Mestvergisting Maatschap Hotsma te Biddinghuizen. Programma reductie overige broeikasgassen Senter Novem

Mestvergisting Maatschap Hotsma te Biddinghuizen Programma reductie overige broeikasgassen Senter Novem

Inhoudelijke eindrapportage Smt-regeling

Programma: Reductie Overige Broeikasgassen (ROB)

Projecttitel

SenterNovem-projectnummer Verslagperiode Naam aanvrager Contactpersoon SenterNovem-contactpersoon

De bouw van een biomassavergistingsinstallatie voor levering van elektriciteit d.m.v. een WKK aan het openbare net 0377-06-03-01-003 01-06-2006 t/m 01-06-2007 Mts Hotsma Dhr. T. Wiersma, E kwadraat advies Dhr. J. van Bergen

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

Trefwoorden: Duurzame energie, vergister, mestvergisting, drijfmest, digestaat, methaanreductie Sustainable energy, fermentor, Co fermentation, manure, fermented manure, methane reduction

Verkorte samenvatting Het projectidee is ontstaan begin 2005 op het moment dat er een aantal publicaties waren over mestvergisting bij Mts. Kelstein in Hallum. Deze nieuwe innovatie, in combinatie met de slechte melkprijs heeft Hotsma doen besluiten om meer informatie te verzamelen. Tijdens een vergadering van een federatie voor boeren was Douwe Faber van E kwadraat advies aanwezig als spreker. Douwe Faber had een zeer helder verhaal en dit deed Hotsma besluiten om over te gaan tot investering in een mestvergistingsinstallatie. In mei 2005 is er gestart met het aanvragen van de benodigde vergunningen bij de gemeente Dronten. De vergunning verlening is redelijk soepel verlopen. Begin juni 2006 is Host Oosterhof Holman begonnen met de civiele werkzaamheden voor het bouwklaar maken van het terrein. De voltooiing van de gehele bouw en het in werking stellen van beide WKK’s, was rond begin december 2006 gereed. Vanaf deze datum is ook de MEP ingegaan. De milieuresultaten zijn op te delen in een directe reductie van broeikasgassen t.g.v. een verkorte duur van de mestopslag en een indirect reductie als gevolg van de duurzaam geproduceerde energie. De directe emissiereductie van methaan is een gevolg van de verkorte duur van de mestopslag. Er zijn in totaal 263.400 kg CO2 equivalenten / jaar bespaard, aangezien de reductiefactor is vastgesteld op 34 kg CO2 equivalenten per ton voor melkveemest. De indirecte reductie wordt behaald door de duurzaam geproduceerde elektriciteit en warmte uitgedrukt in kg CO2 equivalenten per jaar. Voor iedere duurzaam geproduceerde kWh wordt een besparing van 0,61 ton CO2 equivalenten gerekend. De totale indirecte reductie bedraagt hierbij 854.898 (103%) hoger dan volgens verwachting, wat veroorzaakt wordt door de extra opgestelde WKK. Na berekening aan de hand van 4 maanden monitoring is de verwachte reductie op projectniveau 1944 ton CO2 equivalenten per jaar. De potentiële reductie is in dat geval 2,18 Mton CO2 equivalenten per jaar. Deze stijging wordt veroorzaakt door de hogere stroomproductie. Op basis van deze investeringkosten en netto besparing is de terugverdientijd 5,1 jaar. Administratief zijn er vrij veel extra zaken bij te houden bijvoorbeeld: verplichtingen vanuit de mestwetgeving, regelen van financieringen, bijhouden van het milieulogboek, aankoop materiaal, overleg met leveranciers, etc. Toch is het voor Hotsma redelijk te doen, aangezien hij weinig variatie toepast binnen zijn vergistingproces. Hierdoor is alles redelijk stabiel en zijn het steeds dezelfde handelingen die hij moeten uitvoeren. De maatschap heeft inmiddels veel vertrouwen gekregen in het eigen vakmanschap om deze installatie succes te bedrijven. Doordat de gasproducties van de vergister niet tegenvallen en het proces stabiel verloopt denkt Hotsma na over uitbreiding van de vergistercapaciteit. Mogelijkheden zijn om de navergister te isoleren en verwarmen. De extra capaciteit kan dan worden benut voor het leveren van Groen gas. Dit zijn echter nog ontwikkelingen die verder onderzocht moeten worden en ook afhankelijk zijn van de nieuwe subsidieregeling.

Inhoudsopgave Verkorte samenvatting .............................................................................................................3 Inhoudsopgave.........................................................................................................................4 1 Inleiding ............................................................................................................................5 1.1 Aanleiding.................................................................................................................5 1.2 Doelstelling ...............................................................................................................5 1.3 Samenwerking met partners en derden....................................................................5 1.4 Indeling van het rapport............................................................................................5 2 Technische beschrijving ...................................................................................................6 2.1 Algemene Beschrijving vergistingproces ..................................................................6 3 Opzet van het project .......................................................................................................8 3.1 Algemene beschrijving Maatschap Hotsma..............................................................8 3.2 Beginfase (voor looptijd project) ...............................................................................8 3.3 Bouw van de vergister ..............................................................................................8 4 Resultaten van het project................................................................................................9 4.1 Milieuresultaten ........................................................................................................9 4.1.1 Directe reductie van methaan...........................................................................9 4.1.2 Indirecte reductie ............................................................................................10 4.1.3 Totale reductie project ....................................................................................12 4.1.4 Overige milieuresultaten .................................................................................13 4.1.5 Procesvoering.................................................................................................13 4.2 Economische resultaten .........................................................................................14 4.2.1 Investeringen ..................................................................................................14 4.2.2 Overzicht kosten en opbrengsten ...................................................................14 4.2.3 Terugverdientijd ..............................................................................................16 4.3 Toepasbaarheid......................................................................................................16 4.3.1 Binnen het bedrijf............................................................................................16 4.3.2 Binnen de branche..........................................................................................16 4.3.3 Buiten de branche...........................................................................................16 5 Ervaringen tijdens bouw en opstart ................................................................................17 5.1 Bouw.......................................................................................................................17 5.2 Gevolgen voor de bedrijfsvoering ...........................................................................17 5.3 Regelgeving............................................................................................................17 5.3.1 Gemeentelijke regelgeving .............................................................................17 5.3.2 Nationale regelgeving .....................................................................................17 5.4 Elektriciteitsaansluiting en bemetering ...................................................................18 5.5 MEP ........................................................................................................................18 5.6 Toekomstige ontwikkelingen ..................................................................................19 Uitgebreide samenvatting.......................................................................................................20 Bijlage 1: monitoring mestvergisting......................................................................................23 A. Methaanemissiereductie t.g.v. kortere opslag................................................................23 B. Energieproductie uit biomassa (indirecte broeikasgasreductie)....................................26 Bijlage 2: Verslag open dag ...................................................................................................29

Mestvergisting Maatschap Hotsma

1

Inleiding

1.1 Aanleiding Op het melkveebedrijf van maatschap Hotsma worden momenteel 140 koeien gemolken en loopt er 70 stuks jongvee rond. In de mest van de koeien zit veel energie, in de vorm van onverteerde organische stof. Wanneer de mest op een normale manier opgeslagen wordt, is sprake van methaanemissie. Methaan staat bekend als een sterk broeikasgas. Een ton methaanuitstoot staat gelijk aan 21 ton CO2 equivalenten. Wanneer mest onder anaerobe omstandigheden bij een temperatuur tussen de 30 en 50 graden Celsius bewaard wordt, zijn de omstandigheden ideaal voor bacteriën om de organische stof in de mest om te zetten in biogas. Dit biogas kan gebruikt worden om een warmtekrachtkoppeling op te laten draaien, welke stroom en warmte produceert. Op deze manier kan dus de energie uit de mest omgezet worden in duurzame energie. Om de installatie efficiënter te laten draaien, wordt naast mest gebruik gemaakt van co-producten zoals maïs, gras en andere producten. De vergiste mest, het digestaat, is een hoogwaardige meststof, welke een besparing kan leveren aan het gebruik van (milieuonvriendelijk geproduceerde) kunstmest. De aanleiding voor het project is om de energierijke mest te benutten om duurzame energie te produceren en een hoogwaardige meststof te krijgen. Er wordt op deze manier aan verschillende kanten voordeel gehaald. De methaanemissie wordt teruggedrongen en er wordt bespaard op fossiele brandstoffen, enerzijds door productie van energie en warmte, anderzijds door besparing op kunstmest. 1.2 Doelstelling Hoofddoelstelling is het bouwen en in gebruik nemen van een vergistingsinstallatie om de mest van het bedrijf optimaal te benutten. Daarnaast wordt door het demonstreren van deze vergister ook de techniek bij collega boeren en het grotere publiek onder de aandacht gebracht. 1.3 Samenwerking met partners en derden Maatschap Hotsma heeft binnen dit project geen partners. Wel is er samenwerking met de volgende bedrijven: Oosterhof Holman (levering van de installatie), Continuon, (levering en huur van aansluiting op het elektriciteitsnet), E kwadraat advies (begeleiding gedurende het hele traject) en ING (financiering van de installatie). 1.4 Indeling van het rapport Hieronder wordt beschreven hoe dit rapport is ingedeeld. Allereerst wordt in hoofdstuk twee ingegaan op de technische specificaties van de installatie. In hoofdstuk drie wordt een beschrijving gegeven van de planning, opzet en uitvoering van het project. Het belangrijkste resultaat van dit project, de realisatie van een vergistinginstallatie en het draaiend krijgen van deze installatie, wordt uitgebreid omschreven in het vierde hoofdstuk. Tevens wordt hier omschreven in welke mate de installatie bijdraagt aan het terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen.

Project 10099

E kwadraat advies Innovatief in duurzame projecten

5


2

Technische beschrijving

2.1 Algemene Beschrijving vergistingproces De vergistinginstallatie bestaat uit een verwarmde vergisters voor de productie van biogas. In de vergister wordt bij een temperatuur van 30-50 graden Celsius de procescondities bereikt waar onder anaerobe omstandigheden bacteriën organische stof kunnen omzetten in methaangas en CO2. De drijfmest wordt vanuit de stallen zo snel mogelijk in de vergisters gebracht, om een zo hoog mogelijke gasopbrengst te garanderen en een zo laag mogelijke emissie van methaangas. De maïs, de vaste mest en eventuele overige vaste coproducten worden middels een vaste stof toevoersysteem direct in de vergister ingebracht. De inhoud van de vergister wordt met een paddelgigant geroerd om de inhoud te homogeniseren en drijflaagvorming te voorkomen. Het ontstane biogas uit de vergisters wordt opgevangen onder een membraandak, waar de aanwezige H2S in het gas zoveel mogelijk wordt omgezet in zwavel, welke terugvalt in de mest. De mest wordt naar een navergister gevoerd, waar de restproductie van gas wordt opgevangen, terwijl de mest afkoelt. Deze navergister is bij mts Hotsma ook verwarmd en geïsoleerd. Hiermee wordt gestreefd om het maximale rendement uit de coproducten te halen. Het gas van de navergister wordt teruggevoerd naar de vergister. De WKK’s zetten het gecomprimeerde biogas om in elektriciteit en warmte. De elektriciteit wordt aan het net geleverd en deels voor eigen gebruik ingezet. De warmte wordt benut voor de verwarming van de vergisters, navergister het woonhuis en het melkveebedrijf. Een flowschema van dit proces is in onderstaande figuur weergegeven. Mest Biogas Warmte Stallen en woonhuis

Elektriciteit WKK’s

Mest

Stallen

Vergister

Navergister

Digestaatput/ mestsilo

Figuur 1 Flowschema vergistingsproces

Project 10099


6


Enkele kengetallen van maatschap Hotsma: • • • • • • • • •

Rundveedrijfmest Vergisterinhoud Navergisterinhoud Procestemperatuur Mestverwarming Gasmotor Biogasproductie kWh productie Zwavelreiniging

5.000 m³/jaar 1.500 m³ bruto 4.500 m³ bruto 40 ºC d.m.v. wand en bodemverwarming 1 x 345 en 1 x 191 kWe ca. 1.600.000 m³/jaar ca. 4.470.000 kWh/jaar o.b.v. 95% belasting door toevoeging lucht en door houten dakconstructie

De installatie bestaat uit de volgende onderdelen: Onderdeel Capaciteit Eenheid Bestaande mestkelder Vergister Navergister Biogasopslag WKK Vaste stof invoer Paddelgigant Mixers met aftakas Mixers met aftakas Ontwateringsunit

900 1.500 4.500 400 1 x 345 1 x 191 20 1 x 15 1 x 15 2 x 15

m³ m³ m³ m³ kWe m³ kW kW kW

Besturingskast Circulatiepomp Warmwaterleidingen Warmtebuffer Platen warmtewisselaar Sleufsilo Aansluiting net

Project 10099

2000 630

m2 kVA


Opmerkingen/ materiaal Beton met isolatie en damwandprofiel Beton EPDM membraamdak Planet systeem In vergister In vergister In navergister 1 gezamenlijke condensput en condensafscheider

Inhoud 2 m³ Scheiding warmte motor/ vergister verwarming Voor opslag coproducten Inclusief behuizing en aansluiting trafo

7


3

Opzet van het project

3.1 Algemene beschrijving Maatschap Hotsma Melkveebedrijf Mts Hotsma is een redelijk standaard melkveebedrijf. Het bedrijf heeft momenteel 140 melkkoeien en 70 stuks jongvee. De maatschap bestaat uit twee bedrijven namelijk een melkveebedrijf en een akkerbouwbedrijf. De afzet van digestaat vindt plaats over het gehele areaal van beide bedrijven, zodat er ook flexibeler kan worden gewerkt. Daarnaast wordt een gedeelte van het digestaat afgevoerd naar derden. 3.2 Beginfase (voor looptijd project) Het projectidee is ontstaan begin 2005 op het moment dat er een aantal publicaties waren over mestvergisting bij Mts. Kelstein in Hallum. Deze nieuwe innovatie, in combinatie met de slechte melkprijs heeft Hotsma doen besluiten om meer informatie te verzamelen. Tijdens een vergadering van een federatie voor boeren was Douwe Faber van E kwadraat advies aanwezig als spreker. Douwe Faber had een zeer helder verhaal en dit deed Hotsma besluiten om over te gaan tot investering in een mestvergistingsinstallatie. In mei 2005 is er gestart met het aanvragen van de benodigde vergunningen bij de gemeente Dronten. De vergunning verlening is redelijk soepel verlopen, door het feit dat de te bouwen vergisters in plaats kwamen van oude silo’s. Alleen Art. 19.3 zorgde voor enige vertraging, maar uiteindelijk was de vergunningverlening in januari 2006 afgerond. 3.3 Bouw van de vergister Begin juni is Host Oosterhof Holman begonnen met de civiele werkzaamheden voor het bouwklaar maken van het terrein. In juli is gestart met de bouw van de silo’s. In augustus is dit traject afgerond en kon gestart worden met het aanleggen van alle leidingen van en naar de vergister. Deze mixers zijn verdiept aangelegd, zodat het ook mogelijk is de mest te kunnen transporteren bij lagere mestniveaus. In september is gestart met het afwerken van de vergistersilo’s zoals het aanbrengen van isolatiemateriaal het bevestigen van het dak etc. Met het aanbrengen van de losse componenten zoals de WKK’s en het drogestof toevoersysteem is gestart in december. In december is de installatie direct aangesloten op het net door Continuon. Halverwege november is de vergister voor de eerste maal gevuld met mest. Deze is vanaf half november verwarmd met een mobiele CV ketel, gestookt door het geproduceerde biogas. Op deze manier kon de eerste WKK begin december worden opgestart. De voltooiing van de gehele bouw en het in werking stellen van beide WKK’s, was rond begin december 2006 gereed. De bouw is hiermee dus volgens planning verlopen (6 maanden). Het gehele project is afgerond op 1 januari 2007. Het afgeronde project wil zeggen dat er een draaiende vergistinginstallatie op het bedrijf staat, die duurzame energie uit mest en co-producten produceert. Vanaf deze datum is ook de MEP ingegaan. De opening van de installatie en de open dag voor kennisoverdracht aan geïnteresseerd publiek hebben plaatsgevonden op 15 juni 2007. Deze open dag is zeer goed bezocht, met ca. 500 bezoekers. In bijlage 2 is een verslag weergegeven van deze open dag.

Project 10099


8


4

Resultaten van het project

4.1 Milieuresultaten De milieuresultaten zijn op te delen in een directe reductie van broeikasgassen t.g.v. een verkorte duur van de mestopslag en een indirect reductie als gevolg van de duurzaam geproduceerde energie. Voor het bepalen van de emissieresultaten van dit project is de installatie 4 maanden gevolgd volgens de richtlijnen monitoring mestvergistingsinstallaties. De resultaten van deze monitoring zijn weergeven in bijlage 1. In dit hoofdstuk worden de behaalde milieuresultaten volgens de TEWI methode beschreven. 4.1.1 Directe reductie van methaan De directe emissiereductie van methaan is een gevolg van de verkorte duur van de mestopslag. In de normale bedrijfssituatie ligt de mest jaarrond opgeslagen. Meestal worden de mestkelders twee keer per jaar volledig leeggereden. Gemiddeld ligt de mest dus minimaal 6 maanden opgeslagen. Daarnaast vindt in de normale landbouwpraktijk, tijdens het uitrijden nog emissie plaats. Methaan heeft zoals bekend een 21 x zo sterke broeikaswerking als CO2. Om aan te geven hoe groot de reductiebesparing is wordt deze uitgedrukt in een CO2 emissie - reductiefactor. In 2005 is deze CO2 emissie – reductiefactor vastgesteld op 34 kg CO2 equivalenten per ton mest. In tabel 1 wordt de vooraf berekende directe reductie weergegeven. Type mest

Melkvee Pluimvee Vleesvarkens Paarden Totaal

Capaciteit

4.000 1.000 1.000 500 6.500

Emissiereductiefactor

Totale reductie

kg CO2 equiv/ton mest

kg CO2 equiv/jaar

34 80 87 60

136.000 80.000 87.000 30.000 333.000

Tabel 1: berekende directe CO2 reductie In tabel 2 wordt een nieuwe inschatting gegeven van de directe reductie in het eerste productiejaar o.b.v. de werkelijke hoeveelheid ingevoerde mest (dit is deels een inschatting, de cijfers van het eerste jaar zijn nog niet compleet bekend). De totale hoeveelheid drijfmest van eigen melkvee lag in het eerste jaar ca. 1.100 ton hoger dan gepland. Waarschijnlijk is de jaarlijks beschikbare hoeveelheid vooraf wat aan de lage kant inschat en bleek er toch meer mest beschikbaar te zijn. Aanvankelijk was ook varkensdrijfmest ingepland. Hotsma heeft hier het eerste jaar niet voor gekozen, om het proces zo simpel mogelijk te houden. Bij toevoeging van meerdere producten wordt het steeds ingewikkelder om het aanbod met de vraag in overeenstemming te brengen. Daarnaast was er voldoende eigen mest beschikbaar. Daarnaast valt op dat er geen kippenmest is ingevoerd. Dit was wel de intentie voor aanvang van het project. Op basis van een negatieve invloed van kippenmest op de stabiliteit van het proces (veroorzaakt door hogere N gehaltes en bij wisseling van verschillende mestpartijen) en de negatieve gevolgen voor de mestwet (grote aanvoer mineralen) is besloten voorlopig geen kippenmest in te voeren. In de toekomst kan afhankelijk van de mestwet en de stabiliteit van het proces, wel kippenmest worden toegevoegd. De vast mest is afkomstig uit de potstal van het jongvee. Hier was bij de aanvraag geen rekening mee gehouden, maar ook deze mest wordt ingevoerd in de vergister. De

Project 10099


9


emissiereductiefactor is ingeschat op 60 kg CO2 equivalenten per ton mest. Deze komt daarmee overeen met de vaste paardenmest. Type drijfmest

Melkvee Vaste mest (jongvee) Paarden Totaal

Capaci teit 5.100 1.000 500 6.600

Emissiereductiefactor

Totale reductie

kg CO2 equiv/ton mest

kg CO2 equiv/jaar

34 601 60

173.400 60.000 30.000 263.400

1) schatting

Tabel 2: nieuwe inschatting directe reductie van het eerste productiejaar. 4.1.2 Indirecte reductie De indirecte reductie wordt behaald door de duurzaam geproduceerde elektriciteit en warmte uitgedrukt in kg CO2 equivalenten per jaar. In tabel 3 wordt een overzicht gegeven van de vooraf berekende indirecte reductie van CO2. Zoals blijkt uit de tabel wordt voor iedere duurzaam geproduceerde kWh een besparing van 0,61 ton CO2 equivalenten gerekend. Daarnaast wordt voor iedere kWh die bespaard wordt op de huidige verwarmingskosten een besparing van 0,16 ton CO2 equivalenten gerekend. De opgegeven productie is gebaseerd op één motor met een vermogen van 191 kWh gedurende 7500 draaiuren op vollast produceren en gecorrigeerd voor het eigen verbruik van de vergistingsinstallatie en boerderij. Dit komt neer op een benuttingpercentage van ca 85 % van de totale uren per jaar. De verwachte hoeveelheid in te zetten warmte was gebaseerd op de normale vraag voor het verwarmen van de vergister en een klein gedeelte voor het verwarmen van het woonhuis en warmwatervoorziening in de stallen. Dit was geschat op 200.800 kWh per jaar. In het aanvraagformulier was de ingezette warmte voor de vergister ten onrechte meegenomen in de in te zetten warmte. Hierdoor resteert alleen de verwachte ingezette warmte voor het woonhuis en bedrijf, welke is geraamd op 60.000 kWth. Vermenigvuldigd met de reductiefactoren levert dit een totale verwachte indirecte reductie van 826.102 kg CO2 equivalenten per jaar.

Verwachte hoeveelheid te produceren elektriciteit Verwachte hoeveelheid in te zetten warmte afkomstig van de installatie Totaal

Netto energieproductie kWh/jaar

Indirecte reductie

1.338.528 60.0001

* 0.61 = 816.502 * 0.16 = 9.600

kg CO2 equiv/jaar

826.102

1) Deze waarde wijkt af t.o.v. het subsidieaanvraagformulier (zie bovenstaande tekst).

Tabel 3: berekende verwachte indirecte reductie Begin december is de installatie opgestart. In deze maand is de productie geleidelijk opgevoerd naar volledige belasting. De Mep gaat in op 1 januari 2007. Vanaf deze datum start de monitoringsperiode voor dit project. De werkelijk geproduceerde hoeveelheid kWh over de periode vanaf 1 januari 2007 tot eind april wordt weergegeven in tabel 4.

Gedurende de eerste productiemaand ligt de elektriciteitsproductie al op circa 98% van de maximale productie. In de daaropvolgende maanden wordt deze hoge benutting steeds gehaald. Dit is ook het streefniveau van Hotsma. Op deze manier wordt gewaarborgd dat er voldoende gas wordt geproduceerd, maar geen gas verloren gaat.

Project 10099


10


Productie biogasinstallatie week na opstart 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

productie in kWh Bruto (MEP)

Warmteverbruik in kWth

Netto (geleverd)

vergister

woonhuis/stallen

26.460 27.389 26.950 27.140 26.699 27.326 27.445 27.350 27.531 26.823 27.244 27.445 26.965 26.583 27.565 26.812

9.800 9.800 9.800 9.800 9.800 9.800 9.800 9.800 9.800 9.800 9.800 9.800 9.800 9.800 9.800 9.800

2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000

30.698 31.786 31.568 31.489 30.985 31.685 31.850 31.950 31.950 30.860 31.617 31.850 31.280 30.850 31.960 30.980

Tabel 4: energieproductie vanaf 1 januari tot 21 april. De monitoringsperiode voor dit project loopt af op 21 april. In deze periode is het opgestelde vemogen 1 WKK van 191 kWe. Het benuttingspercentage van het bedrijfsvermogen ligt in deze periode op 98 %. Op 5 juli wordt de 2e WKK van 345 kWe in gebruik gesteld. Deze WKK valt feitelijk buiten dit project, omdat deze in de aanvraag niet was begroot. Voor de resultaten word deze WKK wel meegenomen omdat de gasproductie van dezelfde vergister afkomstig is. Het opgestelde vermogen is vanaf deze datum dus 536 kWe. De resultaten na deze monitoringsperiode, zijn ook voor een groot deel bekend (t/m eind september). In tabel 5 wordt de productie weergegeven van deze periode. In deze tabel zijn ook de percentages draaiuren weergegeven. Deze zijn berekend t.o.v. de maximale productie van het opgestelde vermogen in die maand. Maand mei-07 jun-07 jul-07 aug-07 sep-07 Totaal mei - sept gem jul -sept Totaal 1 jaar Afgerond

bruto geleverd 140024 126141 345573 379677 366702 1.358.117 363.984 2.989.042 2.990.000

Netto

opgesteld

121149 113911 320573 354527 346969 1.257.129 340.690 2.743.763 2.740.000

191 191 4911 536 536

% draaiuren 98,5% 91,7% 94,6% 98,4% 92,0% 95,0% 95,0%

1) gemiddelde van 4 dagen 191 kW en 27 dagen 536 kW.

Tabel 5: energieproductie vanaf 1 mei tot eind september De uitbreiding van de motorcapaciteit is hier goed verlopen. T.o.v. het bestaande vermogen van 191 kW naar 536 kW is dit een forse uitbreiding geweest. Toch is het gasproductie niveau van de vergister snel opgevoerd door toevoeging van een aantal vloeibare snel afbrekende producten. Deze uitbreiding heeft hier niet tot verzuring van de vergister geleid.

Project 10099


11


Op basis van de werkelijke productie van 1 januari 2007 tot 30 september 2007, is een nieuwe inschatting gemaakt voor het eerste productiejaar. Voor de nog onbekende maanden oktober - december 2007, is het gemiddelde doorgerekend van de maanden juli tot en met september. Samen met het nog ontbrekende gedeelte van april (laatste 9 dagen) bedraagt de bruto productie volgens deze inschatting ca 2.990.000 kWh. Als de productie doorzet op dit niveau dan draaien de WKK ’s gemiddeld 95,2 % van de tijd op maximaal vermogen. Dit percentage is een gemiddelde van ca 6 maanden 1 motor en ca 6 maanden 2 motoren. Dit is minimaal 10 % boven de verwachting van 85%. De netto elektriciteitsproductie, zonder eigen verbruik van de vergister en het bedrijf, bedraagt volgens bovenstaande benadering: 2.740.000 kWh. Het warmteverbruik van de vergister wordt niet apart gemeten. Hiervoor wordt uitgegaan van een schatting van ca. 58 kW thermisch vermogen wat de vergister vraagt, berekend op basis van het volume en het temperatuurverschil van de ingevoerde mest en de temperatuur van de vergisterinhoud. Dit verbruik is ingeschat door de leverancier van de installatie. Dit resulteert in een verbruik van ca 510.000 kW thermisch. Dit warmtegebruik van de vergister wordt niet meegenomen in deze berekening, omdat het om het eigen gebruik gaat van de installatie. Het warmteverbruik van het woonhuis en bedrijf kan wel als nuttig ingezette warmte worden meegenomen. Het warmteverbruik van het woonhuis is ingeschat op ca 40.000 kWth/jaar. Op het bedrijf wordt de warmte gebruikt voor het verwarmen van het reinigingswater en het verwarmen van de melkstal. Hiervoor ligt een ronde buis in het midden van de melkstal, waar het warme water langs loopt. Dit wordt ingeschat op ca 20.000 kWth/ jaar. In tabel 6 is de nieuwe inschatting van de indirecte reductie verder uitgewerkt. Gerekend met de reductiefactoren levert dit een totale indirecte reductie op van 1.681.000 kg equivalenten per jaar. De totale indirecte reductie bedraagt hierbij 854.898 (103%) hoger dan volgens verwachting, wat veroorzaakt wordt door de extra opgestelde WKK.

Verwachte hoeveelheid te produceren elektriciteit Verwachte hoeveelheid in te zetten warmte afkomstig van de installatie Totaal

Netto energieproductie kWh/jaar 2.740.000 60.000

Indirecte reductie kg CO2 equiv/jaar

* 0.61 = 1.671.400 * 0.16 =

9.600

1.681.000

Tabel 6: nieuwe inschatting indirecte reductie 2007 4.1.3 Totale reductie project De totale reductie van het project is eveneens uitgedrukt in ton CO2 equivalenten per jaar. Volgens verwachting was dit (333.000 + 826.102 =) 1.159.102/ 1000 = 1159 ton CO2 equivalenten per jaar. Wanneer deze techniek op deze wijze zou worden toegepast op alle veehouderij bedrijven in Nederland waar vergisting mogelijk is volgens een onderzoek van Praktijkonderzoek Veehouderij “perspectieven mestvergisting op Nederlandse melkvee- en varkensbedrijven” 2 dan zou dit een potentiële nationale reductie opleveren van 1,32 Mton CO2 equivalenten per jaar. Na berekening aan de hand van 4 maanden monitoring is de verwachte reductie op projectniveau 1944 ton CO2 equivalenten per jaar. De potentiële reductie is in dat geval 2,18

2

2001,Lent, A.J.H. van; Dooren, H.J.C. van

Project 10099


12


Mton CO2 equivalenten per jaar. Deze stijging wordt veroorzaakt door de hogere stroomproductie. 4.1.4 Overige milieuresultaten Digestaat heeft zoals bekend een hogere bemestende werking dan gewone drijfmest. Hierdoor kan bespaard worden op de kunstmestgift per hectare. Het afgelopen seizoen heeft de maatschap Hotsma op grasland de kunstmestgift verlaagd met 330 kg product wat overeenkomst met 90 kg N per hectare. Gerekend over 23 hectare grasland levert dit een besparing van 2070 kg N. Op het maisland is ook de kunstmest voor een deel vervangen door digestaat. Dit levert een besparing van 70 kg N per hectare. Gerekend over 12 hectare mais levert dit een besparing van 840 kg N per hectare. Daarnaast is er nog 63 hectare akkerbouw wat verhuurd wordt aan akkerbouwers. Het digestaat wordt ook op deze gronden uitgereden. Hotsma rekend dat er gemiddeld 50 kg N minder is gestrooid op deze gronden. Dit levert een besparing van ca. 3150 kg N. In totaal is de kunstmestbesparing hier 6060 kg N uit kunstmest. Uit literatuurwaarden blijkt dat er 38,9 MJ nodig is voor de productie van 1 kg N uit kunstmest. De verlaging van de kunstmestgift door toediening van digestaat heeft in dit project dus een besparing van ca. 235.700 MJ opgeleverd per jaar. De gewasproductie lijkt in vergelijking met andere jaren niet af te nemen. De gebruiksperiode is te kort om hier verdere conclusies aan te verbinden, aangezien de seizoensinvloeden groter zijn dan de bemestingsinvloeden. Ook kan vermeld worden dat digestaat reukloos is. en goed verpompbaar. Dit kan een voordeel bieden bij het uitrijden bij percelen die dicht tegen bebouwing aanliggen. De goede verpompbaarheid verbetert ook de verwerkingssnelheid bij het uitrijden. Dit is een belangrijk punt voor akkerbouwers die het digestaat afnemen. 4.1.5 Procesvoering De temperatuur van de vergister is tijdens de monitoringsperiode gehandhaafd op 40 graden Celsius (zie tabel 3 van de bijlage monitoring mestvergisting). De temperatuur van de navergister, die bij Hotsma niet geïsoleerd is, ligt volgens de metingen rond de 20 graden Celsius. Er zijn geen problemen opgetreden met het handhaven van de temperatuur. Dit wordt centraal geregeld. Het proces verloopt verder stabiel door weging op het toevoersysteem. Hiermee wordt daadwerkelijk gecheckt of het ingevoerde materiaal in overeenstemming is met het beschikbare motorvermogen. Na afstemming van voerhoeveelheid op het aanwezige motorvermogen kan stabiel gedraaid worden op 95% beschikbaarheid. Er is opgestart met digestaat uit een andere vergister. Daarnaast is halverweg november een mobiele biogas gestookt CV installatie geplaatst, voor het verwarmen van de vergister. Deze heeft de vergister verwarmt, totdat begin december de WKK in gebruik is genomen. Hierdoor is de opstartperiode bekort tot enige weken. Na deze opstartperiode wordt er mest toegevoegd uit de loopstal. De ingevoerde hoeveelheid is op basis van de mestproductie van de veestapel, waarbij gestreefd wordt naar een constant peil in de loopstal. Coproducten worden toegevoegd op basis van een voerschema. Hierbij wordt ook gekeken naar de gasproductie. Als de motoren meer dan 23 uren per dag vol vermogen draaien wordt de voeding steeds langzamer opgevoerd. De voeding stabiliseert bij het bereiken van vol vermogen van de WKK. Het proces verloopt op deze manier stabiel sinds de opstart. De gemiddelde verblijfsperiode van het materiaal in de vergisters zit na de opstart gemiddeld op ca 50 dagen in de situatie met 1 motor. Bij het opstarten van de tweede motor is deze verblijftijd verkort na ca. 45 dagen. In de navergister is de verblijftijd, afhankelijk van de vullingsgraad ca 90 dagen. De jaarlijkse invoer ongeveer uitkomen op 12000 ton, zoals aangegeven in tabel 12 van de bijlage monitoring.

Project 10099


13


Mest uitrijden De ervaringen met het digestaat uitrijden zijn postitief. Er zijn geen problemen meer met verstoppingen bij het uitrijden en het product is reukloos. Bij het uitrijden van veel mest moet onder de kap van de navergister extra gas worden toegelaten, aangezien er in een korte periode bijvoorbeeld 2000 m3 mest verdwijnt, moet er 2000 m3 gas worden toegelaten, aangezien de gasproductie te laag is om dit te ondervangen. Daarom wordt tijdelijk lucht boven de naopslag toegelaten. Hiertoe moet een luchttoevoer worden geopend. Indien dit niet gebeurt wordt een onderdruk boven de mestopslag gecreëerd, waardoor het dak een te grote onderdruk krijgt te verwerken. De praktijk geeft aan dat het dak van de naopslag hier niet tegen bestand is. Veiligheid Al het geproduceerde biogas wordt door de WKK installaties opgenomen. Er is bij deze installatie geen fakkelinstallatie gebruikt. Doordat er twee WKK’s in bedrijf zijn is de kans van geen gasopname door de WKK’s sterk gereduceerd. Daarnaast is een onderhoudscontract afgesloten, waarbij gewaarborgd wordt dat een probleem aan de installatie binnen 24 uur wordt verholpen. Mocht dit niet afdoende zijn, en mocht de andere WKK niet al het gas opnemen, dan kan een mobiele fakkelinstallatie ingezet worden. Naast de gegarandeerde afname van biogas zijn ook de vergister en navergister gasdicht uitgevoerd. De kans op lekkage van het biogas is hierdoor nagenoeg uitgesloten. De gasdichtheid van deze silos wordt aangetoond door certificaten die afgegeven worden voor het toegepaste membraamdak.

4.2

Economische resultaten

4.2.1 Investeringen In hoofdstuk 2 is een overzicht gegeven van de technische specificaties met ook alle toebehoren zoals sleufsilo’s etc. Dit alles is in één offerte aangeboden door het bouwbedrijf Host Oosterhof Holman mestvergisting VOF. . In tabel 7 is een overzicht gegeven van deze investeringen voor dit project. Een aantal van deze investeringen vallen volgens de subsidieregeling niet binnen het project. Deze posten zijn hier wel opgevoerd, omdat ze wel noodzakelijk zijn voor de realisatie van dit project. Investering Vergister met toebehoren Extra WKK Netkoppeling vergister Fundatiekosten Erf verhardingskosten Aanleg sleufsilo’s Totaal

Bedrag € 756.000,€ 200.000,€ 60.000,€ 65.000,€ 15.000,€ 80.000,€ 1.176.000,-

Tabel 7: overzicht investeringen 4.2.2 Overzicht kosten en opbrengsten In tabel 7 wordt een overzicht gegeven van de vaste en variabele kosten per jaar. Door de hogere input van mest en de hogere input van coproducten wijken deze kosten enigszins af van de raming welke bij aanvraag van de subsidie is gemaakt. Daarnaast zijn ook vaste kosten gerekend voor verzekering van de installatie, een accountant en bemeterings en trafokosten welke niet in de subsidie aanvraag zijn opgevoerd. Accountantskosten zijn nodig Project 10099


14


om te voldoen aan de voorwaarden van de MEP regeling. De bemeterings en trafokosten zijn vaste bedragen die betaald worden voor het huren van de transformator en het uitvoeren van de bemetering van de installatie. In totaal bedragen de kosten voor deze installatie €230.500,- per jaar. Vaste kosten Verzekeringskosten Accountantskosten Bemeterings en trafokosten Variabele kosten Onderhoudskosten WKK Onderhoudskosten installatie Afvoer olie Extra kosten mestuirijden / mestafzetkosten maïs Aardappelzetmeel groenteresten Zonnebloememulsie Glycerine Totaal

Aantal

Prijs per eenheid

Totale kosten € 2.500,€ 3.000,€ 1.200,-

2.990.000 2.990.000 2.000 2.500

€ € € €

0.015/kWh 0.005/ kWh 1,5 / liter 6,- / ton

€ 44.850,€ 14.950,€ 3.000,€ 15.000,-

€ € € € €

28-/ ton 20,- /ton 16,- / ton 60,- / ton 80

€ 42.000,€ 15.000,€ 40.000,€ 21.000,€ 28.000,€ 230.500,-

1.500 750 2.500 350 350

Tabel 8: overzicht vaste en variabele kosten per jaar

De kostprijzen zijn per kostensoort gebaseerd op de volgende aannames: • • •

•

Onderhoudskosten: zijn gebaseerd op het onderhoudscontract van de WKK’s en installatie. Afvoer olie: Hiermee wordt bedoelt het verversen en afvoeren van olie. Dit is een inschatting op basis van informatie van de leverancier. Aanvoer maïs: Aangezien de maïs grotendeels door de Mts. Hotsma zelf wordt geoogst zijn er geen aankoopprijzen beschikbaar. De kosten zijn daarom op basis van ingeschatte kostprijzen, bij de dit jaar gerealiseerde opbrengsten: o Pacht/financiering gronden: € 600/ha o Bewerkingskosten (zaaien en oogsten): € 900/ha o Opbrengst: ca. 55 ton/ha o Inkuilen: ca € 1,-/ton Dit geeft gemiddeld 28,27 euro/ton en is afgerond op 28 euro/ton Aanvoer aardappelzetmeel, groenteresten, zonnebloememulsie en glycerine: dit zijn de prijzen die gemiddeld in 2007 zijn betaald.

De opbrengsten zijn weergeven in tabel 9. Deze zijn door de hogere productie van elektriciteit hoger dan in de aanvraag is opgevoerd. Daarnaast zijn ook extra opbrengsten opgevoerd doordat er bespaard kon worden op de kunstmestgift, zoals aangeven in paragraaf 4.1.4. Opbrengstsoort MEP Verkoop elektriciteit (uitgaande van gemiddeld 5.0 €ct/kWh) Besparing kunstmestgift Totaal

Aantal 2.990.000 2.740.000 6.060 kg N

Prijs per eenheid € 0.097 € 0.050

Totale opbrengsten € 290.030,€ 137.000-

€ 0.66*

€ 4.000,€ 431.030,-

Tabel 9: overzicht opbrengsten 2007 Bron KWIN 2005-2006

Project 10099


15


4.2.3 Terugverdientijd De netto besparing bedraagt op basis van bovenstaande opbrengsten en kosten € 200.530,per jaar. De totale investering van dit project bedraagt € 1.176.000,-. Van deze investeringskosten kan iedere ondernemer energie investeringsaftrek (E.I.A) aanvragen bij de belastingsdienst. Gerekend met een E.I.A. percentage van 44% en een belastingstarief van 30 % betekend dit een netto aftrek van ca. € 155.230,-. De netto investeringskosten voor dit project liggen dan op € 1.020.770,Op basis van deze investeringkosten en netto besparing is de terugverdientijd 5,1 jaar. 4.3

Toepasbaarheid

4.3.1 Binnen het bedrijf De vergistingsinstallatie vormt binnen het eigen bedrijf een voorziening voor het eigen gebruik van elektriciteit en warmte. Daarnaast wordt door het vergistingsproces digestaat geproduceerd, wat een hogere en constantere bemestingswaarde heeft dan rundveedrijfmest. Hiervoor is dit jaar ca. 6.600 ton minder kunstmest gestrooid. 4.3.2 Binnen de branche Vergisting kan gebruikt worden op een groot aantal melkveehouderijbedrijven in Nederland. Vergisting zal door de verdergaande schaalvergroting in de Nederlandse veehouderij steeds meer in beeld komen. In de toekomst zal vergisting door het stimuleren van broeikasgasreducerende maatregelen steeds meer worden toegepast. 4.3.3 Buiten de branche Ook varkenshouders, pluimveehouders en andere drijfmestproducerende bedrijven kunnen van deze techniek gebruik maken. Het biedt voor deze partijen ook een goede afzetmogelijkheid voor de mest.

Project 10099


16


5

Ervaringen tijdens bouw en opstart

5.1 Bouw De bouw is voorspoedig verlopen. De planning van de bouw was om in december te starten en volledig in productie te zijn per januari 2007. Deze planning is gehaald. Half november is het eerste digestaat in de vergister gegaan. De hoeveelheid tijd die er door de opdrachtgever zelf in is gestoken viel wel tegen. Er is meer tijd voor nodig geweest dan vooraf was aangenomen. Met name de problemen rondom de hoogspanningskabel en de financiële afhandeling tijdens het project vroegen veel tijd van Hotsma. Uiteindelijk hebben de problemen rondom de hoogspanningskabel niet geleidt tot procedures of tot een mogelijke bouwstop. Ook heeft Hotsma door zijn betrokkenheid bij het project en een goede financiële controle er voor gezorgd dat er geen financiële flaters zijn gemaakt. Volgens Hotsma zijn er een hoop punten die de werkbaarheid van de installatie bepalen, zoals: de plaatsing van de aftappunten voor monsterafname van digestaat, het verdiept aanleggen van de mixers in de mestput voor een goede verpompbaarheid bij lage mestniveau’s, een aangepaste droge stofinvoer, door gebruik van grovere coproducten. Al dit soort beslissingen moeten door de opdrachtgever zelf worden genomen, om te komen tot een installatie die goed bij de bedrijfsvoering past. De ervaringen met de hoofdaannemer zijn overigens positief. Met name de professionele begeleiding vanuit het adviesbureau E kwadraat advies zijn door Hotsma gewaardeerd. 5.2 Gevolgen voor de bedrijfsvoering Administratief zijn er vrij veel extra zaken bij te houden bijvoorbeeld: verplichtingen vanuit de mestwetgeving, regelen van financieringen, bijhouden van het milieulogboek, aankoop materiaal, overleg met leveranciers, etc. Toch is het voor Hotsma redelijk te doen, aangezien hij weinig variatie toepast binnen zijn vergistingproces. Hierdoor is alles redelijk stabiel en zijn het steeds dezelfde handelingen die hij moeten uitvoeren. De eerste uitbetaling van de MEP liet lang op zich wachten. Als gevolg van een uitbreiding in motorcapaciteit is de uitbetaling van MEP ook tijdelijk stilgezet. Voor de uitbreiding had Hotsma nog aangedrongen op een snellere betaling na de uitbreiding, maar dit bleek wederom traag te verlopen. Uiteindelijk is er uitbetaald, maar de onzekerheid met betrekking tot het moment van uitbetaling brengt extra financieringskosten met zich mee. Het voeren van de vergister is qua tijd flexibel, daarnaast heeft Hotsma de beschikking over een brijvoeder installatie, waardoor het voeren van de vergister soepel verloopt. 5.3

Regelgeving

5.3.1 Gemeentelijke regelgeving In mei 2005 is er gestart met het aanvragen van de benodigde vergunningen bij de gemeente Dronten. De vergunning verlening is redelijk soepel verlopen, door het feit dat de te bouwen vergisters in plaats kwamen van oude silo’s. Alleen Art. 19.3 zorgde voor enige vertraging, maar uiteindelijk was de vergunningverlening in januari 2006 afgerond. . 5.3.2 Nationale regelgeving Op zich is de positieve lijst een goede ontwikkeling geweest, zodat in ieder geval een knelpunt is opgelost met betrekking tot de status van het eindproduct.

Project 10099


17


De positieve lijst wordt echter nog onvoldoende snel uitgebreid, aangezien onduidelijk is wie een aanvraag voor een nieuw product gaat betalen, de leverancier van het product of de ontvanger. De ontvanger wil het niet doen omdat de leverancier er dan ook mee naar anderen kan, omdat de leverancier niet aan de ontvanger gebonden is. De leverancier heeft ook andere afzetmogelijkheden en concurrenten en wacht vaak af totdat die de aanvraag doen en bijbehorende kosten maken. Een doelgerichte (op de uiteindelijke samenstelling van het mestproduct) generieke regeling voor het eindproduct zou wat dat betreft uitkomst bieden. Er hoeft dan niet steeds per stof te worden gekeken. Dit kan bijvoorbeeld aansluiten bij de methode van de (Besluit overige organische meststoffen) B.O.O.M. regelgeving. Daarnaast is de mestwetgeving beperkend. Veel bedrijven komen door het toevoegen van coproducten, wat economisch noodzakelijk is om te kunnen mestvergisten in de problemen met de plaatsingsruimte. Om aan dit knelpunt tegemoet te komen is er een nieuwe regeling gemaakt om mineralen afkomstig uit co-producten niet mee te tellen voor de gebruiksnorm dierlijke mest. Dit lijkt in eerste instantie zeer positief. Voorwaarde hierbij is echter dat sprake moet zijn van volledige aanwending van het digestaat op het eigen bedrijf. In veel gevallen hebben agrariërs slechts voldoende land om de door hun veestapel geproduceerde mest te kunnen plaatsen. In veel vergisters is het aandeel mest 50 tot 70 procent van de totale input. Dit betekent dat 30 tot 50 procent van het digestaat bestaat uit co-producten en binnen de gebruiksnormen voor stikstof en fosfaat op het eigen land dient te worden gebracht. Als deze beperking van de afvoer wordt opgeheven zal er meer mogelijk zijn. Het digestaat kan dan eventueel na scheiding als kunstmestvervanger dienen. Hiermee zou een extra indirecte energiebesparing worden bewerkstelligd, wat dus nog meer milieuvoordelen geeft. Hotsma heeft voldoende afzetmogelijkheden in de omgeving. Wel zou het goed uitkomen als het digestaat als kunstmest kan worden aangemerkt. Het product zal dan door de akkerbouwers in zijn omgeving nog aantrekkelijker worden. 5.4 Elektriciteitsaansluiting en bemetering De aansluiting van de installatie op het elektriciteitsnetwerk wordt altijd verzorgt door het netwerkbedrijf. Deze netkoppeling is bij dit project goed verlopen. Alles is volgens planning verlopen. Daarnaast moet de installatie bemeterd worden. Hierdoor kan de elektriciteitsproductie worden gemeten en kunnen de standen doorgeven worden aan EnerQ die de uitbetaling van de MEP verzorgd. Deze uitbetaling liet echter lang op zich wachten. Deze bemetering heeft Mts Hotsma ook door de netbeheerder laten uitvoeren. 5.5 MEP Op 21 juni 2006 heeft Ekwadraat advies een aanvraag voor MEP-subsidie ingediend voor Maatschap Hotsma. Hiervan is op 23 juni 2006 een ontvangstbevestiging door EnerQ verstuurd. 8 augustus 2006 heeft E kwadraat advies de gevraagde informatie t.b.v. een MSK toets aangeleverd. De MEP is hier ingegaan op 1 januari 2007. Na het indienen van de aanvraag is besloten een tweede WKK te plaatsen. Deze verhoging van het vermogen is doorgegeven aan EnerQ op 21 november 2006. De beschikking op de eerste aanvraag was toen nog niet afgegeven, dus de uitbreiding kon binnen lopende aanvraag worden meegenomen. Hiervoor moest een nieuwe MSK toets aangeleverd worden, wat dan ook op 9 januari 2007 gebeurd is.

Project 10099


18


Op 9 januari 2007 is een brief van EnerQ ontvangen met de mededeling dat alle installaties op 7000 uur gemaximaliseerd werden. Naar aanleiding hiervan heeft E kwadraat advies een aangepaste raming ingediend. Deze is toegekend, waardoor de installatie op 100% van de capaciteit kan draaien. Op 24 augustus 2007 is de definitieve beschikking ontvangen. 5.6 Toekomstige ontwikkelingen De maatschap Hotsma, heeft tijdens het bouwen en de opstart van deze vergister veel geïnvesteerd in het opbouwen van kennis, om het proces volledig zelfstandig te beheersen. Dit heeft veel tijd gekost. Het gevolg is wel dat de maatschap nu veel vertrouwen gekregen in het eigen vakmanschap om deze installatie succes te bedrijven. Doordat de gasproducties van de vergister niet tegenvallen en het proces stabiel verloopt denkt Hotsma na over uitbreinding van de vergistercapaciteit. Mogelijkheden zijn om de navergister te isoleren en verwarmen. De extra capaciteit kan dan worden benut voor het leveren van Groen gas. Dit zijn echter nog ontwikkelingen die verder onderzocht moeten worden en ook afhankelijk zijn van de nieuwe subsidieregeling.

Project 10099


19


Uitgebreide samenvatting Het projectidee is ontstaan begin 2005 op het moment dat er een aantal publicaties waren over mestvergisting bij Mts. Kelstein in Hallum. Deze nieuwe innovatie, in combinatie met de slechte melkprijs heeft Hotsma doen besluiten om meer informatie te verzamelen. Tijdens een vergadering van een federatie voor boeren was Douwe Faber van E kwadraat advies aanwezig als spreker. Douwe Faber had een zeer helder verhaal en dit deed Hotsma besluiten om over te gaan tot investering in een mestvergistingsinstallatie. In mei 2005 is er gestart met het aanvragen van de benodigde vergunningen bij de gemeente Dronten. De vergunning verlening is redelijk soepel verlopen, door het feit dat de te bouwen vergisters in plaats kwamen van oude silo’s. Alleen Art. 19.3 zorgde voor enige vertraging, maar uiteindelijk was de vergunningverlening in januari 2006 afgerond. Begin juni 2006 is Host Oosterhof Holman begonnen met de civiele werkzaamheden voor het bouwklaar maken van het terrein. De voltooiing van de gehele bouw en het in werking stellen van beide WKK’s, was rond begin december 2006 gereed. De bouw is hiermee dus volgens planning verlopen (6 maanden). Het gehele project is afgerond op 1 januari 2007. Het afgeronde project wil zeggen dat er een draaiende vergistinginstallatie op het bedrijf staat, die duurzame energie uit mest en co-producten produceert. Vanaf deze datum is ook de MEP ingegaan. De milieuresultaten zijn op te delen in een directe reductie van broeikasgassen t.g.v. een verkorte duur van de mestopslag en een indirect reductie als gevolg van de duurzaam geproduceerde energie. Voor het bepalen van de emissieresultaten van dit project is de installatie 4 maanden gevolgd volgens de richtlijnen monitoring mestvergistingsinstallaties. De directe emissiereductie van methaan is een gevolg van de verkorte duur van de mestopslag. In de normale bedrijfssituatie ligt de mest jaarrond opgeslagen. Meestal worden de mestkelders twee keer per jaar volledig leeggereden. Gemiddeld ligt de mest dus minimaal 6 maanden opgeslagen. Daarnaast vindt in de normale landbouwpraktijk, tijdens het uitrijden nog emissie plaats. Methaan heeft zoals bekend een 21 x zo sterke broeikaswerking als CO2. Om aan te geven hoe groot de reductiebesparing is wordt deze uitgedrukt in een CO2 emissie - reductiefactor. In 2005 is deze CO2 emissie – reductiefactor vastgesteld op 34 kg CO2 equivalenten per ton mest. De totale hoeveelheid drijfmest van eigen melkvee lag in het eerste jaar ca. 1.100 ton hoger dan gepland. Waarschijnlijk is de jaarlijks beschikbare hoeveelheid vooraf wat aan de lage kant inschat en bleek er toch meer mest beschikbaar te zijn. Daarnaast valt op dat er geen kippenmest is ingevoerd. Dit was wel de intentie voor aanvang van het project. In de toekomst kan afhankelijk van de mestwet en de stabiliteit van het proces, wel kippenmest worden toegevoegd. De daadwerkelijk gerealiseerde directe reductiebesparing wijkt echter af van de prognose vanwege het ontbreken van kippenmest in het vergistingproces. In de werkelijke situatie wordt gebruik gemaakt van ton melkveemest. Dit betekent dat er in totaal 263.400 kg CO2 equivalenten / jaar worden bespaard, aangezien de reductiefactor is vastgesteld op 34 kg CO2 equivalenten per ton voor melkveemest. De indirecte reductie wordt behaald door de duurzaam geproduceerde elektriciteit en warmte uitgedrukt in kg CO2 equivalenten per jaar. Voor iedere duurzaam geproduceerde kWh wordt Project 10099


20


een besparing van 0,61 ton CO2 equivalenten gerekend. Daarnaast wordt voor iedere kWh die bespaard wordt op de huidige verwarmingskosten een besparing van 0,16 ton CO2 equivalenten gerekend. De opgegeven productie is gebaseerd op één motor met een vermogen van 191 kWh gedurende 7500 draaiuren op vollast produceren en gecorrigeerd voor het eigen verbruik van de vergistingsinstallatie en boerderij. Dit komt neer op een benuttingpercentage van ca 85 % van de totale uren per jaar. De verwachte hoeveelheid in te zetten warmte was gebaseerd op de normale vraag voor het verwarmen van de vergister en een klein gedeelte voor het verwarmen van het woonhuis en warmwatervoorziening in de stallen. Dit was geschat op 200.800 kWh per jaar. In het aanvraagformulier was de ingezette warmte voor de vergister ten onrechte meegenomen in de in te zetten warmte. Hierdoor resteert alleen de verwachte ingezette warmte voor het woonhuis en bedrijf, welke is geraamd op 60.000 kWth. Vermenigvuldigd met de reductiefactoren levert dit een totale verwachte indirecte reductie van 826.102 kg CO2 equivalenten per jaar. De nieuwe inschatting van de indirecte reductie verder uitgewerkt. Gerekend met de reductiefactoren levert dit een totale indirecte reductie op van 1.681.000 kg equivalenten per jaar. De totale indirecte reductie bedraagt hierbij 854.898 (103%) kg equivalenten hoger dan volgens verwachting, wat veroorzaakt wordt door de extra opgestelde WKK. De totale reductie van het project is eveneens uitgedrukt in ton CO2 equivalenten per jaar. Volgens verwachting was dit (333.000 + 826.102 =) 1.159.102/ 1000 = 1159 ton CO2 equivalenten per jaar. Wanneer deze techniek op deze wijze zou worden toegepast op alle veehouderij bedrijven in Nederland waar vergisting mogelijk is volgens een onderzoek van Praktijkonderzoek Veehouderij “perspectieven mestvergisting op Nederlandse melkvee- en varkensbedrijven” 3 dan zou dit een potentiële nationale reductie opleveren van 1,32 Mton CO2 equivalenten per jaar. Na berekening aan de hand van 4 maanden monitoring is de verwachte reductie op projectniveau 1944 ton CO2 equivalenten per jaar. De potentiële reductie is in dat geval 2,18 Mton CO2 equivalenten per jaar. Deze stijging wordt veroorzaakt door de hogere stroomproductie. De totale investeringen in het mestvergisting project van Maatschap Hotsma bedragen € 1.176.000,-. Deze investering wordt voor het overgrote deel gedragen door de vergister met toebehoren. De netto besparing bedraagt op basis van bovenstaande opbrengsten en kosten € 200.530,per jaar. De totale investering van dit project bedraagt € 1.176.000,-. Van deze investeringskosten kan iedere ondernemer energie investeringsaftrek (E.I.A) aanvragen bij de belastingsdienst. Gerekend met een E.I.A. percentage van 44% en een belastingstarief van 30 % betekend dit een netto aftrek van ca. € 155.230,-. De netto investeringskosten voor dit project liggen dan op € 1.020.770,Op basis van deze investeringkosten en netto besparing is de terugverdientijd 5,1 jaar. Administratief zijn er vrij veel extra zaken bij te houden bijvoorbeeld: verplichtingen vanuit de mestwetgeving, regelen van financieringen, bijhouden van het milieulogboek, aankoop materiaal, overleg met leveranciers, etc. Toch is het voor Hotsma redelijk te doen, aangezien hij weinig variatie toepast binnen zijn vergistingproces. Hierdoor is alles redelijk stabiel en zijn het steeds dezelfde handelingen die hij moeten uitvoeren. 3

2001,Lent, A.J.H. van; Dooren, H.J.C. van

Project 10099


21


De eerste uitbetaling van de MEP liet lang op zich wachten. Als gevolg van een uitbreiding in motorcapaciteit is de uitbetaling van MEP ook tijdelijk stilgezet. Voor de uitbreiding had Hotsma nog aangedrongen op een snellere betaling na de uitbreiding, maar dit bleek wederom traag te verlopen. Uiteindelijk is er uitbetaald, maar de onzekerheid met betrekking tot het moment van uitbetaling brengt extra financieringskosten met zich mee. Het voeren van de vergister is qua tijd flexibel, daarnaast heeft Hotsma de beschikking over een brijvoeder installatie, waardoor het voeren van de vergister soepel verloopt. Maatschap Hotsma, heeft tijdens het bouwen en de opstart van deze vergister veel geïnvesteerd in het opbouwen van kennis, om het proces volledig zelfstandig te beheersen. Dit heeft veel tijd gekost. Het gevolg is wel dat de maatschap nu veel vertrouwen gekregen in het eigen vakmanschap om deze installatie succes te bedrijven. Doordat de gasproducties van de vergister niet tegenvallen en het proces stabiel verloopt denkt Hotsma na over uitbreinding van de vergistercapaciteit. Mogelijkheden zijn om de navergister te isoleren en verwarmen. De extra capaciteit kan dan worden benut voor het leveren van Groen gas. Dit zijn echter nog ontwikkelingen die verder onderzocht moeten worden en ook afhankelijk zijn van de nieuwe subsidieregeling.

Project 10099


22


Bijlage 1: monitoring mestvergisting In deze bijlage wordt de monitoring beschreven zoals deze is uitgevoerd bij maatschap Hotsma. De periode van deze monitoring loopt van 1 januari tot 21 april. Uit de monitoring bleek dat het proces vanaf begin januari al stabiel verliep. Daardoor wordt een periode van bijna 4 maanden als voldoende beschouwt. A. Methaanemissiereductie t.g.v. kortere opslag In de normale bedrijfssituatie ligt de mest jaarrond opgeslagen. Meestal worden de mestkelders twee keer per jaar volledig leeggereden. Gemiddeld ligt de mest dus minimaal 6 maanden opgeslagen. De specificaties van de gehele installatie zijn in hoofdstuk 2 van het verslag weergegeven. De verdere specificatie van de WKK’s zijn als volgt: Merk Type Vermogen Ne Nth

MAN E 2842 LE 312 340 kWe 35.4% 54.0 %

MAN E 2876 LE302 190 kWe 34.7% 52.5 %

Tabel 1: technische specificaties In tabel 2 wordt de samenstelling weergegeven van de mest in de drijfmestkelder onder de loopstal. De mest wordt gemiddeld 6 keer per dag naar de vergister gepompt en is daarmee dus ook voortdurend in beweging, waarbij dus sprake is van een homogene mestvoorraad. Wel moet vermeld worden dat verschillen in de samenstelling van de mest ook sterk beïnvloed wordt door de volgende factoren: • Verstrekt rantsoen • Lactatiestadium van de veestapel

DS Organische stof N tot N-NH3 P2O5

okt-06 10,20% 51% 4,6

jan-07 8,60% 58% 5,03

3,1

2,4

1,8

1,9

Tabel 2: kwaliteit van de mest in de mestopslag onder de kelder Het verloop van de mesttemperatuur in de mestkelder, de vergister en navergister, gedurende de monitoringsperiode is weergegeven in tabel 3. De procestemperatuur in de vergister ligt stabiel ronde de 40 graden. De temperatuur in de navergister ligt rond de 20 graden aangezien het hier om een ongeïsoleerde niet verwarmde navergister gaat.

Project 10099


23


Week na opstart 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

mestkelder

vergister

8,9

40,0 40,0 40,0 40,0 38,0 38,0 40,0 40,0 41,0 40,0 41,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0

8,7 8,7 8,5 8,3 8,1

8,2 8,3

navergister

20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 18,0 18,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0

Tabel 3: gemeten mesttemperatuur in mestkelder, vergister en navergister gedurende monitoringsperiode

Het rantsoen wat gedurende de periode van monitoring verstrekt is aan het melkvee wordt weergegeven in tabel 4.

soort voer

Voedermiddel

ruwvoeder ruwvoeder krachtvoer totaal/ gemiddeld

graskuil snijmais 1 brok

kg/koe 8,0 40,0 4,5

kg Ds/koe 3,6 12,0 3,9

52,5

19,5

DS 450 300 870

gehalten in gram per kg drogestof Ruw eiwit Ruwe Suiker Zetmeel celstof 179 220 45 0 74 213 11 335 280 89 110 220

540

135

189

37

250

Tabel 4: gevoerd rantsoen aan melkvee in de monitoringsperiode De mest in de monitoringsperiode is voor ca. 80% afkomstig van het melkvee. Daarnaast is er nog een klein gedeelte afkomstig van de overige diergroepen (zoals droogstaand melkvee) welke voor deze monitoring buiten beschouwing wordt gelaten. De mest van het jongvee wordt als vaste mest ingevoerd, aangezien deze gehuisvest zijn in een potstal. De ingevoerde coproducten in ton per dag, zijn weergegeven in tabel 5. Jaarlijks wordt ca 5.100 ton mest ingevoerd. In de opstartperiode is alleen de eerste weken veel maïs gebruikt. Al in een vroeg stadium is de maïs afgebouwd en vervangen door aardappelzetmeel en groenteresten.

Project 10099


24


week na opstart

drijfmest

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

vaste mest

maïs

14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

aardappelzetmeel groenteresten

10 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 3,5 3,5 3,5 3 3 3 2 2

6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 2,5 2,5 2,5

1 1 1 5 5 5 8 8

Tabel 5: ingevoerde hoeveelheden coproducten in de monitoringsperiode in ton per dag

De voederwaarde analyses van de gevoerde coproducten zijn weergegeven in tabel 6. De groenteresten zijn een mengsel van diverse soorten groenteresten die gemengd worden en hierdoor een redelijke contstante kwaliteit hebben. analyses coproducten

vaste mest

ds Ruw eiwit Ruwe celstof Ruw as Suiker Zetmeel N Fosfaat

mais

248

Aardappel zetmeel

300 74 213 57 11 335 3,6 1,6

6,4 4,1

groenteresten

200 105 44 52 35 560 3,4 1,1

Glycerine

270

900

3,0 1,3

1,0 0,5

Tabel 6: analyses van gevoerde coproducten, met gehalten in gram/ kg drogestof

Mts Hotsma heeft in de monitoringsperiode één keer digestaat afgevoerd. Ook na de monitoringsperiode is een aantal keer digestaat afgevoerd. Gemiddeld had het afgevoerde digestaat de volgende samenstelling. Afvoerdatum hoeveelheid N tot 29-mrt 160 29-mrt 165 14-aug 131,5 14-aug 157,2 25-sep 36,6

P2)5 5,03 4,9 4,3 4,5 4,6

1,93 1,96 2,47 2,73 1,8

Tabel 7: samenstelling van afgevoerde digestaat.

Project 10099


25


B. Energieproductie uit biomassa (indirecte broeikasgasreductie) De samenstelling van het geproduceerde biogas wordt weergegeven in tabel 8. Gedurende de monitoringsperiode is de gassamenstelling 7 keer gemeten. Er ontstaat zo een redelijk beeld van het verloop van de gassamenstelling. week na opstart 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

CH4

CO2

O2

H2S

53,0

45,2

0,6

340

52,6

46,7

0,7

310

53,9

45,8

0,5

240

54,1

45,2

0,4

190

54,9

44,7

0,6

130

55,9

43,4

0,5

150

56,3

44,1

0,5

80

Tabel 8: gemiddelde waarden van het geproduceerde biogas De verwachte elektrische benutting wordt weergegeven in tabel 9. Deze gegevens zijn gebaseerd op de werkelijke productie weergegeven in tabel 4 in hoofdstuk 4 en een schatting van het verdere verloop van het eerste productiejaar. Om het rendement te berekenen wordt uitgegaan van 8340 draaiuren per jaar (95% gebaseerd op de eerste 9 maanden na opstart). Het nuttige vermogen van de WKK is hierbij dan 34,9% berekend door (2.990.000/ 8340) /1027. kWh bruto productie (MEP) Netto productie aan Net Verbruik installatie Verbruik bedrijf Bruto vermogen (1027)

procentueel

2.990.000

100,0%

2.740.000

91,6%

200.000

6,7%

50.000

1,7%

8.563.321

34,9%

Tabel 9: elektrische benutting vergistingsinstallatie Het bruto thermische vermogen van beide WKK’s ligt volgens de fabrikant op 345 kWth (ca. 54% van gemiddeld totaal vermogen dit jaar). Vermenigvuldigd met het geschat aantal draaiuren levert dit de theoretische bruto productie thermisch op. Het thermische verbruik van de vergister wordt niet geregistreerd. Op basis van theoretische berekeningen ligt het eigen verbruik van de vergister op 510.000 kWth per jaar. Dit gedeelte wordt niet meegerekend aan het nuttig benutte rendement, aangezien het hier om het eigen verbruik van de installatie gaat. Het warmteverbruik van het woonhuis en bedrijf kan wel als nuttig ingezette warmte worden meegenomen. Het warmteverbruik van het woonhuis is ingeschat op ca 40.000 kWth/jaar. Op het bedrijf wordt de warmte gebruikt voor het verwarmen van het reinigingswater en het verwarmen van de melkstal. Hiervoor ligt een ronde buis in het midden van de melkstal, waar het warme water langs loopt. Dit wordt ingeschat op ca 20.000 kWth/ jaar. .Het benutte thermische vermogen ligt uitgaande van bovenstaande gegevens op 2 %. Project 10099


26


kWh Theoretisch bruto productie (545) warmte voor vergister

procentueel 4.547.123

100%

510.000

11,2%

warmte woning en stallen warmteverlies

90.000

2,0%

3.947.123

86,8%

Tabel 10: thermische benutting vergistingsinstallatie Het totale nuttigge rendement van de installatie komt hierbij uit op 40,3%. Het maximaal haalbare rendement is 89,4%. Van de beschikbare geproduceerde energie wordt dus 45,1 % nuttig benut. Hierbij moet vermeld worden dat het hier om een opstartjaar gaat. Zeker het eigen elektrische verbruik van de installatie van 6,7%, kan mogelijk nog omlaag naar ca. 5%. Maximaal rendement

89,4%

Elektrisch rendement

34,9%

Benut thermisch rendement Totaal benut rendement

1,1% 40,3%

Tabel 11: benut rendement vergistingsinstallatie Als controle op bovenstaande rendementsberekening is een energiebalans opgesteld op basis van alle in en uitgaande stromen. Hierbij moet vermeld worden dat met name door de de berekende gasproducties per ton deze balans als een benadering moet worden gezien. De ingaande energie wordt weergeven in tabel 12. Uitgaande van het rantsoen waarmee de maatschap Hotsma het eerste jaar wil draaien is berekend wat de energie-inhoud is per ingaande stroom. Hiervoor is eerst de biogasproductie berekend aan de hand van vaste biogasproductienormen per ton. De energie-inhoud is berekend door per kuub biogas uit te gaan van een energie-inhoud van 23 MJ per ton. product

aantal ton

kuub/ton

kuub biogas

E-inhoud (MJ)

drijfmest

5.100

25

127.500

2.932.500

vaste mest (jongvee)

1.000

45

45.000

1.035.000

500

45

22.500

517.500

1.500

180

270.000

6.210.000

750

160

120.000

2.760.000

2.500

170

425.000

9.775.000

Zonnebloememulsie

350

600

210.000

4.830.000

Glycerine

350

800

280.000

6.440.000

12.050

253

1.500.000

34.500.000

Paardenmest mais Aardappelzetmeel groenteresten

totaal

Tabel 12: energie-input in vergistingsinstallatie In tabel 13 wordt de uitgaande energiestromen weergegeven. Hierbij is uitgegaan van de geschatte energieproductie welke geraamd wordt in het eerste opstartjaar. Per stroom wordt weergeven hoe groot deze is t.o.v. de totale ingaande energiestroom. Hieruit blijkt dat 30,7% van de totale energie wordt benut voor het produceren van elektriciteit en 5,3% voor het verwarmen van de vergister.

Project 10099


27


stroom electriciteit aan het net

kWh

MJ

uitgedrukt in %

2.740.000

9.864.000

28,6%

electriciteit vergister electriciteit eigen bedrijf

200.000

720.000

2,1%

50.000

180.000

0,5%

warmte voor vergister warmte woning en stallen

510.000

1.836.000

5,3%

60.000

216.000

0,6%

warmteverlies

6.023.333

21.684.000

62,9%

Totaal nuttig gebruikte energie

3.560.000

12.816.000

37,1%

Tabel 13: energie-output uit vergistingsinstallatie Op basis van deze controleberekening komt het rendement iets lager uit (37,1%). Het is goed mogelijk dat de daadwerkelijke gasproducties nu nog lager liggen dan verwacht, in verband met de opstart van het systeem, daardoor komt bij de laatste benadering het rendement nu nog wat lager uit. Het daadwerkelijke nuttige rendement ligt in ieder geval rond de 45%, waarbij de afwijking een paar procentpunten kan bedragen. Van de totale verliezen is nog ca. 35 procentpunt als warmte inzetbaar. Hotsma overweegt deze in te zetten voor het verwarmen van de navergister. Hierdoor kan de vergistercapaciteit uitgebreid worden en kan mogelijk een gedeelte groen gas geproduceerd worden.

Project 10099


28


Bijlage 2: Verslag open dag Op 15 juni 2007 heeft de Maatschap Hotsma uit Biddinghuizen (Flevoland) hun vergistinginstallatie open gesteld voor geïnteresseerden. De installatie gebouwd door Oosterhof Holman uit Grijpskerk. Het project is deels begeleid door E kwadraat advies uit Berlikum. In de biogasinstallatie worden rundveemest en andere natuurlijke producten zoals maïs en groenteafval door vergisting omgezet in biogas. Na reiniging van het biogas produceren twee warmtekrachtinstallatie hiervan groene stroom. De groene stroom wordt gebruikt voor het aandrijven van diverse pompen en mengers van de installatie en het eigen verbruik van de maatschap Hotsma. Het grootste overige deel van de opgewekte elektrische energie wordt teruggeleverd aan het openbare elektriciteitsnet. De motoren produceren daarnaast warmte welke dient voor de verwarming van de biogasinstallatie. Op deze wijze voorziet de biogasinstallatie in de eigen energiebehoefte. Voor genodigden en andere geïnteresseerden heeft maatschap Hotsma op vrijdag 15 juni 2007 een open dag georganiseerd voor de vergistingsinstallatie. Deze open dag trok zo’n 400 bezoekers, waarvan relatief veel collega bedrijven. Op deze open dag kon de vergistinginstallatie worden bezichtigd en waren er tevens informatiestands van biogas gerelateerde en agrarisch georiënteerde bedrijven. Een lijst van deelnemende bedrijven wordt hieronder weergegeven. De volgende bedrijven waren aanwezig als standhouder op de opendag bij Mts.Hotsma bedrijf Host Oosterhof Holman MAN Monostore SIM, Holland E kwadraat ING UTD Van de Weerd Countus GreenChoice Jan Bakker Fourages Tiel Milieusystemen MEKO DOC Kaas Veehouderij&melkadministratie AgriFirm

Project 10099

Leverancier Bouw mestvergister WKK Vaste stoftoevoersysteem Mixers en mestpompen Adviesbureau duurzame projecten Bank Fourages Accountant Energieleverancier Fourages Brijvoerder installatie Landbouwmachines Zuivelbedrijf Administratiekantoor Meststoffen en gewasbescherming


Vestigingsplaats Grijpskerk Zoetermeer Ijsselmuiden Papendrecht Berlikum Lelystad Boxmeer Zwolle Rotterdam Oldebroek Tiel Assen Hoogeveen Meppel

29

Mestvergisting Maatschap Hotsma te Biddinghuizen. Programma reductie overige broeikasgassen Senter Novem

Recommend Documents