagina A-7
Datum: 8 maart 2011
Pagina A-8
Datum: 8 maart 2011
Technologische innovativiteit van de IFB flashpyrolysetechniek
Flashpyrolyse van organische grondstof bestaat al bijna 50 jaar. De specifieke aanpassing ervan door biomassa als voeding te gebruiken, om daarmee bio-olie te produceren is betrekkelijk nieuw. Het hart van de Intermittent Fluid Bed (IFB) pyrolyse technologie van Clean Fuels BV is de gefaseerde werking van de unit, welke uitgaat van een tweetal met zand gevulde reactoren als intermitterend procesvii). Transport van heet zand vindt in deze technologie niet plaats, hetgeen enerzijds geen complexe meet en regeltechniek noodzakelijk (kosten) maakt en anderzijds minder storingsgevoelig is (opbrengsten). Deze pyrolyse-unit is daarom robuust en compact, zij functioneert bij atmosferische druk en wordt als gesloten (close to zero emissies) verwerkingslijn opgezet. Dit systeem is intrinsiek veilig bevonden (HAZOP-test, Hazard and Operability Analysis, ook wel storingsanalyse genoemd, is de standaardmethode voor het identificeren en evalueren van procesafwijkingen). Tenslotte beschikt de IFB pyrolyse unit over een zelfreinigend vermogen waardoor verstopte leidingen door teerafzet geen issue is. De geconditioneerde invoer wordt in het wervelende zandbed binnen een aantal seconden verhit tot de omgevingstemperatuur van circa 500 0C. Vanwege de afwezigheid van zuurstof treedt er ontleding in plaats van verbranding en wordt de vaste organische massa bijna onmiddellijk en volledig omgezet in damp. Deze geproduceerde pyrolysedamp (gas) draagt mede zorg voor wervelen van het zandbed hetgeen tot een optimale warmte-uitwisseling en dus verdere vergassing leidt. Terwijl de eerste reactor op bedrijfstemperatuur is en damp produceert, wordt de tweede reactor door verbranden van de aanwezige koolresten weer op bedrijfstemperatuur gebracht. Er is dus na opstart geen externe energiebron meer nodig. Het resterende deel van de geproduceerde damp wordt geleid naar de condensor. Hier wordt het snel sterk gekoeld en zoveel mogelijk gecondenseerd tot olie. De niet condenseerbare damphoeveelheid, pyrolysegas, wordt intern in een gasgenerator verstookt voor de opwekking van duurzame elektriciteit of geleverd aan derden of aan het net. Hete uitlaatgassen worden teruggeleid in het systeem en dragen op deze wijze bij tot zowel een optimale temperatuurhuishouding als tot het elimineren van uitlaatgasemissies. Indien de tweede reactor op bedrijfstemperatuur is, wordt begonnen met de voeding en start van de gasproductie. De eerste reactor is dan door de voeding van koeler invoermateriaal afgekoeld tot een temperatuur waarop zij niet optimaal meer met maximaal rendement functioneert. Indien gewenst kunnen as- en andere resten worden uitgeblazen door gebruik van reeds in het systeem aanwezige inert procesgas en via cyclonen afgevangen. Eventueel kan het zandbed aangevuld worden of zelfs volledig geregenereerd worden.
Pagina A-9
Datum: 8 maart 2011
Vervolgens kan deze eerste reactor weer worden opgewarmd tot wederom de bedrijfstemperatuur van 5000C, waarna een nieuwe cyclus begint. Hoewel de reactoren batchgewijs functioneren, vindt de voeding en dus de output continu plaats, er wordt altijd een vat gevoed welke dan tevens gas genereert. Tenzij door een calamiteit ineens de bedtemperatuur te laag wordt. De voeding wordt dan automatisch tijdelijk gestopt tot de gewenste bedrijfstemperatuur weer bereikt is en de voeding automatisch weer wordt opgestart. De dimensies van de reactoren en het design van de Clean Fuels flash pyrolyse unit zijn, specifiek afgestemd op de invoer, dusdanig ontworpen dat:
Karakteristieken van de IFB flashpyrolyse
zowel de voeding van het pyrolyseproces als ook de productie van gas en olie in wezen continu verloopt; de hoeveelheid geproduceerd gas voldoende is om het zandbed te wervelen; het geproduceerde gas niet de voeding of het zandbed zelf met het gas naar buiten blaast en; de tweede reactor tot de juiste bedrijfstemperatuur is verhit op dat moment dat de eerste vanwege de inbreng van koelere voeding en langzaam afkoelen niet optimaal meer functioneert.
Specifieke karakteristieken van de Clean Fuels flashpyrolysetechnologie zijn:
Flexibiliteit m.b.t. de in het pyrolyse proces gebruikte brandstof. De bijproducten in het proces kool en gas zijn beiden geschikt om de IFB reactor te voeden, maar ook andere brandstoffen kunnen worden gebruikt. Flexibiliteit in het gebruik van biomassa met een laag- en hoog asgehalte. Beschikbaarheid van restwarmte voor het drogen van de voeding/biomassa Surplus gasopbrengst voor de productie van elektriciteit m.b.v. een gasmotor Gelijkvloerse plant-opbouw, wegens achterwege blijven van standpipes die nodig zijn bij concepten die gebruik maken van de circulatie van heet zand. Hoog kwaliteitsgehalte van de pyrolyse-as voor verschillende toepassingen waaronder meststof. Geen vloeibare afvalstromen Gecontroleerde vochtigheidsgehalte van de bio-olie dankzij het gebruik van stripgas tijdens de condensatiestap Minimaal risico op het verstoppen van pijpen en ventielen als gevolg van teerafzetting. Modulair concept. De kleinste unit heeft een omzettingscapaciteit van 550kg/u gedroogde biomassa in 260kg/u bio-olie met een vochtgehalte van 20% op continue basis
Clean Fuels heeft voor deze techniek wereldwijd patent aangevraagd, en het onderzoek onder PCT heeft alle claims toegewezen. Eén van de kenmerken van de IFBpyrolysetechniek is dat as bij lage temperaturen gevormd en gerecupereerd wordt, zodat mineralen in gemakkelijk ontsluitbare vorm beschikbaar komen. In dit project wordt de IFB-pyrolysetechniek van Clean Fuels gecombineerd met een voorbehandeling van de biomassa en een nabehandeling van het geproduceerde biogas en –olie. In de pilot faciliteit op de Universiteit Twente zijn reeds een aantal tests met verschillende reststromen uitgevoerd waarbij de reactorcondities van het IFB-proces zijn gesimuleerd. De technische haalbaarheid van het gebruik van grondstoffen met een zeer hoog asgehalte tot minstens 50% is daarbij bewezen. Op basis van deze resultaten wordt geconcludeerd dat innovatieve bioraffinage middels voorbehandeling, thermische omzetting en nabehandeling van de geproduceerde gas en olie technisch haalbaar en kostengunstiger is dan de (inter-) nationaal thans gangbare verwerkingswijzen of verwijde-
Pagina A-10
Datum: 8 maart 2011
ring. Bij het proces komen de volgende producten vrij: As/mineralen (af te zetten als grondstof voor de kunstmestindustrie) Bio-olie (af te zetten als groene grondstof als vervanger van fossiele oliën, maar ook als brandstof) Biogas / elektriciteit (bijproduct af te zetten als groene stroom) Gecondenseerde waterdamp (af te zetten als demi-water in de industrie) Zuren (o.a. Azijn- en mierenzuur, af te zetten in de industrie)
Technische aspecten waarop de techniek innoverend is
Vernieuwing en toegevoegde waarde in de keten
De IFB flashpyrolysetechniek van Clean Fuels BV is modulair uit te breiden en gezien de relatief kleine schaal van de kleinste unit geschikt voor de decentrale verwerking van biomassastromen op plaatsen waar deze beschikbaar zijn. Ten opzichte van andere (flash)pyrolysetechnieken vormt de IFB flashpyrolysetechniek een sterke versimpeling doordat de externe circulatie voor het opwarmen van het zandbed niet nodig is. Dit resulteert zowel in lagere investeringskosten en dito operationele kosten als verlaging van de storingsgevoeligheid. Met de IFB flashpyrolysetechniek van Clean Fuels BV is het mogelijk om verschillende soorten biomassastromen als voeding te gebruiken, al naar gelang de wens om een laag- of een hoog asgehalte te produceren.
De ontwikkelde processen zijn toe te passen op het terugwinnen van fosfaten uit diverse biomassastromen. Door de toepassing van flashpyrolyse valt de biomassa uiteen in gas en fosfaathoudende reststromen (pyrolyse as). Het is de eerste keer in Nederland dat de IFB flashpyrolysetechnologie op productieschaal wordt toegepast in de conversie van biomassastromen in combinatie met de terugwinning van fosfaten uit de pyrolyse as. De flashpyrolyse techniek vormt daarmee een belangrijke vernieuwing en aanvulling op de trajecten die zich richten op de terugwinning van fosfaten uit zuiveringsslib. Tot slot wordt het innovatieve gehalte van het project mede bepaald door de vernieuwende samenwerking tussen sectoren en partijen die eerder nooit met elkaar hebben samengewerkt. De primaire landbouwsector (i.c. De Rijke Biogas) maar ook partijen die een functie vervullen in landschapsbeheer en –onderhoud kunnen hiermee een voorbeeldfunctie vervullen voor andere sectoren. ICL is bovendien een grote speler en kan de ontwikkeling snel en effectief promoten. De ontwikkelde technologie is tevens relevant voor het buitenland waar dezelfde problematiek speelt. Het project zal dan ook een bijdrage leveren aan de verbetering van onze internationale marktpositie op het gebied van P-recycling.
Pagina A-11
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 3
3D impressie van de Clean Fuel IFB flashpyrolysetechnologie
Pagina A-12
Datum: 8 maart 2011
3D impressie van de Clean Fuel IFB flashpyrolysetechnologie
Ontwerp voor Clean Fuels' pyrolyse plant in Oeganda. (Bron: Clean Fuels B.V.)
In afwijking van bovenstaande impressie zal de verwerkingsinstallatie in Tholen bestaan uit:
Een voorraadbunker voor de aangeleverde biomassa Groen; 1 voorbehandelinglijn Twee geconditioneerde opslagbunkers Geel: 6 invoer silo’s, een voor iedere pyrolyse reactor Rood: 6 Pyrolyse reactoren in drie Twin IFB pyrolyse units Blauw: 6 cyclonen, stof naar bigbag opslag via drukklep (paars) Oranje: 3 condensors, waar damp wordt gecondenseerd tot bio-olie en rest bio-gas Roze: 3 vacuümdestillatie/ na-condensatie units voor nabehandeling olie (ontzuren, ontwateren) Bruin: 1 buffer receiver tank Wit: Koeltoren, niet aanwezig Licht groen: expansieafsluiter Zwart: een bladdertank voor de eindopslag van behandelde olie
Pagina A-13
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 4
Schematische weergave fosfaatproductietechniek
Pagina A-14
Datum: 8 maart 2011
Bron: Reference Document on Best Available Techniques for the Manufacture of Large Volumes Inorganic Chemicals – Ammonia, Acids and Fertilisers, August 2007, EU © MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-15
Datum: 8 maart 2011
Superphosphates: applied processes and techniques Superphosphates, i.e. single superphosphate (SSP) and triple superphosphate (TSP), account for one quarter of the world’s phosphate fertiliser production. Superphosphates are defined by the percentage of phosphorus as P2O5 and are used as straight fertilisers (marketable products), but are also a feedstock for multi-nutrient fertilisers. SSP and TSP are mainly used for downstream production of PK and NPK fertiliser. Processing steps: Phosphate rock is ground very finely and mixed with acid. Ground phosphate rock and acid are mixed in a reaction vessel. The reaction begins in the reactor, and is exothermic, reaching temperatures of 90 – 100 ºC. The slurry is fed on to a slow moving conveyor belt (the so-called “den”) or to a holding vessel and held for a period from 10 to up to 40 minutes. The superphosphate is crushed and afterwards fed to a granulation line (direct granulation) or to storage (pile) for “curing” from one to up to six weeks. The superphosphate can be fed to the granulation line (indirect granulation) or sold without further processing from the storage facility. From the storage pile, the cured superphosphate is ground and granulated. Steam, water or acid may be added to help granulation. Bron: Reference Document on Best Available Techniques for the Manufacture of Large Volumes Inorganic Chemicals – Ammonia, Acids and Fertilisers, August 2007, EU
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-16
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 5
Ontwikkeling van de prijzen van fosfaatrots en fosfaat
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-17
Datum: 8 maart 2011
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-18
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 6 Deelrapport: pyrolyse van verschillende biomassaresiduen, Clean Fuels
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-19
1234567328 9
!"#"$!%&!%$'()##&* +)$$$)*,& -./01213415/6.-. /
012345
6789 7 9 899 96 7 9
9 9 679 7 987 9 79
699 9 89 !9"7 8 979 7 769 6 96
#$%"&&'($)*86+ ,-$.'+&/9)0')$$1 )*2'232'#)#4-$.'+&/9)0')$$1*#)5$)68&*2$1#46+'$)+$')-$.'+&/9)0')$$1')0 &1)$0'$8$//#))'7$1*'286'22*9310-: 1 1#/&)56'$.#)* ,8$+-&)'+&/$)0')$$1)'7$1*'28#4 ;$)2$69+#)#.'*2)'7$1*'28#47.*2$15&.: <=>?@ABC>=DAEFGF HIJAK@LG>MDLNOAJPAQR>@N>IS?@T>ULVWDA XYAZJ[A\]^ ^_``AabAb@DHc>W> Qc>Ad>Nc>M=?@WD Z>UJ>e?WM>D f?MHJ@LDNM??NA\` ^_^_AagAY=W>@U??= Qc>Ad>Nc>M=?@WD
Q>=hAij]Ak`l_jAmno\o`o B?[hAij]Ak`l_jAmjmm\_^ bpq?L=hArL>qJ@Ds<=>?@BC>=DF@= RRRFH=>?@PC>=DF@=
123456277859
!"! # $$ % &' ( & ''$ ) & ! # ) & * +&( ( * +&( , -% !
)'$ ) ( '$ ( $& ! % ) .( ( ! / ' % & !!! %( &' . &' % &' ! * +& '$ '$( % & $ ' 0+ 10 +& 2! '' ' % & % $ ) $ & ! % ' ' & ( '''$( ) & % $ % & $ )! 3& $ '' %) &'$( ' & % %!
$& 456 . 17 $$ & 2( $ $& ! ! 8 9:6 . 17 $$ & 2( & '$ ; 546( & ; 5<6!'$ $ $ 1 ) 2! ) ) 9:6 '$ ( & '$ ' ' <=6! # '$ ) % )! > %'$ )& . ) $ . ! ? $ )&&( ) @ '$ !
) ' ! A & $ '! / %'$ &% '$ % ) ! " $ $ $ & ) & ! A % % ''$ '$.''$ ) !
0
1 234526237
89 99 99999 99 99 9 999 9 9 9
99 99 99 99 !9" #9$ %%9 9 99 99 99& 9'99%(99
#9 #9 #)
&9 * 9+)&*,$-+.9,9*/019
929/%-%+( 9,%! 99999 9 9 339 99 999 9 %4%5 6 9 6 6 9 99 6 9 % 2 9 997898 99 !9" #9$ 9999
9%!99 #99 # :/ 999 9 99 99%!99;9 9 9 #/91999 99 9 9 9 999 999 9 9< 9 9 =49 9% >?@ABCADEFGHECIJ &33999 9
9 99 99 99 +99 ,%! # 999 9 99
9 99 9 9 % 1 339 999 93394 # 9 9 9
999
9 9 9%2999 99 9 94 9 9;
9%2999
9
9 #%2;
9 99 9 94 #9949 9 9+%9 9, 4994994 #99 9 9 # %1 3399 99 99 9 9 9
9 9 9 9%-99 949 9 99
9K K 949999499339% &339 #49 999 9 49 99 9 9
%2 #9 994 9 99 9 99999%!4 99 99 99 94 99 9 9 %=3 99
9 99 9 9:L8LL8/%.9 9 99
99 9999 9+ 9 # 9 99 9 999, 9999 99 #
#999 9 99 9 99998%!9339949999994 #99 49 9999%* 9 9 999 9999 99 9 9 9 999 9 99 99 4 9%2 # 999+9999 87/.7/./8:9 999,%$9 999 9339 %!9 9 4 9 K 9K9 99 99 9 4994 9 9 9%89 9 % 99 %!99 99 9 9 9%% 9 # #99 9 99 9 % 9 99 9 % &3399 9999949 99 5 6 -999 9949 % 6 &
9 99 99+ 9 9
99999 # 9999 9 9 99 99 9 ,% 6 -9 9 9999 9 99 99+9999 9 # 99999 9 99 99 9 +% 9,,% 6 =999949 # 9% 0
12356678992 892 9 9 9 9997 9 9 995955973 229 987 369 !"#$%$&'"($%)$*+$"),&'--$".'"/*01'))'$"'"($2$/2'"()3044$"5 62'"()30437-$ 8*,&3&$*;( !"$2+*$(*,&3&$*;( 9#+:1 < 9=>:1 < ?320 @;A @BCA D0E3-$%%$3) F0A @@GAA D0E3)#00% HAA 0BAA I720%7)$J0%*$ @;AA HHGAA ?3$$"#00% @AAA H0AAA
KLMNOPQRMLSTPUQVPWXYZLXSM[ZO[MW\ ]29^_923893 `6597999 9ab762b399626 9c 9d67 9 _ e9976bef^g hf97e 9^2_ g9 ij9`975 69a 3 9997 95667 9 59a7693_ 9 9 89
6a9329d7e9j769d67 92_ 89 7967b2 389 7959c a2356 _j 3b399e `95667 9296a998 9 5`a 2`6399367 395692 9 k9 _79 9 9926a9 79 39 69a89d996a286767 _e32c96a96e9 996ea299_ 9d97`9 9 22997
87 9`36d97ad992997369295 9l 5973 9 d99h97e6m]9e 2]65973 66g 6e33 6 97n76onpqrd c9^_ e9236]9e 2s9 6t 997 6 97n76uv_ a973i 9889 78 99769 5 3979 976293a992 fwxxy99]29^_9236766 957 6a9 69ah57_ee97zo{wxx|}w||ir 3 9 399a63 9 5 9365959t_76a9 n9{ 9hp~9if 9266a5wxd67 96766 d97`92 `9593 597392 9 j99a97 e99566796 975 96 9769` _ 95697 99a7696a3922 5 9l 5973 9 d99cd7 9a76936 935f^gab762b39 93 e_2997 f9ab762b3969a5]29^_923893 9e692 `9 6e 9793_2979 9`6629987_ `923 87 366e9a769395667 95997 9p9932 3 9229`662 756676 h 65 9392959569 3e97 2ifa235`662`e9h99 9925i9366`3987_ `9 g 366`5 9`662633j939659782 59 9`662d67 9_ 97967d67 9597d 97 f 5978 e9987_ `3e692 `9 95 9`6629 93d67 9e 97299295 9`6629 93 89a2
0
^_`73a47b39c de93^f39
!"!#!$%&' ()*+,-.0/)0.*123-*4550*6)*780,98.):);7)02+)-/)-*<)60,,<6*=/,/*4,>?/<)?@9/)-*,-6)0*AB*-@//)*
[email protected]*)<)+@9)-*=/,/*6*E*F*++DG*H,,0*6)*2-/)070)/@/2)*4@-*6)*);7)02+)-/)-*2.*?)/*4,>?/<)?@9/)*4@-*6,)*4,)62-<)C)7@@96*4,9<)-.*IJKLMN*OPQQP*=C)7@92-<*4@-*?)/*+@..@4)092).*C23*60,<)-*,-6)0*./2R,./,S*C23*OTA*I*/,/6@/*))>,-./@-/*<)U2>?/*2.*C)0)2R/DG*J4)-1,*2.*?)/*@.<)?@9/)*C)7@@96*6,,0*4)
[email protected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
01234637893 3 37
123453678499:;<=>332=7:?@9A8:4=>A;=BCDE 623F47F3;7:8:47=G:H=I4=J;:>427:84:8=KL4;84M
1245657589574 5 4 65454 6565 7 522656552 4 65752 75746576726575 22 5 4522 55 52 5265454 592266727!4 57 4 72 45"772266755 74 5 95924#5274 5227654 592264 6555 5 2 5 54$%1&554 5775567
5 4455'5 5 (2 57 )7 55 2 57425$ 224 552 9 &4 6557657557 5522 557645726 5
545 592
42 754 722 $427&576 *7 5 *27425'57+46 4 65 +65757657555742256522,%-!57 44+57 '7957592452 4572552 5 2657+46 4 6557726657,!.975 64 45 $57556/0/%& +2 5 25645 575 +564552 76 *765 5 46 745#5+52 4 575 22,%!57 44+57 '795225657265755924
0
1 2334536784943
1 3 3 693 9 329435 983
!"!#""$%"&""'()*+""#!,!-./011!2#,3%2" !"'" '3,","$%"%"4)*+"" #!,!-.5 $%"%"!3011!," ,63&',22,$,".5",!$%" ,63",$%,!$%""'"""%"'!"$%"%"&2 #7,3" 3" !2,!$%!. ",3 #'3,+&-3$%"8!%"!9!, :#;. 4<=>?1@ABCDEFGAHIAJKLHMJNOIPAQJIAKNCCFRJJOKHN@ADEJRMCKF@ALHSRRJJOKHNAHIAKICHOECTFU QCDEFPHEJNFHAVWR@AXY JKPHEJNFHAVWR@AZY [NCCFRJJOKHNU \U]W \^W _EJRMCKF `UaW bbW cHSRRJJOKHN ]UdW b\W [ICHOECTF ]U`W \U\W
e,6! ",!&$%0!"#,!' %!%"!"22.5"#"2"%,9" ,!"#,!!.e,6! ",!#,!3,"%%"' 0!!,,829"%.f 33#,69",%"97,"'!!.e,6 $%0!",!%"%!%",6,63. /% ghij%",!!$%" %"011!0$!&'"'k l m%9' "0'39",63,#7,33 ' 3".5"!7"",!"!,!. l m%9"9,$%"%"27,#&'#,6""93!#3',",", #n+3,93!3733,63' 2!$%,-. /% ho%"+ 9!#!""7,",9&p,f;-,!,7!",&" !'3"!3"1!",3"",,' "."!""$%"% !07$",&,0$",3' ,9"3",$,","0"'33...! ". ,!!","'",+! ",!$%0!"-,!9$%" qrst",,9! /700#!,! !"!!"3" rt7!.%, ,!"37!"!" ,%#0"7,"#,!!"$%"3,3 &!.5,' "!0" 00". 11 u5v8u63w3x35 23 4
011!8y0,",!!#!0"!"&3',","07$"" #0+#.05&$,!$%'-. e,69y0,"9,6%%#,8,07$k 7,"! ",! z4; 7,"$%0!" 4z) 7,"#,! {{( 7,"!,%7" ||}| 0
12356789 8 6 6769266 56 9566 6666 796 96 6666 2226676926 69652!6"#6 266 266 6 6696 92 6 #9232 665666696 952356789 8 69626 $962669%&666566 9665 6'2 256 652#6
6 266 92 566 $566666(&)6%666 92 566$562696&5262369952 96% *+,-./0123445647895:54; <=>?:77:7>>65 @9=4A>BC64;D75 E:7>BC64;D75 F>>9>BC64;D75 G9>4=75>H I>5::9 K4:L5=4A @6D:;=A E:7 N:546AG:754275>H @6D:;=7LM4 5>5::9 J:546 J:5467LM4275>H 5>5::9 O:?B 5>5::9 P:754275>H Q9>>5?::=749 RRS TUS TVS T0S TWS XS YVS VUS RUS TUS TVS T0S TWS XS YRS VUS U\S VXS T\S V\S VRS XS \YS RUS ^M:?B>75 VUS TTS TXS TRS _S XS WWS VVS VYS TTS TXS TRS _S XS W\S VRS UUS VXS T_S VRS TYS XS TT0S UTS <46??::=749 RXS TRS TXS TWS TWS XS YRS TVS RTS TUS TTS T\S TWS XS YYS TRS YRS VUS T0S V0S V_S XS 0US VVS Q;>4=M>85 YRS TWS TRS R\S VXS XS VRS VTS YYS TWS TRS R_S VXS XS VRS VTS YWS T\S TUS R0S VTS XS VUS VVS :Z2I4;2>B`=LM542P:;2O42P>LM5D4M:95472`>:972D46:BB>65446O2=;I:C492Va
<:7=7 Z2;:5542C=>?:77:2[: Z2O6>D42C=>?:77: Z2O6>D42:7P6=]42C=>?:77: Z2;:5542C=>?:77:2[: Z2O6>D42C=>?:77: Z2O6>D42:7P6=]42C=>?:77: Z2;:5542C=>?:77:2[: Z2O6>D42C=>?:77: Z2O6>D42:7P6=]42C=>?:77: Z2;:5542C=>?:77:2[: Z2O6>D42C=>?:77: Z2O6>D42:7P6=]42C=>?:77:
b665669 2656 66 2 62696 56 796 6 92 6 26
956269
962 6696236 7 9236 2 #2 52556 796 92 6 26 95 696656 7'266 92 656656 652c26d29b
9 62 2 56'66
$"e%&696796 626
95696
96#659265696
962 6659666696
26 796 6#2 956 66 96656 6 66 $ 69 656 '629 % UYS UXS RYS RXS VYS VXS TYS TXS YS XS
Q9>>5?::=749 ^M:?B>75 <46??::=749 Q;>4=M>85
@6D:;=7LM4275>H
klmnno/012p42>BC64;D752P9>4=C:642>6D:;=7LM4275>H2B462M>4P449M4=O2O6>D42:7P6=]42C=>?:77:a
f
2 6g#6"" 796 66977 966956h 62 i$ 7566 2 5627%2 66 9 9296 666923676966 56 9#26 62 6666 66j" 0
2342678799 397 78799 8786 4 37 8 88 8
8 397 !9 79"#234799988 7779$%&!7 '(88 8 ) 79
97&938 78 7"#88 2 !8 ! 889974* !8 ! 89 '899778 "+88 ,-9 ./01234567898:8;<86=>98;?@A8;6BC;6D=<8EF>G=F=EG86HD8A6I1J6B=KLA56;CAA86>C@G@M56;C688698NE86K=;<8;@=9O 7G=DC@@C@==9A P=<8E6>G=F=EG86>GQ6I1J6B=KLA6HRM ;C698NE86K=;<8;@=9 SE==ADCCG@8E ITOUJ I1O1J V6;CAA86>G=DC@@C IWO0J I1O1J V6<9=?86>G=DC@@C TTOXJ IYOYJ V6<9=?86C@B9GQ86>G=DC@@C ZLCD[=@A 0\O0J 0TO]J V6;CAA86>G=DC@@C 0\OWJ 0TOXJ V6<9=?86>G=DC@@C IXOIJ IWOYJ V6<9=?86C@B9GQ86>G=DC@@C 789DDCCG@8E I1OTJ 0]OTJ V6;CAA86>G=DC@@C I0O1J 0]OYJ V6<9=?86>G=DC@@C T\O0J T1O]J V6<9=?86C@B9GQ86>G=DC@@C S;=8GL=^A W\OTJ TXOWJ V6;CAA86>G=DC@@C W]OYJ W1O]J V6<9=?86>G=DC@@C WYOXJ W0OUJ V6<9=?86C@B9GQ86>G=DC@@C _``GKG8;Ka6K=;<8;@=9 YUJ
9 88 (388 9 7!88 8 77!987b2'8!7!9 79 "#4 !8 ! 8!987&8"% !8 ! 89 '!987c88 99 b d 7 '(&88 8!87b+ 7 '(" c88 (88 8 7!8333 8 798 9!7827 7e&f& g&h478i!79!7 89 '8 97 99 j(9788(998 9 7 '(3 (88 993ii'&!7 i!83738 7 k8!87 99 399 9( 38 997 8'i 89988 7l(88 8 7 ' 88799 !987i''i8 !88lm "3 399 i'9 7-9
WUJ W1J TUJ T1J SE==ADCCG@8E IUJ ZLCD[=@A I1J 789DDCCG@8E 0UJ S;=8GL=^A 01J UJ 1J n9?C;G@KL86BC@A6@A=` opqrrs3456t86=[>98;?@A6BC@A86=9?C;G@KL86@A=`6[896L=8B88EL8G<6<9=?86C@B9GQ86>G=DC@@CO6
li 9998 )9 988 !789l7399 799-9 % 01
1234578 8 ! $ " ! $
"# %0 &' %( ))
*+,-./+,/0,1+232.40++56,-7,+.+8+39028+309+../31,:;<,=<,>?@,A/9,6+B+,028+309+../31,C-3,6+,D2.-5/0DE+,F2256+ F-56+3,G+5+C+36@,*+,F2256+3,09223,H+58+.6,/3,I2G+.,J@,*+,1+H-36+3,F2256+3,B/K3,G+95+CC+./KC,E--1@,*/9 E++L9,H+58-+6+./KC,9+,82C+3,8+9,6+,8-309+5328+,H23,6+,-./+@,*+,-./+,/0,09+5C,/3E-8-1++3@,=-+F+.,+5,6/H+50+ -7.-08/66+.+3,B/K3,1+75-G++56<,G.++C,E+9,+51,.209/1,-8,++3,5+75+0+3929/+L,8-309+5,9+,3+8+3@,=+9,F-569 223G+H-.+3,-8,H--5,++3,E22.G225E+/6009M6/+,6+,09--CF2256+3,8+9,NOP,.21+5,9+,0DE299+3@ 12345Q8 R S T $ " ! $ %UV &WV %'V 'WV %'V ''V %WV &V # XY S #Z )&V (%V %%V 'V 'V UV (V WV [ WV UV %)V &WV %V %%V 0UV V V V V V V V V V \ X#]Z %)V &%V %UV ')V %(V '%V )V %V ^25_`abcd4e22`f4ghijk lhim_no $pS X Z 0&( 0'0 ' !q "rp s V X Z $pS X Z ( )0 ' %
t23,6+,1+75-6MD++56+,1200+3,/0,G+E2.H+,6+,E-+H++.E+/6,--C,6+,028+309+../31,G+722.6<,-8,6225M/9,6+ D2.-5/0DE+,F2256+,9+,G+72.+3@,u3,I2G+.,v,B/K3,6+B+,028+309+../31+3,H--5,6+,H+50DE/..+36+,G/-820020--59+3 1+1+H+3@,*+,6292,B/K3,1+3-582./0++56,-7,wP,H-DE9<,E+91++3,5+75+0+3929/+L,/0,H--5,++3,752C9/KC0/9M29/+@,x/K,++3 .21+,;yzD-3D+39529/+,/0,E+9,;y{z1+E2.9+,G/K,0.--9822/0+.<,DE287-09,+3,G+58822/0+.,/0,+51,E--1@,*/9,1++L9,223 629,6+,-8B+99/31,H23,;y,3225,;y{,09+5C,1+C292.40++56,/0,6--5,6+,223F+B/1+,200+3@,x/K,6+B+,15-3609-LL+3,H2.9 6+,09--CF2256+,6225-8,.221,M/9@,*+,1200+3,B/K3,+DE9+5,F+.,1-+6,9+,09-C+3,/3,++3,1208-9-5@ 12345|8 } S q "~ ~ " $ " ! $ V8 V8 V8 V8 ] 0%V V V %0V #% V V )V %V # V V V V ] &WV &0V &V %'V #% V 0V 0V 0V #( 0V V 0V 0V )#( V 0V V 0V )#' V V V 0V #] )V )V )V )V $pS X Z %&W) U0 U%0 '))
00
234 566789
!"#!$#%&%'(!&#$ )*(+,'!--'*# &!.)(/+0!!1)'*-"#+2*-"#& #!"#"-')'"#-34$(+%+)+ %&!!$$05/67073+8$$-)*!+9 !!-&+ :$""&-;!!-'#%!-*$& 05/37073$$&-#$+ 23< = 9 79 7>?9
@$-A3B439+AC&D$ '&!+8!"#!)''$!.,1 ""$!.31+A!**.E1%)-(#%%-! "#!+A3B4-*6&-)'$" $!+:&-!-*!$"#"#)&&"# &$%+ FGHIJKLMNOPQRSTURQTQTUVWRNXTQNYZRRN[P\]TWWTW\\SYRQNRQN^_QNXTWYRN`VS\UVWR`S\a_bYRQc dU\\Y]TTPWRU e^T]`\WY fS\QaWY\g h\\U iW iW fS\QaWY\g h\\U jQTNSRPQPkPQklmT h 1cno pcqo rcno scno qcpo vT rcro rcro rcro rcro rcro eT pcto pcpo rcto pcro 00c0o Ok rcuo rcuo rcpo 0cuo 0c1o iU 0cro 0c0o rcto 1cwo rcso xR 0c0o 0c1o rcuo pcqo rcso e_ rcrr0nso rcrr1uno rcrrrn1o rcrrswo rcrrtnuo yQ rcrrq0qo rcr0rsuo rcrrp1wo rcr0wqo rcrpsuro ea rcrrrrpo rcrrrr1o rcrrrrro rcrrrro rcrrrrro vP rcrrrnuo rcrr0tuo rcrrrtno rcrrpto rcrrruno z[ rcrrruuo rcrr0qno rcrrrn1o rcrrswo rcrrrt1o d rcso rcso rcro rcro tcso z rcno rcno rcto pcro 0cto eU 0cro 1cto rc1o 0c1o 1cto v{v|s rcro rcro rcro rcro rcro v{v}p rcro rcro rcro rcro rcro TmNyPRNY\RUPb^YPQkNPQNaRN^\\gaYR~WYc
iW tcuo rcro ncuo rcuo rcpo 0c1o rcr0urso rcr1ttto rcrrrrro rcr0suuo rcrrrs1o scro 0c0o 1cro rcro rcro
8-%)'-!)))'-%+2 ""$$6;!!&'$((#! #--(#%()*"#!-+:$ #"-$-(!!!""# !+8#--&!!())-($)+ .8)###%-%*1+8)%-"$' !-')'"#!+@!-%"##-##!)! %$--&"#7(*"5+A-""! 01
23567289 672635 33669 69236 636 696663 88666663565 23 66366323 76666663
01
2 34536789 8
!"" # $%& ' #( ) ) * ! + ) # ! ,%& # # + ) ! + * ) ! #) ) - + - !"" ! + ' . ! # ( !"" ! . ) ) # / 0 * 0 1 # ' ) ( 0 * ! 0 ' )( ) . # ) # !. 2 1 3 ) + + !# !"" 4$& #3 '5 # !(. ! - # !# 2 6%& #3 '5 # !(. !/ $4&. # / $7& ' ( !# 6%& . #) -- 7,& 8 + 3 # ) 3 !# )!# # ! # 9 # #+ ) + . ) + : ! . ; ) ) < ) + # # # ) + $,& # =! ) ) + - # 4>% ? ,4, ? # ) . ) # ) @ 9A1 !"" ! ? A # -+ ) - !"" ) # # )!# $$&. # ) 9?B A - !"" 3 # ! ) 1 ! ) + # / 0 )) ) 0 C 0 D"" ! ) 0 @ ' !! ( ! ? A . 3 # ) ! 01
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 7 Beoogde locatie van de flashpyrolyse unit op Tholen
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-21
Datum: 8 maart 2011
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-22
Datum: 8 maart 2011
Locatie: Tholen Welgelegen 2 ongenummerd
Nieuw industrieterrein Cat. 4.1 (pyrolyse is volgens de gemeente cat. 3.2)
Geen woningen op het industrieterrein
Ontsluiting is goed, dicht bij A4
Mogelijkheden zijn groot voor toekomstige uitbreidingen (aantal tonnen product)
Minder voorzieningen te treffen voor geur en lawaai
Investeringsraming: Grond
€ 350.000
Weegbrug en hekwerken
€ 100.000
Landinrichting
€ 200.000
Bouwrijp maken grond
€ 100.000
Bedrijfshal
€ 400.000
Totaal
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
€ 1.150.000
Pagina A-23
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 8 Uitvoering / plan van aanpak project De Rijke
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-24
Datum: 8 maart 2011
Uitvoering van het project Technische aanpak Te gebruiken machines en apparatuur
In het project wordt een hoeveelheid biomassa verwerkt tot m.n. groene grondstofcomponenten en omvat vier cruciale processen: 1.
De ontvangst, voorbehandeling en opslag. De aangeleverde biomassa dient te voldoen aan een aantal vooraf contractueel vastgelegde parameters, met name met betrekking tot samenstelling, vochtgehalte en deeltjesgrootte. Bij aanlevering wordt het materiaal gecontroleerd op deeltjesgrootte en vochtigheid. Vanuit de opslagbunker wordt de biomassa voor verdere verwerking in een geïntegreerde zeef-/sorteerunit voorbewerkt tot de geconditioneerde invoer voor de pyrolyse. Als eerste worden niet organische fracties als zand, grind, welke waarde vertegenwoordigen maar geen bijdrage leveren aan het latere pyrolyseproces, uitgesorteerd. Om dit te bereiken worden de volgende handelingen verricht en technieken ingezet;
Grove sortering door middel van schudzeven en transportbanden met als doel ontzanding en ontstenen, inclusief verwijderen van glasresten; (Schudzeven: elektrisch aangedreven, 2 motoren maximaal 1,8 kW per stuk, geluidsarme uitvoering in gesloten omkasting, met stofafzuiging en gesloten luchtrecirculatie/stofcycloon); Ontijzeringsunit bestaande uit diverse magneetrollen en scheidingtrechters met windshifters. (elektrisch aangedreven, 6 motoren maximaal 1,2 kW per stuk, geluidsarme uitvoering in gesloten omkasting, met stofafzuiging en gesloten luchtrecirculatie/stofcycloon) Verwijderingsunit voor non-ferro metalen bestaande uit een geavanceerde meervoudige “Eddy Current inrichting” met scheidingstrechters en windshifters. (elektrisch aangedreven, 4 motoren maximaal 1,2 kW per stuk, geluidsarme uitvoering in gesloten omkasting, met stofafzuiging en gesloten luchtrecirculatie/stofcycloon)
De uitgesorteerde materiaalstromen vertegenwoordigen een waarde en worden tijdelijk opgeslagen voordat zij als herbruikbare grondstoffen terug worden geleverd aan de industrie. Indien akkoord bevonden wordt de dan geprepareerde biomassa in een geconditioneerde opslagbunker opgeslagen, van waaruit het in het pyrolyse proces wordt ingebracht. 2.
Het pyrolyse proces. Dit proces draagt zorg voor de thermische omzetting van vaste vergasbare stoffen in gasvorm, welke zo veel mogelijk via condensatie omgezet zal worden in bio-olie als grondstof voor groene componenten.
3.
De nabewerking van gas en olie. Nabewerking van het geproduceerde gas is nodig voor intern gebruik om de productie van elektriciteit in gasgeneratoren gereed te maken. De bio-olie wordt m.n. ontwaterd en ontzuurd voor zij word vrijgegeven voor verdere verwerking als grondstof in de industrie of als stookolie.
4.
Preparatie van de pyrolyse as voor optimale, gemakkelijk ontsluitbare, fosfaat terugwinning.
Fasering
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-25
Datum: 8 maart 2011
Voor de verdere realisatie van het project worden de volgende fasen aangehouden: 1.
Financiering en contracten -afronden businessplan.
2.
Detailed engineering flashpyrolyse plant
3.
Vaststelling productielocatie en vergunningswijze
4.
Assemblage, levering & installatie flashpyrolyse plant
5.
Opstart- & testfase flashpyrolyse plant
6.
Testbatch productie mestkorrel o.b.v. teruggewonnen fosfaat
De uitvoering/planning van het project is verder uitgewerkt in het activiteitenplan. Fase 2
Fase 3
Fase 4
Fase 5
Omschrijving: Go/no-go beslissing: Motivatie:
Detailed engineering flashpyrolyse plant JA Betrokken partijen:
Omschrijving: Go/no-go beslissing: Motivatie:
Vaststelling productielocatie en vergunningswijze JA Betrokken partijen:
Omschrijving: Go/no-go beslissing: Motivatie:
Assemblage, levering & installatie flashpyrolyse plant Nee Betrokken partijen:
Omschrijving: Go/no-go beslissing: Motivatie:
Opstart- & testfase flashpyrolyse plant JA Betrokken partijen:
MPI, Clean Fuels, De Rijke Biogas De detailed engineering wordt uitgevoerd door Clean Fuels i.s.m. MPI. Gegevens m.b.t. de biomassastromen zullen door De Rijke worden aangeleverd. Onderdeel in de engineeringfase is het definitief bepalen van de fysische parameters van de omzetting van de biomassastromen (op basis van de definitieve samenstelling: 25% slootmaaisel, 25% bermgras, 50% snoeihout) via het flashpyrolyse proces. Om deze te kunnen bepalen, zal een laatste testrun worden uitgevoerd met de pilot installatie van Clean Fuels. (gekoppeld aan fase 2)
De Rijke Biogas, MPI In deze fase zullen nog weinig kostenrisico’s genomen worden. Eerst zal de beoogde productielocatie worden vastgesteld en de vergunningen worden verkregen. Mochten de partijen om welke reden ook op problemen stuiten dan kan in deze fase van het project worden besloten om af te zien zonder dat hier onoverkomelijke kosten mee gemoeid zijn geweest. De uitvoer vindt plaats door de Rijke, daarin ondersteund door MPI. De laatste zal de benodigde gegevens aanleveren ter onderbouwing van de vergunningsaanvraag. (gekoppeld aan fase 2 en verder)
De Rijke Biogas, MPI Assemblage, levering en installatie van de inrichting op de productielocatie zal worden gedaan door MPI, in samenwerking met de door haar gecontracteerde onderaannemers.
De Rijke Biogas, MPI De installatie zal onder regie van MPI uitvoerig worden getest op werking conform de ontwerpparameters. In deze fase zullen verschillende biomassastromen en combinatie van stromen worden toegepast en geanalyseerd op hun omzettingsrendementen, volumeopbrengsten en economische opbrengsten. Na de testfase vindt bij akkoord de oplevering van het project aan de Joint Venture plaats. De go/nogo aan het eind van deze fase is dan ook geen no-go voor het project, maar of de installatie reeds aan de kwaliteitseisen voldoet. De termijn voor deze fase is gesteld op 4 maanden. Het kan echter goed zijn dat partijen reeds binnen deze
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-26
Datum: 8 maart 2011
periode content zijn met de resultaten. Fase 6
Fase 7
Omschrijving: Go/no-go beslissing: Motivatie:
Testbatch productie mestkorrel o.b.v. teruggewonnen fosfaat JA Betrokken partijen: ICL
Omschrijving: Go/no-go beslissing: Motivatie:
Afronding en oplevering van de resultaten Betrokken partijen: Niet van toepassing
Productie van een testbatch op demoschaal van de mestkorrel door ICL, geproduceerd op basis van de uit pyrolyse-as teruggewonnen fosfaten. De resultaten van deze testbatch zullen bepalend zijn voor de beslissing tot opschaling (‘go’), dan wel aanvullend onderzoek (‘no-go-yet’), of een algehele (‘no-go’).
Alle partijen
De laatste fase in het project bestaat uit het opstellen en communiceren van de eindresultaten van het project (seminar en bezichtiging van de productielocatie) naar belanghebbenden en stakeholders. Gegeven het kringloopconcept in het project zal hierbij de nadruk komen te liggen bij producenten / leveranciers van biomassastromen die ook baat hebben bij de terugwinning van fosfaatmeststoffen en het hergebruik ervan in hun productieproces (i.c. akkerbouwers, maar ook waterschappen, en geaffilieerde partijen zoals loonwerkers). Afronding van het project zal vervolgens geschieden middels oplevering van de inhoudelijke - en vaststelling van de financiële eindrapportage aan de opdrachtgever/subsidieverstrekker.
Taakverdeling Taakverdeling
Het projectmanagement is in handen van MPI Management BV. De heer Kees de Rijke van De Rijke Biogas BV zorgt voor de contacten met de locale politiek en overige stakeholders alsmede voor de vertaalslag van het project naar de dagelijkse praktijk in het buitengebied.
Engineering
De ontwikkeling van de installatie t/m ingebruikname na oplevering worden geheel turnkey verzorgd door MPI in samenwerking met Clean Fuels BV. MPI committeert zich tevens aan het project door zorg te dragen voor afzetkanalen van de geproduceerde oliecomponenten.
Locatie
Een vergunningaanvraag voor de flash pyrolyse-installatie (gesloten verwerkingslijn, close to zero emissie en inpandig) voor de thermische omzetting van biomassa is in voorbereiding voor één van de hieronder genoemde locaties. Als locaties (de familie De Rijke overweegt op meerdere locaties de activiteiten te ontplooien) zijn in beeld:
Het bedrijventerrein Slabbecoornpolder- Welgelegen in Tholen (Categorie 4.1). Deze locatie heeft de eerste voorkeur. Het bedrijventerrein Klaverveld in Oud-Vossemeer. Op dit bedrijventerrein is sprake van locatie met twee loodsen van ieder 1500 m 2 plus een middenterrein van 1800 m2 en een weegbrug.
De ondernemer heeft vertrouwen in de vergunbaarheid van de installatie. Kadijk 24 kan niet gebruikt worden voor de bouw van de installatie, maar daar kan in ieder geval de biomassa worden opgeslagen voor verwerking op één van de andere locaties.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-27
Datum: 8 maart 2011
Plan van Aanpak Versie: RK.01 Projectbeschrijving incl. fasering Naam initiatiefnemers: Projectcode: Naam projectleider: Startdatum opstartfase: Einddatum opstartfase: Traject/ Eindverantwoording VERGUNNING/ De Rijke
INPUT/ De Rijke
PROCES/ MPI
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
De Rijke Biogas BV MPI Management BV P.02 MPI Management B.V. Januari 2011 Sept 2012
Resultaten
Start-Eind
Gedelegeerd
Vaststelling wie bevoegd gezag is, gemeente of provincie Opstellen vergunningaanvraag i.s.m. externe adviseur (benodigde documenten zijn veelal aanwezig of vergelijkbaar met de vergunningaanvraag voor een ander project (RBSApyrolyse in Baarn)) Vooroverleg bevoegd gezag m.b.t. vergunningaanvraag Alternatieve passende vestigingsplaats indien bestemmingsplanmatig te lang duurt Principe uitspraak bevoegd gezag over vergunbaarheid Formele indiening vergunningaanvraag Voorpublicatie ontwerp besluit vergunning Verwacht definitief besluit vergunning *) onder voorbehoud financiering Conclusie onderzoek en keuze partners input Conclusie specificaties input Representatief monster (30kg) te verwerken biomassastromen (testrun definitieve samenstelling – inclusief was/zeef-programma) Contract(-en) vastleggen input Biomassa *) onder voorbehoud financiering Pyrolyse testrun (onder voorbehoud van financiering) Analyse commerciële waarde output Eindrapportage Clean Fuels m.b.t. testrun definitieve samenstelling biomassa
Jan*)
CdR
Jan*)
CdR
Febr.*)
CdR
Febr*)
CdR
Febr*)
CdR
Febr*)
CdR
Juni*) September
Jan
CdR
Febr. Begin Maart*)
CdR CdR
Juni-Juli*)
CdR
juni
TK/ RS
juli
TK/ RS
augustus
RS
Pagina A-28
Datum: 8 maart 2011
OUTPUT/ MPI FINANCIERING/ MPI
HUISVESTING & TECHNIEK/ MPI
BOUW
MARKETING & COMMUNICATIE/ MPI PERSONEEL/ ORGANISATIE & ONDERZOEK/ MPI
CdR: WH: DB: RS: TK: PR: RJ:
Afname contract opstellen & overeenkomen Afname contract tekenen Subsidieonderzoek Aanvraag subsidies Vaststellen definitieve (door contracten “bevroren”) kostenbaten-analyse: basis case, worst case, best case Financieringsplan, bancair & risicokapitaal
Sept
PR
Sept Jan-maart Feb/Juli Sept.
PR RJ RJ WH
Juni
WH
Opstellen financieringsprospectus Full scale installatie Groencertificaat (?) via bancaire financier Ondertekende financieringsovereenkomsten Taxatierapport
Eind Juni
WH/ PR
Sept
WH
Eind Sept.
WH
Jan
DB
Concept overeenkomst grond locatie Concept overeenkomst gebouw Ondertekende overeenkomsten Offertes machinerie Offerte diverse toeleveranciers (na vergunningverlening): - Bouwtekening
Eind Febr.
DB
Eind Febr. Okt. Maart Maart
DB PR DB DB
Maart (indien fin. middelen aanwezig) Maart April Juni Okt – Feb 2012 Maart-Mei 2012 Juni 2012 Sept 2012 Okt.
TK
Okt.
DB
Mei
DB
Concept document projectvennootschap
Eind mei
DB
Ondertekend exemplaar projectvennootschap Personeel & Opleidingsplan Werving en selectie personeel
Sept
PR
Juli Sept - Okt
DB WH
- Aanvragen offertes - Eventuele aanpassingen - Goedkeur brandweer - Bouwen verwerkingsinstallatie - Proefdraaien - Fine-tuning installatie - Full operational Offertes Huisstijl, logo projectvennootschap Uitbreiding MPI website met project Uitwerken condities deelnemers projectvennootschap
DB/TK TK DB/CdR DB/TK DB/CdR/TK DB/CdR/TK DB/CdR/TK DB
Kees de Rijke (De Rijke Biogas BV) Wim Hoppenreijs (MPI Management BV – Operations) Dick Broekhuis (MPI Management BV – Projectmanager) Roland Siemons (Clean Fuels BV – Alg. Dir.) Ton Koens (MPI Management BV - Techniek) Pieter Rem (MPI Management BV – Director Business Development MPI Waste-to-Energy ) Rob Jacobs (Dynova Innovatieadvies B.V.)
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-29
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 9 Resultaat haalbaarheid: Begrotingen (worst, realistic, best case)
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-30
Datum: 8 maart 2011
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-31
Begroting Pyrolysefabriek Biomassa Tholen, Zeeland
(Bedragen in EUR 1.000) 11. Slights Investeringsoverzicht Project Pyrolyse Biomassa Tholen Gebouwen en landinrichting € 1,150 Voorbewerking € 758 Stofafzuiging/geluiddemping 1 € 275 Gasmotoren/ met generatorset 1 € 535 Netkoppeling + Trafoset 1 € 337 Pyrolyse- eenheid 1e fase 1 € 2,264 Pyrolyse- eenheid inregelen 1 € 735 Pyrolyse- eenheid 2e fase 1 € 2,164 Machines/inventaris secundair € 422 Onvoorzien € 250 Totaal materiele vaste aktiva € 8,890 Werkkapitaal € Aanloopverliezen € Voorbereidingskosten € 113 Totaal Benodigd € 9,003
Investors Bank Leningen Subsidies (investeringen) Subsidies MPI/ De Rijke
€ € € € €
3,675 4,310 305 113 600
Soort materiaal 1. Slootmaaisel 2. Bermgras 3. Snoeihout
Totaal te financieren
€
9,003
Exploitatiebegrotingen Directe opbrengsten Indirecte opbrengsten Totaal opbrengsten Directe kosten Brutomarge Personeelskosten Overige kosten EBITDA Afschrijvingen EBIT Rentelasten Belastingen Nettowinst
€ € € € € € € € € € € € €
2012 2,565 2,565 686 1,879 398 323 1,158 1,536 378529 232675-
€ € € € € € € € € € € € €
2013 2,822 2,822 547 2,275 818 214 1,243 1,541 298468 150616-
€ € € € € € € € € € € € €
2014 3,129 3,129 560 2,569 845 218 1,506 1,541 35408 67376-
€ € € € € € € € € € € € €
2015 3,584 3,584 573 3,011 867 222 1,922 1,540 382 348 54 20-
€ € € € € € € € € € € € €
2016 3,655 3,655 584 3,071 893 226 1,952 1,748 204 287 24 107-
€ € € € € € € € € € € € €
2017 3,727 3,727 597 3,130 918 230 1,982 47 1,935 257 440 1,238
€ € € € € € € € € € € € €
2018 3,802 3,802 608 3,194 943 234 2,017 1662,183 129 534 1,520
Balans en kasstroom MVA VA LM Totaal activa
€ € € €
2012 7,300 350 2,197 9,847
€ € € €
2013 5,705 350 1,538 7,593
€ € € €
2014 4,110 350 1,119 5,579
€ € € €
2015 2,516 350 1,055 3,921
€ € € €
2016 920 350 1,112 2,382
€ € € €
2017 873 350 1,535 2,758
€ € € €
2018 831 350 2,889 4,070
Garantievermogen Bankleningen KVV Totaal Passiva
€ € € €
5,257 4,310 280 9,847
€ € € €
3,865 3,448 280 7,593
€ € € €
2,713 2,586 280 5,579
€ € € €
1,917 1,724 280 3,921
€ € € €
1,242 862 280 2,384
€ € € €
2,480 280 2,760
€ € € €
3,792 280 4,072
Cashflow Mutatie werkkapitaal Aflossingen leningen e.d. Aflossingen investors Kasmutatie
€ € € € €
€ € € € €
1,165 862303
€ € € € €
1,520 862658
€ € € € €
1,641 862779
€ € € € €
1,285 862423
€ € € € €
1,354 1,354
Garantievermogen Net Debt-to-EBITDA
861 70791 53% 1.8
€ € € € €
925 86263 51% 1.5
Uitgangspunten (worst case)
49% 1.0
49% 0.3
52% -0.1
90% -0.8
93% -1.4
in %
Gatefee/ton 40% € 0% € 20.00 60% € -
Begroting Pyrolysefabriek Biomassa Tholen, Zeeland
(Bedragen in EUR 1.000) 11. Slights Investeringsoverzicht Project Pyrolyse Biomassa Tholen Gebouwen en landinrichting € 1,150 Voorbewerking € 758 Stofafzuiging/geluiddemping 1 € 275 Gasmotoren/ met generatorset 1 € 535 Netkoppeling + Trafoset 1 € 337 Pyrolyse- eenheid 1e fase 1 € 2,264 Pyrolyse- eenheid inregelen 1 € 735 Pyrolyse- eenheid 2e fase 1 € 2,164 Machines/inventaris secundair € 422 Onvoorzien € 250 Totaal materiele vaste aktiva € 8,890 Werkkapitaal € Aanloopverliezen € Voorbereidingskosten € 113 Totaal Benodigd € 9,003
Investors Bank Leningen Subsidies (investeringen) Subsidies MPI/ De Rijke
€ € € € €
3,675 4,310 305 113 600
Soort materiaal 1. Slootmaaisel 2. Bermgras 3. Snoeihout
Totaal te financieren
€
9,003
Exploitatiebegrotingen Directe opbrengsten Indirecte opbrengsten Totaal opbrengsten Directe kosten Brutomarge Personeelskosten Overige kosten EBITDA Afschrijvingen EBIT Rentelasten Belastingen Nettowinst
€ € € € € € € € € € € € €
2012 2,828 2,828 686 2,142 398 323 1,421 1,536 115529 165479-
€ € € € € € € € € € € € €
2013 3,111 3,111 547 2,564 818 214 1,532 1,541 9468 76401-
€ € € € € € € € € € € € €
2014 3,450 3,450 560 2,890 845 218 1,827 1,541 286 408 15 137-
€ € € € € € € € € € € € €
2015 3,950 3,950 573 3,377 867 222 2,288 1,540 748 348 147 253
€ € € € € € € € € € € € €
2016 4,028 4,028 585 3,443 893 226 2,324 1,748 576 287 119 170
€ € € € € € € € € € € € €
2017 4,110 4,110 597 3,513 918 230 2,365 47 2,318 257 538 1,523
€ € € € € € € € € € € € €
2018 4,193 4,193 608 3,585 943 234 2,408 1662,574 129 634 1,811
Balans en kasstroom MVA VA LM Totaal activa
2012 € 7,300 € 350 € 2,393 € 10,043
€ € € €
2013 5,705 350 1,949 8,004
€ € € €
2014 4,110 350 1,769 6,229
€ € € €
2015 2,516 350 1,978 4,844
€ € € €
2016 920 350 2,312 3,582
€ € € €
2017 873 350 3,020 4,243
€ € € €
2018 831 350 4,665 5,846
Garantievermogen Bankleningen KVV Totaal Passiva
€ 5,453 € 4,310 € 280 € 10,043
€ € € €
4,276 3,448 280 8,004
€ € € €
3,363 2,586 280 6,229
€ € € €
2,840 1,724 280 4,844
€ € € €
2,442 862 280 3,584
€ € € €
3,965 280 4,245
€ € € €
5,568 280 5,848
Cashflow Mutatie werkkapitaal Aflossingen leningen e.d. Aflossingen investors Kasmutatie
€ € € € €
€ € € € €
1,140 862278
€ € € € €
1,404 862542
€ € € € €
1,793 862931
€ € € € €
1,918 8621,056
€ € € € €
1,570 862708
€ € € € €
1,645 1,645
Garantievermogen Net Debt-to-EBITDA
1,057 70987 54% 1.3
53% 1.0
Uitgangspunten (realistic case)
54% 0.4
59% -0.1
68% -0.6
93% -1.3
95% -1.9
in %
Gatefee/ton 25% € 25% € 20.00 50% € -
Begroting Pyrolysefabriek Biomassa Tholen, Zeeland
(Bedragen in EUR 1.000) 11. Slights Investeringsoverzicht Project Pyrolyse Biomassa Tholen Gebouwen en landinrichting € 1,150 Voorbewerking € 758 Stofafzuiging/geluiddemping 1 € 275 Gasmotoren/ met generatorset 1 € 535 Netkoppeling + Trafoset 1 € 337 Pyrolyse- eenheid 1e fase 1 € 2,264 Pyrolyse- eenheid inregelen 1 € 735 Pyrolyse- eenheid 2e fase 1 € 2,164 Machines/inventaris secundair € 422 Onvoorzien € 250 Totaal materiele vaste aktiva € 8,890 Werkkapitaal € Aanloopverliezen € Voorbereidingskosten € 113 Totaal Benodigd € 9,003
Investors Bank Leningen Subsidies (investeringen) Subsidies MPI/ De Rijke
€ € € € €
3,675 4,310 305 113 600
Soort materiaal 1. Slootmaaisel 2. Bermgras 3. Snoeihout
Totaal te financieren
€
9,003
Exploitatiebegrotingen Directe opbrengsten Indirecte opbrengsten Totaal opbrengsten Directe kosten Brutomarge Personeelskosten Overige kosten EBITDA Afschrijvingen EBIT Rentelasten Belastingen Nettowinst
€ € € € € € € € € € € € €
2012 3,036 3,036 686 2,350 398 323 1,629 1,536 93 529 112324-
€ € € € € € € € € € € € €
2013 3,340 3,340 548 2,792 818 214 1,760 1,541 219 468 18231-
€ € € € € € € € € € € € €
2014 3,704 3,704 561 3,143 845 218 2,080 1,541 539 408 79 52
€ € € € € € € € € € € € €
2015 4,243 4,243 574 3,669 867 222 2,580 1,540 1,040 348 222 470
€ € € € € € € € € € € € €
2016 4,327 4,327 586 3,741 893 226 2,622 1,748 874 287 195 392
€ € € € € € € € € € € € €
2017 4,412 4,412 598 3,814 918 230 2,666 47 2,619 257 614 1,748
€ € € € € € € € € € € € €
2018 4,502 4,502 609 3,893 943 234 2,716 1662,882 129 713 2,040
Balans en kasstroom MVA VA LM Totaal activa
2012 € 7,300 € 350 € 2,548 € 10,198
€ € € €
2013 5,705 350 2,274 8,329
€ € € €
2014 4,110 350 2,283 6,743
€ € € €
2015 2,516 350 2,709 5,575
€ € € €
2016 920 350 3,265 4,535
€ € € €
2017 873 350 4,198 5,421
€ € € €
2018 831 350 6,072 7,253
Garantievermogen Bankleningen KVV Totaal Passiva
€ 5,608 € 4,310 € 280 € 10,198
€ € € €
4,601 3,448 280 8,329
€ € € €
3,877 2,586 280 6,743
€ € € €
3,571 1,724 280 5,575
€ € € €
3,395 862 280 4,537
€ € € €
5,143 280 5,423
€ € € €
6,975 280 7,255
Cashflow Mutatie werkkapitaal Aflossingen leningen e.d. Aflossingen investors Kasmutatie
€ € € € €
€ € € € €
1,310 862448
€ € € € €
1,593 862731
€ € € € €
2,010 8621,148
€ € € € €
2,140 8621,278
€ € € € €
1,795 862933
€ € € € €
1,874 1,874
Garantievermogen Net Debt-to-EBITDA
1,212 701,142 55% 1.1
55% 0.7
Uitgangspunten (best case)
57% 0.1
64% -0.4
75% -0.9
95% -1.6
96% -2.2
in %
Gatefee/ton 0% € 40% € 20.00 60% € -
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 10 Deelrapport: malen van bermgras
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-32
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Onderwerp: Het malen van bermgras voor MPI.
Rapport no: MPI 2010-3
Introductie: Voor het project: “Pyrolyse van biomassa voor De Rijke” zijn op verzoek van MPI experimenten uitgevoerd om op kleine productieschaal maalproeven te doen en om bermgras met een gevarieerde samenstelling te verkleinen tot een doseerbare vorm van 5 mm. De methode voor malen was al bepaald in de vorige proeven zoals beschreven in het rapport: Het malen van houtsnippers voor MPI van juni 2009. De proeven zijn uitgevoerd in de proeffabriek van MPI aan de Marconistraat 20 in Oldenzaal. Er is gekozen voor de best beschikbare technologie, namelijk snijmolens voor kunststoffen industrie. Het aanleverde bermgras was voor het malen gedroogd door Cleanfuels. Experimenten:
Uitgangsmateriaal: - Bermgras (zie foto “start product”) Apparatuur: - Colortronic M 102 L laboratorium lage energie snijmolen. o Uitgerust met een 5 mm zeef - Handzeef met 20 cm diameter en maaswijdte van 5,6 mm .
Werkingsprincipe van de molens: Verkleining in een snijmolen vindt plaats doormiddel van snij en wrijvings krachten. Het te malen materiaal komt in contact met de rotor en wordt vermalen tussen de draaiende messen en de statische messen in de wand. De geïnstalleerde zeef bepaald of de deeltjes klein genoeg zijn om de molen te verlaten.
Procedure: Het Slootmaaisel is met voorzichtig en met lage dosering, met de hand gevoed aan de molen. Het gemalen product werd opgevangen in het eindproduct vat. Tijdens het malen werd regelmatig gestopt om het eindproduct over te storten in een plastic zak.
RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Experimenten:
Met de in eerdere proeven opgedane ervaring, is het bermgras aan de molen gedoseerd. Door de vezelige, stengel structuur van het materiaal moet er zeer zorgvuldig en langzaam worden gedoseerd om de molen de kans te geven de vezels te snijden. Bij een hogere doseersnelheid loopt de molen vol en zal uiteindelijk blokkeren. De capaciteit is vanwege de kleine hoeveelheid niet bepaald. Bij de moleninvoer en uitvoer, werd geen stof waargenomen. Er is tijdens het malen geen temperatuurstijging waargenomen wat aangeeft dat met goede dosering het een makkelijke maalbewerking is. In het bermgras monster is duidelijk meer zand waargenomen dan in het slootmaaisel. Vanwege de stengelstructuur is het noodzakelijk het gemalen materiaal te zeven om aan de vereiste maximale lengte van 5 mm te kunnen voldoen. Dit is kritisch bij gebruik in de kleine pyrolyse unit op de TU Twente, vanwege de kleine diameter van de doseerschroef. In verband met de beperkte droogcapaciteit is er op twee dagen gemalen. Na het malen wordt het product gezeefd over een 5,6 mm zeef. De grove fractie wordt alsnog gemalen om al het materiaal beneden de 5,6 mm te krijgen. Massabalans: Maaldatum 26-10-2010 01-11-2010
Ingaand (gram) 1673 1715
Zeeffractie > 5 mm (gram) 468 532
Na malen Zeeffractie < 5 mm (gram) 1135 1183
Opbrengst (gram) 1603 1636
Totaal opbrengst is 3239 Het stortgewicht is bepaald in een 250 ml. Bekerglas, gemeten waarden zijn 56 g. en 57 g. Dit is een stortgewicht van 224 en 228 kg/m3.
RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Conclusies:
Het bermgras is als droog materiaal aangevoerd door Cleanfuels. Er is meer zand waargenomen t.o.v. het slootmaaisel. 5mm Materiaal kan gemakkelijk worden gemaakt in de lage energie snijmolen, mits zorgvuldig gedoseerd. Er wordt geen stof gegenereerd. Er is 3,2 kg gemalen en bij deze kleine hoeveelheid kan de machine capaciteit niet worden bepaald. Na het malen moet het materiaal worden gezeefd. Stortgewicht van het gemalen slootmaaisel is ± 226 kg/m3
Aanbevelingen: -
Zeef het materiaal voor gebruik in de pyrolyse unit op de TU Twente. Test het gemalen/gezeefde materiaal in the Pyrolyse unit.
RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Foto’s:
Start product
Eindproduct
Colortronic lage energie molen
Voeden van de Colortronic molen
Colortronic 5 mm zeef RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Het zeven met de hand
RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 11 Deelrapport: malen van champost
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-34
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Onderwerp:
Het malen van champost voor MPI.
Rapport no: MPI 2010-1
Introductie: Voor het project: “Pyrolyse van biomassa voor De Rijke” zijn op verzoek van MPI experimenten uitgevoerd om op kleine productieschaal maalproeven te doen en om champost met een gevarieerde samenstelling te verkleinen tot een doseerbare vorm van 5 mm. De methode voor malen was reeds bepaald in de vorige proeven zoals beschreven in het rapport: Het malen van houtsnippers voor MPI van juni 2009. De proeven zijn uitgevoerd in de proeffabriek van MPI aan de Marconistraat 20 in Oldenzaal. Er is gekozen voor de best beschikbare technologie, namelijk snijmolens voor kunststoffen industrie. De aanleverde champost was voor het malen gedroogd door Cleanfuels. Experimenten:
Uitgangsmateriaal: - Champost van verschillende grootte met een maximum kluitgroote van ongeveer 8 cm. Apparatuur: - Colortronic M 102 L laboratorium lage energie snijmolen. o Uitgerust met een 5 mm zeef.
Werkingsprincipe van de molens: Verkleining in een snijmolen vindt plaats doormiddel van snij en wrijvings krachten. Het te malen materiaal komt in contact met de rotor en wordt vermalen tussen de draaiende messen en de statische messen in de wand. De geïnstalleerde zeef bepaald of de deeltjes klein genoeg zijn om de molen te verlaten.
Procedure: De champost is met de hand gevoed aan de molen. Het gemalen product werd opgevangen in het eindproduct vat. Tijdens het malen werd regelmatig gestopt om het eindproduct over te storten in een blikken vat.
RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Experimenten:
Met de in eerdere proeven opgedane ervaring, is de champost aan de molen gedoseerd. Door de losse structuur en de kleine basisdeeltjes gaat het malen makkelijk en kan een behoorlijk hoge capaciteit worden bereikt. De capaciteit is vanwege de kleine hoeveelheid niet bepaald. Bij de moleninvoer werd geen stof waargenomen en bij de uitvoer van de molen een klein beetje door de luchtverplaatsing van de molen. Er is tijdens het malen geen temperatuurstijging waargenomen wat de makkelijke maalbewerking ondersteund. Na malen is het eindproduct gewogen en is er 5,004 kg gemalen. Het stortgewicht is bepaald in een 500 ml. Bekerglas, gemeten waarden zijn 195 g. en 188 g. Dit is een stortgewicht van 390 en 376 kg/m3.
Conclusies:
De champost is als droog materiaal aangevoerd door Cleanfuels. 5mm Materiaal kan gemakkelijk worden gemaakt in de lage energie snijmolen. Er wordt weinig stof gegenereerd. Er is 5 kg gemalen en bij deze kleine hoeveelheid kan de machine capaciteit niet worden bepaald. Stortgewicht van de gemalen champost is ± 383 kg/m3
Aanbevelingen: -
Test het gemalen materiaal in the Pyrolyses unit.
RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Foto’s:
Colortronic lage energie molen
Colortronic molen met eindproduct
Colortronic 5 mm zeef
Eindproduct
RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 12 Deelrapport: malen van slootmaaisel
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-36
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Onderwerp:
Het malen van slootmaaisel voor MPI.
Rapport no: MPI 2010-2
Introductie: Voor het project: “Pyrolyse van biomassa voor De Rijke” zijn op verzoek van MPI experimenten uitgevoerd om op kleine productieschaal maalproeven te doen en om slootmaaisel met een gevarieerde samenstelling te verkleinen tot een doseerbare vorm van 5 mm. De methode voor malen was al bepaald in de vorige proeven zoals beschreven in het rapport: Het malen van houtsnippers voor MPI van juni 2009. De proeven zijn uitgevoerd in de proeffabriek van MPI aan de Marconistraat 20 in Oldenzaal. Er is gekozen voor de best beschikbare technologie, namelijk snijmolens voor kunststoffen industrie. Het aanleverde slootmaaisel was voor het malen gedroogd door Cleanfuels. Experimenten:
Uitgangsmateriaal: - Slootmaaisel (zie foto “start product”) Apparatuur: - Colortronic M 102 L laboratorium lage energie snijmolen. o Uitgerust met een 5 mm zeef.
Werkingsprincipe van de molens: Verkleining in een snijmolen vindt plaats doormiddel van snij en wrijvings krachten. Het te malen materiaal komt in contact met de rotor en wordt vermalen tussen de draaiende messen en de statische messen in de wand. De geïnstalleerde zeef bepaald of de deeltjes klein genoeg zijn om de molen te verlaten.
Procedure: Het Slootmaaisel is met voorzichtig en met lage dosering, met de hand gevoed aan de molen. Het gemalen product werd opgevangen in het eindproduct vat. Tijdens het malen werd regelmatig gestopt om het eindproduct over te storten in een plastic zak.
RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Experimenten:
Met de in eerdere proeven opgedane ervaring, is het slootmaaisel aan de molen gedoseerd. Door de vezelige, stengel structuur van het materiaal moet er zeer zorgvuldig en langzaam worden gedoseerd om de molen de kans te geven de vezels te snijden. Bij een hogere doseersnelheid loopt de molen vol en zal uiteindelijk blokkeren. De capaciteit is vanwege de kleine hoeveelheid niet bepaald. Bij de moleninvoer en uitvoer, werd geen stof waargenomen. Er is tijdens het malen geen temperatuurstijging waargenomen wat aangeeft dat met goede dosering het een makkelijke maalbewerking is. Vanwege de stengelstructuur is het noodzakelijk het gemalen materiaal te zeven om aan de vereiste maximale lengte van 5 mm te kunnen voldoen. Dit is kritisch bij gebruik in de kleine pyrolyse unit op de TU Twente, vanwege de kleine diameter van de doseerschroef. Na malen is het eindproduct gewogen en is er 2397 g. gemalen. Het stortgewicht is bepaald in een 500 ml. Bekerglas, gemeten waarden zijn 60 g. en 64 g. Dit is een stortgewicht van 120 en 128 kg/m3. Conclusies:
Het slootmaaisel is als droog materiaal aangevoerd door Cleanfuels. 5mm Materiaal kan gemakkelijk worden gemaakt in de lage energie snijmolen, mits zorgvuldig gedoseerd. Er wordt geen stof gegenereerd. Er is 2,4 kg gemalen en bij deze kleine hoeveelheid kan de machine capaciteit niet worden bepaald. Na het malen moet het materiaal worden gezeefd. Stortgewicht van het gemalen slootmaaisel is ± 125 kg/m3
Aanbevelingen: -
Zeef het materiaal voor gebruik in de pyrolyse unit op de TU Twente. Test het gemalen/gezeefde materiaal in the Pyrolyse unit.
RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Foto’s:
Start product
Eindproduct
Colortronic lage energie molen
RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
Colortronic molen met eindproduct
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Colortronic 5 mm zeef
RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 13 Deelrapport: malen van snoeihout
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-38
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Onderwerp:
Het malen van snoeihout voor MPI.
Rapport no: MPI 2010-3
Introductie: Voor het project: “Pyrolyse van biomassa voor De Rijke” zijn op verzoek van MPI experimenten uitgevoerd om op kleine productieschaal maalproeven te doen en om snoeihout met een gevarieerde samenstelling te verkleinen tot een doseerbare vorm van 5 mm. De methode voor malen was al bepaald in de vorige proeven zoals beschreven in het rapport: Het malen van houtsnippers voor MPI van juni 2009. De proeven zijn uitgevoerd in de proeffabriek van MPI aan de Marconistraat 20 in Oldenzaal. Er is gekozen voor de best beschikbare technologie, namelijk snijmolens voor kunststoffen industrie omdat deze, alle in het “De Rijke” project mogelijk aanwezige grondstoffen kan vermalen.. Het aanleverde snoeihout was voor het malen gedroogd door Cleanfuels. Experimenten:
Uitgangsmateriaal: - Snoeihout (zie foto “start product”) Apparatuur: - Colortronic M 102 L laboratorium lage energie snijmolen. o Uitgerust met een 5 mm zeef.
Werkingsprincipe van de molens: Verkleining in een snijmolen vindt plaats doormiddel van snij en wrijvings krachten. Het te malen materiaal komt in contact met de rotor en wordt vermalen tussen de draaiende messen en de statische messen in de wand. De geïnstalleerde zeef bepaald of de deeltjes klein genoeg zijn om de molen te verlaten.
Procedure: Het Snoeihout is voorzichtig met de hand gevoed aan de molen. Het gemalen product werd opgevangen in het eindproduct vat. Tijdens het malen werd regelmatig gestopt om het eindproduct over te storten in een plastic emmer.
RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Experimenten: Het snoeihout is met beleid op basis van ervaring aan de molen gedoseerd. Bij een hogere doseersnelheid loopt de molen vast. De capaciteit is wel bepaald maar de uitkomst kan niet worden gebruikt voor opschaling, omdat de dosering met de hand gebeurde en niet tot het maximum is gegaan. Bij de moleninvoer en uitvoer, werd geen stof waargenomen. Er is tijdens het malen geen temperatuurstijging waargenomen wat aangeeft dat met goede dosering het een makkelijke maalbewerking is. Er is 6073 gram uitgangs materiaal gemalen. Na malen is het eindproduct gewogen en is er 5977 g. gemalen (verlies van 96 g.). Dit is gemalen in 30 minuten en is een maalcapaciteit voor deze proef van: 12 kg/uur Dit getal kan niet voor opschalings doeleinden worden gebruikt omdat er voorzichtig is gedoseerd en niet op maximale maal capaciteit. Het stortgewicht is bepaald in duplo in een 500 ml.bekerglas. Het uitgangsmateriaal heeft een strortgewicht (87 en 89 gram/500 ml) van gemiddeld 176 kg/m3. Het gemalen materiaal heeft een strortgewicht (115 en 113 gram/500 ml) van gemiddeld 228 kg/m3.
Conclusies:
Het snoeihout is als droog materiaal aangevoerd door Cleanfuels. 5mm Materiaal kan gemakkelijk worden gemaakt in de lage energie snijmolen, mits zorgvuldig gedoseerd. Er wordt geen stof gegenereerd. Maalcapaciteit 12 kg/uur (dit kan niet worden gebruikt voor opschaling, zie tekst). Stortgewicht van het uitgangs materiaal ± 176 kg/m3 Stortgewicht van het gemalen snoeihout is ± 228 kg/m3
Aanbevelingen: -
Test het gemalen materiaal in the Pyrolyse unit.
RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
MPI-Management B.V. The Waste to Energy Company. To make the world cleaner
Marconistraat 20 7575 AR Oldenzaal Tel: +31(0)541530846 Fax:+31(0)541530769 [email protected] www.mpi-group.eu
Foto’s:
Start product
Eind product
Colortronic lage energie molen
Colortronic molen met startproduct
Colortronic 5 mm zeef
eind product en startproduct
RABO-BANK REK.NR.1274.52.427
INSCHRIJVING KVK ENSCHEDE NR. 01120791
BTW NR.NL8174.97.754.B01
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 14 Overzicht gehouden interviews leveranciers biomassa
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-40
Datum: 8 maart 2011
Interviews grondstoffen leveranciers Algemeen
Weergave van de benadering en bespreking van de toekomstige grondstoffen leveranciers. Van diverse kanten worden we benaderd of we wat kunnen betekenen voor de restproducten uit de land- en tuinbouw van sorteerbedrijven en eindverwerkers in de voedselsector. Tijdens de cursus ‘duurzaam ondernemen’, die door de gemeente Tholen is georganiseerd hebben we een aantal contacten gelegd met bedrijven die een oplossing zoeken om hun restproduct verantwoord te kunnen afzetten. Producten die nu nog naar het noorden van het land worden getransporteerd, kunnen dan op een afstand van bijvoorbeeld 5 km worden afgezet. Zo kan ook het snoeihout uit de gemeente en provincie verwerkt worden. Bij de gemeente is men zeer enthousiast hierover. Zeeland is bij uitstek de provincie van de aardappel en uien verwerkers.
Rieber en Son Holland BV
Rieber en Son Holland BV in St. Maartensdijk heeft ongeveer 4000 ton restproduct wat grotendeels als veevoer over grote afstand wordt getransporteerd. Het bedrijf zit op 6 km afstand van onze locatie.
Leeuwensteijn Internationaal in Oostdijk
Leeuwensteijn internationaal in Oostdijk van huis uit een bedrijf dat werkzaam is in de uiensector, vooral de verwerking en sortering van uien voor export en binnenlandse handel, hiernaast het verzamelen en bewerken van uien reststromen. Ze garanderen een waardig product en een constante aanvoer. Bij alle bedrijven in Zeeland waar we contact mee hebben wil men een goede splitsing van alle restproducten, die zo goedkoop mogelijk worden afgevoerd en zorgen dat je binnen de wetgeving blijft.
Beerendonk in Oud Gastel
Beerendonk in Oud Gastel is gespecialiseerd in transport en containervervoer van o.a. champost en maaisel. Dit bedrijf heeft de verantwoording voor de afvoer van champost voor een aantal champignon kwekerijen.
J.A. Boer uit Groot Ammers
J.A. Boer uit Groot Ammers, transporteert regelmatig gezeefd snoeihout en houtchips voor recycling centrale Korevaar BV naar de energie centrale Vielsalm in de Belgische Ardennen. Ook gaan transporten met snoeihout richting Emmen. Van Tholen naar Emmen is 300 km. De hoeveelheid is ongeveer 4000 ton.
Recycling Centrale Korevaar BV
Recycling centrale Korevaar BV is een bedrijfsactiviteit van de Korevaar groep.
Biomassa Stroomlijn Eindhoven
Biomassa Stroomlijn Eindhoven is een 100% dochter van de Van Gansewinkel groep, en heeft als hoofdactiviteit inname, bewerking, op en overslag en transport van vers hout t.b.v. energiecentrales. De mogelijkheden zijn divers, van A hout, houtchips, gemalen en gezeefd snoeihout. De prijzen voor het A hout en chips zijn vrij fors ( 35-42 euro/ton). Vraag en aanbod zal de prijs beïnvloeden.
Groencompostering Steenbergen BV
Groencompostering Steenbergen BV. Compost van groen, berm en natuurgras varieert in prijs van 2 tot 3 euro/ton. De prijzen zullen in de toekomst afhankelijk zijn van de mestwetgeving m.b.t. de fosfaat gehaltes (op dit moment 50% bijtelling in de mestboekhouding). De afzet van schone compost richting de landbouw is geen probleem. Heel anders ligt dat van champost met hoge gehaltes aan fosfaat. Men is terughoudend in het geven van gegevens omdat men bang is voor concurrentie.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-41
Datum: 8 maart 2011
Van Gerwen Hoogerheide
Van Gerwen Hoogerheide is een bedrijf wat zich bezig houd met het maaien van natuurgebieden o.a. Staatsbosbeheer en Defensie. Tevens snoeiwerk en het schredderen van hout. De oppervlakte natuurgras is minimaal 160 ha. Dit bedrijf zal de transportkosten vergoed willen zien.
Waterschap Scheldestromen
Het waterschap Zeeuwse Eilanden, nu Scheldestromen. Moeilijk is te achterhalen hoeveel biomassa het waterschap jaarlijks uit de waterlopen maait en op het land van de aangrenzende landbouwers deponeert. We hebben gesproken met diverse waterschapbestuurders, maar niemand weet op dit moment een oplossing voor het grote probleem waar het waterschap mee te kampen heeft. Het probleem ligt met name in de enorme groei van het riet. Het goedkoopste is natuurlijk om het, zoals het al 100 jaar gaat, bij de landbouwers op het land te deponeren met als gevolg dat de ploeg er op vol loopt. Men zal met alternatieven moeten komen zoals het maaisel te verzamelen met pers of silagewagen en af te voeren naar een verzamelpunt. Omdat ook het waterschap te kampen heeft met bezuinigingen zie ik dit op korte termijn niet gebeuren. Waarschijnlijk zal een draaiende biomassaverwerking zoals onze pyrolyse installatie er aan bijdragen het verouderde maaibeleid te moderniseren.
Firma Tijssen uit St. Maartensdijk
Firma Tijssen uit St. Maartensdijk is gespecialiseerd in maaiwerk voor het Rijk en Provincie. Deze maaiwerken zijn het afgelopen jaar vanwege bezuinigingen beperkt uitgevoerd. Waarschijnlijk zullen de hoge afvoerkosten hieraan ten grondslag liggen. Normaal gesproken hebben de bermen van snelwegen een grote oppervlakte met gras. Deze worden meestal met oprolpersen verzameld en afgevoerd. Dit jaar via Firma Den Ouden naar composteringbedrijven. De laatste ontwikkeling is direct van de maaimachine in een silagewagen.
Jansen Wijhe uit Wijhe (Overijssel)
Jansen Wijhe is klant van DLV Plant en Adbrevio Consult (huidig bedrijf van voormalig DLV-adviseur Rob Korten). Het bedrijf heeft een eigen compostering en ontvangt daar o.a. bermgras, natuurgras, slootmaaisel en snoeihout.
Hartog (Amersfoort)
Hartog is betrokken bij een ander project van MPI voor de pyrolyse van RBSA (bouw- en sloophout). Hartog krijgt ook snoeihout aangeboden.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-42
Datum: 8 maart 2011
Conclusie
Een jaarrond aanvoer van biomassa is geen probleem. Van houtchips, snoeihout en champost is dagelijkse aanvoer mogelijk. Maaisel van sloot of bermgras zal seizoengebonden zijn van juli tot december. Schoon maaisel uit natuurgebieden kan ingekuild worden (extra kosten).
Prijsindicatie is een momentopname per ton nat product:
Kostprijs Houtchips
€ 38-42
Snoeihout gezeefd en bewerkt
€ 25
A-hout
€40
Champost
€2
Compost
€ 2,5
Natuurgras (schoon)
€ 8 (transportkosten)
Uienresten
€0
Indien onbewerkt, ruw materiaal wordt gebruikt (waarbij men dus effectief concurreert met de composteringsbedrijven), dan is de prijsindicatie substantieel anders:
Gatefee Snoeihout onbewerkt
€ 0 – € 32
Natuurgras onbewerkt (Jansen Wijhe)
€ 21
Sloot/berm (onbewerkt)
minimaal € 18
Advies: reken voor snoeihout en slootmaaisel (onbewerkt) nul-tarief en voor bermgras een gatefee van € 20.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-43
Datum: 8 maart 2011
Bijlage 15 Eindnoten bij het rapport
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-44
Datum: 8 maart 2011
1)
Te weten: de onderzoeksgroepen Thermo Chemical Conversion of Biomass (prof. Van Swaaij) en Fundamentals of Chemical Reaction Egineering (prof. Kuipers)
2)
Bron: Peak Phosporus: Opportunity in the Making. A. Ulrich, D. Malley & V. Voora (Institute for Sustainable Development / Water Innovation Centre). Winipeg, December 2009.
3)
Beleidsnotitie van de Stuurgroep Technology Assessment van het ministerie van LNV (H.A. Udo de Haes, J.L.A. Jansen, W.J. van der Weijden en A.L. Smit). Utrecht, september 2009
4)
SUSAN is de acroniem voor het internationale project met de titel SUstainable and SAfe Re-use of Municipal Sewage Sludge for Nutrient Recovery. Het project is afgerond in oktober 2008 en heeft onder meer geresulteerd in de verkoop van de eerste partij kunstmest in 2009 waarin uit vliegas gewonnen fosfaat is verwerkt.
5)
Bron: Op volle kracht. Zeeuwse Strategienota Energie- en Klimaatbeleid 2008-2012. Provincie Zeeland, juni 2008
6)
Kadernota energie- en klimaatbeleid 2008-2012. Provincie Zeeland, augustus 2007
vii)
Waar in dit projectvoorstel de term flashpyrolyse wordt gebruikt of naar wordt verwezen, heeft dit betrekking op de IFB-pyrolysetechniek.
© MPI-Management BV / De Rijke Biogas BV
Pagina A-45