Met Groene Kracht Vooruit

Met Groene Kracht Vooruit

Richtinggevende visie op toepassing van bio-energie in de Glastuinbouw

December 2009

Cogen Projects en Wageningen UR instituut AFSG

Met Groene Kracht Vooruit Richtinggevende visie op toepassing van bioenergie in de Glastuinbouw

December 2009

Uitgevoerd door:

In opdracht van:

Stijn Schlatmann (Cogen Projects) Wolter Elbersen (WUR-AFSG) Jeroen Keijmel (Cogen Projects)

Jan Smits (Productschap Tuinbouw) Jolanda Mourits (Ministerie LNV)

Tel.: 030 – 6911844 Fax.: 030 – 6911765

Tel: 079 - 3470707

Projectnummer: 09.137.2 www.cogenprojects.nl

Strategische visie op toepassing van biobrandstoffen in de Glastuinbouw

VOORWOORD

Deze richtinggevende visie is gemaakt in opdracht van het Ministerie van LNV en het Productschap Tuinbouw, als onderdeel van het Transitiepad Bio-energie, van het programma Kas als Energiebron. Aan de hand van lange termijn doelen wordt het transitiepad uitgewerkt en worden de benodigde acties voor de kortere termijn gedefinieerd. De visie is uitgewerkt en opgesteld door Cogen Projects in samenwerking met Wageningen UR instituut AFSG. Een belangrijk onderliggend document is het rapport “Beschikbaarheid van Nederlandse biomassa voor elektriciteit en warmte in 2020” van Koppejan et al (2009). Bij de uitwerking heeft een stuurgroep meegedacht en ondersteuning geboden. Deze stuurgroep bestond uit de volgende personen: • Jan Smits (Productschap Tuinbouw) • Jolanda Mourits (Ministerie van LNV) • Tjeerd Smit (HOST) • Femke Pullens (ZLTO) • Kees Kwant (SenterNovem) • Jacomijn Pluimers (Stichting Natuur en Milieu) De stuurgroepleden worden bedankt voor het meedenken en hun constructieve bijdragen. In deze visie ontbreekt een samenvatting en conclusie. Echter in hoofdstuk 10 worden de bevindingen samengevat en wordt de resulterende visie weergeven. Dit hoofdstuk kan ook als een zelfstandig leesbaar document worden beschouwd en is ook apart uitgegeven in de vorm van de managementsamenvatting.

09.137.2

Pagina a

INHOUDSOPGAVE

Voorwoord ................................................................................................ 1

2

3

4

5

6

a

Doelstelling en Methoden ................................................................... 1 1.1

Programma Kas als Energiebron...........................................................1

1.2

Doelstellingen en methoden ..................................................................2

Huidig Overheidbeleid ........................................................................ 5 2.1

Kabinetsbeleid .......................................................................................5

2.2

Beleid van Provincies en Gemeentes ....................................................6

2.3

Financiële beleidsinstrumenten .............................................................6

2.4

Overige regelgeving...............................................................................9

Energiebehoefte glastuinbouw ........................................................ 11 3.1

Warmtebehoefte glastuinbouw ............................................................11

3.2

De rol van CO2 .....................................................................................12

3.3

Classificatie van tuinbouwbedrijven .....................................................13

Beoordelingscriteria.......................................................................... 15 4.1

Duurzaamheid .....................................................................................15

4.2

Logistiek...............................................................................................17

4.3

Rentabiliteit ..........................................................................................17

4.4

Borging van bedrijfscontinuïteit............................................................17

Biomassa beschikbaarheid .............................................................. 19 5.1

Beschikbaarheid van bruto biomassastromen in Nederland................19

5.2

Beschikbaarheid van biomassastromen voor energietoepassingen....19

5.3

Regionale toepassing van biomassa-conversieketens ........................24

5.4

Biomassa uit het buitenland.................................................................24

Conversietechnologie voor de biomassastromen.......................... 26 6.1

Vergisting.............................................................................................26

6.2

Verbranding .........................................................................................29

6.3

Vergassing...........................................................................................30

6.4

Overige technologieën .........................................................................31

7 Beoordeling van biomassa-conversieketens op geschiktheid voor de tuinbouw ....................................................................................... 32 7.1

Natte biomassa- (co)vergisting ............................................................32 7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.1.4

7.2

Afweging groen gas ten opzichte van biogas in een WKK ..................40 7.2.1

7.3

8

9

Duurzaamheid groen gas vs biogas................................................... 41

Thermische conversie houtige biomassa in WKK................................43 7.3.1 7.3.2 7.3.3 7.3.4

7.4

Sterk en Zwak vanuit de tuinbouw ..................................................... 32 Sterkten en Zwaktes vanuit de techniek ............................................ 34 Kansen en bedreigingen vanuit de omgeving.................................... 35 Toetsing aan beoordelingscriteria ...................................................... 37

Sterk en Zwak vanuit de tuinbouw ..................................................... 43 Sterk en Zwak vanuit de techniek ...................................................... 44 Kansen en bedreigingen vanuit de omgeving.................................... 45 Toetsing aan beoordelingscriteria ...................................................... 46

Houtverbranding in ketel ......................................................................50

Inpassing technische installaties in tuinbouwbedrijven................ 52 8.1

Dimensioneren van een BioWKK.........................................................52

8.2

Welk bedrijf past bij welke BioWKK? ...................................................54

Potentieel van biomassa ten opzichte van de doelstelling............ 56 9.1

Potentieel glastuinbouw vergistingstromen..........................................57 9.1.1 Potentieel glastuinbouw natte gewasresten akker- en tuinbouw ....... 57 9.1.2 Potentieel glastuinbouw natuur- en bermgras ................................... 58 9.1.3 Potentieel glastuinbouw en potentieel GFT ....................................... 59 9.1.4 Potentieel glastuinbouw concurrentie reststromen uit voedings- en genotmiddelenindustrie. .................................................................................. 60 9.1.5 Potentieel glastuinbouw mestvergisting grootschalig ........................ 60 9.1.6 Potentieel glastuinbouw mestvergisting kleinschalig ......................... 62 9.1.7 Potentie vergisting totaal.................................................................... 62

9.2

Potentieel Glastuinbouw houtige biomassa .........................................64 9.2.1 9.2.2 9.2.3

Potentieel Glastuinbouw Thermische Conversie Resthout................ 64 Potentieel Glastuinbouw Thermische Conversie Afvalhout ............... 66 Raming potentieel thermische conversie totaal ................................. 67

9.3 Potentie biomassatoepassingen voor tuinbouw ten opzichte van doelstelling ......................................................................................................68

10

Richtinggevende visie....................................................................... 69 10.1

Biomassa voor de tuinbouw.................................................................69

10.2

Onderscheidende voordelen van benutting biomassa in de tuinbouw.74

10.3

Uitrol van de biomassa-conversieketens .............................................76

10.4

Benodigde acties voor de betrokken partijen.......................................83


1 DOELSTELLING EN METHODEN 1.1

Programma Kas als Energiebron

De tuinbouw is in Nederland als een van de eerste sectoren actief begonnen met de transitie naar een onafhankelijkheid van fossiele brandstoffen, de energietransitie. Om daar een stevige invulling aan te geven hebben LTO Glaskracht Nederland, Productschap Tuinbouw en het Ministerie van LNV in 2004 het energietransitieprogramma Kas als Energiebron opgestart. Aanvankelijk waren de drijfveren voor dit initiatief de vermindering van afhankelijkheid van prijs en beschikbaarheid van aardgas en het behoud van maatschappelijk draagvlak. Later kwam daar de vereiste bijdrage van de tuinbouwsector aan de reductie van de CO2-emissie bij. Inmiddels is de energietransitie in de tuinbouw opgenomen in de landelijke energietransitie als één van de zeven platforms, Platform Kas als Energiebron. Het programma Kas als Energiebron kent weer zeven transitiepaden1. Een van die transitiepaden is Bio-energie. Energie uit biomassa kan een belangrijke bijdrage leveren aan het halen van de doelstellingen als duurzaam alternatief voor aardgas en aan een (duurzaam) rendabele bedrijfsvoering. De streefbeelden die de tuinbouw zich voor dit transitiepad heeft gesteld zijn hieronder aangegeven (Innovatie programma tot 2012, KaE). CO2-reductie in 2011

CO2-reductie in 2020

In 2011

In 2020

Toepassing in ketels

100 ha

300 ha

0,03 Mton

0,11 Mton

Biowkk

30 ha

500 ha

0,03 Mton

0,72 Mton

Overigens hebben bovenstaande streefbeelden betrekking op toepassing van biobrandstoffen direct in de glastuinbouw. Volgens de Innovatieagenda Energie van de Rijksoverheid en Werkgroep Groen Gas (onder Platform Nieuw Gas) zal in 2020 8 tot 12% van het aardgas uit groen gas bestaan. Het is denkbaar dat de tuinbouw een evenredig aandeel afneemt en dat daarmee bestaande ketels en WKK’s op aardgas voor een deel verduurzamen. Er zijn nog veel vraagstukken over de mogelijkheden om biomassa in de Nederlandse glastuinbouw in te zetten. Deze betreffen zowel de beschikbaarheid en betaalbaarheid, benodigde technische concepten, organisatie met bedrijven buiten de sector als vergunningsaspecten. Voor de tuinbouw gelden specifieke eisen en behoeftes, bijvoorbeeld de toepassing van laagtemperatuur warmte en de behoefte om de CO2 in de rookgassen te kunnen benutten. Er zullen nog diverse ontwikkelingen 1

Zie www.kasalsenergiebron.nl

09.137.2

Cogen Projects en WUR instituut AFSG

Pagina 1


geïnitieerd moeten worden en er zullen projecten gestimuleerd moeten worden. Om de aandacht, de motivatie, de tijd en het geld hiervoor goed in te zetten is er behoefte aan een richtinggevende visie voor de periode tot 2020, met concrete aanbevelingen voor de komende jaren en opgebouwd vanuit de behoefte van ondernemers. In dit rapport vindt u een uitwerking van deze richtinggevende visie zoals uitgewerkt door Cogen Projects en de WUR-AFSG. In samenhang met de naamgeving in andere platforms zal in plaats van ‘biobrandstof’ het begrip biomassa worden gehanteerd. ‘Biobrandstof’ wordt binnen de energietransitie voor van biomassa afkomstige transportbrandstof gebruikt. 1.2

Doelstellingen en methoden

De toepassing van biomassa als energiebron is vooral vanaf 2004 in Nederland geleidelijk tot ontwikkeling gekomen. Ook in de tuinbouw zijn diverse projecten uitgewerkt en een paar daarvan zijn inmiddels in bedrijf. De inzichten in de te gebruiken biomassa, de toe te passen techniek en allerlei beleidsaspecten als subsidies en vergunningen, zijn aanzienlijk veranderd. Om de komende jaren in de tuinbouw de juiste keuzes te maken en met aandacht en geld de juiste ontwikkelingen te stimuleren is een richtinggevende visie nodig. Het doel van deze richtinggevende visie is om inzicht te geven in de wijze waarop het transitiepad “biobrandstoffen” van het programma Kas als Energiebron moet worden ingevuld. De visie moet voor de lange termijn invullen hoe de streefbeelden te realiseren zijn en moet voor de kortere termijn aangeven welke acties nodig zijn om de gewenste ontwikkeling en transitie in gang te zetten. Deze acties kunnen dan op de innovatieagenda geconcretiseerd worden. De in biomassa organisch gebonden energie kan met technologie worden geconverteerd naar bruikbare vormen van warmte en elektriciteit, terwijl er ook het voor de tuinbouw belangrijke voedingstof CO2 bij vrijkomt. De eigenschappen van de biomassa bepaald grotendeels welke technologie moet worden toegepast in deze conversie. Tegelijkertijd blijft er na de energieconversie ‘restmassa’ over die weer een bestemming moet vinden (as, digestaat). De energieconversie van biomassa maakt eigenlijk een onderdeel uit van een grondstofketen. Verschillende mineralen komen in deze reststroom terecht en zouden weer teruggebracht kunnen worden in de mineralenketen. Schematisch is dit in Figuur 1 weergegeven. De CO2 die vrijkomt bij verbranding van biomassa was, bij het laten rotten van de biomassa in bossen, voor een groot deel ook vrij gekomen. Hierdoor voegt biomassa op lange termijn netto nauwelijks extra CO2 aan de atmosfeer toe, wel dient het productiebos goed beheerd te worden zodat biomassa weer aangroeit en de koolstof waarde in het bos op lange termijn niet afneemt.

09.137.2


Pagina 2


Figuur 1: illustratie van de koolstof cyclus. CO2 wordt door bossen opgeslagen in hout, tijdens verbranding in een energiecentrale komt de energie en CO2 vrij. De combinatie van de (bio-)massaketen en conversietechnologie wordt in deze studie biomassa-conversieketen genoemd. Voor een duurzaam toepasbare biomassaconversieketen is het van belang dat de CO2-reductie of het CO2-rendement hoog is maar ook dat de mineralenkringloop gesloten wordt. Dit laatste aspect wordt in deze visie meegenomen en er worden oplossingsrichtingen gegeven. Maar omdat deze visie zich richt op toepassing van biomassa voor energie in de tuinbouw wordt hier niet een volledige uitwerking aan gegeven. Cogen Projects en AFSG (WUR) hebben in de uitwerking van deze visie nauw samengewerkt. De studie recente studie naar de beschikbaarheid van biomassa van Koppejan et al (2009), waaraan WUR heeft meegewerkt, is een belangrijke input geweest voor deze studie. De energiebehoefte van de glastuinbouw en de randvoorwaarden die de ondernemers stellen, zijn leidend voor de invulling van die behoefte met energie (en CO2) uit biomassa. Daarom wordt begonnen met een uitwerking van deze behoefte in hoofdstuk 2. Het overheidsbeleid en de overheidsdoelstellingen zijn leidend voor de energietransitie en stelt kaders voor ontwikkelingen van duurzame energie. Tevens is het overheidsbeleid met haar subsidies sterk bepalend voor wat er in het veld gebeurt. In hoofdstuk 3 wordt ingegaan op dit overheidsbeleid, waarbij ook de rol van provincies en gemeentes wordt uitgewerkt. In hoofdstuk 4 worden de beoordelingscriteria aangegeven waaraan biomassaconversieketens moeten voldoen. Deze beoordelingscriteria zijn deels afgeleid van algemene duurzaamheidcriteria en deels van criteria uit de glastuinbouw en zijn afgestemd met de stuurgroep.

09.137.2


Pagina 3


De beschikbaarheid van biomassa voor de Nederlandse tuinbouw uitgewerkt in hoofdstuk 5 op basis van de Koppejan studie. In hoofdstuk 6, 7 en 8 worden de biomassa-conversieketens uitgewerkt en op hun geschiktheid voor de tuinbouw onderzocht. In hoofdstuk 9 wordt het potentieel van de biomassa-conversieketens aan energie voor de tuinbouw uitgewerkt en wordt dit afgezet tegen de streefbeelden. Tenslotte wordt in hoofdstuk 10 de resulterende richtinggevende visie uiteengezet. Dit hoofdstuk kan als zodanig ook als een losstaande visie worden gelezen.

09.137.2


Pagina 4


2 HUIDIG OVERHEIDBELEID 2.1

Kabinetsbeleid

Het kabinet heeft na haar aantreden in 2007 het kabinetsbeleid op het gebied van klimaatbeleid vastgelegd in het werkprogramma Schoon en Zuinig. Hierin staan de doelstellingen: 30% reductie van broeikasgassen in 2020 ten opzichte van 1990, 20% hernieuwbare energie in 2020 en gemiddeld jaarlijks 2% energiebesparing in de periode 2011 tot 2020, ofwel 20% in 2020. Het kabinet gaat hiermee verder dan de Europese doelstelling die nu staat op 20% reductie van broeikasgassen in 2020 ten opzichte van 1990. Het kabinet heeft vele beleidsacties genomen, variërend van subsidies, fiscale maatregelen en regelgeving, tot verschillende sectorale afspraken. In het kader van de afspraken heeft het kabinet in november 2007 een akkoord op hoofdlijnen met het grote en kleine bedrijfsleven alsmede de landen tuinbouwsector afgesloten (LTO Nederland). Later is men met allerlei sectoren apart sectorakkoorden gaan afsluiten met meer gespecificeerde doelstellingen en afspraken. In juni 2008 is het Convenant Schone en Zuinige Agrosectoren afgesloten tussen de ministeries EZ, VROM, LNV en Financiën en de diverse agrosectoren. Onder deze sectoren bevinden zich de glastuinbouw, de landbouw en veeteelt, bosbouw en houtverwerking, de Federatie van Nederlandse Voedingsmiddelenindustrie en het Platform Agrologistiek. In het Convenant committeren de sectoren zich aan de sectorale doelstellingen, zoals die zijn afgeleid van de landelijke doelstellingen met 20% CO2 reductie met een ambitie om op 30% te komen en men spreekt de ambitie uit om in 2020 in Nederland één van de duurzaamste energievoorzieningen te hebben in Europa. Tevens is er de in het werkprogramma Schoon en Zuinig om in 2020 circa 200 PJ duurzame energie per jaar uit biomassa te produceren. Dit is interessant, omdat de sectoren die onder het convenant vallen hoofdzakelijk de (primaire) biomassa in Nederland produceren. Zo zullen de primaire sectoren bos, natuurterrein, landschap en houtketen (BNLHsector) streven naar een realisatie van minimaal 32 PJ per jaar aan biomassa in 2020, binnen de randvoorwaarden van het duurzaamheid en biodiversiteit en onder toepassing van het cascadeprincipe waarbij de biomassastromen eerst zo hoogwaardig mogelijk worden ingezet. De overheid en de BNLH-sector zullen streven naar een level-playingfield in internationale context zodat Nederlandse biomassa zoveel mogelijk in Nederland wordt ingezet.

09.137.2


Pagina 5


De overheid probeert ook door middel van de Energietransitie zo veel mogelijk mensen, bedrijven en sectoren te betrekken bij de verduurzaming op langere termijn. De tuinbouw heeft haar programma Kas als energiebron, zie ook paragraaf 1.1, als Platform onder de Energietransitie gebracht. Hierin is dan weer het Transitiepad Biobrandstoffen opgenomen. Het opstellen van deze visie valt bijvoorbeeld onder dit transitiepad en geeft daar voor de komende jaren sturing aan.

2.2

Beleid van Provincies en Gemeentes

De meeste provincies en gemeentes hebben een klimaat en/of energiebeleid ontwikkeld en nemen diverse beleidsacties. Dit beleid bevat geen doelstellingen die rechtstreeks zijn afgeleid van de kabinetsdoelstellingen maar is vooral gericht op de omstandigheden en mogelijkheden die zich binnen de provincie of gemeente voordoen. Zo richten de kustprovincies zich sterk op wind terwijl bijvoorbeeld de provincie Gelderland zich sterk op biomassa richt. Men probeert initiatieven te ondersteunen en zal ook sturen in het ruimtelijk ordeningsbeleid. Ondersteuning vindt plaats door financiering van onderzoeken, voortrajecten en soms een deel projectfinanciering. Gemeentes richten zich vaak op locale initiatieven zoals de ontwikkeling van een duurzaam industriegebied of duurzame woonwijk, verduurzaming van vervoer etc.. Het valt daarbij op dat de verschillende plannen en beleidacties sterk van elkaar verschillen en dat er ook verschillen zijn tussen gemeentes en provincies. Zo komt het voor dat een initiatief voor een biomassa-project door een gemeente wordt gesteund maar door een provincie wordt geblokkeerd of omgekeerd. Ook komt het voor dat een gemeente en provincie een project steunen en vergunnen maar dat bewoners protesteren en bezwaar aantekenen. De realisatie van landelijke doelstellingen moet uiteindelijk plaatsvinden door projecten verspreid over het land. Een gemeente of provincie zal voor de vergunningverlening optreden als bevoegd gezag en de plannen moeten passen in het bestemmingsplan zoals opgesteld door de provincie. Deze overheden zijn daarom van groot belang bij het realiseren van de doelstellingen terwijl hun rol als vergunningverlener in beleidsplannen weinig belicht wordt. In deze visie wordt bij de uitvoeringsaspecten op de rol van provincies en gemeentes nader ingegaan.

2.3

Financiële beleidsinstrumenten

De landelijke overheid is sinds de invoering van de MEP (milieukwaliteit elektriciteitsproductie) subsidie bezig geweest om het aandeel duurzame elektriciteit in de totale elektriciteitsmix op te voeren. In 2007 is aan deze regeling plotseling stopgezet doordat budgetten teveel werden overschreden. De regeling ging als het ware ten onder aan zijn eigen succes. Net als in andere sectoren kwamen er ook in de glastuinbouw biomassaprojecten onder de MEP van de grond. Een drietal projecten

09.137.2


Pagina 6


zijn inmiddels gerealiseerd. Karsten te Hoogwoud krijgt biogas van een naastgelegen veeboer, Vink te Berlicum draait met een houtWKK en Hartman te Sexbierum krijgt biogas vanuit een VGI vergister. In de loop van 2008 werd met de SDE (Stimulering Duurzame energieproductie) geïntroduceerd. Hierin werden naast elektriciteit uit windenergie en zonPV ook elektriciteitsproductie door middel van biomassa ondersteund. De SDE regeling is gebaseerd op de vaststelling van een basisbedrag (per categorie) om onder standaardomstandigheden rendabel te kunnen draaien. De SDE subsidie zelf bestaat vervolgens uit het verschil tussen het basisbedrag en de verkoopprijs van energie (elektriciteit of gas). De ondersteuning bleek echter voor maar weinig projecten toereikend en in de glastuinbouw kwamen er in 2008 dan ook geen nieuwe bioWKK's bij. Voor de landelijke overheid is het in dit kader ook zoeken naar de juiste mate van stimulering. Zo zijn er in de SDE voor 2009 de nodige verbeteringen doorgevoerd als: • Verbetering van een aantal subsidiebedragen • Waardering van de benutting van restwarmte uit bioWKK's (beperkt) • Stimulering van groen gas productie In Tabel 1 is een voorbeeld gegeven van een in SDE 2009 geïntroduceerde warmtestaffel. Tabel 1: Voorbeeld van de warmtestaffel voor co-vergisting en thermische conversie <10MWe. Kolom1 en 2 zijn respectievelijk de onder en bovengrens van warmtebenutting om voor kolom 3, het basisbedrag (€/kWh) in aanmerking te komen.

Voor een aantal categorieën die voor dit rapport van belang zijn, zijn in Tabel 2 de basisbedragen opgenomen, zowel zonder als met maximale warmtebenutting.

09.137.2


Pagina 7


Tabel 2: Overzicht basisbedragen SDE 2009, voor een aantal categoriën. Basisbedrag SDE 2009 Geen warmtebenutting

Maximale warmtebenutting

Verbranding (10-50 MWe)

11,5 €ct / kWh

15,6 €ct / kWh

GFT vergisting

12,9 €ct / kWh

14,9 €ct / kWh

Co-vergisting, verbranding < 10 MWe

15,2 €ct / kWh

17,7 €ct / kWh

Overige vergisting

15,8 €ct / kWh

15,8 €ct / kWh

AVI’s

11,7 €ct / kWh

14,0 €ct / kWh

Biogas uit GFT-vergisting

46,5 €ct / Nm3

Overige vergisting (covergisting + VGI)

58,3 €ct / Nm3

In 2009 lijkt de SDE succesvoller te verlopen. De budgetten zijn vrijwel direct na opening van de regeling overtekend (105 aanvragen voor totaal 183 MWe/€2.100 mln). Door de verbeteringen is de verwachting nu dat de positief beschikte projecten ook daadwerking gerealiseerd gaan worden. Wel is het budget beperkt waardoor slechts zo’n 50 MWe (budget: €550 mln) aan projecten gerealiseerd kan worden. In een later stadium heeft de minister van economische zaken nog ~€90 mln budget overgeheveld van het budget wind op land naar elektriciteit voor biomassa, waardoor het totaal te realiseren vermogen elektriciteit uit biomassa op zo’n 58 MWe uitkomt. De SDE regeling 2010 wordt waarschijnlijk in december bekend en naar verwachting zal hierin niet alleen groen gas productie maar ook biogasproductie (dus niet opgewerkt naar aardgaskwaliteit) een eigen waardering en subsidiebedrag krijgen. De budgetten voor biomassa worden wellicht opgehoogd met ongebruikt budget uit 2009 voor wind op land. Voor het volbrengen van doelstellingen op lange termijn is het voor de overheid van belang stimuleringsmaatregelen stabiel en langdurig vol te houden. Ondermijnd vertrouwen vanuit investeerders heeft namelijk duidelijk negatieve gevolgen voor de investeringsbereidheid. Naast de SDE regeling bestaat er ook de EIA (Energie Investerings-Aftrek). Deze aftrekregeling zorgt voor een lagere fiscale druk bij het investeren in duurzame energieproductiemiddelen of besparingsmaatregelen. Per saldo levert dit dus een mindere hoge investering voor de ondernemer op, voorwaarde is wel dat de onderneming voldoende winst maakt.

09.137.2


Pagina 8


Dit stimuleringsinstrument wordt ook veelvuldig ingezet bij gasgestookte WKK's. Naast algemene stimuleringsmaatregelen heeft het ministerie van LNV ook een aantal ondersteuningsmethoden die alleen voor de glastuinbouwsector zelf gelden. Zo is er de IRE regeling die investeringsniveau's verlaagt voor samenwerkende ondernemers die leidingen (warmte, gas, CO2) naar elkaar willen aanleggen. Er moet hier sprake zijn van een duurzame energiebedrijfvoering. Verder kent LNV de MEI (Marktintroductie Energie-Innovaties) regeling die nieuwe technische verduurzamingstoepassingen ondersteunt. Zo kan maximaal 40% investeringssubsidie worden verkregen op gesloten-kas systemen en biomassaketels.

2.4

Overige regelgeving

Er zijn diverse stukken regelgeving die van invloed zijn op de toepassing van biomassa. De twee belangrijkste worden genoemd: • Emissieregelgeving • Mestbeleid Emissieregelgeving Stookinstallaties die biomassa verstoken moeten vanzelfsprekend voldoen aan de emissie-eisen zoals die in Nederland gelden. Voor installaties in de tuinbouw gelden dan vooral de emissie-eisen zoals die in de herziene BEES-B (Besluit Emissie Eisen Stookinstallaties), de BEMS (Besluit Emissie-eisen Middelgrote Stookinstallaties) komen te staan. Met betrekking tot biomassa zijn zowel biogasmotoren, houtgestookte WKK’s als houtgestookte ketels in dit voorstel opgenomen. Het Ministerie van VROM, verantwoordelijk voor BEMS, heeft aangegeven dat alle biomassa-installaties uiteindelijk moeten voldoen aan de zelfde normen als voor aardgasinstallaties. Omdat technologie voor biomassa hieraan nog niet kan voldoen en nog sterk in ontwikkeling is, is er een overgangssituatie voor de komende jaren met minder strenge eisen voor biomassa-installaties. Zoals het er nu uitziet kunnen komende jaren met deze minder strenge eisen biomassa-installaties gebouwd worden. Dit geeft fabrikanten ook de tijd en de inkomsten om verbeterde technologie te ontwikkelen. In samenwerking met alle partijen zal gestreefd moeten naar ‘proeftuinen’ waar verbeterde of nieuwe technologieën met lagere emissies getest kunnen worden. Bijkomend voordeel voor de tuinbouw is dat de benutting van CO2 door deze technologieën ook binnen bereik komt. Luchtkwaliteit is eveneens een belangrijk aspect met betrekking tot emissies. Locale luchtkwaliteit wordt beïnvloed door emissies van stookinstallaties en daarom is dit van invloed op mogelijkheden voor biomassa-installaties. Zowel de emissie van NOx als fijnstof zijn van invloed op luchtkwaliteit. Eisen voor deze emissies zijn opgenomen in het BEMS. Echter, ondanks dat installaties voldoen aan het BEMS kan een vergunning een probleem zijn als lokaal de concentraties al op de grenswaar-

09.137.2


Pagina 9


den liggen. Dit is dan geen specifiek probleem met biomassa maar kan wel een beperking opleveren voor projecten. Ook de emissies van biomassatransporten moet men hierbij niet vergeten. In landelijke gebieden zal dit een beperkt knelpunt zijn omdat daar de achtergrondconcentraties lager liggen. Vooral in gebieden als het Westland en rondom stedelijke gebieden als bij Utrecht, Aalsmeer e.d. zal dit een knelpunt kunnen zijn. Het spreekt voor zich dat het bereiken van zo laag mogelijke emissies de toepassingsmogelijkheden van biomassa verbetert. Ook daarom is de ontwikkeling van verbeterde technologie met lagere emissies van belang. Mestbeleid Het ministerie van LNV heeft een mestbeleid waar regels voor de verwerking en toepassing van mest alsmede de eisen voor een mineralenboekhouding in opgenomen zijn. Ook zijn hierin eisen opgenomen voor vergistingsinstallaties en de toepassing van digestaat uit vergistingsinstallaties. De regelgeving voor vergisting bepaalt op dit moment de mogelijkheden en onmogelijkheden voor (co-)vergisting. Deze mogelijkheden zijn zeer beperkt en zijn meer gebaseerd op een inpassing van vergisting in bestaand mestbeleid dan dat hierin een energetisch optimale toepassing van biomassa wordt nagestreefd. Hierop wordt in deze visie nader ingegaan.

09.137.2


Pagina 10


3 ENERGIEBEHOEFTE GLASTUINBOUW In de glastuinbouw bestaat een grote behoefte aan energie en CO2 om gewassen op een juiste manier te kunnen kweken. Afhankelijk van het geteelde gewas is er behoefte aan: o Warmte voor het verwarmen van de kas o CO2 voor het bemesten van de teelt o Elektriciteit ten behoeve van belichting en overig verbruik Elektriciteit kan via het landelijke elektriciteitsnetwerk worden ingekocht of verkocht, het dimensioneren op basis van elektriciteitsbehoefte ligt dan ook niet voor de hand. Bij gasgestookte WKK’s wordt de grootte vooral bepaald door de warmte die overdag, tijdens dure uren op de elektriciteitsmarkt, aan de kas of aan de buffer kan worden geleverd. ’s Nachts staat de WKK meestal uit en vindt verwarming plaats uit de warmtebuffer. Een biowkk laat zich minder goed aan/uit schakelen. Daarbij is de investering hoog. Al deze factoren leiden tot een inzet met zoveel mogelijk draaiuren. Dit is dan ook de reden dat in de behoefte bepaling van een glastuinbouw bedrijf en het afstemmen van een bioWKK-installatie op een bedrijf, de warmtevraag een leidende rol speelt. Naast warme dient, al dan niet met behulp van de bioWKK, in de behoefte van CO2 te worden voorzien. Er zijn echter wel alternatieven om een tekort aan CO2 aan te vullen. CO2 is belangrijk maar wel minder leidend voor de dimensionering dan warmte. 3.1

Warmtebehoefte glastuinbouw

De warmtebehoefte van een glastuinbouwbedrijf varieert niet alleen sterk gedurende het jaar, ook is het in grote mate afhankelijk van de teelt. Ruwweg kan er onderscheid gemaakt worden in intensieve en extensieve bedrijven. Extensieve bedrijven hebben een warmtebehoefte van minder dan 25 m3 per m2/jaar. Het gaat hier om teelten als aardbeien, bloemzaden, perkplanten en bollenbroei. Vaak gaat het hier om bedrijven van minder dan 1 ha en hun totale warmtebehoefte is dan ook relatief laag. Om deze reden zijn deze bedrijven niet geschikt voor het plaatsen van een bioWKK. In deze visie wordt daarom onderscheid gemaakt tussen bedrijven met intensieve teelt die in aanmerking komen voor biowkk en bedrijven met extensieve teelt die niet voor biowkk maar wel voor een biomassaketel in aanmerking komen. Tot de intensive teelt behoren bulkgewassen als tomaat, paprika, aubergine en komkommer. Ook potplanten en rozen vallen onder deze categorie. Omdat elk gewas en elke kas een specifiek warmtevraagprofiel heeft gaan we in dit rapport uit van een gemiddelde jaarlijkse warmtevraag van 35 m3 a.e./m2/jaar voor een moderne kas. Het sectorgemiddelde voor intensieve teelten ligt nu nog iets ho-

09.137.2


Pagina 11


ger, maar gezien het lange termijn karakter van deze visie lijkt dit een goede aanname voor potentieberekeningen. Mogelijk dat in de toekomst betere beheersing van het klimaat en nieuwe kasconcepten leiden tot een verdere reductie van de warmtebehoefte. Zo zijn er verschillenden kasconcepten op de markt waarbij het gasverbruik kan dalen naar 25 m3/m2, ook leiden methoden als ‘het nieuwe telen’2 tot vergelijkbare vermindering van de warmtevraag. Dit zou er toe kunnen leiden dat met hetzelfde vermogen aan bioWKK een groter areaal glas kan worden verwarmd. De gevoeligheid voor een lagere warmtevraag wordt in de potentieelraming meegenomen. In Figuur 2 is een voorbeeld gegeven van een warmtevraagprofiel van een voorbeeld glastuinder. De vermogensbehoefte is genormaliseerd per ha glas. Opvallend is dat bij deze teelt dat bij deze teelt de warmtebehoefte in de zomer nog steeds erg hoog is. Dit komt onder andere doordat bij veel zonlicht in de kas de gewassen veel vocht uitstoten. In de ochtend dient de kas daarom ontvochtigd te worden wat met ventilatie en warmte gebeurt. Ook de teeltwisseling in november is duidelijk terug te zien. Voorbeeld warmtegebruiksprofiel kas Warmtebehoefte 35 M3/ha 900

Warmtevraag [kW/ha]

800 700 600 500 400 300 200 100 0 01-jan

22-feb

15-apr

06-jun

28-jul

18-sep

09-nov

31-dec

Dagen van het jaar

Figuur 2: Voorbeeld van een warmtevraagprofiel van een glastuinbouwgebied over de dagen van het jaar.

3.2

De rol van CO2

Gewassen hebben behalve licht en warmte ook CO2 nodig om goed te kunnen assimileren en te groeien. De CO2 concentratie in de kas wordt daarom, afhankelijk van de teelt, verhoogd van 380 ppm in lucht tot 800-1200 ppm in de kas. Er is een 2

http://www.tuinbouw.nl/project/nieuwe-telen-economische-haalbaarheid

09.137.2


Pagina 12


trend waarbij steeds meer CO2 wordt gebruikt in de kas, zeker als dit tegen een goede prijs en met een goede kwaliteit beschikbaar is. In het verleden werden gasketels ingezet om CO2 te produceren, tegenwoordig zijn er ook alternatieven beschikbaar zoals aardgasWKK met rookgasreiniger, OCAP CO2 (industriële CO2 pijpleiding beschikbaar in deel Zuid Holland) en zuivere CO2. CO2 uit een gasketel of een aardgasWKK hebben als nadeel dat er warme rookgassen de kas in worden gebracht. Hierdoor moet er in de zomer meer worden geventileerd om deze warmte af te voeren. Dit zorgt voor verlies van CO2 naar de buitenlucht. CO2 vanuit de OCAP of in zuivere vorm heeft dit probleem niet waardoor er minder CO2 nodig is om dezelfde concentratie in de kas te kunnen behouden. Toch blijkt uit cijfers van OCAP en WARMCO2 (industrie-Warmte en -CO2 leverende onderneming in nieuw GTB gebied bij Terneuzen) dat indien zuivere CO2 wordt toegepast en de afnameprijs hiervan goed is, de hoeveelheid CO2 die wordt gedoseerd niet omlaag gaat ten opzichte van conventionele bemestingssystemen. Afhankelijk van de teelt gaat het vaak om 20 tot 35 kg/m2/jaar. In het zoeken van een goede combinatie tussen biowkk en tuinbouwbedrijf gaan we uit van een verbruik van 25 kg/m2/jaar. 3.3

Classificatie van tuinbouwbedrijven Intensieve bedrijven

Niet belichten

Klein

Middel

Groot

Belichten

Extensief belichten

Intensief belichten

Figuur 3: indeling intensieve bedrijven naar formaat en belichting Om een goede match te vinden tussen verschillende bioWKK technologieën, biomassastromen en een glastuinbouwbedrijf zijn de intensieve bedrijven onderverdeeld in een aantal groepen. De onderverdeling is in Figuur 3 voorgesteld en omvat niet belichtende bedrijven van verschillende omvang en belichtende bedrijven met veel of weinig belichting. De niet belichtende tuinbouwbedrijven zijn op gedeeld op basis van energievraag in klein, middel en groot. In Tabel 3 zijn de warmtebehoefte en CO2 behoefte van deze drie klassen opgesomd. Tevens is er voor elke klasse een aantal voorbeelden van teelt en aantal ha glas gegeven, die voor deze klassen zouden kunnen gelden. In een later stadium van dit rapport zullen deze bedrijfsklassen worden gebruikt om een goede match te vinden met een geschikte bioWKK installatie.

09.137.2


Pagina 13


Tabel 3: Classificatie van niet belichtende tuinbouwbedrijven in klein, middel en grote bedrijven. Er wordt hierin uitgegaan van een warmtevraag van ~35 m3 a.e./m2/jaar en een CO2 behoefte van 25 kg/m2/jaar. Niet belichte teelt Middel Groot

Klein 3

Cluster

Warmte [m a.e.]

500.000

1.400.000

3.500.000

8.750.000

CO2 [kg]

375.000

1.000.000

2.500.000

6.250.000

Typisch bedrijf

Aubergines Potplanten ~1,5 ha Komkommer

Komkommer Paprika ~4 ha Tomaat

Paprika Tomaat ~8 ha Cluster

Groot Cluster ~25 ha

Belichtende glastuinbouwbedrijven zijn opgedeeld in extensieve en intensieve bedrijven. Uiteraard zijn er binnen de belichtende tuinbouwbedrijven ook grote en kleine bedrijven, het is echter met name de verhouding tussen elektriciteits- en warmtevraag die een BioWKK voor een bepaald bedrijf geschikt maakt. Tabel 4: Classificatie van belichtende tuinbouwbedrijven in extensief en intensief. Belichtende bedrijven Extensief Intensief

09.137.2

Warmte [m3 a.e.]

700.000

1.500.000

Elektriciteit [MWh]

2.000

6.000

CO2 [kg]

440.000

580.000

Typisch bedrijf

Chrysanten 2 ha Orchideeën 1,4 ha

Roos 2 ha


Pagina 14


4 BEOORDELINGSCRITERIA In overleg met de verschillende partijen in de stuurgroep is er een lijst opgesteld met criteria waaraan de verschillende biomassa-conversieroutes moeten voldoen. Onder biomassa-conversieroutes wordt verstaan de combinatie van type biomassa met de daarbij horende conversiemethode. De criteria waaraan biomassa-conversieketens dienen te voldoen worden in de komende paragrafen behandeld.

4.1

Duurzaamheid

In het verleden is in de glastuinbouw, net als in de rest van Nederland, ingezet op de productie van duurzame elektriciteit middels bio-oliën zoals frituurvet, dierlijke vetten en palmolie. Pas toen de eerste installaties in bedrijf waren bleek de duurzaamheid van met name palmolie om allerlei redenen niet gewaarborgd. In een goede toekomstvisie voor de toepassing van biomassa in de glastuinbouw is het kunnen garanderen van de duurzaamheid van de brandstof dan ook cruciaal. Om de duurzaamheid van biobrandstoffen te controleren is in Nederland onlangs de norm NTA 8080 ontwikkeld. Deze norm zal, indien alles volgens plan verloopt, ook als instrument worden gebruikt om de duurzaamheid binnen de SDE 2010 te borgen. Kort zullen hier een aantal belangrijke componenten uit de NTA 8080:2009 worden besproken. De EU heeft ook een wat beperkter set van eisen opgenomen in haar recente duurzame energierichtlijn (2009/28/EG). Broeikasgasemissies Een van de drijvende krachten achter verduurzaming en bioWKK’s is het vermijden van CO2 emissies. Er zijn in de NTA 8080 verschillende categorieën met verschillende CO2 emissie reductie-eisen en referenties. Voor BioWKK’s geldt dat er minimaal 70% van de emissies dient plaats te vinden ten opzichte van de Nederlandse mix elektriciteitsproductie. Dit is als gegeven in deze studie gebruikt. De berekeningsmethode achter de “berekeningstool voor het bepalen van broeikasgasemissies bij productie van elektriciteit, warmte en transportbrandstoffen uit biomassa” of kortweg de “CO2-Tool”3 is hierbij leidend. De CO2 tool zelf is op dit moment praktisch gezien nog niet uit de ontwikkelingsfase, het gebruikersgemak van de software met name bij het handmatig configureren van nieuwe ketens is op onvoldoende niveau om door een individuele ondernemer te kunnen worden gebruikt. Hier zal dus nog een extra ontwikkelingsslag moeten worden gemaakt. 3

http://www.senternovem.nl/duurzameenergie/infotheek/publicaties/publicaties_bioenergie/co2_tool.asp

09.137.2


Pagina 15


Verder is de EU bezig met het ontwikkelen van richtlijnen, het is nog niet duidelijk of en wanneer deze leidend zullen worden. Concurrentie met voedsel en locale toepassing van biomassa Bij het toepassen van biomassa voor energieproductie wordt deze biomassa aan de grondstofketen onttrokken. Volgens de duurzaamheidsnorm mag het gebruik van biomassa niet ten koste gaan van locale voedselproductie. Dit is het geval indien locale landbouwgrond die nu wordt gebruikt voor voedselproductie wordt toegepast voor biomassaproductie ten behoeve van energieproductie. Ook mag het aanwenden van biomassastromen voor energievoorziening niet leiden tot het in gevaar brengen van de locale energievoorziening, medicijnproductie en de productie van bouwmaterialen. Biodiversiteit De productie van biomassa mag de biodiversiteit niet in gevaar brengen. Hiervoor zijn uitgebreide regels opgesteld voor bestaande en nieuwe productielocaties. De kern van de zaak is dat er bij bestaande productielocaties gestreefd wordt naar behoud of verhoging van de biodiversiteit. Bij nieuwe productielocaties mag de biodiversiteit niet in het gedrang komen, dit geldt met name in gebieden met hoge biodiversiteit zoals beschermde gebieden en gebieden van hoge biodiversiteitswaarde. Milieu Het milieu mag niet bedreigd worden bij de productie van biomassa. Zo dient de bodemkwaliteit niet achteruit te gaan en mag er geen gebruik worden gemaakt van water uit uitputbare bronnen. Wat luchtkwaliteit betreft mag er geen overtreding plaatsvinden van de nationale regels op gebied van luchtkwaliteit. Overigens dient er niet alleen bij de productie van biomassa rekening gehouden te worden met bodem en luchtkwaliteit. Dit geldt ook voor de energieconversieinstallatie. Op dit moment worden de emissie-eisen voor decentrale energieopwekkingsinstallaties voor biomassa aangescherpt. Het is de verwachting dat deze nieuwe eisen (BEMS – Besluit Emissie-eisen Middelgrote Stookinstallaties) begin 2010 van kracht worden. Welvaart en welzijn De productie van biomassa moet bijdragen aan de locale welvaart en welzijn van de werknemers en locale bevolking. Indirect landgebruik Bij de productie van biomassa op landbouwgrond spelen al snel verdringingseffecten. Doordat op een stuk landbouwareaal hoofdzakelijk biomassa wordt geteeld (dus geen voedsel met biomassa voor energie als reststroom) verdringt dit al snel de voedselproductie of worden nieuwe gebieden ontgonnen voor deze voedselproductie. Dit effect is op het niveau van biomassa inkoop moeilijk te achterhalen en door certificering niet te voorkomen. De overheid kan hier op macroniveau ingrijpen

09.137.2


Pagina 16


door biomassastromen met een hoog risico of biomassa uit risicogebieden niet in aanmerking te laten komen voor stimulering. Voor binnenlandse biomassa is vrij eenvoudig aan dit criterium te voldoen door in te zetten op (onderbenutte) restproducten en niet op energieteelt van biomassa. 4.2

Logistiek

Biomassa is vaak minder energiedicht en meer vochtrijk dan conventionele brandstoffen. Lange transportafstanden hebben dan ook negatieve effecten op de economisch haalbaarheid en de duurzaamheid (met name qua CO2 emissie) van een biomassa conversieroute. Hiermee zal met het inrichten van ketens rekening moeten worden gehouden. Ook kan veel transport in de omgeving van een installatie leiden tot weerstand van de omliggende bewoners. 4.3

Rentabiliteit

Een voorwaarde voor het op grote schaal toepassen van biomassaWKK’s in de glastuinbouw is dat ondernemers een goed rendement op hun investering hebben. Hierbij spelen twee belangrijke factoren een rol: o Prijs van de technisch installatie o De prijs van de brandstof (per energie-eenheid) Over het algemeen is het zo dat de technische installaties voor biomassaverwerking duurder zijn dan van conventionele brandstoffen (aardgas). Daar staat tegenover dat de prijs van de brandstoffen vaak lager is.

4.4

Borging van bedrijfscontinuïteit

Gevoeligheid prijsfluctuaties Indien een ondernemer heeft geïnvesteerd in een bioWKK is hij afhankelijk van twee belangrijke variabelen voor de rentabiliteit van de installatie: de prijs van de biomassa die de WKK verbruikt en de prijs van de verkoop van duurzame elektriciteit. De prijs van biomassa is in grote mate afhankelijk van de totale vraag en of er andere sectoren zijn die de biomassa voor toepassingen gebruiken die meer waarde kunnen toevoegen, zoals voedsel of de chemische industrie. De prijs van elektriciteitsverkoop is onder de huidige SDE subsidieregeling bij het verkrijgen van een beschikking voor vrijwel 12 jaar gegarandeerd. Dit maakt dat het maken van lange termijn prijsafspraken verstandig is om de ondernemersrisico’s bij investering zoveel mogelijk af te dekken.

Bandbreedte biomassastroom 09.137.2


Pagina 17


De brandstofstromen voor biomassa zijn niet zo strak gedefinieerd als bijvoorbeeld de kwaliteit en samenstelling van aardgas. Dit betekent dat bepaalde typen installaties een bepaalde bandbreedte aan brandstoffen kunnen accepteren. In het algemeen kan worden gesteld dat hoe groter de bandbreedte van geaccepteerde biomassa en hoe ‘minder zuiver’ de biomassa des te duurder de installatie die deze biomassastromen kan verwerken. Door het aanschaffen van een biowkk die een breed spectrum aan lastige biomassastromen kan verwerken kan vaak een lagere prijs worden bedongen en kunnen alternatieve stromen worden gebruikt bij een slechte prijsvorming. Omdat meerdere typen en kwaliteiten biomassa kunnen worden toegepast, loopt men met een ‘breed spectrum’ installatie minder risico, omdat bij uitputting van een bepaalde kwaliteit biomassa op een alternatief kan worden overgestapt. Betrouwbaarheid overheid De huidige verduurzamingsslag naar toepassing van biomassa voor energieopwekking wordt nog voor een belangrijk deel gedreven door overheidssubsidies. In het verleden is gebleken dat de overheid haar ingezette beleid niet altijd vasthoudt. Dit brengt risico’s met zich mee als het gaat om voor ondernemers en voor de strategie van de sector. Het is dan ook van belang dat de sector afspraken maakt met de overheid om het duurzaamheidsbeleid door te zetten. Hier zit duidelijk een tweezijdig belang, de sector wil tenslotte verduurzamen om minder afhankelijk te worden van fossiele brandstoffen, terwijl de overheid ook belang heeft vanuit haar eigen doelstellingen op CO2 en brandstofafhankelijkheidsgebied. De sector blijft echter het risico lopen dat de overheid haar beleid tussentijds aanpast. Ondernemers zijn bij hun investeringen afhankelijk van overheidssubsidie en de blijvende ondersteuning hiervan gedurende de bedrijf van een biowkk. De huidige SDE regeling kan deze garantie voor een groot deel bieden. Het geboden basisbedrag (grijze stroomprijs + subsidiebedrag) wordt namelijk voor een periode van 12 jaar vastgelegd. Indien een ondernemer dus een beschikking heeft ligt zijn verkoopprijs voor elektriciteit dus voor 12 jaar vrijwel vast. Indien de grijze stroomprijs niet heel erg onderuitzakt is de ondernemer gegarandeerd van de opbrengst van zijn elektriciteitsverkoop. Dit is een zekerheid die veel verder gaat dan indien een ondernemer bijvoorbeeld investeert in een aardgasWKK. In aanloop naar het verkrijgen van een subsidiebeschikking dient een ondernemer haalbaarheidsstudies uit te voeren en vergunningen aan te vragen. Gedurende deze tijd heeft de ondernemer nog geen beschikking en loopt hij het risico de gemaakte kosten voor niets te hebben gedaan indien, de regeling is gestopt of het geld binnen de categorie op is (dit laatste deed zich voor in 2009).

09.137.2


Pagina 18


5 BIOMASSA BESCHIKBAARHEID 5.1

Beschikbaarheid van bruto biomassastromen in Nederland

In 2006 is er een globale schatting gemaakt van de hoeveelheid biomassa die Nederland in het jaar 2000 verbruikte en waar die vandaan kwam (ECN/WUR, 2006). Nederland importeerde in 2000 naar schatting 33 miljoen ton (droge stof) biomassa en exporteerde 22 miljoen ton DS biomassa. Verder groeide er op een totale oppervlakte van 3,4 miljoen ha in Nederland in 2000 zo’n 31 miljoen ton DS oogstbare biomassa. Bij elkaar vindt zo ongeveer 42 miljoen ton droge stof zijn einde in Nederland. De Nederlandse biomassapotentie is in essentie op deze biomassa gebaseerd. Welk deel van deze biomassa kunnen we voor energiedoeleinden gebruiken zonder andere toepassingen van deze biomassa te belemmeren? Het is hierbij belangrijk te beseffen dat veel van deze biomassa wel wordt gebruikt maar niet wordt verbruikt, denk aan gras dat nog altijd na gebruik door de koe als mest voor energie ingezet kan worden. Verder zijn er allerlei soorten afval en veel biomassa die nu in het veld achterblijft. Er zijn dus mogelijkheden om een groot deel van de biomassa uiteindelijk voor energieproductie in te zetten. Naast het gebruik van Nederlandse biomassa is ook import van biomassa een mogelijkheid. Dit vindt met name voor grootschalige toepassingen, zoals bij- en meestook in kolencentrales, al op grote schaal plaats. 5.2

Beschikbaarheid van biomassastromen voor energietoepassingen

Er zijn de afgelopen jaren verschillende studies gedaan naar de beschikbaarheid van biomassa in Nederland (zie oa.: Koppejan et al., 2005; ECN/WUR, 2006). Wij gaan uit van de meest recente studie van Koppejan et al. (2009). Zij hebben een systematische studie uitgevoerd naar de beschikbaarheid van Nederlandse biomassa voor elektriciteit en warmte (niet biotransportbrandstoffen) in 2020. Import van biomassa voor energie is ook relevant. Dit wordt apart beschouwd aan het einde van het hoofdstuk. Nederlandse biomassa kan afkomstig zijn van directe teelt (voor energie), primaire bijproducten (direct van het veld), secundaire bijproducten (van het productieproces) en tertiaire bijproducten (biomassa die functie heeft gehad, afval). De studie heeft biomassa beschikbaarheid ingeschat onder 4 scenario’s gebaseerd op de bekende 4 scenario’s die ook door het CPB gehanteerd worden (Tabel 5).

09.137.2


Pagina 19


Tabel 5: Basis scenario’s van het CPB die als basis dienen voor specifieke biomassa scenario’s in Koppejan et al., 2009. Mondiale instituties

Lokale netwerken

Sterke economische groei, minder aandacht voor ecologische en sociale duurzaamheid

1. “Global Economy”: economie en geldelijk gewin overheerst zonder nationale barrières

2. “Transatlantic Market”: geldelijk gewin overheerst binnen nationale en regionale grenzen

Lagere economische groei, meer aandacht voor ecologische en sociale duurzaamheid

3. “Strong Europe”: we4. “Regional Communireldproblemen worden ge- ties”: wereldproblemen zamenlijk opgelost worden lokaal opgelost

Deze scenario’s zijn ten behoeve van de biomassa studie verder geïnterpreteerd en ingevuld. Er is aangenomen dat voor scenario’s 1 en 2 leveringszekerheid de belangrijkste driver is voor het gebruik van biomassa en voor scenario’s 3 en 4 duurzaamheid, en dus het broeikaseffect bestrijden, de belangrijkste driver is. In Tabel 6 zijn enkele van de specifieke aannames onder de 4 biomassa scenario’s beschreven. Tabel 6: Specifieke aannames voor de 4 scenario’s zoals gebruikt door Koppejan et al., 2009. Mondiale instituties Open markten Minder aan“Global Economy”: dacht voor • Lage biomassa- en CO2 prijzen Levendige mondiale handel, vooral vanweecologische en • ge security of supply sociale duur• Indirecte CO2 effecten minder belangrijk zaamheid • Ondersteuning van de Nederlandse landbouw speelt geen rol bij ondersteuning van bio-energie • 1e gen transportbrandstoffen wereldwijd gesourced • 2e gen transportbrandstoffen alleen als het uit kan • Bijproducten worden inefficiënt gebruik • Nederlandse biomassa wordt vooral ingezet in decentrale verbranding, cofiring breidt uit met nieuwe kolencentrales

Lokale netwerken Lokale markten “Transatlantic Market”: • Lage biomassaprijzen • Handel binnen Europa, vooral gedreven door security of supply en kosten • Indirecte CO2 effecten minder belangrijk • Ondersteuning van de landbouw speelt een grotere rol bij ondersteuning van bioenergie • 1e gen transportbrandstoffen zijn langer belangrijk en komen vooral uit Oost Europa. • Bijproducten worden inefficiënt gebruikt • Nederlandse biomassa speelt een relatief geringe rol • Nederlandse biomassa wordt vooral ingezet in decentrale verbranding, cofiring breidt uit met nieuwe kolencentrales

Meer aandacht “Strong Europe”: voor ecologi• Relatief hoge biomassa- en CO2 prijzen Duurzame biomassa (met name residuen) sche en sociale • wordt mondiaal gesourced duurzaamheid • Bioenergie wordt gedreven door wens broeikasgas uitstoot te verminderen, ook

“Regional Communities”: • Hoogste prijzen voor biomassa en CO2 • Duurzaam geteelde biomassa wordt uit Oost Europa gesourced • Bioenergie wordt vooral door wens GHG uitstoot te verminderen, ook andere duur-

09.137.2


Pagina 20


• • • • • •

andere duurzaamheidscriteria zijn sturend. Security of supply is ondergeschikt Ondersteuning van de landbouw speelt geen rol bij ondersteuning van bioenergie Bijproducten worden wereldwijd efficiënt ingezet voor bioenergie Energieteelt (wereldwijd) concurreert niet met voedsel om land 2e generatie transportbrandstoffen concurreren met bestaande kolencentrales om lignocellulose biomassa e 1 generatie transportbrandstoffen faseren uit Geen nieuwe kolencentrales, hoge percentages bijstook in bestaande centrales

• • • • • •

zaamheidscriteria en security of supply zjin sturend Ondersteuning van de landbouw speelt een belangrijke rol bij ondersteuning van bioenergie Bijproducten worden efficiënt ingezet ook voor bioenergie Energieteelt (wereldwijd) concurreert niet met voedsel om land 2e generatie concurreert 1e generatie er op termijn uit, niet direct vanwege bescherming van landbouw e 1 generatie transportbrandstoffen faseren uit Geen nieuwe kolencentrales, hoge percentages bijstook in bestaande centrales

In de studie worden voor de verschillende scenario’s 46 a 50 miljoen ton (DS) biomassa geïdentificeerd die (afhankelijk van de scenario aannames) wellicht voor energie in te zetten is. Sommige biomassa wordt hierbij “dubbel” geteld omdat bijvoorbeeld zowel al het gras als alle mest (waaruit mest gemaakt wordt) geteld wordt. Om de netto biomassa beschikbaarheid onder de 4 scenario’s in te schatten is er de volgende formule (impliciet) gebruikt: B= A - T1 -T2 - T3- T4 Waarbij B= biomassa beschikbaarheid onder een scenario A= aanwezigheid in Nederland onder een scenario T1 = conventionele concurrerende toepassing onder een scenario (Feed, Food, Fibre, etc) T2 = Nieuwe concurrerende toepassing (2e generatie, etc) onder een scenario T3 = moet vanwege bodemvruchtbaarheid achtergelaten worden in het veld onder een scenario (voor bodem/natuur) T4 = te duur onder een scenario door afwezigheid van logistiek systeem of geschikte conversietechnologie Afhankelijk van het scenario is er in 2020 tussen de 13.4 en 16.4 miljoen ton biomassa beschikbaar voor elektriciteit en warmtewinning (zie tabel 3).

09.137.2


Pagina 21


Table 3. Beschikbaarheid van Nederlandse biomassa onder 4 scenario’s in 2020. Scenario 1: openmarkten en focus op leveringszekerheid, Scenario 2: minder open markten, focus op leveringszekerheid; Scenario 3: open markten en focus op duurzaamheid; Scenario 4: minder open markten en focus op duurzaamheid (uit Koppejan et al., 2009). kton droge stof Scenario Brute beschikbaarheid volgt

Stroom

1. Global 2. Transatlantic Economy Market

3. (Strong Europe)

4. Regional Communities 187

Stro

935

94

140

94

grasstro

85

4

6

4

9

Natte gewasresten akkerbouw

742

-

148

186

297

Natte gewasresten tuinbouw

280

-

70

84

140

Groenbemester

70

-

14

14

28

80-130

52

78

64

64

376

-

38

38

75

1,244

62

249

373

498

480

48

96

144

192

1,080

54

162

270

378

Bermgras en gras van waterwegen

640

32

168

320

512

Heide

146

-

-

29

44

Riet

40

-

-

12

16

Energieteelt binnen landbouw

9,900

50

99

-

50

Energieteelt buiten landbouw

500

25

50

125

250

Hout uit bebouwde omgeving

280

280

280

280

280

Natte biomassa bebouwde omgeving

490

25

-

-

-

10,000

-

-

100

200

Fruit- en boomteelt Hout uit bos zonder oogst Hout uit bos met oogst Hout uit landschap Natuurgras

Gras voor bioraffinage Resthout uit houtverwerkende industrie

576

383

383

383

383

Steekvaste (pluimvee)mest

2,538 -2.933

2,346

2,030

2,346

2,030

Drijfmest

3,321 - 5,131

257

181

2,533

1,993

RWZI slib

349

349

349

349

349

Aquatische biomassa

0–5

-

-

3

5

0

-

-

-

-

Swill Voedings- en genotmiddelenindustrie Aardappelrestproducten

178

45

45

22

22

3,093

9

9

93

93

Diermeel

213

213

213

85

85

Aardappel/tarwe zetmeel en meel

415

104

104

52

52

Cacaodoppen

56

56

56

56

56

Koffiedik

16

16

16

16

16

Suikerbietenreststromen

132

33

33

17

17

Bierbostel

100

-

-

-

-

Groenteafval

23

6

6

3

3

Oliezadenschroot

Visafval

15

0

0

0

0

Restvetten (putvetten)

100

100

100

100

100

Frituurvetten

130

-

-

-

-

738

738

738

738

738

264 – 317

288

262

258

239

95

15

15

15

15

Oud en bewerkt hout

1,564 – 2,072

2.027

1,685

1,789

1,210

Restfractie van HHA

2,921 – 3,895

3,895

3,041

3,307

2,483

916 – 1,082

1,082

885

998

778

1,082 – 1,226

1,226

1,021

1,170

919

32

25

25

25

25

Gescheiden ingezameld GFT Papierresiduen Textiel

Restfractie van industrieel afval Restfractie van KWD Veilingafval

09.137.2


Pagina 22


Composteeroverloop SRF TOTAAL

30

30

30

30

30

-

-

800

-

800

46,268 – 50,364

13,763

13,392

16,407

15,538

De totale beschikbaarheid van biomassa onder de 4 scenario’s ligt tussen de 13,4 en 16,4 miljoen ton DS. Dit komt overeen met 226 a 281 PJ HHV primaire. Bij inzet volgens de scenario’s leidt tot to een productie van 53 a 94 PJ finale energie en 101 a 157 PJ vermeden fossiel. Hoewel Het verschil in beschikbaarheid van biomassa onder de verschillende scenario’s niet erg groot is, is de aard van de beschikbare biomassa wel iets anders. In scenario’s (3 en 4) komen er meer primaire biomassa stromen beschikbaar omdat biomassaprijzen hoger liggen en omdat bijproducten relatief aantrekkelijk zijn doordat er minder concurrentie is met feed en food. Beschikbaarheid van biomassa (voor elektriciteit en warmte) wordt relatief verminderd doordat ook andere biomassa toepassingen belangrijk worden. Zoals 1e en 2e generatie biobrandstoffen en bioraffinage voor feed, food en fibre (en een klein deel voor energie). Het is belangrijk te beseffen dat in de meer op duurzaamheid gerichte scenario’s 3 en 4 belemmeringen voor vergisting worden weggenomen. Hierbij is dus verondersteld dat aanpassing van mestwetgeving en andere relevante regelgeving dit mogelijk maakt. Hierdoor kan heel veel mest en ook andere geschikte stromen zoals natte gewasresten, bermgras en natuurgras worden vergist. Onder alle scenario’s wordt aangenomen dat vetten en oliën eerder voor productie van transportbrandstoffen dan voor elektriciteit en warmte wordt ingezet. Omdat dit een meer concurrerende toepassing is onder het verwachte beleid van bijmengverplichting. Verder maken ook hier duurzaamheidseisen gebruik van bijproducten aantrekkelijker. De conversie van biomassa naar elektriciteit en warmte is over het algemeen moeilijker dan voor fossiele grondstoffen. Dit komt door de aard van biomassa (veel vocht, as-gehalte en moeilijke handling) en niet in de laatste plaats door het ontbreken van een goede infrastructuur om biomassa voor energieproductie in te zetten. In de scenario’s van Koppejan et al (2009) is aangenomen dat er onder de duurzame scenario’s (3 en 4) meer ruimte is om biomassa efficiënt in te zetten met name door gebruik van nieuwe technologieën en door betere inzet van (rest) warmte. Hierdoor is het verschil in finale energieproductie ook groter, 54 PJ, voor scenario’s 1 en 2 en tot 91 tot 94 PJ voor de duurzame scenario’s. Van de hoeveelheden vermeden broeikasgas equivalenten onder de 4 scenario’s zijn geen berekeningen gemaakt. Het scenario dat in Nederland het meeste zal aanspreken is scenario 3. Hierbij wordt uitgegaan van een open (wereld) markt waarbij duurzaamheidsproblemen gezamenlijk wereldwijd aangepakt worden. In dit scenario wordt er vanuit gegaan dat de EU en dus Nederland relatief open markten heeft en dus veel (duurzame) biomassahandel kan plaatsvinden en dat er internationaal een beleid wordt gevoerd

09.137.2


Pagina 23


gericht op duurzaamheid. Biomassa wordt met name ingezet voor bestrijding van het broeikaseffect. Beleid is er op gericht om biomassa efficiënt te gebruiken en dus is het gebruik van bijproducten relatief aantrekkelijk vergeleken met teelt voor energie. Verder is er beleid dat efficiënt gebruik van biomassa stimuleert of niet hindert. Denk hierbij aan beleid dat grootschalige vergisting van mest, bijproducten en gewasresten mogelijk maakt en stimulering van maximale benutting van biomassa met een maximale benutting van restwarmte. 5.3

Regionale toepassing van biomassa-conversieketens

Biomassa is zeer divers in samenstelling en voorkomen. Het is vaak moeilijk te “handelen” en bevat meestal water en componenten die transport duur maken en conversie belemmeren. De inzet van biomassa is dan ook vaak niet zozeer afhankelijk van de beschikbaarheid van de biomassa alswel van de aanwezigheid van infrastructuur in de nabijheid om deze biomassa te behandelen of direct in te zetten. Denk hierbij aan voorbewerking en opslag (drogen, pelleteren, chippen, etc.) en conversie (verbranden en vergisten). Verder moet de afname van elektriciteit, bijproducten (as, digestaat) en vooral warmte mogelijk zijn. Verder moet er een continue aanvoer van biomassa zijn en een continue afname van warmte mogelijk zijn. De meeste biomassa in tabel 3 kan alleen dicht bij de bron economisch (en duurzaam) ingezet worden. Als maximale aanvoer radius voor houtchips wordt 30 a 50 km genomen in Nederland. Voor natter stromen zoals gewasresten zal de afstand kleiner zijn. De aanwezigheid van glastuinbouw in de nabijheid van deze biomassa kan een belangrijk voordeel opleveren omdat hier een continue afname van warmte en CO2 mogelijk is . In Hoofdstuk 9 wordt een analyse gegeven van de (lokale) beschikbaarheid van biomassa en de aanwezigheid van glastuinbouw. Het matchen van warmteproductie met een warmtebehoefte is vaak nog moeilijker waardoor opties voor efficiënt gebruik van biomassa vaak beperkt zijn. De glastuinbouw biedt in veel gebieden van Nederland een van de aantrekkelijkste mogelijkheden om biomassa conversie te laten plaats hebben. 5.4

Biomassa uit het buitenland

In het algemeen wordt er vanuit gegaan dat de beschikbaarheid van biomassa uit het buitenland zeer groot is. In principe zou zelfs de totale energiebehoefte van de wereld met biomassa gedekt kunnen worden als ook energieteelt op zeer grote schaal wordt toegepast, zoals is aangetoond in verschillende studies door de groep van Faaij (Universiteit Utrecht). Een belangrijke beperking van de mogelijkheid om biomassa te importeren zullen de duurzaamheidseisen zijn die ook aan biomassa voor elektriciteit en warmte gesteld zullen worden.

09.137.2


Pagina 24


Een recente analyse van Bindraban et al. (2009)4 net als een recente FAO5-analyse, over de toekomst van de voedselvoorziening, stellen dat alle landbouwgrond de komende decennia nodig zal zijn om aan een stijgende vraag naar voedsel te voldoen. Consequentie hiervan zal zijn dat buitenlandse biomassa gebaseerd op energieteelt daarom bij voorbaat voedselproductie kan verdringen of een uitbreiding van het wereldwijde landbouwareaal zal uitlokken. Beide effecten staan op gespannen voet met duurzaamheidscriteria. Teelt op onbenut land of marginaal land en het gebruik van onderbenutte biomassa en bijproducten kan een oplossing zijn6. Het is te verwachten dat productie van duurzame biomassa wel tot een hogere prijs van de biomassa zal leiden. Dit is ook een van de aannames bij de duurzame biomassa scenario’s (van Koppejan et al., 2009) zoals hierboven beschreven. Bij hogere duurzaamheidseisen zal import van biomassa duurder zijn waardoor het eerder uit kan om onderbenutte Nederlandse biomassa te gebruiken zoals tak en tophout, natte gewasresten, mest, etc. Op dit moment vindt import van biomassa, voor met name elektriciteitsproductie, al grootschalig plaats. Het gaat dan met name om schone houtpellets en andere droge bijproducten die specifiek voor elektriciteit- en warmteproductie wordt geïmporteerd zoals oliepalm schilfers, cacaodoppen, etc. Potentiële productie van makkelijk te transporteren pellets lijkt nog verder te kunnen toenemen. Voor veel biomassa is het nodig om eerst de biomassa te drogen, verkleinen en te pelleteren wat naar schatting 60€ per ton (pellet) kost. Verder is er een grote aanvoer van (palm) olie voor elektriciteitsproductie geweest die wegens twijfels aan de duurzaamheid hiervan stop is gezet. Behalve hout pellets lijkt het waarschijnlijk dat in de toekomst ook andere vormen van biomassa grootschalig als commodity aangevoerd zal gaan worden. Bijvoorbeeld industriepellets (pellets van iets slechtere samenstelling o.a. gebaseerd op stro), torrefactiepellets (pellets van biomassa die is verhit tot 250 a 300 C en daarbij bros en makkelijk te handelen wordt) en pyrolyse olie.

4

Bindraban, P.S.; Bulte, E.H.; Conijn, J.G. (2009), Can large-scale biofuels production be sustainable by 2020?, Agricultural Systems 101 (3). - p. 197 – 199, doi:10.1016/ j.agsy.2009.06.005 5 UN Food and agriculture organisation, High-Level Expert Forum on How to Feed the World in 2050, discussion paper, meeting 12-13 Oktober 6 Commissie Duurzaamheidsvraagstukken Biomassa, 2009. Maak landbouw deel van de oplossing. Advies over indirect land use change (ILUC). http://www.corbey.nl/includes/download.asp?media_id=573

09.137.2


Pagina 25


6 CONVERSIETECHNOLOGIE VOOR BIOMASSASTROMEN In dit hoofdstuk wordt een nadere toelichting alsmede het ontwikkelpotentieel aangegeven van de technologieën die in het vorige hoofdstuk voor de verschillende gevonden relevante biomassa-conversieketens wordt voorzien.

6.1

Vergisting

Vergisting is een proces waarbij de organische fractie van biomassa anaeroob wordt gefermenteerd tot een mengsel van methaangas, CO2, waterdamp en een aantal gassen in kleine concentraties. Het is een betrekkelijk gemakkelijk uitvoerbaar proces in de zin dat het met een beperkte hoeveelheid simpele apparatuur uitvoerbaar is. Het gaat hoofdzakelijk om een reactorvat (vergister), een navergister en in- en uitvoersystemen. In Tabel 7 worden typische concentraties genoemd van gassen in biogas. Tabel 7: typische concentraties van gassen in biogas Gas

Concentratie

CH4 CO2 Overige gassen

45 – 75% 25 – 45% Voornamelijk H2O, N2, H2, H2S

Vergisting is vooral een optie voor natte biomassa zoals mest of natte plant- en voedselresten. Het grote voordeel van dit proces is dat er een brandbaar gas uit de natte biomassa ontstaat, waarbij verdamping van het in de biomassa aanwezige water niet nodig is. Voor houtige stromen is deze techniek niet geschikt. Ook bevat meestal minder dan 50% vocht waardoor thermische conversie een veel hoger rendement heeft. De organische reststroom die tuinders bij de teelt overhouden is zeer beperkt en onvoldoende om een eigen vergister op te bedrijven. Wel zou men samenwerking kunnen zoeken met een partij die met biomassa van elders een installatie kan bedrijven die wel groot genoeg is. Vergisting wordt in Duitsland op grote schaal toegepast met meer dan 2000 vergisters en in Nederland ligt het aantal vergisters op ruim honderd en het aantal loopt langzaam op. De conversie van organisch gebonden koolstof (C) naar methaan en CO2 is vaak niet volledig. De conversie ligt tussen de 90% voor vetten en suikers en kan zelfs

09.137.2


Pagina 26


minder dan 50% zijn voor recalcitrante biomassa zoals koeienmest en stro. De resterende koolstof blijft achter in het eindproduct, het digestaat. Deze koolstof bevindt zich vooral in bacteriële biomassa en lastige verbindingen zoals in lignine in bijvoorbeeld vliesjes en vezels. Ontwikkelingen die gericht zijn op het verbeteren van het vergistingsproces zijn vooral gericht op het verhogen van het conversierendement en de conversiesnelheid. Op dit moment worden experimenten gedaan met de sturing van het biochemische proces, met de toevoeging van enzymen en met het recyclen van digestaat om op die wijze de omzetting van koolstof te verhogen.

Het biogas is een energierijk gas dat op 2 wijzen gebruikt kan worden. Het kan direct in gasmotoren gebruikt worden om warmte en elektriciteit op te wekken. Gewoonlijk is ongeveer 20-30% van de warmte zal nodig zijn om de vergister op de vereiste temperatuur te houden (dit kan lager zijn bij betere isolatie). De resterende warmte kan in veel gevallen niet op de locatie van de vergister gebruikt worden en wordt weggekoeld. Efficiënte inzet van deze restwarmte is vanuit duurzaamheidsoogpunt echter gewenst. Een alternatief is om het gas op te werken naar aardgaskwaliteit en het in het aardgasnet als groen gas in te brengen. Dit kost wel energie maar maakt het mogelijk om van de efficiënte omzetting van de aardgasinfrastructuur gebruik te maken. Recent is een certificeringsysteem actief geworden waarmee voor het leveren van groen gas certificaten kunnen worden verkregen. Deze certificaten kunnen in de markt een waarde krijgen. Het biogas kan ook als biogas geleverd worden aan derden. Hier komt de tuinbouw naar voren als interessante afnemer van biogas. Voor de tuinder kan het biogas een vervanger zijn van aardgas in zijn bestaande of nieuwe WKK. Het elektrisch vermogen zal een paar procent afnemen (ten opzichte van aardgas) maar de tuinder kan nog steeds elektriciteit en warmte maken en benutten. Tegelijkertijd lijkt het erg interessant om de CO2 in de rookgassen te benutten. In de rookgassen is de concentratie CO2 8 tot 12% en ligt daarmee aanzienlijk hoger dan de 6 á 7% in de rookgassen van een wkk op aardgas. De toepassing van de CO2 uit het rookgas van een wkk op biogas stelt wel meer eisen aan de installatie. Het biogas moet voldoende gereinigd zijn van gassen die schadelijk zijn voor de WKK en de rookgasreiniger. Er worden nu proefprojecten geïnitieerd en het wordt verwacht dat deze toepassing uiteindelijk gaat slagen. Het nieuwe Besluit Emissie-eisen Middelgrote Stookinstallaties (BEMS) dat per begin 2010 van kracht zal worden legt aan gasmotoren op biogas een emissie-eis op van 340 mg/Nm3 (92 g/GJ). Tevens is door VROM aangegeven dat deze emissieeis binnen een aantal jaren zal worden aangescherpt tot 30 g/GJ. Dit betekent dat er een selectieve katalytische reiniging (SCR) ontwikkeld zal moeten worden die geschikt is voor biogas, zoals nu ook voor aardgas wordt toegepast. Deze ontwikkeling

09.137.2


Pagina 27


sluit goed aan bij de toepassing van de rookgassen voor CO2-bemesting in de tuinbouw. Op dit moment heeft groene stroomproductie met vergisting subsidie (SDE) nodig. Contacten met leveranciers in het kader van dit onderzoek en in eerder onderzoek (Rentabiliteit biomassa WKK, Cogen Projects 2007) laat zien dat er meerdere mogelijkheden worden gezien om de economie van vergisting te verbeteren en daarmee de benodigde subsidie te verlagen. Het gaat hierbij om een verhoogde koolstofconversie door een verbeterde regeling van het vergistingsproces en toepassing van enzymen, rendementsverhoging door verhoging van het droge stofgehalte, het scheiden van dikke en dunne fractie van mest voordat het de vergister in gaat. Verder blijkt uit analyses van ECN7 dat er grote stappen kunnen worden gezet in het verlagen van de onrendabele top van vergisting, door processen te ontwikkelen waarin, goedkopere grondstoffen zoals grassen kunnen worden toegepast (tot 60%), of indien kostenposten rond mest/digistaat afvoer wegvallen (tot 30%). De kostenpost van digistaat wordt binnen het huidige covergistingsconcept veroorzaakt doordat toevoeging van co-producten meer digistaat creëert dan dat er mest de vergister ingaat. Afvoer van digistaat levert vergelijkbare kosten op met afvoeren van dierlijke mest onder de huidige wetgeving. Op dit moment lopen er proeven met scheiden van mest/digistaat in dikke en dunne fracties waarbij de dunne fractie van digistaat dermate eigenschappen heeft, waardoor het als kunstmestvervanger kan dienen. Indien de regelgeving en technische belemmeringen hiervan zijn opgelost kan dit een grote stap betekeningen voor de rentabiliteit van (co)vergistingsinstallaties van mest. In deze visie wordt echter van een nieuw concept uitgegaan. Doormiddel van mestscheiding en/of digistaatscheiding in dikke en dunne fracties kunnen de verschillende nutriëntencomponenten (onveranderde: stikstof, fosfor en kalium) van mest verregaand worden gescheiden, hierdoor kan selectiever worden bemest en is minder kunstmest nodig. Ook bevat de dikke fractie van digistaat na scheiding nog veel interte koolstofverbindingen. Deze verbindingen zijn erg stabiel (worden niet afgebroken tijdens de vergisting) en hebben een waarde als bodemverbeteraar. De technische ontwikkeling van dit concept is nog volop aan de gang en daarom nog niet volledig uitontwikkeld, Figuur 4 geeft een voorbeeld van hoe een vernieuwd concept voor de vergisting van dierlijke mest er uit zou kunnen zien. Mest wordt op verschillende plekken in de regio gescheiden in een dikke en dunne fractie, alleen de dikke fractie wordt vergist. Doordat het gehalte droge stof in de dikke fractie ongeveer 3 keer zo hoog is als in natte mest kan de vergister aanzienlijk worden verkleind. Dit levert een aanzienlijke kostenreductie waardoor er veel

7

Presentatie kostenontwikkeling (co)vergisting, M. Londo, ECN, Discussiemiddag bioenergie, 3 oktober 2008

09.137.2


Pagina 28


minder co-producten moeten worden toegevoerd om de vergister rendabel te bedrijven. Mogelijk alternatief concept vergisting mest Dunne fractie Mest, N-rijk

Toepassen als kunstmestvervanger

Dikke fractie Mest, P,K-rijk

Decentraal mest scheiden

Regionale mestvergister Digistaat scheiden

Dikke fractie digistaat, P,K

Koolstof terug naar bodem, Mineralen terugwinnen

Dunne fractie digistaat

Water

Toepassen als kunstmestvervanger

Figuur 4: Schematische weergave van een alternatief concept voor vergisting van mest.

6.2

Verbranding

Verbranding is een technologie die goed toepasbaar is om droge biomassa met een hoog conversierendement om te zetten in warmte. Deze warmte kan dan voor een deel worden omgezet in elektriciteit waardoor dan een biowkk ontstaat. Verbranding is een robuuste technologie die feitelijk al heel lang wordt toegepast. In een ver verleden werden kolen- en stookolieketels in de tuinbouw voor kasverwarming ingezet. In Duitsland gebeurd dat nog steeds op diverse plaatsen. Ondanks het bovenstaande is verbranding van biomassa nog niet volledig ingeburgerd. Allereerst is verbranding van biomassa lastiger dan van scherp gedefinieerde brandstof als aardgas. Daarnaast is de schaalgrootte van ketels die bij tuinders worden toegepast niet een heel courant vermogen voor verbranding met elektriciteitsopwekking. (Verbranding zonder elektriciteitsopwekking kan wel op niveau van een individuele tuinder). Er zijn wel een aantal projecten in het buitenland in deze vermogensrange gerealiseerd maar het aantal ketels dat per leverancier is geleverd is beperkt. Daar komt bij dat door de nieuwe emissie-eisen van de BEMS er een

09.137.2


Pagina 29


verdere ontwikkeling nodig is met toepassing van nieuwe technologieën in ketels (SNCR en SCR). Het kostprijsniveau van ketels ligt daarom nog betrekkelijk hoog en de toepassing van biomassaketels zal daarom nog een aantal jaren niet zonder subsidie (SDE) uitkunnen. Biomassaverbranding kan een tuinder wel op eigen locatie uitvoeren. Het kost wel aanzienlijk meer ruimte voor de ketel met toebehoren en de biomassaopslag. Ook moet men rekening houden met de benodigde bouwhoogte. Een goed voorbeeld is de biowkk van Jaap Vink in Berlicum waarmee 10 ha worden verwarmd en 1,2 MWe wordt opgewekt. De assen die vrijkomen bij de verbranding van hout worden gezien als afval. Dit leidt tot kosten voor de afvoer naar een afvalverwerker. In de toekomst ligt het voor de hand dat er soepeler wordt omgegaan met deze assen. De in de assen aanwezige stoffen komen tenslotte uit het landschap en bevatten nog veel waardevolle mineralen (als kalium en fosfor). Met name op schrale bosgronden zouden deze assen terug gebracht moeten worden naar het landschap om verdere verschraling tegen te gaan. In landen waar op grote schaal al houtige biomassa wordt gebruikt voor energievoorziening, zoals Denemarken, wordt al gemiddeld eenmaal in de levenscyclus van een bos (~80 jaar) de assen teruggebracht. Dit wordt gedaan vanuit de ‘cradle to cradle’ gedachte. Door het terugbrengen van de assen zouden de verwerkingskosten van de assen kunnen dalen.

6.3

Vergassing

Door biomassa zonder zuurstof te verhitten tot 800 á 1000 ºC ontstaat synthetisch gas, kortweg syngas. Dit syngas bestaat hoofdzakelijk uit H2, CO en CO2. Daarnaast zal er afhankelijk van het proces wat stikstof en waterdamp in zitten. De mineralen blijven achter in de as. Dit syngas kan verbrandt worden in een ketel, turbine of gasmotor. Ook kan het gebruikt worden voor chemische processen of om groen gas te produceren (methaniseren). Voor de tuinbouw is dit een interessant proces omdat het een mogelijkheid biedt om uit droge biomassa een gas te maken dat als vervanger van aardgas in WKK kan worden toegepast. Het voordeel daarbij is dat het elektrisch rendement hoger ligt dan elektriciteitsproductie met een WKK op basis van verbranding van houtige stromen en het sluit goed aan op de gangbare toepassing van de WKK’s die de glastuinbouw al kent. Nadeel is wel dat vergassingtechnologie nog maar net op het punt staat het demonstratiestadium te ontgroeien. In Frankrijk is een houtvergasser met succes gedemonstreerd in combinatie met een 1 MWe gasmotor. Ook fabrikanten als het Belgische Xylowat en het Spaanse Eqtec hebben de eerste machines draaien. Toch is de drempel erg hoog voor een 09.137.2


Pagina 30


eerste project in de tuinbouw, dit komt met name door de complexiteit van de techniek en de kwaliteit van de biomassa die nodig om het proces stabiel draaiende te houden. Het is verstandig om ontwikkelingen op dit gebied te blijven volgen, maar op dit moment lijkt dit niet de geschikte route voor de glastuinbouw voor het converteren van houtige biomassa.

6.4

Overige technologieën

Er zijn vele conversietechnologieën die in meer of mindere mate zijn ontwikkeld. Deze technologieën zijn geen van alle het demonstratiestadium voorbij. Te denken valt aan pyrolyse, HTU-olie, brandstofcellen etc. Toepassing van deze technologieen zal een van de hierboven genoemde technologieën kunnen vervangen, maar zal de gevonden biomassa-conversieketens niet veranderen. Een brandstofcel zou bijvoorbeeld op termijn een gasmotor kunnen vervangen of aanvullen. Wel is het denkbaar dat een technologie een buitenlandse biomassa meer transporteerbaar en houdbaar wordt gemaakt waardoor het ook geschikt wordt voor binnenlands decentraal gebruik bij tuinders. Denk bijvoorbeeld aan het maken van pyrolyseolie uit hout. Dat zou dan een nieuw potentieel bieden. Omdat dit qua technologie niet op grote schaal binnen 5 jaar verwacht wordt en om de andere redenen genoemd in hoofdstuk 5, wordt hier verder voor deze visie niet op ingegaan.

09.137.2


Pagina 31


7 BEOORDELING VAN BIOMASSACONVERSIEKETENS OP GESCHIKTHEID VOOR DE TUINBOUW 7.1

Natte biomassa- (co)vergisting

In dit hoofdstuk wordt een SWOT-analyse van de conversieroute natte biomassa stromen via vergisting behandeld. Deze analyse is van toepassing op natte stromen als natte gewasresten land en tuinbouw, natuur en bermgras, drijfmest en producten uit de voedings- en genotmiddelenindustrie, zoals genoemd in hoofdstuk 5 Een samenvatting van de in hiernavolgende paragrafen behandelde SWOT is gegeven in Figuur 5.

Vergisting Natte stromen Sterk

Zwak

• K/W verhouding hoog • Digistaat te verwerken in compost en is daarmee waardevolle messtof

• Actieradius mest zeer beperkt (~20km) • Actieradius Natte stromen beperkt (~30km) • Veel transportbewegingen • Positieve lijst co-producten beperkt

Kansen

Technisch Concept

• Tuinbouw zit niet vaak in buurt mestproductie • Akkerland buiten de GTB concentratie Westland

Tuinbouw

• Formaat (~0,5-3 MWe) past bij tuinbouwbedrijf • Mogelijkheid tot CO2 bemesten lijkt binnen handbereik

Bedreigingen • K/W verhouding hoog => ook aantrekkelijk zonder warmtebenutting • Compostsector heeft nu deel van de keten in handen • Concurrentie met opwekking groengas • Huidige mestwetgeving nog niet voorbereid op vergisting

Omgeving

• Biogasleiding op middellange afstand (~5km) • Samenwerking met composteerders en groenbeheerders • Reststromen bevatten weinig eiwitten => concurrentie veevoer blijft beperkt • Veel reststromen zoals grassen worden nu nog niet benut • Huidige subsidieregime maakt biogas met WKK en restwarmtebenutting zeer aantrekkelijk

Figuur 5: Samenvatting SWOT-analyse vergisting natte reststromen.

7.1.1

Sterk en Zwak vanuit de tuinbouw

Inpassing in de glastuinbouw (Sterk) Vergistingsinstallaties die nu gebouwd worden zijn vaak installaties op boerderijschaal waarbij minimaal 50 volume% mest wordt bijgemengd met minder dan 50% co-producten. Het vermogen van deze installaties varieert van 500 tot 1.500 kWe. Bij een intensieve teelt komt dit neer op 1 tot 3 ha glastuinbouw. Hiermee zijn deze installaties een prima match voor de gemiddelde GTB ondernemer.

09.137.2


Pagina 32


In de toekomst is de verwachting dat er ook grootschalige mestvergisters zonder coproducten zullen ontstaan in mestrijke gebieden. Hierbij wordt alleen de vaste fractie van de mest vergist waardoor rendement toeneemt. Deze installaties kunnen de omvang krijgen van 2-5 MWe wat zou aansluiten bij grote GTB bedrijven of clusters van 5-14 ha glas, bij intensieve teelt. Kortom vergistingsinstallaties zijn qua schaalgrootte goed in te passen bij één of enkele tuinbouwondernemingen. Verder biedt lokale GTB vaak en van de weinige mogelijkheid om ook restwarmte en CO2 efficiënt in te zetten. Mogelijkheden CO2 bemesting (Sterk) Het bemesten van gewassen met CO2 is voor veel teelten een voorwaarde. Om dit mogelijk te maken dient het biogas voldoende schoon te zijn voordat het in de biogasmotor wordt verbrand. Met een DeNox kan vervolgens, zoals bij een conventionele aardgasmotor, de NOx worden verwijderd. Vooralsnog wordt deze techniek weinig toegepast maar lijken er technisch weinig problemen in de weg te staan zolang er een stabiele aanvoer van grondstof is. Ook is goede monstering nodig van eventuele vervuiling in de rookgassen. Wel is het verkrijgen van een gewasverzekering bij CO2 bemesting uit biogas nog een probleem doordat er nog weinig ervaring is met de techniek. Enkele proefprojecten zouden kunnen helpen bij het verkrijgen van de gewenste expertise. De kans van slagen van CO2 bemesting uit de rookgassen van de biogasmotor worden hoog ingeschat, die zou al op korte termijn te realiseren moeten zijn. Tevens bevat het rookgas van een gasmotor op biogas een significant hoger percentage CO2 dan een gasmotor op aardgas. Dit is een zeer sterk punt van deze installaties vooral ten opzichte van andere duurzame techniek als aardwarmte of gesloten kas waar vanuit een andere bron CO2 moet worden aangevoerd. Afstand vee- of varkenshouder en tuinbouw (zwak) Op dit moment zijn een groot deel van de in Nederland geplaatste vergisters nog comestvergisters. Deze staan vaak op het terrein van een vee- of varkenshouder en daarmee vaak niet in de buurt van een tuinbouwbedrijf. Hierdoor is het aantal potentiële combinaties van co-mestvergisters op boerderijschaal met CO2 en warmtebenutting voor de glastuinbouw (nog) beperkt. Biogas uit de vergister via een gasleiding over beperkte afstand worden getransporteerd (~5km) wat opties voor inzet van biogas in GTB sterk kan vergroten. Hierdoor zal een deel van dit biogas mogelijk worden opgewerkt naar groen gas of worden verstroomd zonder benutting van restwarmte en CO2. Paragraaf 7.2 is gewijd aan de afweging tussen de opwekking van biogas naar groen gas en verstroming van biogas met en zonder warmte- en CO2-benutting. Akkerland buiten glastuinbouwconcentraties Westland (zwak) Veel akkerland waar agrarische reststromen vrijkomen liggen buiten het bereik van glastuinbouwconcentraties in het Westland. Dit wordt meegenomen in de potentiële beschikbaarheid van vergistingsproducten voor de glastuinbouw in paragraaf 9.1.

09.137.2


Pagina 33


7.1.2

Sterkten en Zwaktes vanuit de techniek

In deze paragraaf wordt gekeken naar sterktes en zwakten vanuit de techniek van vergisting. Digestaat (sterk) Bij vergisting zonder mest is het digestaat in principe een afvalstroom. In de praktijk zal het in veel gevallen zijn te gebruiken als grondverbeteraar of als component zijn te verwerken in compost. Hierdoor wordt als het ware op een andere manier waarde toegevoegd aan de keten. Op dit moment is digistaat uit de vergister dus nog vaak een ongewenst bijproduct, terwijl het een zeer waardevolle meststof kan zijn. Indien de regelgeving op dit punt wordt geoptimaliseerd kan dit zwakke punt worden omgezet in een sterk punt. Vergistbare producten voor co-vergisting (zwak) Bij co-vergisting met mest mogen op dit moment alleen producten die op de positieve lijst staan toegevoegd worden aan het vergistingsproces. Dit limiteert de beschikbaarheid van restproducten waardoor de flexibiliteit van een dergelijke installatie beperkt is. Ruimere maar duidelijke regelgeving kunnen vergistingsinstallaties minder afhankelijk maken voor een beperkte stroom co-producten. Dit kan tevens de duurzaamheid van deze installaties ten goede komen. Actieradius natte biomassa en mest (zwak) Zowel natte biomassa als mest bevatten veel water. Het gehalte droge stof en dus de calorische waarde zijn hierdoor laag. Het transport van dit soort stromen is dan ook relatief omvangrijk en het hebben van voldoende mest en natte biomassa in de directe omgeving is noodzakelijk voor het exploiteren van een vergister. Voor natte mest (drogestofgehalte ~10%) dient de actieradius in alle gevallen zo klein mogelijk gehouden te worden. Bij scheiding van drijfmest in een dikke en dunne fractie kan de actieradius van de dikke (koolstofrijke) fractie worden vergroot. Natte biomassa die direct van vegetatie afkomstig is heeft een hoger drogestofgehalte (20-40%) en deze kunnen dan ook binnen een straal van zo’n 30 km rond de vergister worden betrokken. Het toepassen van co-vergisting van mest met natte co-producten heeft als belangrijkste beperking dat glastuinbouw vaak niet binnen een redelijk straal (~5km) van een vee- of varkensboer is gevestigd. Dit maakt dat co-vergisting met biogastransport naar de tuinder niet altijd mogelijk is. Vergisting van natte biomassa zonder mest heeft deze beperking niet en kan zijn producten binnen een straal van ~30 km verzamelen.

09.137.2


Pagina 34


Kracht/Warmte-verhouding (sterkte/bedreiging) De kracht tot warmteverhouding van een biogasmotor is bijna 1. Tevens dient een deel van de warmte uit de gasmotor te worden ingezet voor het verwarmen van de vergister. Hoewel hier door isolatie veel te winnen valt. Hierdoor lijkt het benutten van restwarmte minder noodzaak dan bijvoorbeeld bij thermische conversietechnieken. Dit zou er toe kunnen leiden dat partijen die biomassastromen beheren het vergisten voor stroomproductie zonder daarbij de potentie van restwarmtebenutting verder te overwegen. Wel is er in het huidige stimuleringsbeleid (SDE) een warmtebonus opgenomen. Deze maakt gebruik van het gebruik van restwarmte erg aantrekkelijk. Door de hoge kracht/warmte verhouding lijkt het voor de hand te liggen dat deze techniek goed past bij belichtende bedrijven met een hoge elektriciteitsvraag. Helaas is in de SDE opgenomen dat alleen subsidie wordt gegeven op elektriciteit die op het elektriciteitsnet wordt geleverd. Hierdoor vallen voordelen op het gebied van transportkosten voor een groot deel weg. Mogelijk dat er met de netbeheerder een overeenkomst kan worden gesloten die dit voor een deel ondervangt, zodat toch een deel van het transportkostenvoordeel wordt verkregen. Transportbewegingen (zwakte) Door de lage calorische waarde van natte biomassastromen zijn er veel transportbewegingen. Deze zijn zowel voor de aanvoer van de producten als voor de afvoer van het digistaat nodig. Voor een installatie voor een kas van 2 ha dient al snel rekening gehouden te worden met 3 vrachtwagens aanvoer en 4 vrachtwagens afvoer per dag.

7.1.3

Kansen en bedreigingen vanuit de omgeving

Afstanden overbruggen, biogasleiding of groen gas (bedreiging en kans) Op korte afstanden kan een biogasleiding de koppeling verzorgen met een vee- of varkensboer die een mestvergister op zijn terrein heeft staan en het tuinbouwbedrijf waar warmte en CO2 nodig is. Ook kan groen gas worden opgewekt bij de vergister waarbij CO2 vrijkomt. De subsidieregeling SDE geeft via de warmtestaffel een vergoeding voor het gebruik van restwarmte, wat het aanleggen van een biogas of warmteleiding erg aantrekkelijk maakt. De afweging tussen een biogasleiding of mogelijk het opwerken naar groen gas wordt verder besproken in paragraaf 7.2. Ook kan biogas gecomprimeerd worden als transportbrandstof. Recent zijn er ontwikkelingen waarbij provincies het openbaar vervoer duurzaam willen aanbesteden. Hierbij kan dan gekozen worden voor gecomprimeerd groengas. Technisch is er geen reden om wel te kiezen voor gecomprimeerd groen gas en niet voor gecomprimeerd aardgas voor transportdoeleinden. De actieradius van deze voertuigen is namelijk beperkt. Toch kan deze sector op basis van prijs op beperkte schaal een

09.137.2


Pagina 35


concurrent vormen. Het toepassen van biogas kan voor de autobrandstofindustrie een manier zijn hun bijmengplicht (minimaal aandeel duurzaam in transportbrandstoffen) te halen. Digistaat uit co-vergisting mest heeft onvoordelige positie binnen huidige mestwetgeving (bedreiging) Digestaat is het afvalproduct uit de vergister. Digestaat uit covergisting wordt boekhoudkundig gezien als dierlijke mest en mag binnen de mestboekhouding worden uitgereden op het land. Er is een overschot aan dierlijke mest in Nederland en door het co-vergisten van dierlijke mest met co-producten ontstaat meer digestaat dan dat er aan mest de vergister is ingegaan. Hierdoor wordt het mestprobleem vergroot. Dit is een niet wenselijke situatie die de haalbaarheid en grootschalige uitrol van covergisting over Nederland bemoeilijkt.

Samenwerking met composteerbedrijven (kans) Een groot deel van het GFT en groenafval wordt op dit moment gecomposteerd. Veel composteerbedrijven bekijken de mogelijkheden om hun compostproductie te combineren met vergisting. Om warmte en CO2 nuttig in te zetten lijkt de glastuinbouw een erg geschikte partner en daarom ligt samenwerking met deze bedrijven voor de hand. Deze samenwerking kan op verschillende manieren, bijvoorbeeld door afname van CO2 en warmte via een leiding, door afname van biogas via een biogasleiding waarbij de biogasWKK bij de tuinder staat. Bij langere afstanden kan zelfs gedacht worden aan het vergisten van de natte biomassa op locatie bij de tuinder (zonder toevoeging van mest). Het digistaat dat ontstaat kan vervolgens worden verwerkt in de compoststroom bij het composteerbedrijf. Afhankelijk van de onderlinge afstanden dient gezocht te worden naar de meest aantrekkelijke vorm van samenwerking. Door deze samenwerking wordt ook het duurzame karakter van de composteerbedrijven ondersteund. Reststromen nu vaak nog niet nuttig aangewend (kans) Van de reststromen uit de agrarische sector, mest en berm- en natuurgrassen heeft een groot deel nu nog geen nuttige toepassing. Hierdoor kunnen deze stromen tegen een aanvaardbare prijs verkregen worden en treed weinig concurrentie met andere sectoren op. De beschikbare hoeveelheid mest is erg groot, hier geldt zoals al eerder aangegeven voornamelijk de locale beschikbaarheid in verband met transportkosten. De beschikbaarheid van berm- en natuurgrassen is ook groot. Vaak wordt nu betaald voor het beheer van deze grasgebieden, het gras van deze gebieden kan dus tegen een aantrekkelijke prijs worden verkregen. Verder is van deze grassen bekend dat gedurende bepaalde tijden van het jaar het eiwitgehalte erg laag is waardoor toepassing als diervoeder niet voor de hand ligt.

09.137.2


Pagina 36


7.1.4

Toetsing aan beoordelingscriteria

Logistiek Bij vergisting zal, nog meer dan bij biomassa-installaties op houtachtige biomassa, rekening moeten worden gehouden met transportbewegingen rond vergisting. Natte biomassa exclusief mest heeft een droge stof gehalte van 20-40% en daarmee zijn transporten nog goed te beheersen (2 vrachtwagens af- en aanvoer per dag voor een 1MWe installatie). Voor mestvergisting komt dit neer op zo’n 6 aan- en afvoerbewegingen per dag. Dit laatste is erg substantieel en kan zeker bij grote installaties tot problemen leiden. Om dit op te lossen kan in twee oplossingsrichtingen gedacht worden. Ten eerste kan via een biogasleiding de vergister enkele km buiten het glastuinbouwgebied geplaatst worden en daarmee mogelijk uit de buurt van bebouwing en omwonden. Verder is zoals in paragraaf 6.1 omschreven het scheiden van mest in een dikke en dunne fractie mogelijk waarmee het aantal transporten met 6070% kan worden verminderd. Rentabiliteit Investeren in een biogasproductieinstallatie vergt nog veel kapitaal. Een co-vergister met gasmotor van 1MWe vergt zo'n €3 mln, wat neerkomt op zo'n €1-1,5 mln per hectare. Dit is fors meer dan bij bijvoorbeeld een aardgasWKK (€0,3 mln). Op dit moment (2009) varieert het SDE-basisbedrag (co-vergisting) van 15,2 tot 17,7 €ct/kWh afhankelijk van de mate van warmtebenutting. Het ECN SDE advies voor 2010 wordt echter 20,1 €ct/kWh als kostprijs berekend. Zonder warmtebenutting zullen de meeste projecten niet economische rendabel geëxploiteerd kunnen worden. Dit biedt kansen voor de glastuinbouw om, als afnemer van restwarmte en CO2, het subsidiebedrag voor het project te verhogen. Zelfs met deze warmtebenutting is onze inschatting dat alleen grotere projecten (>1 MWe) rendabel te maken zijn. In de toekomst kan de rentabiliteit worden verbeterd door het verbeteren van de digistaatafzetmogelijkheden en door nieuwe vergistingsconcepten zoals voorgesteld in paragraaf 6.1. Hier zijn nog stappen te maken. Voor het vergisten van natte reststromen zonder mest zijn de investeringsbedragen lager, de vergister kan tenslotte kleiner zijn. De vergisting van deze stromen is opgedeeld in verschillende groepen waarvan de basisbedragen uiteenlopen van 12,9 tot 15,8 €ct/m3. Bij deze categorieën is het ECN in grote lijnen gevolgd, waardoor deze routes economisch rendabel te exploiteren moeten zijn. Voor GFT-vergisting geldt een warmtestaffel die het voor de glastuinbouw erg aantrekkelijk maakt warmte en CO2 af te nemen. Voor overige stromen (bv. VGI vergisting) bestaat deze staffel niet, waardoor projecten op basis van deze stroom minder voor de hand liggen. Een warmtestaffel zou ook voor deze route op zijn plaats zijn. Imago Bij het vergisten van biomassa wordt de grondstof die wordt vergist opgeslagen in een vergistingstank. Het biogas wordt naar de kas gebracht waar het vervolgens in 09.137.2


Pagina 37


een gasmotor wordt gebruikt. Gezien de ervaring van de glastuinbouwsector met aardgasWKK’s worden geen imagoproblemen verwacht. Op lange termijn is het wel nodig dat emissierichtlijnen voor biogas in lijn worden gebracht met die van aardgasWKK. Vergunningen en ruimtelijke ordening Om een vergister te plaatsen is een vergunning nodig (zowel bouw als milieu). Dit is niet altijd even makkelijk vanwege verschillende redenen: o Energieproductie en netlevering is geen agrarische activiteit en past daarom vaak niet binnen het bestemmingsplan. o Binnen het glastuinbouwbesluit is een regeling opgenomen voor aardgasmotoren, voor gasmotoren op biogas met een vergister is (nog) niets geregeld. o Gemeenten en omwonenden vinden een grote vergister in het landschap niet altijd passen, dit leidt tot weerstand. o Geuroverlast en transportbewegingen. Er zal met de vergistingsector moeten worden gewerkt aan het beter mogelijk maken van vergunningverlening. Het is met name van belang dat vergunningen afgegeven kunnen worden in de buurt van de warmtevraag. Betrouwbaarheid en complexiteit De techniek van vergisten is ruwweg in twee onderdelen te onderscheiden: o De vergister zelf, de roermechanismen, invoer en vergistingstank o Het biologisch proces waarin het gas wordt geproduceerd De mechanische techniek van de vergister zelf dient duurzaam en degelijk te worden uitgevoerd volgens de filosofie zoals die genoemd is in paragraaf 4.4. Het aanschaffen van een installatie die een breed spectrum aan producten kan verwerken (met een grote bandbreedte in drogestofgehalte) is dan ook aan te raden. Het biologisch proces is bij veel vergisters een leerproces gebleken. Veel beheerders hebben in het begin problemen gehad met het op gang houden van het vergistingsproces. Nu er ondertussen een 40tal vergisters gebouwd zijn in Nederland is de nodige ervaring opgedaan en lopen de meeste installaties stabiel. Een ondernemer uit het ondernemersplatform bio-energie in de glastuinbouw geeft aan geen problemen te hebben met de stabiliteit van zijn vergister. Gezien dit voorbeeld zien we dan ook geen onoverkomelijke problemen voor glastuinbouwondernemers. Duurzaamheid Om voor een SDE subsidie in aanmerking te komen moeten grondstoffen vanaf 2010 voldoen aan de NTA 8080. Omdat de biomassa locaal wordt verkregen en het om reststromen gaat worden geen problemen verwacht op het gebied van: concurrentie met voedsel, biodiversiteit, welzijn, welvaart en milieu, deze criteria zijn tenslotte vooral opgesteld met biomassa import in het achterhoofd.

09.137.2


Pagina 38


Indien we de duurzaamheidseisen toepassen op verschillende stromen die voor vergisting geschikt zijn en stromen die op dit moment bij vergisting worden gebruikt, dan zijn er wel een aantal veranderingen nodig. Zo moet meer ingezet worden op reststromen die een beperkte economische en voedingswaarde hebben voor bijvoorbeeld veevoer. Nu wordt vaak maïs en graan toegepast als co-product bij vergisting. Specifieke energieteelt zal ook binnen de Nederlandse grenzen minder snel in aanmerking komen voor stimulering, daar dit op lange termijn voedselvoorziening verdringt. De inzet van biomassa uit natuur en landschap en reststromen die bij de voedselproductie vrij komen zijn laagwaardiger en worden daardoor eerder als duurzaam gezien. Het terugdringen van CO2 emissies is een van de belangrijke drivers van de transitie naar bioWKK’s. Volgens NTA 8080 dient bij productie van elektriciteit en warmte een reductie van 70% te worden gerealiseerd ten opzichte van de ‘Nederlandse mix elektriciteitsproductie’. Om dit te bepalen dient de “berekeningstool voor de bepaling van broeikasgasemissies bij de productie van elektriciteit, warmte en transportbrandstoffen uit biomassa” kortweg de CO2 tool” te worden gebruikt.

Figuur 6: Resultaten CO2 reductie percentages bij verschillende vormen van vergisting. Gezien deze duurzaamheidseisen en de discussie over indirecte effecten van energieteelt lijkt het logisch dat restproducten alleen maar aantrekkelijker zullen worden ten opzichte van geteelde biomassa.

09.137.2


Pagina 39


7.2

Afweging groen gas ten opzichte van biogas in een WKK

Bij de vergisting van natte biomassastromen wordt biogas geproduceerd. Dit gas bestaat voornamelijk uit methaan (45-75) en kooldioxide (25-45%). Ook zijn er nog wat andere vervuilingen aanwezig zoals H2S en stikstof. Biogas kan op verschillende manieren bijdragen aan de duurzaamheid van de glastuinbouw in Nederland. Zo kan het biogas worden verstookt in een biogasmotor waarbij warmte wordt benut voor de kas. Mogelijk kan ook de CO2 worden ingezet bij goede zuivering van het biogas, al wordt dit op dit moment (in Nederland) nog niet toegepast. Indien een vergister niet in de omgeving van een kas staat kan een biogasleiding (< 5 km) of een warmteleiding (maximaal 1 km) worden aangelegd naar het kassengebied. Indien de kassen erg ver weg liggen is een biogasleiding niet rendabel en praktisch slecht uitvoerbaar. In dat geval kan het biogas beter worden opgewerkt tot groen gas (op duurzame wijze geproduceerd gas volgens aardgasspecificaties). Dit groen gas kan vervolgens op druk worden gebracht om in het landelijke aardgasnet te worden geïnjecteerd. Het wordt vervolgens door middel van een certificaatsysteem op de energiemarkt verkocht als groen gas, vergelijkbaar met de manier waarop dat ook met groene stroom gebeurt. Voor de tuinbouw is het dan interessant dat er CO2 aan het biogas kan worden onttrokken. Dit kan in gasvormige of vloeibare vorm geleverd worden. Naast het transporteren van biogas kan er ook voor worden gekozen om een warmteleiding tussen een biogasmotor naast de vergister en de kas aan te leggen. Dit heeft echter als nadelen dat een warmteleiding veel duurder is in aanleg dan een gasleiding, verder is CO2 bemesting met rookgassen uit de biogasWKK niet mogelijk. Bij het gebruik van warmte uit een biogasmotor voor nuttige toepassingen (zoals het verwarmen van een kas) wordt er een warmtebonus8 toegekend op de geproduceerde elektriciteit. Een praktische vraag die een tuinder in dit geval heeft is hoe lang kan een biogasleiding naar mijn bedrijf zijn opdat warmtebenutting interessant is. Uit berekeningen blijkt dat de huidige subsidiestructuur en hoge investeringskosten in de groen gas opwerkinstallatie er toe leiden dat toepassing van biogas in een gasmotor met een biogasleiding tot meer dan 25 km aantrekkelijker is dan groen gas productie. Om inzicht te krijgen in de financiën van de verschillende mogelijkheden zijn in Tabel 8 de volgende scenario’s vergeleken. Elektriciteitproductie uit biogas met een wkk zonder warmtebenutting is als referentie gekozen, omdat dit nu het meest wordt toegepast en de goedkoopste optie is. In de vergelijking is voor biogas opwekken naar groengas uitgegaan van een Cryogene opwerkinstallaties. Deze biedt de meeste kansen in een glastuinbouwomgeving9, opwerkinstallaties die gebruik maken van chemische vloeistoffen zijn ook interessant maar hebben door hun warmtebehoefte een lagere efficiëntie. Verder is bij de groen gas optie uitgegaan 8

Artikel 33 uit “aanwijzing van categorieën productie-installatie voor stimulering van duurzame energie in jaar 2009” Staatcourant nr. 60, 27 maart 2009 9 Haalbaarheidsstudie Groen Gas Rilland, Colsen b.v., 10 maart 2009. 09.137.2


Pagina 40


van een gelijke marktprijs voor groen gas en voor aardgas. Indien voor groen gas meer word betaald dan voor aardgas levert dit uiteraard extra inkomsten op. Tabel 8: Meerinvestering, kosten en opbrengsten bijverschillende toepassingen van warmtelevering en groengas. Er is uitgegaan van een biogasstroom van ~900 m3/uur en een WKK zonder warmtelevering is de referentiesituatie. Warmtebenutting 4 €/GJ komt overeen met 12,7 €ct/m3 aardgas. Meeropbrengsten en kosten tov WKK zonder warmtebenutting WKK zonder warmtebenutting WKK met 60% warmtebenutting (warmteleideing 1 km) WKK met 30% warmtebenutting (biogasleiding 5 km) WKK met 60% warmtebenutting (biogasleiding 5 km) Biogas opwerken naar groen gas Groen gas met 10 €ct/m3 meeropbrengst t.o.v. aardgas

O&M Meeropbrengsten meerkosten Indicatie SDE (E of GG) + WKK of GG TVT [jaar] warmte (4€/GJ) installatie Referentie Referentie Referentie Referentie

SDE 2010 [€/MWh of €/m3 a.e.]

Meerinvestering

€

152

€

177

€

300.000

€

572.800

€

-

0,5

€

167

€

550.000

€

326.400

€

-

1,7

€

177

€

550.000

€

572.800

€

-

1,0

€

0,583

€

1.800.000

€

226.480

€

148.000

22,9

€

0,683

€

1.800.000

€

682.480

€

148.000

3,4

Indien van een basis situatie van een WKK zonder warmtebenutting wordt uitgegaan blijkt investeren in een warmteleiding (~1km) of biogasleiding (~5km) al snel aantrekkelijk. De beperkte meerkosten van de biogas of warmteleiding worden al snel terugverdiend door het verkrijgen van een hoger subsidiebedrag en de verkoop van warmte. Het voordeel van eventueel CO2 bemesten van de kas is hier nog buiten beschouwing gelaten. Investeren in een groen gas opwerkinstallatie blijkt niet voor de hand te liggen. De forse extra investering voor de opwerkinstallatie genereert slechts een beperkt opbrengstenvoordeel. Indien de markt een meerprijs betaalt voor de groen gas certificaten ten opzichte van de aardgasprijs, dan kan de groen gas optie zeker interessant worden indien de warmte niet lokaal kan worden benut. Ook worden groen gas opwerkinstallaties bij grotere schaalgrootte relatief goedkoper. Ook zal bij grotere projecten (>3 MWe) volledige warmebenutting vaak lastig zijn waardoor eerst of gedeeltelijk opwerken naar groen gas en daarna benutting in een WKK, met overloop van groen gas naar het landelijke gasnet, aantrekkelijk kan zijn.

7.2.1

Duurzaamheid groen gas vs biogas

Zoals in paragraaf 7.2 is omschreven bestaat er een belangrijke afweging tussen het aanleggen van een biogasleiding tussen een bioWKK en een vergister en het opwekken van groen gas en invoeding in het aardgasnet. Hierboven is de afweging gemaakt op basis van een economische analyse. Ook interessant is een afweging tussen de groengas en biogasroute op basis van CO2-reductie. Een groengas opwerkingsinstallatie maakt voor het opwerken van biogas tot groen gas voornamelijk gebruik van elektriciteit. Ook is er een klein deel van het methaan in biogas dat ver09.137.2


Pagina 41


loren gaat tijdens de opwerking. In Figuur 7 zijn de twee scenario’s onder elkaar gezet. 1 m3 biogas 60% methaan

Elektriciteit BioWKK

Biogasroute

2,49 kWhe

Warmte

2,89 kWhth

CO2

1,78 kg

Groengasroute CH4 (<5 gr)

CO2 0,64 kg Elektriciteit

1 m3 biogas 60% methaan

Opwerking biogas naar groen gas + Invoeding aardgasnet

0,25 kWhe

AardgasWKK

Warmte CO2

2,48 kWhe 2,88 kWhth 1,14 kg

0,64 m3 groen gas 93,1% CH4 6,9 % CO2

Figuur 7: Schematische voorstelling van de afweging tussen biogas en groen gas. Voor de opwerking naar groen gas wordt hier voor de cryogene techniek gekozen. Uit berekeningen blijkt dat bij een goede benutting van de restwarmte uit de WKK’s er via de groen gas route zo’n 15% van het CO2 reductie voordeel wordt ingeleverd en 10% van de hoeveelheid vermeden primair fossiele energie. Bij een benutting van minder dan 50% van de restwarmte kan (vanuit ecologisch standpunt) echter beter voor de groen gas optie worden gekozen. In een Britse10 studie is een vergelijking gemaakt tussen CO2 reductie effecten tussen toepassing in een WKK met warmtebenutting, zonder warmtebenutting en invoeding in het gasnet. Zij kwamen tot vergelijkbare conclusies, namelijk: WKK zonder warmtebenutting levert slechts 44% van de CO2 reductie vergeleken met WKK met warmtebenutting. Bij opwerking naar groen gas en injectie in het aardgasnet kwam dit uit op 75% van de CO2 reductie ten opzichte van WKK met warmtebenutting. Het verlies aan CO2 reductie potentieel via de groen gas route is onlangs ook onderzocht door de universiteit van Wenen11, zij onderzochten onder andere Pressure Swing Adsorption, water scrubbing en membraan separatie. De CO2 emissie die bij de opwerking naar aardgaskwaliteit en op druk brengen gepaard ging, varieerde met deze technieken van 16 tot 49% van de emissie van fossiel aardgas. Toepassing van biogas in een WKK heeft dus de voorkeur, maar alleen als een groot deel van de warmte nuttig kan worden aangewend.

10

Renewable Energy Association, UK, http://www.r-e-a.net/document-library/policy/policybriefings/Biomethane%20Injection%20full%20REA%20briefing%20F.pdf 11 Pertl, A., et al, Climate balance of biogas upgrading systems. Wast Management (2009), doi:10.1016/j.wasman.2009.08.011 09.137.2


Pagina 42


7.3

Thermische conversie houtige biomassa in WKK

In deze paragraaf wordt een SWOT-analyse van de conversieroute thermische conversie van houtachtige biomassa stromen behandeld. Deze analyse is van toepassing op de categorieën hout uit bos zonder en met oogst, hout uit landschap en fruiten bosteelt, zoals genoemd in hoofdstuk 5. Een samenvatting van de in hiernavolgende paragrafen behandelde SWOT is gegeven in Figuur 8.

Thermische conversie houtachtige biomassa in WKK Sterk

Zwak

Technisch concept

• Hoeveelheid as beperkt • Goede actieradius houtaanvoer • Transportbewegingen beheersbaar

• Grote Installaties alleen voor GTB >10 ha • Tuinders kiezen mogelijk voor goedkopere verbrandingsketel • Grote investeringen

• Fors vloeroppervlak nodig • Productie geluid en emissies

Kansen

Tuinbouw

• Tuinbouw op aantal plaatsen dicht bij bosbouw • Mogelijkheid tot CO2 bemesting • Lage K/W verhouding maakt warmtegebruik noodzakelijk • Veel LT restwarmte

Bedreigingen • Hout mogelijk gebruikt voor grootschalige opwekking van groen gas (vergassing) of elektriciteitsproductie (bio-coal)

Omgeving

• Nog veel hout uit NL bossen onbenut • Lage kwaliteit hout bied heeft nu geen afnemers

Figuur 8: SWOT-analyse thermische conversie van houtachtige biomassa 7.3.1

Sterk en Zwak vanuit de tuinbouw

Locatie tuinbouw en bosbouw (sterk) Op een aantal plaatsen in Nederland is bosbouw gesitueerd in de omgeving van glastuinbouwgebieden. De regio Noord-Limburg/Oost-Brabant is een bosrijk gebied en tevens is hier op verschillende plaatsen glastuinbouw te vinden (bv. Siberie, Californië, Deurne). Ditzelfde geldt voor de regio’s Friesland, Emmen en tuinbouwgebieden binnen een straal van 60 km rond de Veluwe. Door het locaal inzetten van houtstromen kan transport worden vermeden. Dit resulteert in lagere kosten, minder milieubelasting en minder overlast. In paragraaf 9.2.1 wordt hier verder op ingegaan. Mogelijkheid om CO2 te bemesten (sterk) Met een chemisch absorptiesysteem kan CO2 uit de rookgassen van een houtWKK worden gewonnen. Hierdoor komt vrijwel zuivere CO2 van hoge kwaliteit beschik-

09.137.2


Pagina 43


baar voor bemesting van gewassen in de glastuinbouw. Dit sluit goed aan bij de trend naar een lagere ventilatiebehoefte in de kas. Ook kan door het zuivere karakter van deze gewonnen CO2 worden gekeken naar buffering over de tijd. ’s Nachts gewonnen CO2 kan dan overdag, als er veel assimilatielicht is, in de kas worden gedoseerd. Lage kracht/warmte-verhouding levert veel lage temperatuurwarmte (sterk) Op resthout gestookte houtverbrandingsWKK’s hebben door hun schaalgrootte en de eigenschappen van houtverbranding in een verbrandingsketel een relatief laag elektrisch rendement. Benutting van restwarmte is dan ook essentieel voor het duurzaam benutten van Nederlands resthout. Door benutting van lage temperatuur restwarmte kan het totaalrendement van deze installaties worden verhoogd tot boven de 100%! (op onderste verbrandingswaarde van hout). De glastuinbouw kan in de kas door grote warmtewisselaars gebruik maken van CVwater van relatief lage temperatuur (40-60 oC). Door deze eigenschap kunnen kassen veel lage temperatuur restwarmte in de kas gebruiken zonder dat daarvoor extra hoeft te worden geïnvesteerd in verwarmingssystemen en een duur warmtenet. Ook kan door de benutting op deze lage temperaturen het elektrisch rendement van de installatie op pijl blijven. Schaalgrootte geschikt voor >10 ha glas (zwak) Hoewel er ook kleine houtgestookte WKK’s in ontwikkeling zijn, gaan bestaande systemen pas economisch goed renderen vanaf zo’n 1MWe/5MWth. Bij een dergelijk formaat installatie kan al snel een kas van 10 ha of groter worden voorzien van warmte. Daar er maar weinig kassen zijn die zo groot zijn en dus ligt samenwerking tussen meerdere bedrijven voor de hand. Dit soort installaties leid tot investeringen die hoger liggen dan de bedragen van conventionele WKK’s van individuele tuinders. Ondanks dat het economisch rendement goed is kan dit tot financieringsproblemen leiden, ook maakt de samenwerking het project complexer.

7.3.2

Sterk en Zwak vanuit de techniek

Hoeveelheid as beperkt (sterk) Bij de verbranding van schoon resthout ontstaat as. De hoeveelheden waar het om gaat (0-2,5% van de droge stof) is echter zeer beperkt. Dit in tegenstelling tot een techniek als vergisting waarbij het afvoeren van digistaat tot hoge kosten kan leiden. Actieradius houtaanvoer (sterk) Resthout van plantsoenen en bossen bevat ongeveer 45% vocht, wat minder is dan bij veel producten die worden vergist. Hierdoor is de actieradius van hout via vervoer op land groter dan bij vergistingproducent. Een afstand afleggen met een vrachtwagen van hout van zo’n 60km is ecologisch en economisch nog goed mogelijk.

09.137.2


Pagina 44


Hierdoor kan een transparantere, meer landelijke markt van resthout ontstaan en zijn biomassainstallaties minder afhankelijk van één of enkele leveranciers. Ook hoeft een gastuinbouwbedrijf niet in de directe nabijheid van een bosrijke omgeving gelegen te zijn. Transportbewegingen beheersbaar (sterk) Een installatie van 1MWe/5MWth moet rekening gehouden worden met zo’n 2 vrachtwagens per dag aan hout, die nodig zijn om het verbrandingsproces aan de gang te houden. Zeker gezien de filosofie van ‘local for local’ waarbij niet het hele land wordt doorgesleept met biobrandstoffen lijkt deze volumestroom goed te beheersen. Veel vloeroppervlak nodig (zwak) Een houtgestookte WKK bestaat uit een warmteketel, boiler en een turbine die kracht opwekt voor de generator. Dit geheel wordt vaak overdekt in een speciaal gebouw om geluid naar de omgeving te verminderen. Er dient al snel rekening te worden gehouden met een benodigd vloeroppervlak van 400 m2 voor een dergelijke installatie. Geluid en emissies (zwak) Zoals bij elke elektriciteitscentrale waar vaste biomassa wordt gebruikt dient rekening gehouden te worden met geluid voor de omwonenden en emissies. Door het plaatsen van de installatie in een speciaal gebouw kan geluidsoverlast worden verminderd. Net als een conventionele WKK en een biogasWKK dient er rekening te worden gehouden met emissiewetgeving. Nieuwe richtlijnen wetgeving wordt op korte termijn gepubliceerd en verwacht wordt dat dit technisch geen problemen oplevert voor het realiseren van dit soort installaties. Op lange termijn zal er door de overheid naar worden gestreefd om de emissies per eenheid energie in lijn te brengen met die van centraal opgewekt vermogen. Het stimuleren van verdere ontwikkeling van rookgasreinigingstechnieken verdient dan ook de aanbeveling. Mogelijk kunnen op termijn de rookgassen zelfs zo schoon worden dat CO2 bemesting mogelijk wordt. Overigens zal op het gebied van fijn stof en NOx (smog) lokaal gekeken moeten worden of er nog ruimte is binnen de normen voor locale luchtkwaliteit. Dit kan bij de gemeente of provincie worden nagevraagd.

7.3.3

Kansen en bedreigingen vanuit de omgeving

Veel hout uit Nederlandse bossen heeft nu geen toepassing (kans) Op dit moment worden Nederlandse productiebossen gebruikt voor het rooien van hout voor de papier- en spaanplaatindustrie. Deze industrie maakt gebruik van de hoogwaardige dikke stammen van een boom en de laagwaardige dunne stammen en takken blijven voor een deel achter in het bos. Het zijn deze laagwaardige stromen die goed kunnen worden ingezet in houtketels en houtWKK’s zonder dat daar-

09.137.2


Pagina 45


bij concurrentie ontstaat met bestaande industrieën, waardoor de prijs snel kan oplopen. Verder maakt lokale afzet van hout tegen een aantrekkelijke prijs onderhoud aan landschappelijke beplantingen aantrekkelijker waardoor de aanvoer van houtchips vergroot zou kunnen worden. Groen gas productie met grootschalige vergassing kan toekomstige concurrentie op houtmarkt zijn (bedreiging) ECN is al lange tijd bezig met het ontwikkelen van een biomassavergasser die methaangas produceert wat als groen gas in het aardgasnet kan worden geïnjecteerd. Deze route kan in potentie een concurrent zijn op de houtmarkt voor de aankoop van resthout. Op korte termijn wordt niet verwacht dat deze techniek al marktrijp is. Ook lijkt het door de schaalgrote van deze installatie voor de hand te liggen om met name buitenlandse biomassa in kust/haven-gebieden via deze techniek op te werken naar groen gas, zodat geen grote vrachten biomassa nodig zijn om het land in te brengen. Voordeel is wel dat door het vergroenen van het aardgas in het Nederlandse aardgasnet de glastuinbouw ook voor een deel vergroent.

7.3.4

Toetsing aan beoordelingscriteria

Duurzaamheid Om in de toekomst voor financiële ondersteuning van duurzame energievoorziening in aanmerking te komen dient aan de duurzaamheidscriteria (NTA 8080) te worden voldaan. Het reduceren van CO2 dient voor biomassa gestookte WKK installaties met minimaal 70% te worden gerealiseerd. In Figuur 9 is een overzicht gegeven van te halen CO2 emissiereductie percentages met een houtWKK bij de productie van 1 MWh elektriciteit. In dit overzicht wordt een overzicht gegeven van CO2 emissiereductie bij verschillende mate van warmtebenutting, zowel bij verdringing van ketelwarmte als WKK warmte.

Elektr.: NL Brandstofmix Warmte: Aardgasketel

0% 40% 80%

0,72 1,20 1,68

0,12 0,12 0,12

83% 90% 93%

Vermeden primaire energie [GJ/ton hout] 19% 4,3 55% 7,6 91% 11,0

Elektr.: NL Brandstofmix Warmte: AardgasWKK

0% 40% 80%

0,72 0,94 1,16

0,12 0,12 0,12

83% 87% 90%

19% 55% 91%

Opwekkingsvorm referentiesituatie

Emissie Emissie TotaalWarmteRelatieve referentie houtWKK rendement benutting reductie [ton] [ton] (obv LHV)

4,3 5,6 6,9

Figuur 9: CO2 reductie- en rendementsprestatie van een houtWKK bij verschillende warmtebenuttingsgraden en bij verdringing van een aardgasketel of aardasWKK in de glastuinbouw. Absolute getallen gelden voor de productie van 1 MWhe en 4,7 MWhth waarbij 2 ton resthout wordt verbrand.

09.137.2


Pagina 46


Er kunnen ten aanzien van de CO2 reductiepercentages twee belangrijke dingen worden geconcludeerd. Als eerste, in alle scenario’s blijft het reductiepercentage ruimschoots boven de 70%, hiermee wordt dus voldaan aan dit duurzaamheidcriterium. Als tweede dient opgemerkt te worden dat het benutten van warme en daarmee het verdringen van aardgasverbranding in een ketel of WKK, door middel van warmtebenutting, tot een forse extra CO2 reductie leidt. Bij inzet van 80% van de restwarmte over het jaar heen wordt bij verdringing van aardgas in een gasketel 130% meer CO2 bespaard en bij verdringing van aardgas in een gasWKK 60%. Verder valt te concluderen dat het totaalrendement bij veelvuldig warmtegebruik snel toeneemt tot wel 93% bij 80% warmtebenutting. Vermeden primair energieverbruik per ton hout neemt zo’n 60% toe bij verdringing van aardgas gestookte WKK en bij verdringing van aardgas in een ketel zelfs met meer dan 150%. Hieruit blijkt duidelijk dat een goede warmtebenutting vanuit duurzaamheidsperpectief zeer gunstig is bij houtgestookte installaties kleiner dan 5 MWe. Bij het oogsten van biomassa uit Nederlandse bossen zijn over het algemeen alleen de laagwaardige delen van de boom (takken <10 cm) aantrekkelijk voor energieproductie. Veelal blijft dit nu nog in de Nederlandse bossen liggen. Door deze filosofie en aanpak komt ten goede aan de overige duurzaamheidscriteria, zoals: o Belangrijke koolstofreservoirs: door goed onderhoud en selectieve dunning van bossen kan de verwijderde koolstofwaarde binnen 10 jaar teruggroeien. o Concurrente met voedsel en locale toepassingen van biomassa: Op dit moment blijft het laagwaardige tak en tophout vaak nog achter in het bos. Het benutten van deze stroom verdringt op deze manier geen alternatieve locale toepassingen. Door het benutten van Nederlands hout zal concurrentie met de voedselketen naar verwachting niet snel optreden. o Herstel, behoud en versterking van biodiversiteit: Door het selectief dunnen van bossen, en goed bosbeheer kan de biodiversiteit worden gewaarborgd. o Welvaart en welzijn: Door het produceren van locale biomassa uit Nederlandse bossen zijn er extra mensen nodig voor het rooien van het bos. Dit leid tot extra werkgelegenheid en welvaart. Binnen de Nederlandse regelgeving is geen schade te verwachten voor het welzijn van de locale werknemers. Emissiewetgeving In 2010 wordt de nieuwe emissiewetgeving voor decentrale biomassa toepassingen ingevoerd. Met de invoer van deze normen komen de emissies voor houtgestookte WKK’s in de buurt van elektriciteitscentrales. De invloed van de veel kleinere centrales op de locale luchtkwaliteit is dan ook erg klein en valt binnen de gestelde normen. Actieradius en transportbewegingen Met een ingeschatte actieradius van maximaal 60km is hout tot uit naburige provincies aan te voeren wat voldoende is voor de aanvoer naar decentrale installaties

09.137.2


Pagina 47


voor de tuinbouw. Bij een transportafstand van 60km is het vervoer van de houtchips slechts verantwoordelijk voor zo’n 20% van de CO2 uitstoot. Zelfs met een transport afstand van 350 km, wordt de benodigde emissiereductie van 70% nog gehaald. Betaalbaarheid technologie Houtachtige biomassa is op het moment vaak lokaal beschikbaar voor zo’n €30,per ton, dit komt overeen met zo’n 10 €ct/m3 a.e. Deze prijs is zeer aanvaardbaar, echter er dient wel een dure installatie voor worden aangeschaft. Investeringen in een houtWKK zijn echter fors hoger dan voor een aardgasWKK. Per ha glastuinbouw dient rekening te worden gehouden met ongeveer het dubbele investeringsbedrag ten opzichte van aardgasWKK (€600.000,- per ha ipv €300.000,/ha). Investeringssubsidies als de tuinbouwspecifieke MEI regeling zijn een belangrijke steun in de rug om installaties financierbaar te maken. Onder de huidige subsidieregeling SDE waarbij warmtebenutting wordt gestimuleerd middels een warmtestaffel, zijn deze installaties zeer goed economisch rendabel te bedrijven. Terugverdientijden van 4 jaar of minder (met gasWKK als referentie) zijn realistisch. Indien de subsidieperiode afloopt (na 12 jaar) en als de installatie is afgeschreven, kan op basis van onderhoud en brandstofkosten onder de huidige economische omstandigheden nog goed worden doorgedraaid. Bij stijgende gas- en elektriciteitsprijzen zal dit in de toekomst nog verbeteren. Imago Het verbranden van hout is een voor de consument en omgeving vertrouwde techniek. Wel zijn uitstoot van onder andere fijnstof en NOx belangrijk voor de schone perceptie van de omgeving. Dit wordt door nieuwe emissiewetgeving BEMS waarschijnlijk voor een deel ondervangen. Vergunningen Het verkrijgen van vergunningen voor het plaatsen van een houtgestookte installatie is op zich geen probleem, al gaat dit niet zo gemakkelijk als het plaatsen van een aardgasWKK. Wel kan het door protest van omwonenden een langdurig traject zijn om tot een uiteindelijke vergunning te komen. Dit onderwerp is echter niet tuinbouw of BioWKK specifiek en speelt ook voor het plaatsen van bijvoorbeeld nieuwe kassengebieden. Om SDE subsidie aan te vragen is het noodzakelijk dat zowel de milieu- als de bouwvergunning verkregen zijn. Indien niet meteen het eerste jaar een SDEbeschikking wordt verkregen (bv door onvoldoende biomassabudget), kan het zijn dat de vergunningen aflopen en daarom moeten worden verlengd. Dit zijn bestuurlijke zaken die het verduurzamingtraject vertragen en bemoeilijken. Betrouwbaarheid en Complexiteit Het opwekken van elektriciteit via een stookcyclus is een techniek die sinds de industriële revolutie wordt toegepast. Nog steeds is dit de belangrijkste techniek ach-

09.137.2


Pagina 48


ter centrale elektriciteitsopwekking, met name bij kolencentrales. Een turbine wordt door middel van hoge druk stoom aangedreven, de stoom wordt opgewekt in een ketel die, in geval van een houtWKK, met houtverbranding wordt opgewarmd. Het eerste proefproject in de glastuinbouw, Vink-Sion te Berlicum, heeft in de opstartperiode wat problemen gekend. Na het doen van enkele aanpassingen in het boilerontwerp werkt het geheel echter naar behoren. De beschikbaarheid van het systeem (98%) is hoog en overstijgt zelfs die van aardgasgestookte WKK’s. Wel is het zo dat het bedrijven van een houtgestookte WKK meer kennis en kunde vergt van de tuinder. Zo moet de juiste kwaliteit hout worden ingekocht en is de onderhoudsinterval erg afhankelijk van de houtkwaliteit. Dit vergt expertise die een tuinder vaak nog niet heeft. Het ligt dat ook voor de hand dat in de transitiefase, waarbij dit soort systemen verder uitgerold worden over de sector, tuinders samenwerking zoeken met organisaties met ervaring en expertise op dit gebied. Dit kunnen energiebedrijven zijn of bouwers van installaties. Mogelijk kan op lange termijn een geleidelijke overdracht van de werkzaamheden naar het tuindersbedrijf zelf plaatsvinden.

Flexibiliteit en solide ketens Bij vaste biomassa installaties heeft men te maken met grote investeringen in de energieconversie-installatie en relatief lage brandstofkosten per energie-eenheid. Er worden daarom voor de lange termijn investeringen gedaan en de voorspelbaarheid van de beschikbaarheid en prijs van bepaalde houtsoorten en kwaliteiten is beperkt. Om deze redenen verdient het de aanbeveling om te investeren in een houtketel die een breed spectrum aan biomassakwaliteit kan accepteren, met name de stromen van lagere kwaliteit. Hierbij moet gedacht worden aan grote bewegende roosterbedden (moving grate) en watergekoelde roosterbedden. Met deze relatief dure ‘breed spectrum’-installaties kan ook biomassa ingekocht worden die lastig is te verbranden. Hierbij moet bijvoorbeeld gedacht worden aan stromen met meer zand, blad, schors en as. Dit is belangrijk vanuit twee oogpunten. Ten eerste zijn kleinere verbrandingsketels vaak uitgerust met goedkopere verbrandingbedtechnieken die niet de mogelijkheid hebben lastigere stromen te verbranden. Grotere installaties in de tuinbouw, met verbrandingsbedtechnologie voor moeilijkere biomassa, kan hierdoor beter concurreren met deze kleinere ketels. Ten tweede is er concurrentie op de houtmarkt van de papier en spaanplaatindustrie. Deze markt heeft relatief schoon hout nodig (stamdikte >10 cm). Door in te zetten op kwalitatief lagere stromen wordt directe prijsconcurrentie met deze partijen voorkomen. Zij kunnen door hun hoogwaardige eindproduct tenslotte altijd een betere prijs betalen voor hun hout dan een partij die energieopwekking tot doel heeft.

09.137.2


Pagina 49


7.4

Houtverbranding in ketel

Naast resthout uit bossen is er gebruikt afvalhout beschikbaar. De categorie A-hout is relatief schoon en droog en hierdoor makkelijk te verbranden. Dit kan al goed in kleine verbrandingsketels met een relatief simpel ontwerp. Een hoop argumenten die bij de SWOT voor houtWKK’s zijn aangedragen zijn ook hier van toepassing en hierop zal dan ook niet bij herhaling worden ingegaan.

Thermische conversie houtachtige biomassa houtketel Sterk

Zwak • Tuinbouw kleinverbruik betaalt weinig energiebelasting

• Productie emissies • Alleen warmte beschikbaar

Kansen

Technisch concept

• Hoeveelheid as beperkt • Goede actieradius houtaanvoer • Transportbewegingen beheersbaar

Tuinbouw

• Tuinbouw op aantal plaatsen dicht bij bosbouw • Mogelijkheid tot CO2 bemesting

Bedreigingen • Hout mogelijk gebruikt voor grootschalige opwekking van groen gas (vergassing) of elektriciteitsproductie (bio-coal) • Relatief schoon A-hout kan worden verwerkt in spaanplaatindustrie

Omgeving

• Afvalhout gaat nu vaak naar buitenland

Figuur 10: Samenvatting SWOT analyse thermische conversie houtachtige biomassa in houtketels Tuinbouw kleinverbruikers betalen weinig energiebelasting (zwak) De glastuinbouw heeft een speciaal belastingtarief op aardgas. Met name bij kleinverbruikers (<170.000) is het tariefverschil merkbaar. Omdat andere sectoren die ook willen verduurzamen (zoals pluimvee, kalveren) wel het hogere algemene tarief betalen hebben zij bij hetzelfde gasverbruik hogere kosten. Hierdoor is de prijs van hun conventionele referentie hoger en kunnen ze mogelijk een hogere prijs betalen voor het afvalhout. Alleen warmte beschikbaar (zwak) Een houtketel produceert geen elektriciteit, hiermee wordt daarom geen SDE subsidie verkregen. Ook biedt het geen uitkomst voor belichtende telers die veel elektriciteit nodig hebben en door eigen productie transportkosten kunnen uitsparen. Afvalhout nu vaak naar buitenland (kans) Nu gaat nog een groot deel van het afvalhout naar het buitenland, dit geeft aan dat er nog potentie in de markt is die locaal niet wordt benut. Schoon afvalhout wordt voor een deel verwerkt in de spaanplaatindustrie (bedreiging)

09.137.2


Pagina 50


Nu gaat een deel van het A-afvalhout naar de spaanplaat en OSB industrie. In tijden van economische hoogconjunctuur kunnen kan de vraag naar deze producten toenemen waardoor er minder overblijft voor energietoepassing. In de studie door Koppejan, 2009, is rekening gehouden met de behoefte van deze sector. Er blijft een groot deel over dat voor energievoorziening zou kunnen worden gebruikt, het lijkt dan ook verantwoord hier op in te zetten.

09.137.2


Pagina 51


8 INPASSING TECHNISCHE INSTALLATIES IN TUINBOUWBEDRIJVEN 8.1

Dimensioneren van een BioWKK

Vanuit de filosofie van WKK functioneert een biomassa gestookte WKK niet anders dan een aardgas gestookte WKK. Er wordt brandstof verbrand en dit levert elektriciteit, warmte en CO2 op. Een aardgas gestookte WKK wordt in de glastuinbouw in hoofdzaak ingezet om de verwarmingskosten van de kast te verlagen. Het benutten van het overgrote deel van de warmte (>95%) is dan ook nodig om de economie van deze machine kloppend te krijgen. In de praktijk draaien aardgasWKK’s vaak niet meer dan 4000 uur, zodat zoveel mogelijk elektriciteit tijdens de piekuren kan worden geleverd en de prijs van de restwarmte laag is. Overschot aan warmte wordt gebufferd en gebruikt op een ander tijdstip. Biomassa gestookte WKK’s hebben door de relatief lage biomassaprijs, de subsidie op elektriciteitsproductie en hoge kapitaallasten een andere inzetstrategie. Bovendien is een biowkk minder makkelijk te starten en stoppen. Er wordt daarom gestreefd naar zoveel mogelijk draaiuren, wat in de praktijk neerkomst op het maximum van de subsidieregeling, nu 8000 uur per jaar. Hierdoor is een bioWKK als het ware ‘must run’ vermogen, terwijl een aardgasWKK voornamelijk warmtevraag (of CO2-vraag) volgend wordt ingezet. Door deze inzetstrategie zal het opgesteld thermisch vermogen bij BioWKK lager uitvallen dan bij aardgasWKK, door het hogere aantal draaiuren. Doordat de subsidie vooral op elektriciteit plaatsvindt kan er een groter deel van warmtevraag van de kas invullen. Dit wordt geïllustreerd in de onderstaande twee voorbeelden.

09.137.2


Pagina 52


BioWKK op biogas uit vergisting 750 kWe/880kWth ~8000 u/j

Behoefte tuinbouwbedrijf 2 ha

Warmteproductie 7.540 MWh/ 800.000 m3 a.e. Waarvan ~80% benut

640.000 m3

Potentiële CO2 productie 380 kg/uur / 3.000 ton/jaar Waarvan ~17% benut

500 ton

Elektriciteitsproductie 6.000 MWh

Warmte

CO2 0 tot 6.000 MWh

Warmtebehoefte 6150 MWh/j 700.000 m3 a.e./j ~90% ingevuld CO2 behoefte 25 kg/m2/j of 500 ton/j Piekbelasting 280 kg/uur 100% ingevuld Elektriciteitsbehoefte nihil tot 6000 MWh

Elektriciteit

Elektriciteitsnet

Figuur 11: Voorbeeld van een mogelijke match tussen een bioWKK op biogas en een glastuinbouw bedrijf van twee hectare. In Figuur 11 wordt een voorbeeld gegeven van een mogelijke inpassing van een biowkk op biogas in een tuinbouwbedrijf van 2 hectare. Vergistingsinstallaties die biogas produceren variëren in omvang van 500 kWe tot 3 MWe, wat goed te combineren is met tuinbouwbedrijven van 1 tot 8 ha. Zo’n 80% van de geproduceerde warmte kan in dit geval worden benut wat leid tot invulling van een groot deel van de warmtevraag van de tuinder. Net als conventionele aardgasWKK zal een deel van de warmtevraag worden ingevuld door de ketel, die tevens als back-up dient. Een bioWKK op biogas heeft een hoger CO2 percentage in de rookgassen dan een aardgasWKK. Dit leidt er toe dat in dit voorbeeld de continue stroom aan CO2 die beschikbaar is, toereikend is voor de invulling van de CO2 behoefte. De CO2 behoefte kan per teelt erg verschillen, ook hangt het van het type vergister af hoeveel CO2 er precies het biogas (en dus de rookgassen) zit. Een goede match tussen elektriciteitsproductie en elektriciteitbehoefte is bij een biowkk minder relevant. Dit komt voornamelijk omdat de SDE regeling vereist dat elektriciteit op een elektriciteitsnet wordt ingevoed om de subsidie te verkrijgen. Hierdoor vervalt het voordeel van transportkosten voor bijvoorbeeld belichters. Mogelijk bestaat er een mogelijkheid om bijvoorbeeld met eigen cluster netwerk of een goede afspraak met een netbeheerder er toch een voordeel te behalen is op het gebied van transportkosten. Mocht dit het geval zijn dan is een biogasmotor een goede kandidaat voor installatie bij telers die veel elektriciteit nodig hebben.

09.137.2


Pagina 53


BioWKK verbranding houtsnippers 1,2 MWe/5,4 MWth ~8000 draaiuren Warmteproductie 43.000 MWh/ 4,9 mln. m3 a.e. Waarvan ~80% benut

3,9 mln. m3 a.e.

Potentie CO2 productie 2,9 ton/uur / 20.000 ton/jaar Waarvan ~15% benut

3.000 ton

Elektriciteitsproductie 9.600 MWh

Behoefte tuinbouwbedrijf of cluster 12 ha Warmtebehoefte 37.000 MWh/j 4,2 mln. m3 a.e./j ~90% ingevuld

Warmte

CO2

CO2 behoefte 25 kg/m2/j of 3.000 ton/j Piekbelasting 1.680 kg/uur 100% ingevuld

0 tot 9.600 MWh

Elektriciteitsbehoefte nihil tot 36.000 MWh

Elektriciteit Elektriciteitsnet

Figuur 12: Voorbeeld van een mogelijke combinatie van een biowkk die houtsnippers verbrandt en een glastuinbouwbedrijf of cluster van 12 hectare. Figuur 12 bevat een voorbeeld van een mogelijke combinatie van een houtverbrandingsWKK met een groot tuinbouwbedrijf (of cluster) van 12 hectare. De WKK heeft een elektrisch vermogen van 1,2 MWe, wat praktisch de ondergrens is dit soort installaties. Bij kleinere elektrische vermogens loopt het elektrisch rendement van de installatie snel terug. Om deze reden is dit soort installaties alleen geschikt voor grote tuinbouwbedrijven en clusters van meerdere bedrijven. De dimensionering vindt bij voorkeur plaats op de warmtebehoefte van een complex, waarbij gestreefd wordt naar een hoge inzet van de beschikbare warmte en een grote invulling van de warmtebehoefte van het tuinbouwcomplex. De potentie12 van CO2 productie uit de rookgassen, zoals bij een biogasmotor, groot genoeg om onder normale omstandigheden in de behoefte van de kas te voorzien. Technieken hiervoor zijn nog in ontwikkeling. De productie van elektriciteit is verwaarloosbaar vergeleken met de intensiteit die veel belichtende telers nodig hebben, daarnaast blijft het argument van verplichte invoeding op een ‘net’ bestaan. 8.2

Welk bedrijf past bij welke BioWKK?

Uit de praktische voorbeelden in de vorige paragraaf is naar voren gekomen dat verschillende biowkk technieken passen bij verschillende tuinbouwbedrijven. In

12

Op basis product leaflet ‘biomass combustion with CO2 fertilization a winning combination!’, Procede Gas Treatment BV 09.137.2


Pagina 54


Tabel 9 wordt een overzicht gegeven van de verschillende installaties in combinatie met verschillende bedrijven. In de subparagrafen daaronder wordt de tabel toegelicht. Tabel 9: Combinatiematrix tussen biomassa gestookte energie-installaties en verschillende tuinbouwbedrijven. Vergisting kleinschalig Onbelichte teelt Klein (~2 ha) Middel (~4 ha) Groot (~10 ha) Cluster (~25 ha) Belichte teelt Extensief Intensief

Vergisting grootschalig

Houtverbrandings- Houtketel voor WKK >1MWe warmte

++ + o -

+ ++ + o

-+ ++

++ + o -

++ ++

+ ++

-

---

WKK op biogas past bij een breed scala aan tuinbouwbedrijven Afhankelijk van de locale beschikbaarheid van biomassa kunnen installaties geïnstalleerd worden die passen bij bedrijven van 1 tot 8 ha. Indien CO2 benutting in de rookgassen technisch is uitontwikkeld, biedt dit voldoende CO2 voor de meeste teelten. De kracht/warmte-verhouding is relatief hoog. Hierdoor zijn er bij invoeding op een eigen elektriciteitsnet goede mogelijkheden voor belichters. BioWKK op houtsnippers levert veel warmte voor grote bedrijven of clusters Door het grootschalige karakter van een houtWKK is deze alleen geschikt voor grote bedrijven en clusters vanaf 10 ha. Indien CO2 afvang uit de rookgassen technisch goed uitvoerbaar blijkt, is er voldoende CO2 beschikbaar voor de meeste teelten. De kracht/warmte-verhouding van een houtgestookte WKK is laag waardoor toepassing bij belichtende telers niet voor de hand licht. Houtgestookte ketels voor kleine bedrijven en middelgrote bedrijven Kleine en middelgrote bedrijven hebben de mogelijkheid te kiezen voor een houtgestookte ketel. Voor deze bedrijven is een houtgestookte WKK te groot, ook is er locaal niet altijd biomassa voor vergisting (biogas) beschikbaar. Voor CO2 benutting uit de rookgassen kunnen dezelfde technieken als bij een houtgestookte WKK worden gebruikt.

09.137.2


Pagina 55


9 POTENTIEEL VAN BIOMASSA TEN OPZICHTE VAN DE DOELSTELLING Zoals in hoofdstuk 5 reeds behandeld, is de beschikbare hoeveelheid biomassa beperkt. In Tabel 10 is een samenvatting geven van de voor de tuinbouw interessante biomassastromen met hieraan gekoppeld een vertaling naar elektrische en thermisch opgesteld vermogen. Tevens is er een vertaling gemaakt naar het aantal hectare glas dat kan worden verwarmd met deze biomassa. Tabel 10: Beschikbaarheid van de geselecteerde biobrandstoffen in 2020 op basis van het scenario Strong Europe uit Koppejan et al (2009). Opgesteld vermogen en raming oppervlak glas zijn theoretisch, zonder rekening te houden met afstanden en concurrerende toepassingen en op basis van decentrale WKK toepassing en 35 m3/m2 a.e. Beschikbaar Nederland sc. Strong Europe, Koppejan et al, 2009 Stroom

Kton DS

Vergisting Natte gewasresten landen tuinbouw Nattuur en bermgras Groente Fruit en Tuinafval Voedings- en genotmiddelenindustrie Mest Grootschalig Mest Kleinschalig Totaal Thermische conversie

270 390 738 359 1.772 660 4.189

Hout uit Bos, landschap en fruitteelt

Kton nat

900 1300 2.460

Energie (PJ)

Pe (MWe)

Pth (MWth)

Opp. Glas bij 100% GTB (ha)

19.689 7.333 31.682

5 5,7 11,8 5,5 55 24 107

42 48 98 46 458 200 892

52 59 123 57 573 250 1.115

72 82 170 79 795 347 1.546

619

1.125

11

73

294

611

Oud en bewerkt hout, waarvan A-hout

320

400

7

-

667

650

Totaal Thermische conversie

619

1.125

11

73

294

611

4.808

32.808

118

965

1.408

2.157

Thermische conversie

Totaal

De glastuinbouw is niet de enige sector die behoefte heeft aan duurzame energie en daarom zal in de volgende paragrafen een inschatting worden gemaakt van de potentie die de verschillende stromen hebben in de glastuinbouw. Dit zal gebeuren op basis van twee ruwe criteria: o Geografische overlap: biomassa is locaal beschikbaar en kan niet ver worden getransporteerd, hierdoor is een deel van de biomassa niet beschikbaar bij tuinbouwgebieden

09.137.2


Pagina 56


Concurrentie andere sectoren: biomassa kan naast in locale WKK’s ook ingezet worden voor andere (energie) toepassingen, biogas in de industrie of productie van groen gas.

o

9.1

Potentieel glastuinbouw vergistingstromen

9.1.1

Potentieel glastuinbouw natte gewasresten akker- en tuinbouw

Geografische overlap glastuinbouw

Figuur 13: Geografische verdeling akkerland en glastuinbouw in Nederland (bron: CBS) Natte gewasresten komen zowel uit de landbouw als uit de glastuinbouw, al is de laatste stroom relatief beperkt. De stromen afkomstig uit de glastuinbouw zijn voor de sector in concentratiegebieden goed voor handen. Akkerland is in Nederland erg gespreid over het land (Figuur 13). Tuinbouwgebieden in Brabant, Limburg, Flevoland en rond Klazinaveen zitten in de buurt van grote concentraties akkerland. Met een actieradius van zo’n 30 km is een groot deel van de deze stroom beschikbaar voor de glastuinbouw (geschat 70%). Concurrentie andere routes en sectoren Concurrentie kan zowel uit de hoek van de locale industrie komen in de vorm van biogas of warmtebenutting in een industrieel proces. Land- en tuinbouwresten komen vrij in landelijke gebieden en dus ligt toepassing in de industrie niet voor de hand. Groen gas productie voor invoeding in het aardgasnet is economisch minder interessant en lijkt daarom geen grote bedreiging. De toepassing van locaal beschikbare stromen in concurrerende sectoren wordt geschat op 60% van de locale 09.137.2


Pagina 57


beschikbaarheid. Gebaseerd op de beschikbaarheid van natte gewasreseten en de hierbovengenoemde afschattingen komt de potentie van deze stroom uit op 20 ha glas zoals opgenomen in Tabel 11 op pagina 63.

9.1.2

Potentieel glastuinbouw natuur- en bermgras

Geografische overlap glastuinbouw Bermgras is overal in Nederland te vinden door het wijd vertakte wegennet. Natuurgras is geconcentreerd te vinden in het landelijk gebied zoals aangegeven op de illustratie rechts. Grote graslandconcentraties zijn te vinden in de provincie Utrecht, Zuid-Friesland en kleinere concentraties in Noord- en Zuid-Holland. Het zuiden van het land is weinig grasland te vinden. Geschat wordt dat op basis van een actieradius van ~30km zo’n 40% van het beschikbare gras binnen bereik van de glastuinbouw ligt. Concurrentie andere routes en sectoren

Figuur 14: Geografische verdeling grasland en glastuinbouw in Nederland (Bron: CBS) Natuur- en bermgrassen worden op dit moment vaak gecomposteerd door de verwerkende sector. Vaak wordt hierbij geen vergisting toegepast en het toepassen van grassen in een vergister waarbij het digistaat wordt verwerkt in compost lijkt economisch een aantrekkelijke route. Hiermee kan worden samengewerkt met de loonbedrijven die het gras verzamelen en de composteerteers die het digistaat afnemen. Ook kan de vergister op het terrein van de composteerder staan, de tuinbouw kan dan de afnemer zijn van het biogas. Concurrentie vanuit de industrie of groen gas optie schatten wij gelijk in als bij natte gewasresten, op 60% van de lokaal beschikbare stroom.

09.137.2


Pagina 58


9.1.3

Potentieel glastuinbouw en potentieel GFT


Leden BVOR Organische reststoffen

Figuur 15: Locatie glastuinbouw in Nederland en een stippenkaart met leden van de BVOR (Branchevereniging voor verwerking van organische reststoffen). Groente, fruit en tuinafval is vooral in de stedelijke gebieden en landelijke gebieden met woningbouw te vinden. Op dit moment wordt het grootste gedeelte van het GFT al ingezameld door composteerbedrijven. Deze zogenaamde groen recyclebedrijven zijn lid van de BVOR en hun locaties zijn in Figuur 15 te vinden. Zij zijn verdeeld over het land vooral in de provincies Utrecht, Noord- en Zuid-Holland en Brabant te vinden. Door de goede spreiding van de bedrijven over het land en een actieradius van zo’n 30 km wordt de geografische beschikbaarheid van de GFT voor de tuinbouw op 50% geschat. Concurrentie andere routes en sectoren De concurrentie van andere sectoren is relatief sterk (ten opzichte van gras en natte gewasresten). Dit komt doordat nu een groot deel van de GFT door de composteerbedrijven rechtstreeks wordt gecomposteerd. Al hoewel digistaat uit vergisting prima kan worden verwerkt in compost zullen de composteerders door hun huidige positie in de markt mogelijk het GFT zelf gaan vergisten op eigen terrein. Hierdoor kan niet altijd warmte/biogas levering naar de tuinbouw plaatsvinden. Door deze extra partij in de keten schatten wij dat 70% van de GFT niet in de tuinbouw zal worden verwerkt, maar door concurrerende ketens wordt gebruikt.

09.137.2


Pagina 59


9.1.4

Potentieel glastuinbouw concurrentie reststromen uit voedings- en genotmiddelenindustrie.

Geografische overlap glastuinbouw VGI reststromen komen beschikbaar uit locale industrieën. Deze zijn erg verspreid over het land, helaas is hiervan geen geografische inschatting beschikbaar. VGI stromen hebben een afwisselende samenstelling en vochtgehalte. Hun actieradius verschilt dan ook van stroom tot stroom. Het gaat hier om stromen als aardappel- en tarwe zetmeel, koffiedik, suikerbietenreststromen, groenteafval, putvet of aardappelrestproducten. De geografische overlap met de glastuinbouw wordt ingeschat op 60%. Concurrentie andere routes en sectoren Concurrentie op deze grondstof komt vooral uit de sector zelf. De voeding- en genotmiddelen industrie maakt vaak zelf gebruik van elektriciteit (voor machines) en warmte (bv voor droogprocessen). Ook kan biogas uit een vergister rechtstreeks ingezet worden als aardgasvervanging in bijvoorbeeld ovens en gasbranders. Hierdoor zal naar onze verwachting 80% van de locaal beschikbare VGI stroom door concurrerende sectoren voor energievoorziening worden toegepast. Het potentieel komt daarmee uit rond de 10 ha.

9.1.5

Potentieel glastuinbouw mestvergisting grootschalig

Splitsing mestvergisting in groot en kleinschalig Mestvergisting vindt nu plaats volgens het concept co-vergisting van mest met coproducten. Dit is voornamelijk ingegeven door de mestwetgeving, waarbij het digistaat uit een mest co-vergister kan worden aangemerkt als ‘dierlijke meststof’. De mest wordt onbewerkt in de vergister gestopt en co-producten zorgen voor de verhoging van de biogasproductie. Indien Nederland de energetische potentie die onze mest bevat wil gebruiken moet dit concept worden losgelaten. Er zijn eenvoudigweg onvoldoende co-producten beschikbaar om alle mest zo te vergisten. Daarnaast vergroot de toevoeging van coproducten de boekhoudkundige hoeveelheid dierlijke mest. Dit maakt het covergistingsconcept niet op grote schaal toepasbaar en duur. (kosten gerelateerd aan het vergroten van de boekhoudkundige hoeveelheid dierlijke mest bij co-vergisting zijn zo’n 30% van de huidige onrendabele top). Er lopen een aantal proeven met scheiding van mest in een dikke en dunne fractie, waarbij de dikke fractie wordt vergist en de dunne fractie op het land kan worden toegepast of gezuiverd en geloosd,. Op basis van dit concept onderscheiden we in deze visie twee vergistingsscenario’s, grootschalige en kleinschalige vergisting. Bij mestvergisting grootschalig wordt op de vee- en varkensbedrijven de mest gescheiden in een dikke en dunne fractie. De dikke fractie die de vergistbare delen bevat wordt getransporteerd naar een centraal in het gebied gelegen vergister.

09.137.2


Pagina 60


Bij kleinschalige vergisting wordt de mest op het bedrijf van de boer vergist, al dan niet eerst gescheiden. De beschikbare mest voor energietoepassingen vormen zo’n 70% (op energiebasis) van de totale energiestroom die via vergisting kan worden ontsloten. Daarmee is het van groot belang dat er gewerkt wordt aan een alternatief vergistingconcept waarbij deze potentie daadwerkelijk kan worden aangewend voor duurzame energieproductie. Geografische overlap glastuinbouw

Figuur 16: Geografische verdeling van glastuinbouw en mestproductie in Nederland (bron: CBS). De actieradius van de dikke mestfractie is ingeschat op maximaal 30km. Deze mestfractie kan dan naar een centrale vergister gebracht worden die in de buurt van glastuinbouw wordt gebouwd. In de figuur rechts is de dunne mestproductie per CORP gebied in Nederland weergegeven. Indien dit, met een actieradius van 30 km, vergeleken wordt met glastuinbouwgebieden zijn er een aantal overlapgebieden. Voorbeelden zijn Oost- en West-Brabant, Noord-Limburg, Arnhem/Nijmegen en Friesland. Ook is er met 30 km actieradius beperkt transport tussen de verschillende CORP-gebieden mogelijk. De fractie overlap van grootschalige vergisting met glastuinbouw wordt op 40% ingeschat. Concurrentie andere routes en sectoren Het plaatsen van een centrale vergister op het terrein van een agrariër ligt niet voor de hand omdat deze bedrijven nauwelijks een warmtevraag hebben. Vanuit de agrarische sector zelf is dan ook niet veel concurrentie op het gebied van warmte te verwachten. Hierdoor is de locatie van de centrale vergister niet van te voren bepaald en kan deze in de buurt van afnemers van warmte/CO2 of biogas worden ge-

09.137.2


Pagina 61


positioneerd. Ook kan er met een biogasleiding (<5 km) worden gewerkt, benutting van restwarmte wordt tenslotte door de overheid gestimuleerd. De industrie of woningbouw kunnen ook de warmte afnemen, echter een grootschalige vergister in de buurt van de bebouwde kom zal qua ruimtelijke ordening veelal op weerstand stuiten. Door het relatief grootschalige karakter van deze centrale vergisters kan de productie van groen gas een optie zijn. Maar indien warmtebenutting mogelijk is ligt directe toepassing van biogas in WKK meer voor de hand. Ingeschat wordt dat binnen de geografische overlapgebieden 60% van de mest door concurrerende routes en sectoren wordt ingenomen. Met 127 ha verwarmd glas biedt grootschalige metsvergisting een zeer groot potentieel. Hiermee wordt duidelijk dat het mogelijk maken van dit concept door aanpassing van de regelgeving belangrijk is.

9.1.6

Potentieel glastuinbouw mestvergisting kleinschalig

Geografische overlap glastuinbouw Bij toepassing van mest voor vergisting op kleine schaal verandert de beschikbaarheid in een CORP gebied niet. Binnen dit concept nemen we aan dat de mest niet getransporteerd wordt. Biogas zal dan met een gasleiding naar een tuinbouwgebied worden gebracht (<5 km). Hierdoor is de kans dat er topografisch een goede match te vinden is klein. Dit wordt ingeschat op 10% van de gevallen. Concurrentie andere routes en sectoren Door de beperkte actieradius van een biogasleiding is de concurrentie voor gas/warmtelevering klein. De mogelijkheid van groen gas is door de kleinschaligheid van deze projecten niet aantrekkelijk. Hierdoor is de concurrentie van andere routes en sectoren klein en wordt geschat op 20%

Hiermee komt de potentie van deze kleinschalige mestroute uit op 28 ha. 9.1.7

Potentie vergisting totaal

Indien alle afwegingen van de vorige paragrafen in acht worden genomen en toegepast worden op de voor vergisting beschikbare stromen uit scenario Strong Europe wordt de totale vergistingspotentie op 223 ha geschat.

09.137.2


Pagina 62


Tabel 11: Potentieraming glastuinbouw gebaseerd op scenario Strong Europe voor verschillende vergistingsstromen Raming Potentieel glastuinbouw Geografische overlap GTB

Stroom

Vergisting Natte gewasresten landen tuinbouw Nattuur en bermgras Groente Fruit en Tuinafval Voedings- en genotmiddelenindustrie Mest Grootschalig Mest Kleinschalig Totaal vergisting

09.137.2

Concurr. andere routes

70% 40% 50% 60% 40% 10%


60% 60% 70% 80% 60% 20%

Potentieel Potentieel GTB GTB (MWe) (Ha)

11,7 7,6 14,8 5,5 73,3 16,0 129

20 13 26 10 127 28 223

Pagina 63


9.2

Potentieel Glastuinbouw houtige biomassa

9.2.1

Potentieel Glastuinbouw Thermische Conversie Resthout


Figuur 17: Geografische verdeling van glastuinbouw en bos en open natuurlijk terrein in Nederland (bron: CBS). Nederlandse bossen zijn vooral buiten de Randstad te vinden. Grote concentraties bos bevinden zich in Brabant, Overijssel Flevoland en Noord Friesland. Ook in de Achterhoek is bos te vinden. In Noord-, en Zuid-Holland en Zeeland is de hoeveelheid bos beperkt (Figuur 17). De actieradius van houtsnippers (~45% vocht) is ingeschat op zo’n 60 km. Dit betekent dat resthout niet alleen aangevoerd kan worden vanuit bossen binnen maar ook uit naburige provincies. Door deze relatief grote actieradius voor biomassa kan veel van de houtachtige biomassa de tuinbouw bereiken. Tuinbouwgebieden in Oost-Brabant, Noord-Limburg, Flevoland, Friesland, Arnhem/Nijmegen en Drenthe bereiken veel bos binnen een straal van 60 km. De geografische overlap tussen tuinbouw en beschikbaarheid van resthout uit NL bossen wordt op 90% geschat. Concurrentie andere routes en sectoren Doordat de glastuinbouw veel warmte uit een houtgestookte WKK nuttig kan gebruiken voor verwarming van de kas, wordt een zeer hoge totaalrendement behaald. Dit maakt te positie van houtgestookte WKK’s ten opzichte van andere houtWKK toe-

09.137.2


Pagina 64


passingen en bij- en meestook sterk. Tevens dient voor de een toepassing van nat hout voor bijstook, de ‘groene’ chips eerst te worden gedroogd en opgewaardeerd voor toepassing in een kolencentrale (torrefactie). Dit zorgt voor extra kapitaalkosten, warmteverlies en transportbewegingen. Zoals uit Tabel 12 naar voren komt, is het chippen en verbranden van hout uit bossen een zeer energie-efficiënte route bij restwarmtegebruik. De brandstofcomponent in de prijs van geproduceerde elektriciteit wordt ook zeer laag bij goed gebruik van de restwarmte. Ook blijkt dat torrefiëren of drogen met pelletiseren en vervolgens decentraal vergassen financieel en energetisch geen aantrekkelijke route is voor de glastuinbouw. Tabel 12: Overzicht van verschillende conversieroutes voor houtachtige biomassa. bij benutting van 80% van de beschikbare restwarmte. Vergeleken wordt bijstook in een kolencentrale van torrefactiepellets, locale vergassing van torrefactiepellets en gedroogde houtsnippers (met warmtebenutting) en verbranding van houtchips zonder voorbewerking (met warmtebenutting). Waardering warmte: 4€/GJ Voorbewerkingsstap: => eenh. Brandstofkosten elektriciteit bij waardering warmtegebruik (4€/GJ) Totaalrendement uit biomassa Vermeden fossiele energie bij inzet binnenlands potentieel Vermeden CO2 emissie per ton hout

€/MWh

Torrefactie Pelletiseren Drogen Chippen bijstook bijstook vergassing verbranding kolencentrale kolencentrale decentraal decentraal 59

56

25

%

36%

32%

62%

91%

6

PJ

6,2

5,5

6,9

8,3

Ton

0,50

0,45

0,54

0,64

Het totale rendement is bij decentrale verbranding in de tuinbouw aanzienlijk hoger dan het rendement van bijstoken in een kolencentrale. Hierbij speelt mee dat bij de voorbewerking van de brandstof ook energie kost. De vermeden fossiele energie bij binnenlandse inzet is bij decentraal gebruik dan ook hoger. De CO2 reductie is bij decentrale WKK-toepassing 44% hoger dan bij inzet in de vorm van pellets in kolencentrales. Hierbij is uitgegaan van verdringing van elektriciteit met de gemiddelde emissie-factor in Nederland voor zowel bijstook als toepassing in de tuinbouw. Naast een hogere CO2 reductie realiseert de route via de decentrale route ook meer “vermeden fossiele energie”, zo’n 51 % meer dan bij meestook van pellets.

Toepassing in de tuinbouw dicht bij de plaats waar het hout beschikbaar komt levert ook minder transporten op ten opzichte van toepassing in een kolenketel. Dit is moeilijk precies te kwantificeren maar wordt veroorzaakt door de ligging van de meeste kolencentrales aan de Nederlandse kust. Op dit moment is er geen actief subsidiebeleid van de overheid op centrale opwekking van duurzame elektriciteit middels bijstook in kolencentrales. Ook zijn de houtpellets die voor bij- en meestook worden ingezet in kolencentrales voornamelijk afkomstig uit het buitenland. 09.137.2


Pagina 65


Door het zeer hoge totaalrendement van decentrale houtWKK en het ontbreken van subsidie op bij- en meestook van biomassa in kolencentrales, is de concurrentiepositie van houtgestookte WKK in de glastuinbouw sterk. Naast de glastuinbouw kunnen houtWKK’s ook goed worden toegepast voor het drogen van hout in de houtverwerkende industrie of voor verwarming van woningen. Voor deze laatste optie is de aanleg van een duur stadsverwarmingsnet noodzakelijk. Kortom decentrale toepassing van Nederlands resthout levert een zeer hoog rendement, maar de tuinbouw zal moeten accepteren dat ook andere sectoren zoals industrie en woningbouw op zoek zijn naar duurzame warmte. Het beschikbare resthout uit Nederlandse bossen wordt op dit moment nog maar beperkt aangewend voor energieproductie, maar het valt dus te verwachten dat ook andere sectoren aanspraak willen maken op een deel van dit hout. Door de grote actieradius van hout is de beschikbaarheid voor de tuinbouw veel minder afhankelijk van locale samenwerking en locale beschikbaarheid van grondstoffen. Het gaat er om welke sector het eerst, voor een goede prijs zijn hand weet te leggen de houtachtige biomassa. Een actief stimulerings- en begeleidingsbeleid van de glastuinbouw kan er dus toe leiden dat deze sector aanspraak kan maken op een significant deel van deze biomassastroom! Afhankelijk van het succes van dit beleid en bereidheid van ondernemers wordt ingeschat dat de sector 30 tot 50% van de biomassa uit Nederlandse bossen kan verwerven.

9.2.2

Potentieel Glastuinbouw Thermische Conversie Afvalhout

Afvalhout is onder te verdelen in A-, B- en C-hout. De eerste is onbewerkt en is daarmee eenvoudig in te zetten voor energietoepassingen. B- en C-hout bevat verontreinigingen en dient daarom te worden verbrand in gespecialiseerde (afval)centrales. Deze centrales zijn een goede partner om restwarmte af te nemen voor de glastuinbouw, hier zou geografisch op gestuurd kunnen worden. De potentie van deze samenwerking is hier buiten beschouwing gelaten omdat deze visie betrekking heeft op rechtstreekse benutting van biomassa. Hieronder wordt verder ingegaan op de beschikbaarheid van A-hout energieopwekking. Geografische overlap glastuinbouw In tegenstelling tot ‘groene’ chips uit de bossen bevat resthout vaak niet erg veel vocht (10-20%). Dit maakt het licht en makkelijker te transporteren. Hiermee vormen geografische locaties van tuinbouwbedrijven geen belemmering om resthout in te kopen. De geografische overlap worden dan ook op 90% ingeschat. Concurrentie andere routes en sectoren

09.137.2


Pagina 66


In Nederland komt zo’n 500 kton A-hout vrij en dit wordt voor een deel hergebruikt in de productie van pellets en spaanplaten. Er wordt ingeschat (Koppejan et. al) dat er 320 kton A-hout beschikbaar is voor energietoepassingen. A-hout is relatief schoon en droog en kan daarmee geschikt voor toepassing in kleinere, goedkopere installaties. Een WKK toepassing is hiermee eigenlijk niet aan de orde (ketel <1MWth). Naast zwembaden en pluimvee bedrijven kan dit ook voor kleine glastuinbouwbedrijven een oplossing zijn om over te stappen op duurzame warmte. Omdat het hier om toepassingen in een houtketel gaat en niet om een WKK wordt geen elektriciteit opgewerkt. Het strategische voordeel van de tuinbouw om nuttig warmte te kunnen inzetten vervalt hiermee. Daarom zal het vooral van de stimuleringsmaatregelen en het beleid van de sector afhangen in hoeverre ondernemers overstappen op dit verwarmingsmedium. Het relatief gunstige belastingtarief op aardgas zou in dit kader verduurzaming wel eens kunnen tegenwerken. Opmerkelijk fenomeen is overigens dat in 2008 en 2009 er vele aanvragen zijn gedaan binnen de MEI investeringssubsidieregeling. Hierin zaten aanvragen voor veel kleinere (<1MW) en een aantal grotere houtketels. Dit geeft aan dat veel tuinders actief op zoek zijn naar alternatieven voor aardgas. Afhankelijk van de stimuleringsmaatregelen zou 20% tot 40% van het A-hout binnen de glastuinbouw kunnen worden gebruikt.

9.2.3

Raming potentieel thermische conversie totaal

Gebaseerd op de beargumenteerde aannames uit de vorige paragraaf en de beschikbaarheid van hout volgens Tabel 10 staat de geschatte potentie voor thermische conversie voor de glastuinbouw opgesomd in Tabel 13. Tabel 13: Potentieraming glastuinbouw gebaseerd op scenario Strong Europe voor thermische conversiestromen Raming Potentieel glastuinbouw Geografische Concurr. Potentieel Potentieel Stroom; Thermische conversie overlap andere GTB GTB GTB routes (MWe) (Ha) Hout uit Bos, landschap en fruitteelt, van 90% 70% 19,8 165 (via WKK) tot 90% 50% 33,1 275 Schoon afvalhout (A-hout), van 90% 80% 117 (Via ketels) tot 90% 60% 234 20 282 Totaal Thermische conversie, van 33 509 tot

Hout uit bos, landschap en fruitteelt is goed voor een potentie van 20 tot 33 MWe of 165 tot 275 ha glas, gebaseerd op houtWKK invulling. A-hout wordt ingezet in houtketels en kan daarmee zo’n 120 tot 230 ha glas van warmte voorzien. Voor thermische conversie komt het totaal daarmee uit op een potentie van 280 tot 509 ha glas.

09.137.2


Pagina 67


9.3

Potentie biomassatoepassingen voor tuinbouw ten opzichte van doelstelling

In de tabellen Tabel 14 en Tabel 15 is een samenvattende opsomming gegeven van de totale biomassapotentie voor de glastuinbouw op basis van het scenario Strong Europe uit Koppejan, 2009. Tabel 14: Totaaloverizcht potentieraming biobrandstoffen voor de glastuinbouw bij een bescheiden stimuleringsbeleid Route Vergisting Thermische conversie vers hout Thermishe conversie Afvalhout (A-hout) Totaal

Potentieraming bij bescheiden beleid Vermeden Potentiele Vermeden WKK Ketel uitstoot CO2 GTB fossiel Pe [MW] Pth [MW] Pth [MW] Opp. [ha] Energie [PJ] [kton] 129 161 223 11 736 20 -

79 -

149

240

165

3

154

120

117

1

82

120

505

16

973

Tabel 15: Totaaloverzicht potentieraming biobrandstoffen voor de glastuinbouw bij een actief stimuleringsbeleid Route

Vergisting Thermische conversie vers hout Thermishe conversie Afvalhout (A-hout) Totaal

Potentieraming bij actief beleid Vermeden Potentiele Vermeden WKK Ketel uitstoot CO2 GTB fossiel Pe [MW] Pth [MW] Pth [MW] Opp. [ha] Energie [PJ] [kton] 129 161 223 11 736 33 -

132 -

162

293

275

5

257

240

234

3

165

240

733

19

1.158

In totaal komt de potentie hiermee uit op een energievoorziening tussen de 500 en 730 ha glas. Dit komt neer op 5 tot 7,5 % van glastuinbouw oppervlak in de sector. Hiermee lijkt het streefbeeld van de sector voor 2020 (800 ha op basis van bioenergie) ambitieus maar niet onhaalbaar. Zo zou door een verminderde warmtebehoefte vanuit de kas, door bijvoorbeeld nieuwe kasconcepten of ‘het nieuwe telen’, de areaal doelstelling kunnen worden opgerekt tot 700-1000 ha.

09.137.2


Pagina 68


10 RICHTINGGEVENDE VISIE De bevindingen van beschikbare biomassa, type conversie, toetsing aan duurzaamheidscriteria en geschiktheid voor de tuinbouw en bepaling van het potentieel leiden tot de volgende richtinggevende visie voor de Nederlandse tuinbouwsector. Raakvlakken met andere sectoren en instanties zijn hierin meegenomen. In de laatste paragraaf worden de benodigde acties en actoren aangegeven alsmede en zijn de acties uitgezet in de tijd 10.1 Biomassa voor de tuinbouw

Binnenlandse Biomassa Op grond van het rapport ““Beschikbaarheid van Nederlandse biomassa voor elektriciteit en warmte in 2020” van Koppejan et al (2009) is vastgesteld welke biomassastromen voor de Nederlandse glastuinbouw kansrijk zijn. Hierbij is uitgegaan van het scenario 3, Strong Europe, dat het meeste aansluit bij de uitgangspunten van de Energie Transitie. Het scenario betreft een open (wereld)markt waarbij duurzaamheidsproblemen gezamenlijk wereldwijd aangepakt worden. Er wordt uitgegaan dat de EU en dus Nederland relatief open markten heeft en er dus veel (duurzame) biomassahandel kan plaatsvinden en dat er internationaal een beleid wordt gevoerd, gericht op duurzaamheid. Biomassa wordt met name ingezet voor bestrijding van het broeikaseffect. Beleid is er op gericht om biomassa efficiënt te gebruiken en dus is het gebruik van bijproducten relatief aantrekkelijk vergeleken met teelt voor energie. Dit levert voor de tuinbouw de volgende kansrijke biomassastromen op: • Droge biomassa: a) Resthout uit bos (top- en takhout), landschap en fruitteelt b) A-hout (schoon resthout uit de bouw en industrie) • Natte stromen: a) Natte gewasresten uit land en tuinbouw b) Natuur- en bermgras c) GFT d) Resten uit voeding- en genotmiddelenindustrie (VGI) e) Kleinschalige en grootschalige mest Dit zijn stromen die voor een belangrijk deel nu al beschikbaar zijn en voor een belangrijk deel nog on- of onderbenut worden. Het tak- en tophout blijft voor een groot deel in de bossen achter, hout van fruit wordt nog wel ter plaatse verbrand of gaat naar GFT verwerking, hout wordt gedeeltelijk verbrand in afvalverbrandingcentrales (AVI’s) en gedeeltelijk gebruikt voor bijvoorbeeld spaanplaat.

09.137.2


Pagina 69


Natte gewasresten uit de landen tuinbouw worden grotendeels ondergeploegd of gecomposteerd. Stromen die op de positieve lijst voorkomen worden ook wel voor covergisting ingezet. GFT blijft voor een deel achter in huisvuil of wordt gescheiden ingezameld en gecomposteerd. Natuur- en bermgras is een lastige stroom die nu gedeeltelijk gecomposteerd wordt maar ook gedeeltelijk blijft liggen of naar afvalverwerking gaat. Resten uit VGI worden deels gecomposteerd en deels als coproduct voor vergisting ingezet. Mest wordt onbewerkt uitgereden op grasland en akkerland. Daarnaast wordt mest ook steeds meer in vergisters ingezet (nu is dat nog ca. 1 %). Mest is op droge stof basis de grootste agro-biomassastroom van Nederland en heeft daarom veel potentie als biomassa voor energie. Zeker als de methaan- en lachgasuitstoot (N2O) bij opslag en uitrijden van deze mest kan worden voorkomen door directe verwerking en gebruik in een vergister. Buitenlandse biomassa De Nederlandse tuinbouw zal haar doelstelling tot 2020 voor het transitiespoor biomassa naar verwachting vooral met binnenlandse biomassa moeten invullen. Houtpellets die op grote schaal worden geïmporteerd voor co-firing in kolencentrales hebben voor de glastuinbouw een te hoge prijs (€ 120 tot € 140 per ton) waardoor dit niet aantrekkelijk is vergeleken met aardgas. Alleen al de kosten voor het drogen, pellets persen en transporteren (ca. € 65 per ton) liggen aanzienlijk boven het niveau dat het voor tuinbouw interessant is (<40 €/t). Plantaardige oliën zijn naar verwachting goed inzetbaar als feedstock voor productie van biodiesel. Dit geldt ook voor oliën van lagere kwaliteit die via “Hydro-upgrading” tot goede biodiesel te converteren is. De vraag vanuit de transportsector is gezien de EU doelstelling (10% vervanging) zo groot dat de prijs in deze sector altijd hoger zal liggen dan in de tuinbouw. Deze stroom valt daarom voor stationaire toepassingen zo goed als zeker af. Mogelijk, dat na 2015 pyrolyseolie op basis van houtige biomassa een gangbare duurzame brandstof wordt. Deze pyrolyseolie zal dan als duurzame ‘commodity’ internationaal verhandeld worden. Door de typische eigenschappen is niet te verwachten dat deze brandstof voor 2020 als transportbrandstof ingezet zal worden. Toepassing in een WKK op basis van een dieselmotor in combinatie met vergaande rookgasreiniging is wel denkbaar. Door de relatief gemakkelijke hanteerbaarheid, transport en opslagmogelijkheden zullen de kosten voor transport en opslag lager liggen dan hout en kan wellicht een interessante keten ontstaan voor de tuinbouw. Resulterende biomassa-conversieketens De in Nederland beschikbare biomassa en de conversietechnologieën die voor de tuinbouw geschikt zijn leiden tot de volgende biomassa-conversieketens: • Verbranding van (rest-) hout in ketels voor warmte en CO2 (< 5 MWinput) • Verbranding van (rest-) hout in een biowkk voor warmte, elektriciteit en CO2(> 5 MWinput)

09.137.2


Pagina 70


• •

Vergisting van natte biomassa in combinatie met WKK voor warmte, elektriciteit en CO2 Vergisting van mest in combinatie met WKK voor warmte, elektriciteit en CO2

Naast de bovengenoemde ketens is hout ook in te zetten in een vergassingsinstallatie waarmee stookgas wordt gemaakt. Dit gas wordt rechtstreeks ingezet in WKK’s. De elektriciteitsproductie ligt dan hoger dan bij eenzelfde situatie met een biowkk op basis van een stoomketel met stoomturbine. Voor vergassing bestaan verschillende technologieën waarvan enkele in pilotinstallaties succesvol zijn getest. In het algemeen is vergassing wel complexer en vergt het een hogere investering dan verbranding in een ketel met elektriciteitsopwekking. Voor een doorsnee tuinbouwondernemer is deze technologie daarom hoog gegrepen. In samenwerkingverbanden zou vergassing wellicht wel in de tuinbouw toegepast kunnen worden. Een eerste initiatief daartoe wordt nu door HVC Alkmaar onderzocht, waarbij het stookgas van een houtvergasser aan het tuinbouwgebied Agriport A7 zal worden geleverd. Potentieel In onderstaande tabel is aangegeven welk glasareaal met de genoemde biomassaconversieketens van energie kan worden voorzien. Hierbij is onderscheid gemaakt tussen het potentieel van een moderne open kas zoals die nu gebouwd wordt en een nieuwe open kas in 2020 waar een verdergaande energiebesparing is gerealiseerd.

Biomassa-conversieketen Resthout/A-hout met ketels/biowkk Natte stromen/mest vergisten Totaal

Huidig gemiddeld warmtegebruik 3 2 (open kas; 35 m /m )

Geschat warmtegebruik 2020 3 2 (open kas; 25 m /m )

280 – 510 ha

390 – 710 ha

220 ha

310

500 - 730

700 – 1020 ha

Het totale glasareaal dat op dit moment van energie kan worden voorzien is 500 tot 730 ha. De resulterende directe CO2 reductie is dan 970 tot 1070 kton. Om de gevoeligheid van een lagere warmtevraag aan te geven is tevens een inschatting gegeven van een nieuwe open kas in 2020 onder de aanname dat het teeltproces is verbeterd (bijvoorbeeld zoals in Het Nieuwe Telen). Bij die veronderstelling groeit het glasareaal dat van energie kan worden voorzien tot 700 à 1020 ha. In het geval van een geleidelijke groei van biomassagebruik in de tuinbouw, zal het areaal in 2020, onder de veronderstellingen van scenario 3 (Strong Europe), uitkomen tussen de beide bandbreedtes. De doelstellingen van de sector voor 2020, zoals aangegeven in de inleiding, zijn dus met binnenlandse biomassa onder voorwaarden haalbaar.

09.137.2


Pagina 71


Het potentieel van de genoemde biomassa-conversieketens bedraagt in energie 16 tot 18 PJ (finale renergie) en de reductie van CO2 1,0 tot 1,1 Mton, beide op jaarbasis.

Groen gas De Werkgroep Groen Gas stelt zich ten doel om de productie van groen gas in Nederland te stimuleren. De ambitie is geformuleerd om in 2020 10% van het Nederlandse aardgas door groen gas te vervangen. Gasunie en GasTerra delen deze ambitie, mede om de benutting van het aardgasnet te verlengen. De productie van groen gas zal voor een deel op basis van buitenlandse biomassa moeten plaatsvinden waarmee groen gas wordt geproduceerd in installaties direct in havengebieden. Het geproduceerde gas wordt daar dan aan het net toegevoerd (zie het rapport “Vol gas voorruit” van Platform Nieuw Gas). Technisch gesproken zal de glastuinbouw met haar aardgas in ketels en WKK’s dan ook gemiddeld 10% groen gas gebruiken als de ambities waargemaakt worden. In de praktijk zal groen aardgas door middel van een groen gas certificatensysteem verhandeld worden. De mate waarin de glastuinbouw gebruik zal maken van groen gas hangt af van het aantal groen gas certificaten dat door tuinbouwondernemers wordt gekocht. In principe biedt dit wel de mogelijkheid om de standaard aardgasgedreven WKK’s “CO2 vrij“ te laten draaien. In deze visie wordt aan deze optie geen aandacht gegeven omdat dit een ontwikkeling betreft die niet primair in de glastuinbouw plaatsvindt. Daardoor maakt het ook geen deel uit van het transitiespoor biomassa. Duurzame warmte en CO2 uit afvalverbranding Een groot deel van alle in Nederland vrijkomende biomassa komt via huisvuil en bedrijfsafval bij de afvalverbranding terecht. Het biogene deel van afval beslaat in totaal rond 5400 kton d.s. of 7,1 PJ (Koppejan et al 2009). Uit deze energie wordt op de meeste plaatsen alleen elektriciteit gemaakt met het rendement van afvalverbranders tussen de 20 en 30%. Bij het merendeel van de bedrijven wordt deze warmte naar de omgeving weggekoeld. Op enkele plaatsen wordt ook warmte nuttig gebruikt zoals bijvoorbeeld bij Afval Energiebedrijf Amsterdam (AEB) waar warmte aan het stadsverwarmingsnet wordt geleverd. De tuinbouw kan deze warmte uitstekend in haar kassen benutten. De laagtemperatuurverwarming in kassen maakt het mogelijk om de warmte op een lager temperatuurniveau te benutten dan in stadverwarming. Denk hierbij aan temperatuurniveaus onder de 60ºC. Het is zelfs denkbaar dat koelwater van 25ºC in de winter wordt geleverd als warmtebron voor warmtepompen. De CO2 is hierbij wel een belangrijk aandachtspunt waarvoor een oplossing zal moeten worden gevonden. Mogelijk dat CO2 uit de rookgassen kan worden onttrokken of vanuit een vergister kan worden betrokken. Een bijkomende mogelijkheid is rechtstreekse elektriciteitslevering vanuit de afvalcentrale.

09.137.2


Pagina 72


Als voorbeeld kan de afvalverbrandingscentrale van Essent Milieu in Wijster worden genoemd. Vanuit deze centrale alleen al zou met de warmte voor ca 200 ha glasoppervlak de warmte geleverd kunnen worden. Samenwerking met afvalverbranding ontsluit een enorm potentieel aan (gedeeltelijk) duurzame warmte. Voorwaarden hierbij zijn wel dat de warmteprijs niet volledig aan de aardgasprijs gekoppeld wordt en dat een oplossing voor betaalbare levering van CO2 en elektriciteit wordt gevonden. Biomassa ten opzichte van andere duurzame energie in de tuinbouw In de tuinbouw worden op dit moment vooral 2 andere duurzame energiebronnen naast biomassa ontwikkeld en toegepast. Dit betreft geothermie en warmte/koudeopslag in combinatie met warmtepompen (WKO). In onderstaande tabel worden deze vormen van duurzame energie onderling vergeleken op de hoofdpunten duurzaamheid (incl. CO2-reductie), economie, CO2 voor bemesting en worden de belangrijkste knelpunten aangegeven. Economie Aardwarmte Warmte koude opslag BioWKK thermisch BioWKK vergisting Biomassaketel AardgasWKK Aardgasketel (1)

+/++ (1) o + + + + o

Duurzaamheid en CO2 reductie +++ (1) + ++ ++ + / ++ + o

: binnen huidig concept ‘gesloten kas’,

(2)

CO2 Elektriciteit Potentie belemmering bemesting –– o/– Locatie, boorrisico (2) –/–– – Economie gesloten kas + + Landelijke beschikbaarheid hout ++ ++ Locale beschikbaarheid producten + o Landelijke beschikbaarheid hout ++ ++ + o -

: warmtepompen hebben een elektriciteitsbehoefte

Geothermie heeft als grote voordeel een hoge warmteopbrengst gedurende lange tijd (> 30 jaar) bij een betrekkelijk laag elektriciteitsverbruik. Belangrijke beperkingen zijn dat er geen CO2 beschikbaar is, dat het ondergrondse oppervlaktebeslag vrij groot is en dat er een risico op misboren bestaat. Tuinders in een tuinbouwgebied kunnen dus niet aaneengesloten gebruik maken van geothermie. WKO in combinatie met de (semi-) geslotenkas heeft als voordeel dat in de zomer de warmtebehoefte voor de winter wordt ingevangen (duurzame warmte). Opwerken van de ingevangen warmte kost op dit moment echter nog wel een aanzienlijke hoeveelheid elektriciteit voor de warmtepomp, de waterpompen en ventilatoren. Hierdoor is de primaire energiebesparing beperkt. Tevens is ook voor deze technologie het nadeel dat er geen CO2 vrijkomt. De investeringen zijn hoog waardoor WKO nog maar beperkt wordt toegepast. Er zijn ontwikkelstrajecten om het elektriciteitsgebruik verder omlaag te brengen waardoor de duurzaamheid van WKO toeneemt. BioWKK en biomassaketels hebben als grote voordeel dat er CO2 vrijkomt, zelfs meer dan bij aardgasverbranding. Hier moet nog wel technologie voor ontwikkeld worden maar dit lijkt binnen bereik . De ontwikkelingen lopen parallel met maatregelen om het emissieniveau terug te brengen. Met de huidige ondersteuning vanuit de

09.137.2


Pagina 73


SDE is ook de economie acceptabel. Het belangrijkste knelpunt van biomassa is de beschikbaarheid.

10.2 Onderscheidende voordelen van benutting biomassa in de tuinbouw

Om bovengenoemde potentiëlen te realiseren zullen stimulerend beleid en stimulerende acties nodig zijn. De redenen dat benutting van Nederlandse biomassa juist in de glastuinbouw moet plaatsvinden zijn de volgende: • In de glastuinbouw kan de energie-inhoud van Nederlandse biomassa meestal met het hoogste rendement omgezet en benut worden • Toepassing in de tuinbouw levert dan de hoogste verdringing van fossiele brandstof en daarmee de hoogste reductie van CO2-emissie • Verdringing van aardgas maakt de glastuinbouw minder afhankelijkheid van de bewegingen van de aardgasprijs • De grote hoeveelheid geproduceerde CO2 ten opzichte van de energieproductie komt bij bio-energieproductie in de tuinbouw goed van pas. • Door lokale biomassa in de glastuinbouw in te zetten wordt overall het transport van biomassa geminimaliseerd (local for local). • Efficiënte benutting van biomassa in de glastuinbouw helpt aanverwante sectoren zoals de landbouw en de bosbouw om hun doelstellingen in het Convenant Agrosectoren te realiseren. In de glastuinbouw kan biomassa met een relatief zeer hoog rendement worden ingezet. De reden hiervoor is dat in de tuinbouw goed met lage temperatuur kan worden verwarmd waardoor een een maximaal totaal rendement wordt behaald. De houtWKK die bij een tuinder in Noord Friesland is geplaatst heeft een totaal rendement van 100% (LHV). Resthout, snoeihout en andere houtige biomassa kan daarom in principe het meest efficiënt in de glastuinbouw worden ingezet. Ter vergelijking: het rendement van het bijstoken van resthout in een kolencentrale, inclusief droging en bewerking tot houtpellets of torrefactie pellets, bedraagt 32 tot 36%. De vermeden primaire energie bij inzet van het Nederlandse potentieel (7 PJ) bedraagt bij decentrale WKK toepassing in de tuinbouw 8 tot 9 PJ (bij 80% warmtebenutting) versus 5,5 tot 6,5 PJ in het geval van bijstook. Ook de CO2 emissie is lager bij toepassing van hout in de tuinbouw. Dit hangt wel af van de gehanteerde referenties . Uitgaande van de emissie van het gemiddelde elektriciteitspark levert toepassing van hout in WKK in de tuinbouw een CO2reductie op die 44% hoger is dan in het geval van bijstook in een kolencentrale. De verklaring van de hogere energiebesparing en CO2-reductie in de tuinbouw is de hoge benutting van warmte in combinatie met elektriciteitsproductie. Directe toepassing van biogas in de tuinbouw geeft ook een betere benutting van de energie-inhoud van biogas dan conversie in groen gas. Zo kan met een goede benutting van de restwarmte uit een biogasmotor 10% meer fossiele energie worden vermeden en 15% meer CO2 uitstoot worden vermeden ten opzichte van groen gas. Tevens blijkt uit investeringsanalyses dat de biogasroute via WKK en warmtebenut-

09.137.2


Pagina 74


ting een kosteneffectievere manier is van benutting van biogas dan opwerking naar groen gas. Echter: wanneer minder dan 50% van de warmte kan worden benut, is groen gas de meest optimale toepassing. Minder afhankelijkheid van aardgas is een van de hoogste prioriteiten van tuinbouwondernemers. Door overschakeling naar biomassa wordt een tuinder geheel of gedeeltelijk onafhankelijk van aardgas. Daar staat natuurlijk afhankelijkheid van biomassaprijzen tegenover. Deze prijzen zijn echter niet direct gekoppeld aan de olieprijs maar worden bepaald door vraag- en aanbod. Omdat biomassaverwerking en energie-installaties hoge investeringen vergen zullen langjarige samenwerkingsverbanden en leveringscontracten nodig zijn om risico’s draagbaar te maken. Ook zullen bedrijven simpelweg fysiek gekoppeld worden door gas-, warmte- of CO2leidingen of elektriciteitskabels. Het locaal gebruiken van biomassa op de plaats waar de biomassa beschikbaar komt voorkomt veel transportkilometers. Dit geldt voor natte biomassa nog sterker geldt dan voor droge biomassa. Dit betekent dat vooral de glastuinbouw buiten het Westland in aanmerking komt voor toepassing van lokale biomassa: • Voor hout betreft dit de regio’s Brabant, Huissen-Bemmel, Noord-Veluwe, Drente en Noord Friesland. Bijstook van hout in kolenketels aan de kust bij Vlissingen, de Maasvlakte en Eemshaven leidt evident tot meer vervoersbewegingen en kilometers. • Voor natte biomassa gaat het om de regio’s Brabant, Noord-Limburg, Flevopolder en Luttelgeest, Drenthe en Noord Friesland. In de studie “Rentabiliteit biomassa WKK” van Cogen Projects (2007) is op basis van consultatie van leveranciers een inventarisatie gemaakt van mogelijkheden tot verlaging van de onrendabele top (ORT). Hierbij werd uitgegaan van een positieve ontwikkeling van de toepassing van biomassa tot enkele honderden MWe in 5 jaar tijd. De verlaging van de ORT wordt mogelijk door verlaging van de investering, verhoging van rendement en verlaging van operationele kosten. De achterliggende gedachte is dat dit mogelijk wordt door een hoge afzet van installaties en de ervaringen van exploitanten die wordt opgebouwd. De in het rapport geconstateerde ontwikkeling betrof een daling van de ORT van verbranding en vergisting met ca. 70% en van vergassing in mindere mate met 30%. Sinds 2007 is de levering van nieuwe installaties echter gestagneerd door het vervallen van de MEP, en daarop volgend een SDE regeling die in eerste instantie onvoldoende was, alsmede knelpunten met betrekking tot duurzaamheid en vergunningverlening. Hierdoor heeft de gewenste ontwikkeling nog niet plaatsgevonden. Als we echter vanaf 2010 uitgaan van een goede SDE met voldoende budget en het wegnemen van knelpunten, dan zal dit leiden tot een hernieuwde groei van installaties en als gevolg daarvan de hierboven geschetste daling van de kostprijs. Vergassing zal door complexiteit en een langere ontwikkelingscurve meer tijd nodig hebben. 09.137.2


Pagina 75


Of deze daling in 5 jaar bereikt wordt, hangt vooral af van de ontwikkeling van het opgestelde vermogen en ondersteuning vanuit kennisinstituten. Tevens zullen de aangescherpte emissie-eisen weer aanleiding geven tot hogere investeringen en operationele kosten en als gevolg daarvan een hogere ORT. Het verdient aanbeveling om deze ontwikkeling opnieuw in beeld te brengen. 10.3 Uitrol van de biomassa-conversieketens

Natte biomassa Vergisting van natte resten uit landen glastuinbouw, voeding- en genotmiddelenindustrie, GFT en natuur- en bermgras Knelpunten in de uitrol van vergisting van natte resten uit glastuinbouw, voeding- en genotmiddelenindustrie en GFT zijn: • Markt en logistiek reststromen in handen van andere partijen (bijvoorbeeld composteerders) • Fysieke afstand tussen composteerder en afnemer van energie • Geen SDE subsidie voor biogaslevering • CO2 is nog niet te benutten. De fysieke afstand is voor warmte al een knelpunt als de afstand meer dan 2 km bedraagt. Zoals eerder aangegeven kan voor de levering van biogas tot een afstand van ca 5 km plaatsvinden (afhankelijk van ondergrond en weg/water/ spoorkruisingen). Er wordt geen subsidie gegeven op de levering van biogas. Dit is een knelpunt voor samenwerking tussen een producent en een aparte afnemer. Nu ontvangt de afnemer op de duurzame geproduceerde kWh-en subsidie en moet dat dan verrekenen met de biogasproducent die het grootste deel van de investeringen moet doen. Dit geeft complexe discussies over het biogastarief. Een subsidie op biogas , in plaats van op kWh-en, heft dit knelpunt op. Oplossingrichtingen zijn: • Samenwerking zoeken op brancheniveau met leveranciers van biomassa. (o.a. landbezitters zoals SBB en Natuurmonumenten, LTO, composteerbedrijven, aannemers, etc.) • Voorbeeldprojecten opzetten, die zowel de samenwerking als de technische, organisatorische en politieke aanpak aangeven • Technologie voor CO2 benutting ontwikkelen en testen • SDE subsidie ook voor biogas • Uitbreiding van het subsidiebudget • RO-beleid waarbij glastuinbouw bij composteerbedrijven gelokaliseerd wordt. In het RO-beleid kan meer rekening gehouden worden met de plaats waar biomassa wordt verwerkt. Dit geldt ook voor de vestigingsmogelijkheden voor bedrijven die

09.137.2


Pagina 76


biogas of warmte en CO2 willen afnemen in de directe omgeving van de biomassaverwerking. Een voorbeeld is Moerdijk, waar een afvalverbrandingsinstallatie en kippenmest-verbrander staan. Met de verbrandingswarmte wordt nu alleen elektriciteit gemaakt; restwarmte en CO2 verdwijnen nu in de omgeving. De dichtstbijzijnde tuinbouw in Zevenbergen (Gemeente Moerdijk) ligt op circa 7 kilometer afstand en daardoor net te ver voor een rendabele uitwisseling van warmte en CO2. Direct naast het industriegebied zou glastuinbouw ontwikkeld kunnen worden. Qua ligging ten opzichte van het Westland en qua zonlicht lijkt dit een voor tuinbouw gunstige locatie. De fasering van de benodigde acties is in onderstaand schema aangegeven. Vergisting van Natte stromen excl. mest

GTB Sector

Samenwerken met branches (BVOR) Stimuleren ontwikkeling CO2 benutting Stimuleren samenwerkingsprojecten Promotie binnen de sector

Overheid

Ruimtelijke ordening beleid aanpassen SDE voor biogas tot stand brengen Verruimen SDE budget

Technologie leveranciers

SCR techniek toepassen op biogasmotoren Ontwikkelen CO2 bemesting uit rookgassen

GTB Ondernemers

Initieren eerste projecten Uitrol sector breed

2010 2011 2012 2013 2014 2015-2020

Figuur 18: Tijdslijn acties voor de conversieroute ‘natte biomassa zonder mest’ Voor deze route is de komende jaren primair van belang om biomassa voor de tuinbouw beschikbaar te maken. Daarom staat het zoeken naar samenwerking in de keten vooraan in de tijdslijn. Het maken van promotie op basis van de eerste successen zal de verdere doorgroei stimuleren. Parallel zijn de andere acties nodig om een brede toepassing mogelijk te maken. Dit gaat dan om ontwikkeling van technologie voor emissiereductie en CO2 benutting, aanpassing van subsidie beleid (o.a. SDE) en RO-beleid. Deze acties moeten er voor zorgen dat over 2 tot 3 jaar bedrijven uit de sectoren zelf het initiatief tot samenwerking en projecten nemen waardoor de groei wordt voortgezet.

09.137.2


Pagina 77


Mestvergisting groot- en kleinschalig Voor mestvergisting bestaat er op dit moment een concept van co-mestvergisting waarbij minimaal 50% mest moet worden ingevoed in de vergister en maximaal 50% co-producten. Er worden ten aanzien van dit concept een aantal knelpunten gesignaleerd: •

•

•

•

De minimaal 50% mest die de vergister in moet gaat op gewichtsbasis. Dit betekent dat bij gescheiden mest (dik voor in de vergister, dun voor op land of lozing op afvalwater) niet naar de initiële hoeveelheid mest wordt gekeken maar naar de massa van de dikke fractie die de vergister in gaat. Door het toepassen van de natte mest (~9% droge stof) in de vergister wordt deze groot en hierdoor duur. Digistaat dat een vergister verlaat, wordt (boekhoudkundig) aangemerkt als dierlijke mest. Co-producten worden toegevoegd voor een betere economie door meer gasproductie uit de installatie te behalen. Door de toevoeging van co-producten is de (boekhoudkundige) hoeveelheid dierlijke mest na vergisting groter dan voor vergisting. Dit vergroot het mineralenoverschot hetgeen een ongewenste ontwikkeling is. Deze situatie belemmert de grootschalige uitrol van (co)-mestvergisters en houdt de onrendabele top op exploitatie onnodig hoog. Momenteel is er een beperkt aantal co-producten waarvan het toegestaan is om meevergist te worden. Deze producten hebben vaak een hoge economische waarde (bijvoorbeeld maïs of granen) en een beperkte mogelijkheid voor een positieve CO2 balans door de broeikasuitstoot bij de teelt. Binnen het huidige concept co-vergisting van mest (50/50 verdeling) zijn er in Nederland onvoldoende co-producten beschikbaar om alle voor energietoepassingen beschikbare mest te vergisten.

Oplossingsrichting: Om alle -voor energie beschikbare mest- te kunnen vergisten, moet dus gezocht worden naar een ander concept van mestvergisting. Aspecten die daarin voor de hand te lijken te liggen, zijn o.a. schaalvergroting, voorscheiding met alleen vergisten van de dikke fractie met een beperkte hoeveelheid co-producten, ruim(er) baan voor het toepassen van digistaat en dunne fractie van mest op het land (als kunstmestvervanger).Er zal dus gezocht moeten worden naar een vergistingsconcept waarin de volgende factoren worden afgewogen: • Positievere CO2 balans (neem ook vermeden methaan en N2O uitstoot van mest en kunstmestproductie mee) • Economische rentabiliteit • Minder belasting nutriënten op land middels digistaat/mest/kunstmest • Minder belasting van nutriënten op oppervlaktewater Dit nieuwe concept zal bestaan uit een voorscheiding van mest in een dikke en dunne fractie, waarbij de dunne fractie zoveel mogelijk direct op het eigen land wordt benut als meststof. De dikke fractie wordt vervolgens vergist zonder of met een beperkte hoeveelheid co-producten. Dit kan in een gecentraliseerde vergister plaatsvinden waardoor de vereiste schaalgrootte bereikt wordt. Door de voorscheiding wordt het aantal transporten met een factor 3 gereduceerd. Het digestaat kan

09.137.2


Pagina 78


vervolgens ook weer worden gescheiden in dikke en dunne fractie ten einde nutriënten te scheiden en gericht te kunnen bemesten. Eerste testen met dit concept zijn op dit moment in de demonstratiefase. Samengevat: • Op brancheniveau samenwerking LTO’s om nieuw mestvergistingsconcept door te ontwikken. • Technisch uitontwikkelen mest en digistaatscheiding • Overheid: dunne fractie van mest en componenten van digistaat moeten als kuntmestvervanger kunnen worden ingezet. • Technologie voor CO2 benutting ontwikkelen en testen • SDE subsidie ook voor biogas • Uitbreiding van het subsidie budget • RO-beleid waarbij mestvergisters in de buurt van glastuinbouw gelokaliseerd kan worden. • Cultuurverschil tussen tuinbouw en andere sectoren • Beloning van warmtebenutting Dit nieuwe concept voor mestvergisting zal in de eerste plaats door de agrarische sector in overleg met de overheid doorontwikkeld moeten worden. Bij een succesvolle doorontwikkeling zal de overheid de regelgeving moeten aanpassen om deze toepassing mogelijk te maken binnen alle relevante wet- en regelgeving. Het RO-beleid geeft op veel plaatsen knelpunten voor vergistingsprojecten. Dit speelt met name voor projecten waar een vergister door een aantal bedrijven gezamenlijk wordt opgezet om voldoende schaalgrootte te bereiken. De vergister is dan dermate groot dat deze niet meer als agrarische activiteit wordt aangemerkt. Veelal omdat de inkomsten uit energieverkoop groter zijn dan de overige bedrijfsactiviteiten. Voor maximale benutting van de bio-energie uit mest en voor het toepassen van dit nieuwe concept is het van belang dat grootschalige vergistingsprojecten als agrarische activiteit worden aangemerkt of dat er in bestemmingsplannen ruimte wordt gemaakt voor vergisters. Het gaat daarbij ook om het benutten van het biogas. Op dit moment kan een tuinbouwbedrijf zich veelal niet naast een veeteeltbedrijf met vergister vestigen omdat glastuinbouw niet als activiteit in het bestemmingsplan wordt genoemd. Een goede integratie van tuinbouw met grootschalige vergisters is vanuit energetisch oogpunt gewenst.

09.137.2


Pagina 79


De fasering van de benodigde acties is in onderstaand schema aangegeven. Vergisting van Mest

2010 2011 2012 2013 2014 2015-2020

Landbouwsector

Overeenkomst overheid commitment concepthervorming Stimuleren en coordineren conceptontwikkeling

GTB Sector

Samenwerken met branches (LTO's) Stimuleren ontwikkeling CO2 benutting Stimuleren samenwerkingsprojecten Promotie binnen de sector

Overheid

Ruimtelijke ordening beleid aanpassen SDE voor biogas tot stand brengen Definitief goedkeuren concept Aanpassen regelgeving: vrij baan nieuw concept Verruimen SDE budget

Technologie leveranciers /Wageningen UR

Nieuw concept ontwikkelen en testen Verder ontwikkelen digistaat en mestscheidingstechnieken SCR techniek toepassen op biogasmotoren Ontwikkelen CO2 bemesting uit rookgassen

GTB Ondernemers

Beperkte doorontwikkeling CO-vergisting Uitrol nieuw concept

Figuur 19: Tijdslijn acties voor de conversieroute vergisting mest, via pijlen is de onderlinge afhankelijkheid van verschillende acties aangegeven. Als een van de eerste stappen in het uitrollen van een nieuw concept voor vergisting van mest moeten de landbouworganisaties commitment vragen aan de overheid. Tevens moeten de er duidelijke randvoorwaarden komen waaraan een concept moet voldoen. De landbouworganisaties zullen vervolgens het voortouw moeten nemen in het ontwikkelen van dit nieuwe concept. Om het nieuwe concept mogelijk te maken zal de toepassing van digistaat en/of componenten van digistaat bruikbaar gemaakt moeten worden als kuntsmestvervanger. Dit knelpunt met de nitraatrichtlijn moet met het nieuwe concept worden opgelost. Rond 2012 zal de overheid met de landen tuinbouworganisaties het nieuwe concept moeten goedkeuren en de wet- en regelgeving hierop aanpassen, om het concept in de jaren daarna grootschalig uit te rollen. Tot de uitrol van dit nieuwe concept kunnen co-vergistingsprojecten worden gerealiseerd in lijn met de huidige gang van zaken. Zonder de ontwikkeling van het nieuwe concept voor vergisting zal toepassing van biogas voor de tuinbouw beperkt blijven. Actie door de landbouwsector en vervolgens de overheid is dus essentieel. Daarna zal de tuinbouw meer het voortouw kunnen nemen bij het uitwerken van technologie voor CO2 benutting. Hierin zit veel overlap met de technologie voor biogas uit andere natte biomassa.

09.137.2


Pagina 80


Houtige biomassa Knelpunten voor de realisatie van energieprojecten in de tuinbouw met resthout en A-hout zijn: • Wederzijdse onbekendheid tussen de tuinbouw- en houtsector • Omvang subsidiebudget SDE • Emissiereductie technologieën • Beproefde technologie voor CO2 benutting uit rookgassen • Gebruik van resthout voor meestook in elektriciteitscentrales via torrefactie Ondanks dat de tuinbouw en de houtsector zijn opgenomen in het Convenant Schone en Zuinige Agrosectoren zijn ondernemers in beide sectoren onbekend met elkaar. Het Productschap Tuinbouw, het Bosschap en de AVIH (Algemene Vereniging Inlands Hout) zijn daarom in dit jaar een traject begonnen om aanbieders van hout en potentiële afnemers in de tuinbouw met elkaar in contact te brengen. Ook heeft de AVIH een website opgericht waarop alle aanbieders van hout beschikbaar zijn. De emissie-eisen in het nieuwe BEMS die in de loop 2010 van kracht zullen worden, vereisen SNCR (Selectieve Non Catalytische Reductie) voor installaties van 5 MWth en groter. Deze technologie is toepasbaar voor hout maar er is betrekkelijk weinig ervaring met kleinere installaties in de range van 5 tot 25 MWth. Bovendien heeft VROM aangegeven dat men de eisen op termijn wil aanscherpen naar een emissieniveau waarvoor een SCR (Selectieve Catalytische Reductie) vereist is. Deze toepassing zal zeker verder ontwikkeld en getest moeten worden. In lijn met de benodigde technologie voor rookgasreiniging ligt er in de tuinbouw de noodzaak voor technologie om CO2 uit de rookgassen te benutten. Deze technologie is belangrijk om uiteindelijk op grote schaal biomassa te kunnen toepassen. Voor hout loopt een demonstratietraject en zijn er nog andere technologieën die mogelijk toepasbaar zijn. Deze zijn nog niet of slechts gedeeltelijk getest en gedemonstreerd. Het inkopen van hout met als doel meestook in elektriciteitscentrales is een grote bedreiging. Op korte termijn gaat het om elektriciteitscentrales die onder een MEPbeschikking geïmporteerd hout meestoken. Als deze bedrijven resthout uit Nederland via torrefactie gaan bijstoken in plaats van geïmporteerd hout dan is dit een grote bedreiging. Het volume van hout dat wordt meegestookt, is zo groot dat daarmee de hele Nederlandse hoeveelheid resthout en A-hout al wordt gebruikt. Bovendien is de efficiëntie waarmee binnenlands hout wordt ingezet lager dan in decentrale projecten in de tuinbouw. Op dit moment is meestook in grote elektriciteitscentrales niet als categorie in de SDE opgenomen. Indien dit wel zou gebeuren treedt bovengenoemde bedreiging ook in nieuwe centrales op. Potentieel zou decentrale toepassing van resthout buiten de tuinbouw een bedreiging kunnen zijn. Er zullen zeker projecten op dit terrein worden ontwikkeld en dit is ook in de schatting van het potentieel opgenomen. De bedreiging is echter beperkt omdat deze projecten soortgelijke knelpunten ervaren als projecten in de tuinbouw terwijl de effectieve warmtebenutting nergens zo hoog is als in de tuinbouw als ge09.137.2


Pagina 81


volg van de laagtemperatuur verwarming in de tuinbouw. Wellicht dat overleg met grote bos- en natuurbeheerder en regionale overheden een mogelijkheid biedt om de inzet van hout in decentrale installaties te bevorderen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan Staatsbosbeheer, Natuurmonumenten, Rijkswaterstaat etc.. Samengevat zijn de oplossingrichtingen: • Decentrale toepassing van hout stimuleren • Warmtebenutting beter stimuleren • Uitbreiding van het subsidiebudget • Vraag en aanbod bij elkaar brengen, sectoren met elkaar in contact brengen • Samenwerking met bos- en natuurbeheerders • Emissies: SNCR en SCR ontwikkelen • Technologie voor CO2 benutting ontwikkelen • Voorkomen dat Nederlands hout (met een laat rendement) in elektriciteitscentrales wordt toegepast • Op langere termijn SDE voor bijstook van Nederlands hout in centrales voorkomen De fasering van de benodigde acties is in onderstaand schema aangegeven. Verbranding van houtige biomassa GTB Sector

Stimuleer samenbrengen van vraag en aanbod Stimuleren ontwikkeling CO2 benutting

Houtsector

Stimuleer bosbeheerders om biomassa beschikbaar te maken Stimuleer samenbrengen van vraag en aanbod

Overheid

Ruimtelijke ordening beleid aanpassen Ondersteun decentrale toepassing biomassa Uitbreiden warmtestaffel SDE regeling Verruimen SDE budget

Technologieleveranciers

SCR techniek ontwikkelen Ontwikkelen CO2 bemesting uit rookgassen of via absorptie

GTB ondernemers

Ontwikkelen projecten

2010 2011 2012 2013 2014 2015-2020

Figuur 20: Tijdslijn acties voor de conversieroute verbranding van houtige biomassa Technisch is de verbranding van houtige biomassa al redelijk uitontwikkeld. Om het traject op gang te brengen is het stimuleren van vraag en aanbod in de eerste jaren van belang; ondernemers in de glastuinbouwsector en de bosbouwsector zijn nog relatief onbekend met elkaar. Voor voldoende doorgroei is ontwikkeling van technologie voor emissiereductie en CO2 benutting nodig. De overheid zal zich moeten richten op het ondersteunen van decentrale toepassing van Nederlands resthout om met een zo hoog mogelijke efficiëntie deze schaarse biomassa te benutten. Het uitbreiden van de warmtestaffel voor het gebruik van duurzame warmte is doorvoor een nuttige stimulans. Deze acties en de bijkomende publiciteit moeten er toe leiden dat over ca. 2 jaar de toepassing van hout in de tuinbouw grotendeels autonoom doorgroeit.

09.137.2


Pagina 82


10.4 Benodigde acties voor de betrokken partijen

In deze paragraaf worden de benodigde acties in de komende jaren voor de betrokken partijen nog eens samengevat. Glastuinbouw De toepassing van hout is het verst gevorderd. Hierbij is het vooral van belang om vraag en aanbod bij elkaar te brengen en successen bekend te maken. Dit moet ondernemers uit de tuinbouw en houtsector stimuleren om projecten te starten. Voor 2010 moet het doel zijn dat per eind 2010 diverse projecten zijn ingediend in de MEI-regeling of gereed zijn voor indiening onder de SDE regeling. Voor de route met vergisting van natte biomassa kan binnen de samenwerking gezocht worden met andere ketenpartijen. Denk hierbij vooral aan de BVOR en andere organisaties van afvalverwerkers. Op heel korte termijn zullen er niet heel veel projecten komen maar de projecten die succesvol zijn, kunnen binnen en buiten de sector als voorbeeld worden gesteld. Voor de route met mestvergisting zal de tuinbouw zich op de korte termijn kunnen beperken tot het aanzetten van de landbouworganisaties tot het uitwerken van deze route. Aan LNV kan worden aangegeven dat tuinbouw voor deze route sterk afhankelijk is van de uitwerking van het nieuwe concept door de landbouwsector voordat op grote schaal gebruik kan worden gemaakt van biogas of warmte en CO2 uit mest. Incidenteel zal nog wel een co-vergistingsproject met levering aan tuinbouw worden opgezet. Dit is op zichzelf gunstig voor de doorontwikkeling van technologie. Maar zoals aangegeven zal dit niet tot grootschalige omzetting van mest in biogas leiden. In het algemeen zal overleg met de ondernemers, overheid en technologieleveranciers moet leiden tot proefprojecten waarbij SCR technologie wordt beproefd met financiële ondersteuning om risico’s aanvaardbaar te maken en zonder dat verdergaande emissie-eisen dwingend worden opgelegd. Daarnaast kan ontwikkeling van technologie voor het afvangen en benutten van CO2 uit houtverbranding en biogas ondersteund worden door de tuinbouw omdat het hierbij gaat om een specifieke tuinbouwtoepassing Samenwerking met het Platform Groene Grondstoffen en de werkgroep Groen Gas (onder Platform Nieuw Gas) versterkt de ontwikkelingen in de tuinbouw en voorkomt overlappende acties. Het Platform Groene Grondstoffen richt zich vooral op het brede veld van biomassaproductie tot en met de toepassing (o.a. cascadering van biomassa) en werkgroep Groen Gas geeft ondersteuning bij het wegnemen van knelpunten bij de implementatie van groen gas. Projecten binnen en buiten de sector met vergassing van hout kunnen gevolgd worden om na te gaan of deze technologie geschikt wordt voor samenwerkingsprojecten met bedrijven in de tuinbouwsector.

09.137.2


Pagina 83


In het algemeen is het nuttig om projecten die gerealiseerd zijn of worden te monitoren zodat resultaten gepubliceerd kunnen worden en ondernemers met elkaar in contact gebracht. Bos- en houtsector Voor de bos- en houtsector is het van belang dat inzet van resthout als biomassa voor de productie van duurzame energie wordt gestimuleerd en een positief imago krijgt onder zowel het publiek als bosbeheerders. Samen met de tuinbouwsector kan de bekendheid van de tuinbouwsector als afnemer worden uitgebouwd en kunnen organisatiemodellen voor samenwerking worden opgesteld. Landbouwsector Deze sector zal zich sterk moeten inzetten om het nieuwe mestvergistingsconcept verder uit te werken en te demonstreren. Vervolgens zal men draagvlak in de sector en bij het ministerie van LNV moeten organiseren. In overleg met LNV zal uiteindelijk de regelgeving op het nieuwe concept moeten worden aangepast om grootschalige uitrol mogelijk te maken. Technologieleveranciers In meerdere opzichten is een inbreng van technologieleveranciers van belang. Voor zowel de benutting van hout als van biogas uit natte biomassa en mest moet SCR technologie of andere technologie worden ontwikkeld om de toekomstige emissieeisen te kunnen halen. Daarnaast zal technologie voor de benutting van CO2 moeten worden ontwikkeld. In het algemeen zal bij iedere conversietechnologie een rendementsverbetering en een verlaging van investeringskosten nagestreefd moeten worden. Overheid De overheid zal met haar stimuleringsbeleid de juiste ontwikkelingen moeten stimuleren. Dit betreft onder meer stimulering van decentraal gebruik van biomassa (dicht bij de bron) en het maximaal benutten van elektriciteit en warmte. Dit betekent een uitbreiding van de warmtestaffel in de SDE en een SDE vergoeding voor biogaslevering en voortzetting van de MEI-regeling. Verder is er meer budget nodig voor het realiseren van de doelen in ‘Schoon en Zuinig’. Een globale inschatting van het benodigde budget in de SDE, uitgaande van volledige benutting van het biomassapotentieel in Nederland, komt neer op verdubbeling van het huidige budget voor de categorie ‘biomassa elektriciteit’ (verhoging van 550 mln € in 2009 naar 1 mld € per jaar). De overheid kan ook faciliteren in het ontwikkelen van technologie voor de verlaging van het emissieniveau naar het uiteindelijk gewenste lage niveau. Dit kan door het scheppen van een omgeving waarbij technologie wordt getest en gedemonstreerd en waarbij de emissie-eisen die beoogd worden niet direct dwingend worden opgelegd dan wel dat kortstondige overschrijdingen worden geaccepteerd (proeftuin).

09.137.2


Pagina 84


Daarnaast is financiële ondersteuning gewenst voor deze projecten om de risico’s van leveranciers en ondernemers acceptabel te houden. De resultaten kunnen worden gebruikt voor kennisverspreiding en introductie van de technologie. Het is gewenst dat hiervoor een speciaal budget komt dat in overleg met de sector wordt besteed aan de meest kansrijke projecten. Verwijzing van deze ontwikkelingsprojecten naar algemene subsidieregelingen, waarin men in concurrentie is met hele andere projecten, is ongewenst omdat dit kan leiden tot het missen van subsidie en daarmee vertraging. Voor de nieuwe mestvergistingsroute is het belangrijk dat de overheid op tijd wordt betrokken bij de ontwikkelingen. Er is veel regelgeving die moet worden aangepast aan dit concept voordat een uitrol van deze toepassing kan plaatsvinden. Het gaat hierbij ondermeer om de mest- en mineralenwetgeving, regelgeving met betrekking tot digestaat en kunstmestvervanging, transport van mest en RO-beleid ten aanzien van grootschalige vergisters. Tenslotte wordt aandacht gevraagd voor het RO-beleid waarbij het nodig is dat in bestaande bestemmingsplannen met glastuinbouw- en agrarische activiteiten meer ruimte wordt opgenomen voor biomassa-installaties. Op nieuwe locaties kan op voorhand rekening gehouden worden met biomassa-installaties. Dit moet vertraging door uitgebreide wijzigingen van bestemmingsplannen voorkomen. Mogelijk dat ook binnen de definities van agrarische activiteiten of in Besluit Glastuinbouw meer ruimte aan te brengen is voor installaties voor biomassaverwerking en bio-energie. Het gebruik van biogas, groen gas of hout als brandstof voor WKK of ketels toestaan in het Besluit Glastuinbouw voorkomt vergunningaanvraag voor deze installaties.

09.137.2


Pagina 85

Met Groene Kracht Vooruit

Recommend Documents