MEST EN ENERGIE
De ultieme combinatie voor een duurzame veehouderij
Mest e n E n e r g ie D E U LT IE M E C O M B I N AT I E VO O R EEN DUU RZAME V EEHO U DERIJ LTO N ED E R L A N D
Nederland heeft een hoogproductieve landbouw, weet uitdagingen in kansen om te zetten en weet deze kansen te verzilveren. Het mestdossier is een voorbeeld van een actuele en urgente uitdaging: het overschot moet op een verantwoorde manier worden verwerkt en tot waarde worden gebracht. Op dit moment wordt mest gezien als een afvalproduct, zelfs binnen de agrarische sector. Mest wordt nu alleen nuttig ingezet voor de teelt van plantaardige producten (van gras tot groente) maar zelfs daar niet altijd optimaal ingezet. Hier ligt dan ook een kans voor de agrarische sector, zeker als de combinatie gemaakt kan worden met het opwekken van energie. Vergisting van mest haalt ook het energiepotentieel uit mest, zonder negatieve gevolgen voor beschikbaarheid van nutriënten. De combinatie van verwerking en vergisting kan positieve gevolgen hebben voor de bedrijfseconomische positie van veehouders en daarmee voor de bedrijvigheid op het platteland. Sterker nog: met het wegnemen van knelpunten kunnen er grote stappen gezet worden op gebied van werkgelegenheid, duurzaamheid, innovatie, emissiereductie en investeringen. Ook de combinatie mestvergisting en de afzet van het geproduceerde groen gas naar bijvoorbeeld mobiliteit, biedt kansen in verbetering van luchtkwaliteit, investeringen en werkgelegenheid. Op dit moment worden de kansen voor het optimaal benutten van mest voor energie nog niet verzilverd omdat de rentabiliteit van vergisting beperkt is. Om deze kansen te verzilveren moeten nog wel wat stappen genomen worden. Dit document schetst de uitdagingen en kansen, knelpunten en oplossingen. UI TD A G I N G E N V OOR NE DE RL AND: E N E R G I E E N B I OBAS E D
• Verantwoorde productie in de agrarische sector: Sluiten van kringlopen,
1
20% extra melk, 10% meer dieren waarvan 5 % van de mest verwerkt moet worden.
• • • •
O ptimaliseren van nutriëntengebruik op het bedrijf en Verwerking van overschotsmest tot hoogwaardige mineralen concentraten en grondstoffen voor biobased toepassingen Transitie naar Biobased Economy: verwaarden van rest- stromen Broeikasgasreductie van 20% in 2020 t.o.v. 1990 (convenant Schoon en Zuinige Agrosectoren: 30%) 16% duurzame energie in 2020 (convenant Schoon en Zuinige Agrosectoren: 20%) 10% bijmengverplichting voor transport in 2017 (waarvan 50% in te vullen met biobrandstoffen van reststromen).
V ER WER K ING VAN MEST
Niet alle mest die in Nederland geproduceerd wordt kan geplaatst worden op landbouwgrond. De hoeveelheid aan stikstof en fosfaat die per hectare kan worden aangewend is beperkt. Omdat veel grondstoffen voor veevoer uit het buitenland komen is er een mestoverschot ontstaan. Met dit overschot moet verantwoord worden omgegaan. Hiervoor is in samenspraak van overheid en LTO een nieuwe mestwet in voorbereiding. In de mestwet moeten bedrijven met een overschot aan fosfaat op het bedrijf een deel van dat overschot verplicht verwerken tot een product dat buiten de Nederlandse mestmarkt wordt afgezet. Met het inwerkingtreden van de nieuwe mestwet vervallen in 2015 de dierrechten voor de intensieve veehouderij. Tegelijkertijd zal in 2015 het melkquotum vervallen. Naar onze verwachting zal het vervallen van dierrechten niet leiden tot een toename van dieren in de veehouderij. Er is in Nederland ongeveer 58 mln. ton mest uit rundvee (stallen) en varkenshouderij. Een reële schatting van de voor vergisting beschikbare mest is dan 12 mln. ton varkensmest en 10 mln. ton rundveemest. Rundveemest zal waarschijnlijk alleen vergist worden als er sprake is van een mestoverschot. Onze inschatting is dat voor 2020 minimaal 25% van de rundveemest zal worden verwerkt1. Deze schatting is als volgt tot stand gekomen: volgens
Luesink et al. (2011, p66) werd in 2010 75% van de rundveemest die van het bedrijf werd afgevoerd binnen de landbouw afgezet. Als conservatieve schatting gaan we er van uit dat ook de komende jaren – bij een aanscherping van de gebruiksnormen en afschaffing van de melkquotering – minimaal 25% van de rundveemest zal worden vergist. Voor rundveehouders zal het gebruik maken van microvergisters naast de stallen een reële optie kunnen worden, mits de kosten voor aanschaf en exploitatie significant dalen en de eindproducten tot waarde kunnen worden gebracht. Naar verwachting zullen er voor het verwerken van deze hoeveelheden mest zo’n 2.000 microvergisters nodig zijn. Voor varkenshouders is het waarschijnlijker dat er monovergisting op regionale schaal plaats vindt. Uitgaande van dat alle varkensmest overschotmest is en ter verwerking wordt aangeboden en alle verwerking een monovergistingsstap hebben betekent dit het verwerken van 12 miljoen ton varkensmest per jaar. Hiervoor zijn 100 regionale verwerkers nodig die dan gemiddeld 120.000 ton drijfmest per installatie verwerken.
Mono vergisting
op de boerderij:
Door bedrijfsontw ikkeling zal in de melkveehouderij vergroting blijven schaalplaatsvinden. Door aanpassing van de systemen om te vo stalldoen aan emissieeisen ontstaat ge dig de mogelijkhe lijktijid om versere me st beschikbaar te voor vergisting. Ve krijgen rse mest kan tot twee keer meer 3 per m leveren da biogas n mest die al enige weken in opslag gelegen. Door ve heeft rder techniek ontw ikkeling komen dit oplossing snel dic soort hterbij. Grootschalige mo no
vergisting:
Grootschalige mo no vergisting van mest is technisch baar, maar econ haalomisch moeilijk, om dat het digestaa steeds in de mestm t nog arkt afgezet moet worden. Het is mo gelijk door digest aat aansluitend te drogen met restw van de industrie, armte het economische plaatje rond te ma Voordeel hierbij is ken. dat de industrie ge lijktijdig efficiënte gaat met energie. r omDit type installatie is zowel geschikt varkenshouders als voor rundveehouders. De varkenshouders len vooral dikkere zulvleesvarkensmest aanleveren terwi voor rundveehoud jl het ers interessant ka n zijn om dikke rundveemest aan fractie te leveren. In dit document ga an we uit van mo novergisting volge nieuw toegevoeg ns de de categorie: mestv ergisting met minim 95% mest (TK, 20 aal 12; Agentschap NL , 2013)
K ANS: V ER GISTING VAN LAAGWAAR DIGE R ESTSTR OMEN ( O.A. MEST)
Vergisting van laagwaardige reststromen biedt grote kansen als het gaat om het oppakken van de uitdagingen op het gebied van mest, en biobased en kan daarnaast een bijdrage leveren aan de productie van hernieuwbare energie. Het verzilveren van deze kansen zal bijdragen aan het oplossen van het mestoverschot, het behalen van de doelen voor nutriënten (waaronder ketenakkoord fosfaat), het verder sluiten van kringlopen en het verbreden van het verdienmodel van de agrarische sector. V OOR DELEN V OOR DE AGR AR ISC H E SEC TOR:
Inzetten op het combineren van mestverwerking met monovergisting heeft een aantal voordelen die nu niet, of beperkt behaald worden: • Bijdrage aan het verduurzamen van de Nederlandse agrarische sector: Duurzame oplossing voor het mestoverschot. Verbetering bedrijfseconomie op bedrijfsniveau Mogelijkheid tot het sluiten van kringlopen Verlagen van de footprint • Voordelen mestverwerking met monovergisting versus mestverwerking zonder monovergisting: Mestverwerking kost per definitie energie (drogen, hygiëniseren) Met een vergistingsstap kan mestverwerking haar eigen energieverbruik opwekken Hiermee wordt dus energieverbruik vermeden, hetgeen gunstig is voor de totale Nederlandse energiebalans. MAATSC H APPELIJ K E V OOR DELEN
• Optimale benutting beschikbare biomassa: Er is een grote vraag naar hernieuwbare bronnen voor biobased producten in Nederland en EU. PBL en CE schatten in dat in 2030 ongeveer 10% van de grondstoffenbehoefte in de Europese economie gehaald kan worden uit hernieuwbare biomassa bronnen (PBL &, CE Delft 2012). Dit betekent dat alle beschikbare biomassa optimaal ingezet moet worden. Laagwaardige biomassa als mest is goed en verantwoord2 in te zetten voor energieproductie, met behoud van nutriënten. • Kosteneffectieve reductie van broeikasgassen: Met (mono)vergisting is een kosteneffectieve reductie van broeikasgassen te bereiken (Ecofys, 2012) • Op grotere schaal inzetten van monovergisting levert bijdrage aan de Nederlandse economie en groene groei door Werkgelegenheid (onder andere bij productie, installatie, onderhoud en beheer) ontwikkelkansen en exportpotentieel voor de kennissector en maakindustrie
Laagwaardige reststromen laag in de waardepiramide in zetten LNV (2007) en Odegard et al. (2012)
2
P O TE N TI E E L VAN M E S T V E R W E RK I N G IN C OMB I N ATI E M E T M E S T V E R GI S T I NG
We onderscheiden een theoretisch en een praktisch potentieel.
• Mestvergisting kent een simpele biologie en vergt slechts beperkte kennis en tijd van initiatiefnemer. Daarnaast is het risicoprofiel een stuk lager doordat de rentabiliteit niet afhankelijk van de beschikbaarheid en prijs van co-substraten.
THE O R E TI S C H P OT E NT I E E L
• Groot theoretisch potentieel bij monovergisting: 40 PJ, ofwel 1,2 miljard kuub groen gas3. (ca. 2,8% van totaal aardgasverbruik in Nederland en ca 1,8% van totaal energieverbruik4 o.b.v. bruto eindgebruik5) • Dit komt overeen met het gebruik van ongeveer 700000 huishoudens. Dit komt grofweg overeen met het aantal huishoudens in Amsterdam en Rotterdam in 20086 • Vermeden broeikasgasreductie hiervan komt overeen met 2,1 Mton equivalent7 • Doorlopend verwijderen van verse mest zorgt voor behoud biogaspotentieel van de mest bij vergisting en vermindert de emissie van methaan uit stallen, met een theoretisch potentieel van 2,6 Mton8. • Monovergisting van alle verse runder- en varkensmest in Nederland geeft dan een potentiële emissiereductie van 4,7 Mton (ca. 2,3% van totale Nederlandse broeikasgas emissie9) • Dit is ruim eenderde van wat Nederland in het kader van de Kyoto afspraken zou moeten reduceren (12,8 Mton eq)10, en zou neer komen op het bijna volledig bereiken van de doelen die de Agrosectoren en de overheid hebben afgesproken in het Convenant Schone en Zuinige Agrosectoren (4-6 Mton eq, Ministerie van LNV, 2008, artikel 2b) • Dit potentieel kan nog vergroot worden als digestaat na opwerking kan worden gebruikt als kunstmestvervanger. Bij de productie en gebruik van kunstmest komt veel broeikasgas vrij. Als het opgewerkte digestaat ingezet mag worden als kunstmestvervanger worden kringlopen verder gesloten en wordt emissie door kunstmest vermeden. Hoeveel Mton dat bespaart is op dit moment nog niet duidelijk. • Door het rendabel maken van de business case voor vergisting komt er een positieve prikkel voor innovaties in stallenbouw zodat deze vermeden emissie ook daadwerkelijk behaald wordt. Dit vergroot dan weer de potentie van werkelijke biogasproductie.
Theoretisch poten tieel monovergisti ng laagwaardige stromen. Vergisting restvan de op dit mome nt beschikbare me van varkens en run st dvee uit stallen: • Levert 40 PJ (1, 2 miljard kuub gro en gas) • Levert voldoen de energie voor ongeveer 700.0 huishoudens 00 • Levert een reduc tie van 4,7 Mton ( equivalent) Hiermee reducee rt Nederland bijna de helft van de Kyoto doels telling (12,8 Mt on eq minder in tov 1990) 2020 Hiermee bereikt de agrarische sec tor bijna de volledig reductie die e is afgesproken in het convenant Sc Zuinige Agros hoon en ectoren (4-6 Mton equivalent). • Inzet van digest aat als kunstmest vervanger kan he nutriëntenkringlo lpen de op verder te sluite n en geeft een ve reductie van bro rdere eikasgasuitstoot do or vermeden produ en gebruik van ctie kunstmest.
PR AK TISC H POTENTIEEL
Bij het theoretisch potentieel gaan we uit van het maximale potentieel. Het is niet realistisch om te verwachten dat dit potentieel volledig benut gaat worden. Vanwege economische of andere overwegingen. Wij gaan er vanuit dat het reëel is te verwachten dat de komende jaren vooral mest vergist gaat worden afkomstig van bedrijven met een mestoverschot. Naarmate de technieken een kortere terugverdientijd krijgen zullen meer ondernemers over willen gaan naar vergisting van laagwaardige restromen op het bedrijf. Dit betekent: • Bij (mono)vergisting van mest maakt het voor de opbrengst aan ruw gas uit of de mest vers vergist wordt of niet. ECN (2012) rekent met een opbrengst van 35 m3 ruw bio gas uit een ton mest. In de praktijk wordt een opbrengst gemeld van ongeveer 25 m3 uit een ton niet-verse mest gemeld.
Uitgaande van CBS (2013; zie bijlage) is er 46 miljoen ton rundveemest/jaar (op stal, inclusief vleeskalveren, exclusief overig vleesvee) + ongeveer 12 miljoen ton varkensmest/jaar = 58 miljoen ton mest. Dit heeft een potentie van ruim 2 miljard kuub biogas/jaar (o.b.v. 35 m3 biogas/ton ECN (2012; zie bijlage). Dit komt overeen met 1,2 miljard kuub groen gas (aardgas equivalent) oftewel 40 PJ. 4 CBS Statline: Aardgasbalans 2012 (voorlopige cijfers): 43.372 mln. kuub 5 CBS: Hernieuwbare energie in Nederland 2011. Berekening analoog aan CBS rapportage o.b.v. bruto eindverbruik. Bruto Eindverbruik van energie bedroeg in Nederland in 2011 2.165 PJ (p.24) waarvan 4,3% hernieuwbare energie. 6 Dit komt grofweg overeen met het aantal huishoudens in Amsterdam en Rotterdam in 2008. CBS (2012) 7 Broeikasgasemissie van 1,2 miljard kuub aardgas komt overeen met een vermeden emissie ten opzichte van fossiel van 2,1 Mton equivalent (aardgas heeft een uitstoot van 56,6 kg uitstoot per GJ (Vreuls en Zijlema, 2011). Het gebruik van verse mest voorkomt emissie uit mestopslagen ter grootte van maximaal 2,6 Mton eq. 8 Reductie uit mestopslagen is berekend op basis van Coenen et al. (2012) National Inventory Report 2012 en CRF bij NIR 2012. Betreft emissie uit opslag van mest (IPCC categorie Manure Management (4B)) van rundveehouderij (totale emissie – emissie bij beweiding ≈ 1,54 Mton eq) - en varkenshouderij (≈ 1.1 Mton eq). Hierbij gaan we er van uit dat ECN niet van dagverse mest uitgaat in haar berekeningen maar –op basis van de door ECN gehanteerde definitie van monovergisting 9 Plan Bureau voor de Leefomgeving (PBL): BKG-emissie 2011 (voorlopig) 196 Mton 10 Op basis van Coenen et al. (2012): doel 6% reductie t.o.v. basisjaar 1990 = 213.3 Mton eq. (exclusief LULUCF) 3
• Voor het praktisch potentieel van monovergisting rekenen we met een opbrengst van 25 m3. • Uitgaand van 12 mln. ton rundveemest en 12 mln. ton varkensmest is er dan een reële potentie van een productie van ongeveer 11 PJ aan groen gas. • Indien gewerkt wordt met verse mest: Stijgt de gasopbrengst Worden emissies uit mestopslagen vermeden. Dit levert een extra reductie van methaanuitstoot van ongeveer 0,9 Mton eq.11 • Naar verwachting zal het in de nabije toekomst voor kleinere melkveebedrijven (<150 koeien) interessant worden om op het bedrijf mest te scheiden en de dikke fractie naar een centrale vergister te brengen. Hiermee zal extra energieproductie bereikt kunnen worden. • Totale broeikasgasreductie wordt dan 1,8 Mton eq.12 Door dit praktische potentieel werkelijkheid te maken komt ook het bereiken van het theoretisch potentieel beter in beeld. Naast bovengenoemde voordelen heeft dit ook nog andere positieve gevolgen
• Lokale werkgelegenheid, investeringen en biomassa: Voor rundveehouderij gaan we uit van 2.000 vergisters die het digestaat opwaarderen tot kunstmestvervangers of andere producten. Dit betekent kansen voor de Nederlandse maakindustrie en de kenniseconomie. De microvergistingstechniek kan wereldwijd ingezet worden en zal een betekenisvolle bijdrage aan het exportpotentieel van de Nederlandse maakindustrie kunnen leveren. Private investeringsordegrootte, alleen in Nederland, bij huidig beschikbare technieken en huidig prijsniveau totaal € 1 miljard, jaarlijks terugkerende onderhoudskosten ongeveer € 100 miljoen.
V ergisten van dagverse mest wordt meer en meer mogelijk door dichte vloeren bij duurzame stallenbouw. Dit heeft voordelen voor biogasopbrengst en vermeden emissie van methaan uit de mestopslag, maar vereist dus wel een positieve prikkel. 100 regionale vergisters voor de varkenshouderij betekent 400 miljoen aan investeringen, jaarlijks 15 miljoen aan onderhoud, 48 miljoen aan transport (van boer naar verwerker (€ 4/ton), van verwerker naar export (€ 5/ton)) Te verwachten is dat er een positieve invloed is op de werkgelegenheid: er moet ontwikkeld, gemaakt, geïnstalleerd, beheerd en onderhouden worden. Ecorys (2013) gaat uit van een totale werkgelegenheid van ongeveer 60.000 banen als er in 2020 16% duurzame energie wordt geproduceerd.
Praktisch potentie el monovergisting laagwaardige res Praktisch moet he tstromen. t mogelijk zijn: • 12 miljoen ton varkensmest te ve rgisten in region voor vergisting en ale centra verwerking • 10 miljoen ton rundveemest te ve rgisten op bedrijfs in regionale centr niveau of a voor vergisting en verwerking Hiervoor is nodig : • Ongeveer 2000 monovergisters op bedrijfsniveau • Ongeveer 100 regionale centra voor vergisting en van varkensmest verwerking Dit betekent dat me t monovergisting het volgende berei • Een grote initië kt wordt: le investering en jaarlijkse investeri derhoud en arbeid ngen in on Voor monovergi sting in de rundv eehouderij betek een investering va ent dit n ongeveer 1 mi ljard euro en jaa onderhoud van 10 rlijks 0 miljoen euro Voor centrale verwerking en ve rgisting van varke betekent dit 400 nsmest miljoen aan invest eringen, 15 miljo aan jaarlijks onde en rhoud en 48 miljo en aan transport Op basis van Ec orys zou de totale werkgelegenheid duurzame energie voor in Nederland op kunnen lopen tot 000 banen. Mono 60 vergisting kan hie rbij een belangri deel van uit make jk n. • Een energieprod uctie van 11 PJ • Een kosteneffe ctieve reductie va n broeikasgassen Mton eq. (14% va van 1,8 n de Nederlandse verplichting voor • Een besparing 2020) op toekomstig en ergieverbruik van werking zonder ve mestverrgistingstap Verbeteren van de business case lev ert daarnaast een emissies uit mestk prikkel om elders te vermind eren.
Emissiecijfers uitgaande van Coenen et al. (2012); 26% (12 mln ton van de 46 mln ton) van de rundveemest wordt dagvers vergist: 1,54Mton*0,26= 0,4Mton. Als de helft van alle varkensmest vers vergist wordt of wordt bewaard in buitenopslag betekent dat een reductie van 0,5 Mton (0,5* 1,1 Mton) 12 0,9 Mton vermeden emissie uit opslagen, 0,9 Mton eq reductie door vervanging aardgas. Zie eerdere noten. 11
D E B US I N E S S CAS E
De business case voor monovergisting van laagwaardige reststromen is bepalend voor het bereiken van de doelen voor mestverwerking en om het energiepotentieel te benutten. Op dit moment zijn de kosten voor monovergisting nog (veel) te hoog. We verwachten dat de kosten voor vergisting bij grootschalige adoptie verlaagd kunnen en zullen worden (zie later in dit stuk). Daarnaast brengt monovergisting ook een kostenbesparing met zich mee. Om de business case te verbeteren zijn een aantal stappen nodig. In dit stuk gaan we bij vergisting uit van een gasopbrengst van 25 m3 per ton mest. In figuur 1 staat de business case schematisch weergegeven, zoals deze op dit moment mogelijk is, zonder vergisting op bedrijfsniveau voor de melkveehouderij. Waarbij de eindproducten niet per definitie buiten de landbouw worden afgezet. Vanuit de nieuwe mestwet kan hier nog een verwerkingsstap noodzake
lijk zijn voor de dikke P fractie (hygiëniseren). In figuur 2 staat de route voor de varkenshouderij. Merk op dat deze route in beginsel oook voor rundveemest mogelijk is, waarbij het dan waarschijnlijk is dat de drijfmest gescheiden wordt, de dunne fractie op het bedrijf wordt aangewend, en de dikke fractie regionaal verwerkt wordt. Het opnemen van een vergistingsstap in de mestverwerking is vanuit energetisch oogpunt nuttig. Hiervoor zijn een aantal routes inclusief de huidige kosten opgenomen in figuur 4. Deze routes zijn weergegeven tot aan het opgewekte ruwe biogas. Dit biogas kan weer op verschillende manieren worden verwaard. Figuur 3 laat de mogelijke routes van deze verwaarding zien. In de Green Gas Green Deal (G3D) worden de verschillende routes op dit moment uitgewerkt en de business cases verder onderbouwd.
Figuur 1: verwerking mest op rundveebedrijf (voor aannamen zie bijlagen) Boerderij rundvee
NK Fractie Raffineren drijfmest
Kosten per ton ingaande mest
Dikke P Fractie
€ 11,07
Water
Figuur 2: route voor de varkenshouderij (voor aannamen zie bijlagen) Varkenshouderij
Figuur 3: routes naar biogas (voor aannamen zie bijlagen)
Regionale verwerking
Flotatie & RO
Dikke fractie
Drogen/ Hygiëniseren
Water Concentraat
Scheiden Export
Kosten per ton ingaande mest € 20,20
Warmte
WKK
Ruw biogas (netto output)
Dunne fractie
Rundveemest groot door WKK: 3 €0,08/ Nm , of €6,08 per ton ingaande mest
Met membraantechnieken, injectie in 8 bar RTL
Opwaarderen
rundvee kleinschalig: € 5,71 / ton 3 ingaande mest, of € 0,23/ Nm varkens regionaal € 2,66/ ton ingaande 3 mest, of € 0,11 /Nm
Opwaarderen bio-CNG
Korte afstand vervoer (trekkers e.d.) Is gelijk aan Opwaarderen GG. Alternatief is biomethaan (99% CH4).
Opwaarderen bio-LNG
Lange afstand vrachtvervoer (binnenvaart, wegtransport)
GG
Scheiden (erf)
Transport
Regionaal varkens
Vergisten
Regionaal rundvee
Boerderij rundvee
Opex: €21,5k. Capex: €31,5k.
totaalkosten Invest. €300k 12jr 6% rente
Vergisten
Input 5.600 ton drijfmest (ca. 173 mk) a 25 m3 biogas 15% biogas voor warmte vergister. Netto output 166.600 m3 biogas en 5.365 ton digestaat. (ECN 2013)
Kostprijs (€20/ton)
Digestaat
Ruw biogas
Dikke Fractie
Dunne Fractie
Digestaat
Ruw biogas (zie
Kostprijs 3 (0,38/ Nm )
Vergisten
€ 0,54 / ton ingaande mest
Hygiëniseren
Scheiden
Dikke fractie
Dunne fractie
Transporteren
Flotatie & RO
Drogen/ Hygiënis -eren
Export
Water
Concentraat
Export
€5
Kosten per ton ingaande mest
€ 20
Kosten per ton ingaande mest
18,89
7,07
besparing kunstmestinkoop en mestafzet en Boxvulling diepstrooiselboxen Totaal € per ton ingaande mest
11,82
Groengas levering aardgasnetwerk
€ 0,16 / Nm SDE Fase 3; € 3,88/ ton ingaande mest
3
3
Export
Water
Dikke P Fractie
NK Fractie
€ 0,16 /Nm SDE fase 3; € 11,83 /ton ingaande mest
Aanvoer (gatefee) € - 20/ ton ingaande mest
Transporteren
Hygiëniseren
€ 11,07 / ton ingaande mest
Raffineren
€ 9,46/ ton ingaande mest
Opbrengsten en besparingen
26,25
11,08
15,17
kosten
Figuur 4: routes vergisten en digestaatopwerking (voor berekeningen en aannamen zie bijlagen)
Zonder monovergisting kost de mestverwerking op dit moment, op basis van diverse marktbronnen, rond de € 20 per ton ingaande mest. Toevoegen van monovergisting kan de business case verbeteren maar hiervoor zijn wel een aantal stappen nodig.
• Bij opbrengsten energie o.b.v. SDE+ fase V wordt er kostenneutraal gewerkt, m.a.w. de kosten zijn gelijk aan de opbrengsten per ingaande ton mest. Niet meegenomen is de potentiele opbrengst voor broeikasgas reductie. K OSTENB ESPAR ING MELK V EEH OU D ERIJ
Kosten monovergisting op bedrijfsniveau op dit moment De kosten voor monovergisting met mestverwerking (opwerking/ raffinage) zijn op dit moment: • Investering per vergister met raffinagestap: € 500.000 per monovergister (o.b.v. ECN 2012 monomestvergisting € 300.000 en o.b.v. diverse marktbronnen13 raffinagestap € 200.000). Op dit moment zijn er al systemen in de markt die in totaal rond de € 350.000 kosten. • Kosten biogasproductie en kunstmestvervangers op bedrijfsniveau: Productie van 1 m3 ruw biogas kost op dit moment € 0,38 per Nm3; 8-10 euro per ton ingaande mest Raffinage tot kunstmestvervangers (restproduct: composteerbare fractie en water) kost 11 euro per ton ingaande mest extra. Opwerking ruw gas tot bruikbaar gas voor wkk, invoeding gasnet of voor mobiliteit kost gemiddeld € 23,6 of 3-6 euro per ton ingaande mest extra. Bij centrale opwerking van het gas komen nog kosten voor vervoer • Kosten biogasproductie bij regionale verwerking: Productie van 1 m3 ruw biogas kost op dit moment € 0,16 of 6 euro per ton ingaande mest Voor de verwerking van het digestaat inclusief de mestaanvoer- en afzetkosten van de producten voortkomend uit verwerking zijn de kosten € 20 per ingaande ton mest.
Voor een toekomstbestendig bedrijf ( ongeveer 170 melkkoeien op 60 hectare met een gemiddelde melkproductie per koe) en bij forfaitaire gehalten in de mest, kan mestverwerking, ook zonder monovergisting, op bedrijfsniveau een besparing opleveren als eindproducten van het verwerkingsproces ingezet kunnen worden als boxvulling en kunstmestvervanging van kunstmest. Besparing
€ per jaar
Minder afzetkosten mest
22.451
Besparing aankoop kunstmest
11.525
Besparing strooisel Max besparing
6.690 40.666
Kostenbesparing bij monovergisting en digestaatverwerking regionaal • Voor de varkenshouderij wordt niet direct een kostenbesparing op bedrijfsniveau voorzien. • Het realiseren van voldoende verwerkingscapaciteit zal leiden tot daling van afzetkosten. • Op dit moment is regionale verwerking, inclusief vergisting, van varkensmest met fase 3 onvoldoende renderend. Zie de bijlage. • Deze daling zal groter zijn naarmate er meer waarde aan het digestaat kan worden toegevoegd. Een kunstmestvervangingsstatus zal er voor zorgdragen dat de € 6 per ingaande ton mest aan afzetkosten verwerkte producten een positieve waarde gaan vormen.
BUSINESS CASE MET KUNSTMESTVER VANGERS
Opbrengsten en kostenbesparingen bij monovergisting digestaatverwerking op bedrijfsniveau • Opwerken digestaat tot kunstmestvervanger kan een besparing opleveren voor een individueel melkveebedrijf van € 34.000,- per jaar. Wanneer gedroogde digestaat gebruikt kan worden als box bedekking kan het voordeel oplopen tot € 40.000,- per jaar (berekening: zie bijlage) • Deze besparing is voor twee derde bepaald door besparing op de afzetkosten van mest, en daarnaast op besparing van aankoop van kunstmest en strooisel. • Voor de 2.000 melkveebedrijven die gaan vergisten zou dit € 68 mln. opleveren.
13
CCS Energieadvies; GET/LELY mondelinge mededeling
Bij daling van de afzetkosten wordt voor degenen die geïnvesteerd hebben in monovergisting op bedrijfsniveau het voordeel kleiner. Degenen die niet geïnvesteerd hebben zullen minder snel investeren in monovergisting. Het is moeilijk in te schatten hoeveel de mestafzetkosten omlaag gaan en waar het kantelpunt ligt. OPB R ENGSTEN
Na vergisting van laagwaardige reststromen blijven er een aantal producten over: • Digestaat • Biogas
De opbrengsten van vergisting worden bepaald door de waarde van deze producten: • Digestaat heeft op dit moment dezelfde status als mest en is een kostenpost. Na bewerking zijn de volgende productstromen te onderscheiden: Vloeibare NK-rijke fractie (mineralenconcentraat, fertraat) Vaste P- en organische stof rijke fractie (bodemverbeteraar, exportwaardige meststoffen ) Loosbaar water (spoelwater) Het is mogelijk digestaat op te werken tot kunstmestvervangers. Met de status van kunstmestvervanger zal de vermarktbaarheid vergroten en zal digestaat tot opbrengsten leiden. • Ruw biogas kan op verschillende manieren tot waarde worden gebracht. Wat de beste route is hangt af van bijvoorbeeld de locatie waar opgewekt wordt. Huidige conversieroutes voor ruw biogas zijn: Warmte Stroom en warmte middels WKK Opwaardering tot Groen Gas en invoeden op het gasnet Opwaardering tot bio-CNG (gasvormig) of bio-LNG (vloeibaar) voor transport Binnen de Green Gas Green Deal (G3D) wordt de routekaart groen gas momenteel uitgewerkt. • rechten. Op dit moment is het mogelijk om afhankelijk van de afzet, de vermeden uitstoot te gelde te maken, bijvoorbeeld via verkoop van Garanties van Oorsprong bij energieproductie. • rechten, potentiële opbrengsten In potentie is het ook mogelijk om de besparing die als gevolg van vergisting optreedt te verkopen. Op dit moment is het mogelijk om dat via het vrijwillige emissiehandel te doen. Opbrengsten op dit moment rond € 5 euro per ton eq. voor een Gold Standard VER (Carbon Trade Exchange; Climex14). Dit betekent een opbrengst van € 1 – 1,25 per kuub mest Daarnaast kunnen in beginsel rechten uit vermeden emissies via ETS worden verhandeld. Dit vereist een strakke monitoring en borging waardoor het op dit moment nog niet interessant is om op te pakken. Alleen als er op grotere schaal met monovergisting wordt gewerkt, volgens welke route dan ook, dan wordt het kosteneffectiever om dit te doen. Op dit moment leveren ETS rechten ongeveer 5 euro per ton op (pointcarbon.com feb 2013), veel minder dan de beoogde € 25-40 bij een goed werkende markt.
14
Geraadpleegd 22 maart 2013 www.carbontradeexchange.com: € 5,50. Climex: € 4,75
WAAR OM GEB EU RT H ET NU NOG B EPER K T?
Bovenstaande laat zien dat er kansen liggen voor het verduurzamen van de veehouderij met behulp van mestverwerking in combinatie met monovergisting. Toch worden deze kansen nu nog niet benut. Dit heeft een aantal redenen waarvan de belangrijkste is dat monovergisting nu nog te duur is t.o.v. andere duurzame opties. De redenen voor deze slechte business case zijn: • De mineralen in het digestaat kunnen niet worden gebruikt als kunstmestvervanger • De vermeden broeikasgasemissies door mestvergisting kunnen niet worden verzilverd. • Met name kleinschalige installaties (100-150 koeien) voor energieproductie en kunstmestvervangers hebben te hoge kapitaalkosten (investering € 500.000). Door innovatie en schaalvoordelen moeten deze kosten nog verder dalen (investering richting € 250.000). • Product/marktcombinaties zijn nog niet voorhanden, maar wel aanstaande: (1) mono vergisting na stalrenovatie & schaalvergroting en (2) grootschalige mestvergisting gekoppeld aan restwarmte van industrie. Dit zijn de twee sporen die succesvol kunnen worden. ONR ENDAB ELE TOP
Op dit moment kan verwerking van mest in combinatie met mestvergisting eigenlijk niet uit. Onderstaande grafiek illustreert dat voor monovergisting op bedrijfsniveau, zonder opwerking van digestaat. Op dit moment is zelfs meer dan fase V nodig om deze case sluitend te maken. Als door innovatie de kosten voor monovergisting halveert dan ontstaat de situatie die we in de grafiek ‘kosten optimaal’ noemen. Dan is de case met fase III kostenneutraal.
Figuur 5 onrendabele top verschuiving door innovatie
S UG G E S TI E: BE L E I D V OOR M ONO-V ER GISTING
Om de potenties te realiseren is het nodig dat er een doorbraak komt voor monovergisting. De belangrijkste stap is dat de kapitaalkosten van de vergister en de apparatuur voor het verder opwerken van digestaat significant daalt. Op dit moment hebben veel technieken en initiatieven de leercurve doorlopen is het wachten op schaalvoordelen. Te verwachten is daarom dat, op basis van de ontwikkelingen in de markt lijkt een halvering van de kosten reëel. Immers: op dit moment is de prijsrange van monovergisters (energieproductie) al tussen € 75.000 en € 300.000. Dit verschil wordt uiteraard veroorzaakt door de mate van technische complexiteit en verfijndheid van de vergister. Te verwachten is dat bij grootschalige adoptie van vergisting de kosten zullen dalen. Daarnaast is het goed denkbaar dat er op langere termijn door verdere innovaties ook een positieve ontwikkeling zal komen waar het gaat om de afzet van producten uit mestvergisting (biobased). Een en ander betekent wel dat er nu stappen gezet moeten worden. Wij denken dat deze stappen ondersteund kunnen worden door de overheid, juist omdat het ook voordelen biedt voor de BV Nederland.
VA N D E S TAT U S QU O V I A DE P R AK TISC H E POTENTIE NAAR DE MAX IMALE POTENTIE
Dit moet in samenwerking mogelijk zijn. Wat wij vragen van de overheid: • Afspraken over mogelijke inzet van eindproducten bij monovergisting. • Verlaging investeringskosten monovergisters op bedrijfsniveau. Bijvoorbeeld door: Innovatiebijdrag voor kleinschalige monovergisters Faciliteren van een grootschalige demonstratie voor monovergisters op bedrijfsniveau, bijvoorbeeld door een gezamenlijke aanbesteding van bedrijfsleven en overheid voor 100+ monovergisters Gedurende vier jaar een schot in de SDE voor monovergisting ter grootte van 15% van het SDE budget. SBIR regeling voor goed werkende vergister/digestaatopwerking voor € 150.000 all-in zodat ook in de wat verdere toekomst perspectief blijft. • Biogas opgewekt op het eigen bedrijf en ingezet voor bedrijfsprocessen (traktoren, aggregaten) vrijstellen van accijns. • Vermeden methaanemissies belonen, bijvoorbeeld door domestic offset mogelijk te maken voor monovergisting • Ondersteuning bij het koppelen van de agrarische sector aan andere sectoren met een duidelijke doelstelling voor reductie: kan de agrarische sector bijvoorbeeld de KLM helpen neutraal te worden?
B I J LA G E N :
- aannamen en toelichting routes mestvergisting en mestverwerking - doorrekening mestvergistings en verwerkings routes Bijlagen zijn op verzoek verkrijgbaar.
REFEREN TI E S : Agentschap NL (2013) SDE+ 2013. Zo vraagt u subsidie aan voor de productie van duurzame energie. Agentschap NL, Zwolle http://www.agentschapnl.nl/sites/default/files/Digitale%20brochure%20SDE+%202013%20(kleurenversie)%20def%20incl%20monitoring.pdf Carbon Trade Exchange (2013) Carbon Trade Exchange. London. http://carbontradexchange.com/ Geraadpleegd 22 maart 2012 CBS (2012) Hernieuwbare energie in Nederland 2012. CBS, Den Haag http://www.cbs.nl/NR/rdonlyres/3047C025-FC03-4457-B7D2-BC0783F52EF1/0/2012c89pub.pdf CBS (2013) Aardgasbalans: Aanbod en Verbruik. http://statline.cbs.nl/StatWeb/publication/?VW=T&DM=SLNL&PA=00372&D1=a&D2=335-337,352-354&HD=130328-1449&HDR=G1&STB=T (geraadpleegd 28 maart 2013) CBS (2013) Bevolking en huishoudens; viercijferige postcode, 1 januari 2008 http://statline.cbs.nl/StatWeb/publication/?VW=T&DM=SLNL&PA=71899NED&D1=66,70&D2=4368,4466&HD=130327-1245&HDR=T&STB=G1. Geraadpleegd 27 maart 2013 CBS (2013) Mestproductie varkenshouderij en rundveehouderij http://statline.cbs.nl/StatWeb/publication/?VW=T&DM=SLNL&PA=80866NED&D1=10-12,17,24&D2=0&D3=16-19&HD=130225-1158&HDR=G2 &STB=G1,T&CHARTTYPE=1 (geraadpleegd 25 feb 2013) Climex (2013). Press Release 18 maart 2013: Climex introduces monthly Collective Purchase Auctions for Gold Standard VERs. Climex. Amsterdam http://www.climex.com/documents/Collective%20Auctions.pdf Geraadpleegd 22 maart 2012 ECN (2012): Basisbedragen in de SDE+ 2013 Eindadvies (categorie monomestvergisting). ECN, Petten. Zie http://www.ecn.nl/publicaties/PdfFetch.aspx?nr=ECN-E--12-038 en http://www.ecn.nl/fileadmin/ecn/units/bs/SDE/SDE_2013/G2013_mestmonovergisting.xls Odegard et al. (2012) Cascading of Biomass: 13 Solutions for a Sustainable Bio-based Economy. Making Better Choices for Use of Biomass Residues, By-products and Wastes Report. CE Delft, Delft Coenen et al. (2012) Greenhouse Gas Emissions in the Netherlands 1990-2010. National Inventory Report 2012 and CRF 2012. Ministerie van I en M, Den Haag http://unfccc.int/files/national_reports/annex_i_ghg_inventories/national_inventories_submissions/application/zip/nld-2012-nir14apr.zip (National Inventory Report) en http://unfccc.int/files/national_reports/annex_i_ghg_inventories/national_inventories_submissions/application/zip/nld-2012-crf-14apr.zip (CRF) Ecofys (2012) Costs and effectiveness of domestic offset schemes. Final report. Project number: MARNL12277. Ecofys, Utrecht Ecorys (2013) Banen en economische waarde van 16% duurzame energie in Nederland in 2020. Ecorys Nederland BV, Rotterdam. http://assets.wnf.nl/downloads/ecorys___banen_en_economische_waarde_van_16__de_in_nl_in_2020.pdf Ministerie van LNV (2008) Convenant Schone en Zuinige Agrosectoren. Ministerie van LNV, Den Haag Leusink, Blokland & Bosma (2011) Monitoring Mestmarkt 2010. Achtergronddocumentatie. LEI, Den Haag PBL and CE Delft (2012) Sustainability of biomass in a bio-based economy; A quick-scan analysis of the biomass demand of a bio-based economy in 2030 compared to the sustainable supply. Planbureau voor de Leefomgeving (PBL); CE Delft Bilthoven; Delft Tweede Kamer (2012) 31239 nr. 142. Stimulering Duurzame Energie. Brief van de Minister van Economische Zaken over Openstelling SDE+2013. https://zoek.officielebekendmakingen.nl/kst-31239-142.html Vreuls, H. en P. Zijlema (2011) Jaarlijkse update NL brandstoffenlijst. Agentschap NL, Utrecht http://www.agentschapnl.nl/sites/default/files/
VE R A N TW OOR DI NG
Dit document is opgesteld door LTO Nederland in afstemming met Royal Friesland Campina Groen Gas Nederland, Groen Gas Mobiel en Green April April 2013
