Ontwerp, bouw en demonstratie van een vergistingsinstallatie op een biologische boerderij. Bomers GROENLO

P.O. Box 920 7550 AX Hengelo, Industrieplein 3, 7553 LL Hengelo, The Netherlands Tel.: +31 (0)74 – 2401807 Fax: +31 (0)74 – 2401810 E-mail: [email protected] Internet: www.host.nl

Bank: Fortis rek. nr. 64.48.84.177 K.v.K. Enschede nr. 06091862

Ontwerp, bouw en demonstratie van een vergistingsinstallatie op een biologische boerderij Bomers GROENLO

SenterNovem ref. : projectnr. 0377-02-01-126 bestelnr. 4800001679 Onze ref. : 1870rap01 KR, rev.3 Datum : 11-12-2007 Auteur : ing. K. Reinders Voor acc. :

Aan dit project is in het kader van het Besluit milieusubsidies, regeling milieugerichte technologie een subsidie verleend uit het programma Reductie Overige Broeikasgassen 2002 dat gefinancierd wordt door het Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer. SenterNovem beheert dit programma.

Alle rechten voorbehouden. Dit rapport is eigendom van HoSt. Zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van HoSt is overdracht aan derden alsmede vermenigvuldiging en/of openbaarmaking van dit rapport of (een) gedeelte(n) daarvan niet toegestaan.

Samenvatting Boerderij “Kraanswijk” van Maatschap Bomers is een biologisch melkveebedrijf met circa 110 koeien. Al sinds de jaren tachtig is Bennie Bomers gefascineerd door het biogas dat ontstond in de mestzak op zijn biologisch melkveebedrijf. Het doel van het project is de realisatie van een mestvergistingsinstallatie op de biologische boerderij van Maatschap Bomers en deze installatie te demonstreren en te testen. Het doel van de testfase is het uittesten van laagwaardige producten. Voorwaarde hierbij was dat het kostenneutraal uitgetest werd. Dit houdt in dat de voerkosten niet hoger zijn dan de elektriciteitsinkomsten. De oorspronkelijke gedachte om de vergister te bedrijven met laagwaardige producten en hiermee inkomsten te verkrijgen, is door de testfase achterhaald. Mede door de lage kWh/ton opbrengst, de dip in de gasproductie en de verlaging van de capaciteit van het vastestofinvoersysteem, wordt de vergistingsinstallatie niet optimaal benut. Het rendement uit de investering is daardoor te laag. Nu er een zekerheid is over de inkomsten vanuit de MEP regeling is het beter kwalitatieve en energierijke stoffen toe te passen. Hierdoor wordt het proces bedrijfszekerder en de capaciteit van de vergister en de WKK maximaal benut. De ROB-subsidie was voor Bomers een noodzakelijke financiële ondersteuning om de investeringen rendabel te krijgen. Door toenemende elektriciteitsprijzen en de installatie van een grotere capaciteit van het opgestelde WKK-vermogen, wordt de installatie rendabeler. Voorwaarde hiervoor is wel dat de MEP gehandhaafd blijft. Door de bouw van de mestvergistingsinstallatie bij Bomers wordt een totale emissiereductie gerealiseerd van circa 1.090 ton CO2-equivalenten per jaar. Veruit het grootste deel (96%) hiervan komt voor rekening van de elektriciteitsproductie. De kosteneffectiviteit van dit mestvergistingsproject bedraagt €8,50 per ton CO2.

1870rap01 KR revisie: 3 11 december 2007

Summary Cattle farm “Kraanswijk” owned by MTS Bomers is a biological dairy farm with about 110 cows. Since the eighties, Bennie Bomers has been fascinated by the biogas production in the manure bag at his biological dairy farm. The goal of this project, is the realisation of a digestion installation at the biological dairy farm of MTS Bomers and to demonstrate and test this installation. In the testing phase, low-grade products were used which had to be of less or equal value to the income, that was received through the electricity production. In this testing phase, the original thought of creating income by operating the digestion installation with lowgrade products, has been superseded. The installation can not be operated at full capacity using only these products as it results in low kWh/ton output, a dip in the gas production and a decrease in capacity of the solid feeding system. This therefore results in an insufficient yield from the investment. As the ‘MEP subsidy’ secures income from the installation, it is more efficient to feed the installation, high quality and energetic products. This way the full capacity of the installation and CHP are used. The ROB subsidy was a necessary financial support for MTS Bomers to make his investment cost effective. Because of the increasing electricity prices and the installation of more CHP capacity, the installation is more profitable. A condition for the installation to stay profitable, is that the ‘MEP subsidy’ will remain to exist. The build of the digestion installation at MTS Bomers, realises a total emission reduction of about 1.090 ton CO2-equivalents a year. The most part (96%) of this reduction can be accounted to the electricity production. The cost efficiency of this digestion project amounts to €8,50 per ton CO2. Trefwoorden Mestvergisting, boerderijschaal, duurzame energie, methaan reductie, WKK, monitoring Keywords Manure digestion, farm scale, sustainable energy, methane reduction, CHP, monitoring

1870rap01 KR revisie: 3 11 december 2007

Inhoudsopgave

Pagina

1. Inleiding.........................................................................................................................5 1.1 Aanleiding en achtergrond.............................................................................5 1.2 Doelstelling....................................................................................................6 1.3 Samenwerking met derden ............................................................................6 1.4 Indeling van het rapport.................................................................................6 2. Installatiebeschrijving................................................................................................7 2.1 Globale procesbeschrijving ...........................................................................7 2.2 Aanvoer mest naar de vergister .....................................................................9 2.3 Toevoeging vastestof aan de vergister.........................................................10 2.4 Vergisting ....................................................................................................11 2.4.1 Toegepaste mengtechnieken............................................................12 2.4.2 Temperatuurniveau..........................................................................14 2.5 Opslag digestaat/biogas ...............................................................................15 2.6 Gasbehandeling ...........................................................................................16 2.7 Gasmotor .....................................................................................................16 2.8 Aanpassingen op het ontwerp tussen subsidieaanvraag en bouw installatie18 2.9 Gerealiseerde en gewenste optimalisaties na einddatum subsidieproject ...19 2.10 Inpassing vergistingsinstallatie in het bedrijf ..............................................20 2.11 Specificatie van de installatie ......................................................................21 3. Resultaten ................................................................................................................22 3.1 Milieuresultaten ...........................................................................................22 3.1.1 Methaan emissiereductie t.g.v. kortere opslag ................................22 3.1.2 Energieproductie uit biomassa (indirecte broeikasgasreductie) ......25 3.1.3 Totale CO2-reductie van het project ................................................26 3.1.4 Kosteneffectiviteit ...........................................................................29 3.2 Exploitatieberekening..................................................................................30 3.3 Resultaten van de testfase............................................................................34 3.3.1 Het opstarten van het vergistingsproces ..........................................36 3.3.2 Testfase............................................................................................36 3.3.3 Ervaringen .......................................................................................41 3.4 Toepasbaarheid............................................................................................42 4. Conclusies en aanbevelingen...................................................................................44 Bijlagen

1870rap01 KR revisie: 3 11 december 2007 Pagina 4 van 52

1. Inleiding 1.1 Aanleiding en achtergrond Boerderij “Kraanswijk” van Maatschap Bomers is een biologisch melkveebedrijf met circa 110 koeien, 50 stuks jongvee en 80 ha grond1. Naast het melkveebedrijf, heeft “Kraanswijk” ook twee recreatieverblijven: een groepsaccommodatie en een bungalow. De boerderij is een ontginningsbedrijf uit de jaren ’30, daarvoor was het heide en bos. Kraanswijk ligt tegen het natuurgebied de Leemputten en het Zwilbroekerveen; een natuurreservaat net over de Duitse grens. Al sinds de jaren tachtig is Bennie Bomers gefascineerd door het biogas dat ontstond in de mestzak op zijn biologisch melkveebedrijf. Hij wilde hier “iets” mee doen. In samenwerking met HoSt is in 2002 een subsidieaanvraag ingediend bij Novem in het kader van het programma Reductie Overige Broeikasgassen (RoB). Na de toekenning in december 2002 heeft de familie Bomers zich verdiept in biogasinstallaties door veel installaties in o.a. Duitsland, proefboerderij de Marke, beurzen en symposia te bezoeken. Tevens is advies ingewonnen bij agrarisch adviseur DLV, biogasinstallaties en biogasboeren in Duitsland. In het voorjaar van 2004 is de MEP subsidieregeling geopend en de positieve lijst gepubliceerd waardoor de ideeën van de familie Bomers ook een solide financiële basis kregen. Hierdoor kwam het project in een stroomversnelling. Door een gemeentelijke herindeling per 1 januari 2005, is ervoor gekozen pas na de herindeling te beginnen met de aanvraag van de vergunningen. Na een concept milieuvergunningsaanvraag in februari 2005 is de definitieve aanvraag ingediend op 7 april 2005. Daarna is een bouwblokvergroting aangevraagd. De bouwvergunning is aangevraagd op 22 september 2005. In januari 2006 is begonnen met de bouw van de vergistingsinstallatie door HoSt Oosterhof Holman Mestvergisting vof.2 De uiteindelijke einddatum van de subsidie is door SenterNovem vastgesteld op 31 december 2006. Dit eindrapport is opgesteld ter afsluiting van de subsidie.

1

Voor meer informatie over de boerderij, de recreatiewoningen en de bouw van de vergister van familie Bomers wordt verwezen naar internetpagina www.kraanswijk.nl 2 Voor meer informatie over de biogasinstallaties gebouwd door HoSt Oosterhof Holman Mestvergisting vof (HOHM) wordt verwezen naar internetpagina www.vergisting.nl 1870rap01 KR revisie: 3 11 december 2007 Pagina 5 van 51

1.2 Doelstelling Het doel van het project is de realisatie van een mestvergistingsinstallatie op de biologische boerderij van de Maatschap Bomers en deze installatie te demonstreren. Aan deze doelstelling is voldaan, de installatie is veel groter geworden dan bij de aanvraag in 2002 was voorzien. Co-vergisting vermindert de uitstoot van broeikasgassen. Bij vergisting komt gecontroleerd biogas uit biomassa vrij dat via een gasmotor wordt omgezet in elektriciteit en warmte. Vergisting van mest levert een bijdrage aan de directe reductie het broeikasgas methaan. Tevens wordt bij vergisting duurzame energie geproduceerd zonder gebruik te maken van fossiele brandstoffen. Omdat voor de productie van deze energie geen fossiele brandstoffen worden ingezet, is er geen additionele emissie van kooldioxide. Dit wordt indirecte reductie genoemd. 1.3 Samenwerking met derden Maatschap Bomers heeft binnen dit project geen partners. Wel is er samenwerking met de volgende bedrijven: HoSt (aanvragen van de subsidie en opstellen eindrapport), HoSt Oosterhof Holman Mestvergisting vof (levering van de installatie), Continuon (aansluiting op het elektriciteitsnet), Westrenen (vergunningaanvraag) en Rabobank (financiering van de installatie). De elektrische energie werd afgenomen door Plus Energy. 1.4 Indeling van het rapport In dit rapport wordt in hoofdstuk 1, een inleiding en een beschrijving gegeven van de voorbereidende fase. In hoofdstuk 2 is de ontwerp- en bouwfase beschreven. Een globale procesbeschrijving en de beschrijving van de installatie per component met daarin een toelichting op de ontwerpkeuzes. Ook is een paragraaf gewijd aan de ontwerpaanpassingen tussen de subsidieaanvraag in 2002 en de uiteindelijk gebouwde installatie in 2006. Na de inbedrijfstelling en testfase (einddatum van het project) is de installatie alweer geoptimaliseerd. De reeds uitgevoerde en de nog gewenste uitbreidingen worden beschreven. Tot slot wordt dit hoofdstuk de inpassing van de installatie op de biologische boerderij van de Maatschap Bomers beschreven. De resultaten van dit project worden beschreven in hoofdstuk 4. Begonnen wordt met de milieuresultaten bereikt met de bouw van deze vergistingsinstallatie. Daarna wordt de exploitatieberekening gegeven en afgesloten wordt met de ervaringen van de opstart-, testen monitoringsfase welke is uitgevoerd tussen juli en december 2006. Tot slot de conclusies en aanbevelingen in hoofdstuk 5.


2. Installatiebeschrijving Bij Maatschap Bomers is halverwege 2006 de vergistingsinstallatie opgeleverd. Dit hoofdstuk beschrijft globaal de basiscomponenten van de installatie, zoals deze uiteindelijk gebouwd is. 2.1 Globale procesbeschrijving De installatie is ontworpen op basis van de uitgangspunten, zoals deze zijn weergegeven in onderstaande Tabel 1: uitgangspunten te vergisten stromen. De uitgangspunten zijn vastgesteld na overleg tussen Bomers en HoSt. De hoeveelheden zijn gekozen opdat het digestaat voldoet aan de wetgeving Dierlijke meststoffen. Hiervoor dient minstens 50% van het digestaat van origine te bestaan uit dierlijke mest en dienen de overige reststoffen op de positieve lijst staan. Tabel 1: uitgangspunten te vergisten stromen Melkveemest Hoeveelheid Drogestofgehalte Organisch stofgehalte Stikstofgehalte Biogasopbrengst (geschat)

[ton/jaar] [%] [%] [kg/ton] [m³/ton]

Maïs

Kuilgras

4.000 3.500 10 32 8 30 4 4 28 180

500 40 35 10 120

Gemid.

21.5 19.3 4.3

Voor de procesdimensionering zijn algemene kentallen van HoSt gehanteerd. Deze zijn weergegeven in Tabel 2: uitgangspunten algemeen Fout! Verwijzingsbron niet gevonden.. Draaiuren vergister Draaiuren gasmotor CH4-gehalte biogas Elektrisch rendement gasmotor Thermisch rendement gasmotor Verblijftijd vergister Maximale organisch stofbelasting vergister Maximaal drogestofgehalte vergister Maximale stikstofbelasting vergister (mesofiel)

8.760 8.000 52 37 49 > 50 5 20 5

Uur / jaar Uur / jaar % % % Dagen kg ds/m³/dag % kg/ton


Aan de hand van de uitgangspunten is de vergistingsinstallatie ontworpen. Globaal gezien bestaat de installatie uit de volgende stappen: 1. Aanvoer van mest naar vergister: verse melkveemest wordt opgeslagen in de bestaande mestput. In deze put zijn een mixer en een mestpomp geplaatst, zodat verse, homogeen gemengde mest naar de vergister wordt geleid. 2. Toevoegen co-stromen: Vaste co-producten zoals maïs en kuilgras worden opgeslagen in sleufsilo’s. Met een shovel worden deze producten in een vastestoftoevoersysteem gebracht. Dit toevoersysteem brengt de co-producten in de vergister. 3. Vergisting: onder geconditioneerde omstandigheden wordt de mest met costromen vergist. Hierbij wordt biogas gevormd. 4. Na-opslag: volledig uitvergist digestaat wordt gedurende de periode dat het niet mag worden uitgereden op het land, opgeslagen in een bestaand mestbassin. 5. Gasbehandeling: In de vergister wordt door bacteriën onder invloed van luchtinjectie H2S omgezet in elementair zwavel. Het grotendeels ontzwavelde biogas wordt opgeslagen onder een flexibel membraandak op de tank. Als laatste ontzwavelingsstap is een actief koolfilter geplaatst. Het biogas wordt ontwaterd in condensputten. 6. Gasmotor: het ontwaterde en ontzwavelde biogas wordt gestookt op een gasmotor, waarbij elektriciteit en warmte wordt geproduceerd. De elektriciteit wordt grotendeels geleverd aan het net. De warmte wordt gebruikt voor het verwarmen van de vergister, de privé-woning, het gastenverblijf, recreatiewoning en het melkveebedrijf. De verkleinde versie van de PFD is gegeven in Figuur 1: Process flow diagram van het vergistingproces. Voor een grote versie wordt verwezen naar Bijlage A.

Figuur 1: Process flow diagram van het vergistingproces Een detailbeschrijving van de verschillende onderdelen is gegeven in de volgende paragrafen. 1870rap01 KR revisie: 3 11 december 2007 Pagina 8 van 51

2.2 Aanvoer mest naar de vergister Eigen melkveemest van Bomers wordt opgeslagen in de bestaande mestkelder. De roostervloeren in de stal zijn voorzien van een mestschuif, zodat verse mest in de kelder wordt opgeslagen. Er is door maatschap Bomers bewust gekozen om de mestkelder aan te sluiten op een multifunctionele mengput van 20m3. (Zie Figuur 2: mixer en pomp in de mengput bij de mestkelder van de melkveestal). De dagelijkse functie van deze mengput is het verzamelen van mest en deze na het mixen te verpompen naar de vergister. De mengput kan via een schuif worden afgesloten van de mestkelder. De vergister en het mestbassin zijn via ondergrondse mestleidingen met de mestkelder verbonden. Tijdens het uitrijden van het digestaat op het land wordt deze mestput gebruikt als centraal aftappunt. De derde functie is het verpompen van overige vloeibare reststromen middels de mestpomp naar de vergister. Om te waarborgen dat homogeen gemengde mest naar de vergister wordt gepompt, is in de mestkelder een timer-gestuurde elektrische mixer geplaatst. Middels een versnijdende elektrische mestpomp, welke in de mestput is geplaatst, wordt meerder keren per dag een hoeveelheid mest naar de vergister gepompt.

Figuur 2: mixer en pomp in de mengput bij de mestkelder van de melkveestal


2.3 Toevoeging vastestof aan de vergister Toevoeging van vaste co-producten aan de vergister vindt plaats middels een vastestoftoevoersysteem. Dit toevoersysteem bestaat uit een voorraadbunker van 14 m³. (zie Figuur 3: vastestoftoevoersysteem). Middels twee tegen elkaar indraaiende vijzels, welke onder in de bunker zijn geplaatst, wordt het co-product voor een hydraulische plunjer gebracht. Deze plunjer drukt het co-product onder in de vergister. De dagelijkse hoeveelheid co-product wordt verspreid over de hele dag gedoseerd (11 keer) aan de vergister gevoerd.

Figuur 3: vastestoftoevoersysteem Rekening houdend met de hoeveelheid toe te voeren vastestof en de capaciteit van het vastestoftoevoersysteem, heeft dit type relatief gunstige investeringkosten ten opzichte van alternatieve toevoersystemen. Daarnaast is door de hydraulische plunjer dit type ook in staat droge co-producten aan de vergister toe te voeren indien het substraat in de vergister al veel drogestof bevat. Het vastestoftoevoersysteem is voorzien van een elektrische weegunit zodat op gewicht gevoed kan worden.


2.4 Vergisting De vergister wordt gevuld met mest en co-producten. In deze continu geroerde tank wordt de organische fractie in het te vergisten substraat grotendeels door bacteriën in een zuurstofarm milieu omgezet in biogas. Voor de vergisting is gekozen voor een betonnen staande vergister. Mogelijke alternatieven waren liggende tanks of staande geboute stalen tanks. In vergelijking met staande tanks biedt een liggende tank geen voordelen. De keuze tussen een staande betonnen tank en een staande stalen geboute tank is met name gemaakt op basis van de investeringskosten. Een betonnen tank is aanzienlijk goedkoper dan een geboute tank. De levensduur van betonnen tanks is erg groot. In het verleden zijn betonnen tanks gebouwd uit beton van een mindere kwaliteit. Dit resulteerde in aantasting van het beton boven het vloeistofniveau. Voor de huidige betonnen tanks wordt een betere betonkwaliteit gebruikt. De huidige tanks hebben een levensduur van minimaal 15 jaar. Er is een 7 meter hoge monoliet gestorte betonnen tank geplaatst met een inwendige diameter van 18 meter. Het effectieve volume bedraagt hiermee circa 1.650 m³. In de betonwand zijn verwarmingsleidingen meegestort voor verwarming van het substraat. De vergister is voorzien van een houten draagconstructie ten behoeve van het membraandak, een overdrukbeveiliging, kijkglazen en een mixer. De vergistingstank is voorzien van een rubberen, flexibele overkapping (EPDM) die tevens dient als gasopslag. Aan de buitenzijde van de tank is isolatiemateriaal aangebracht en de vergister is afgewerkt met groen damwand. Voor een foto van de vergister wordt verwezen naar Figuur 4: vergister.

Figuur 4: vergister 1870rap01 KR revisie: 3 11 december 2007 Pagina 11 van 51

2.4.1

Toegepaste mengtechnieken

Op basis van de uitgangspunten bedraagt het drogestofgehalte van het te vergisten substraat ruim 20%. Een dergelijk mengsel is niet verpompbaar en in het verleden was het ook niet mogelijk een substraat met zoveel droge stof homogeen te mengen. Traditionele mengers zijn doorgaans hoogtoerige propellerroerders. Om een tank met een volume van 1650 m³ met deze mixers homogeen geroerd te krijgen, zal een groot opgesteld elektrisch vermogen moeten worden toegepast. Dit resulteert naast hoge investeringskosten in een hoog elektriciteitsverbruik om de tank homogeen gemengd te houden. Bij Bomers is een zogenaamd paddelroerwerk toegepast. Dit is een horizontale menger met een viertal ‘paddels’. (Zie Figuur 5: paddelroerwerk). Deze roerder is veel robuuster uitgevoerd dan de traditionele mixers.

Figuur 5: paddelroerwerk


Met een laag toerental is een paddelroerder in staat om de gehele tankinhoud homogeen gemengd te houden. Het opgestelde elektrisch vermogen per m³ vergisterinhoud is aanzienlijk lager dan bij de traditionele mixers. De opgestelde paddelroerder heeft een opgesteld vermogen van 15 kWe. (Ter vergelijking; indien de vergister zou zijn voorzien van hoogtoerige propellermixers, zou circa 65 kWe opgesteld moeten worden). Het daadwerkelijke energieverbruik ligt bij gebruik van een paddelroerder door een kortere draaitijd ook aanzienlijk lager dan het elektriciteitsverbruik van een equivalente propellerroerder. Naast het paddelroerwerk is een propellermixer opgesteld . Dit is een zogenaamde ondersteunende mixer welke als doel heeft het digestaat te ontgassen. Deze propellermixer is in Figuur 5 op de achtergrond is te zien. Om in de toekomst zo flexibel mogelijk te zijn betreffende de aanvoer van co-producten is besloten om toch in een tunnelmixer te investeren. (Zie Figuur 6: tunnelmixer). Dit was in principe gezien de gestelde uitgangspunten niet nodig. Achteraf installeren van een mixer is relatief duur omdat hiervoor de gehele vergister buiten bedrijf en leeg dient te zijn. Het doel was om via een tunnelmixer gerichter te kunnen mixen met een drijflaag.

Figuur 6: tunnelmixer


2.4.2

Temperatuurniveau

Bij vergisting worden een tweetal temperatuurniveaus onderscheiden. Mesofiele vergisting vindt plaats bij 35 – 40ºC, terwijl thermofiele vergisting plaatsvindt in de temperatuurrange van circa 48 – 55ºC. Het vergistingsproces onder thermofiele omstandigheden verloopt sneller dan onder mesofiele condities. Hierdoor is de noodzakelijke verblijftijd van het te vergisten substraat in de vergister bij thermofiele vergisting korter dan bij mesofiele vergisting. Concreet zou dit bij een gelijk blijvend vergistervolume leiden tot een grotere capaciteit van de vergistingsinstallatie, bij gelijk blijvende capaciteit zou het betekenen dat een kleinere vergister kan worden gebruikt. Uit experimenten van HoSt is tevens gebleken dat bij hogere temperaturen de viscositeit van het substraat sterk afneemt, waardoor de mate waarin het te mengen is aanzienlijk verbetert. In combinatie met het hoge drogestofgehalte zou dit ervoor pleiten om bij Bomers te gaan vergisten op thermofiel temperatuurniveau. Een nadeel van vergisten op thermofiel temperatuurniveau is dat het proces moeilijker te beheersen is dan op mesofiel temperatuurniveau. Dit komt enerzijds doordat het proces sneller verloopt en er dus sneller gereageerd moet worden op veranderende procesparameters. Anderzijds is de kans op stikstofremming groter. Indien er te veel vrije stikstof in het te vergisten substraat aanwezig is, heeft dit een remmende werking op de biogasproductie. Bij mesofiele vergisting treedt stikstofremming op bij een totaal stikstofgehalte hoger dan circa 5 kg per ton. Bij thermofiele vergisting begint stikstofremming al bij circa 3,5 kg stikstof per ton. Op basis van bovenstaande overwegingen is bij Bomers in eerste instantie gekozen om thermofiel te vergisten. Echter, aangezien door het hoge drogestofgehalte mogelijke problemen werden voorzien met het toevoegen van co-stromen aan de vergister en de mate waarin de vergisterinhoud homogeen kon worden gemengd, in relatie tot de gevoeligheid van het thermofiele vergistingsproces voor verstoringen, is uiteindelijk gekozen voor mesofiele vergisting. Het vergistingsproces vindt momenteel plaats bij 37ºC. De hoeveelheid aangelegde verwarmingsleidingen in de tankwand van de vergister is echter ruim voldoende om in de toekomst alsnog over te gaan op thermofiele vergisting. De tank wordt op temperatuur gehouden vanuit een CV-systeem met warmte van de gasmotor.


2.5 Opslag digestaat/biogas Het uitvergiste materiaal wordt via een overloopleiding naar het bestaande mestbassin geleid. Figuur 7: bestaande mestbassin. Hier kan het grotendeels vergiste materiaal uit de vergistingstank nagisten. Hierbij wordt nog een extra hoeveelheid biogas geproduceerd.

Figuur 7: bestaande mestbassin Het bestaande relatief oude mestbassin is niet voorzien van verwarmingsleidingen en isolatie. Door Maatschap Bomers is het bestaande mestbassin aangesloten op de vergister. Om het biogas uit het mestbassin te zuigen, is een explosieveilige blower op de gasleiding aangesloten. Het digestaat, dat op het temperatuurniveau van de vergister wordt ingebracht, wordt niet verwarmd en op temperatuur gehouden. Gezien de verblijftijd van het te vergisten substraat in de vergister (> 55 dagen) is het niet strikt noodzakelijk om het digestaat op temperatuur te houden. Veruit het grootste deel van het organisch materiaal wordt reeds in de vergister omgezet in biogas. Daarnaast is de verblijftijd van het digestaat in het mestbassin nog dermate lang, dat de organische bestanddelen, die niet in de vergister zijn omgezet in biogas, ook in een niet geïsoleerde tank nog worden omgezet. Indien gekozen zou zijn voor een verwarmde en geïsoleerde navergister en daarmee het digestaat op temperatuur kon worden gehouden, zou de totale capaciteit van de vergistingsinstallatie worden vergroot. De uiteindelijke keuze om het bestaande mestbassin te gebruiken en geen navergister te bouwen is gemaakt door Bomers in verband met de hogere investeringskosten.


Het mestbassin is door Maatschap Bomers biogaszijdig aangesloten op de biogasinstallatie. Het doel was hiermee extra biogasopslag te creëren. Omdat het een oud bassin is en niet bekend is of het doek gasdicht is, is dit uitgevoerd bij wijze van proef. 2.6 Gasbehandeling Om de benutting van het biogas in een biogasmotor mogelijk te maken en om aan de emissie-eisen te voldoen en de gasmotor te beschermen tegen corrosie, is ontzwaveling van het biogas noodzakelijk. De vergister is voorzien van een houten dakconstructie. Deze constructie heeft een hoog specifiek oppervlak, waarop bacteriën leven. Onder invloed van zuurstof zetten deze bacteriën zwavelwaterstof (H2S), aanwezig in het biogas, om in elementair zwavel. Het gevormde zwavel wordt met het digestaat mee afgevoerd. Om de laatste sporen zwavelwaterstof te verwijderen is een klein actief koolfilter geplaatst. De ontwatering van het biogas wordt gerealiseerd door afkoeling van het biogas in gasleidingwerk in de grond. Het gecondenseerde water wordt verzameld in condensputten en afgevoerd naar de bestaande mestopslag. 2.7 Gasmotor Het biogas wordt in een warmtekrachtinstallatie op basis van een gasmotor omgezet in elektriciteit en warmte. Via het motorkoelwater wordt warmte geleverd aan de vergistingstank. Een foto van de gasmotor is gegeven in Figuur 8: Biogasmotor (191 kWe WKK). Voor een technische specificatie wordt verwezen naar Tabel 3: specificatie WKK (paragraaf 3.1.1). De capaciteit van de gasmotor is bepaald op basis van de verwachte totale gasproductie. Op basis van ervaringsgetallen van HoSt in combinatie met opgaaf van de gasmotorenleverancier wordt uitgegaan van een elektrisch rendement van 37%. Er is een gasmotor geplaatst met een elektrisch vermogen van 191 kWe. De vergister en het mestbassin zijn beiden voorzien van een gasbuffer, zodat kortstondig onderhoud aan de motor niet leidt tot verliezen in de elektriciteitsproductie. De jaarlijkse elektriciteitsproductie bedraagt circa 1,5 miljoen kWh. De opgewekte elektriciteit wordt primair gebruikt voor het aandrijven van motoren voor het in bedrijf houden van de vergistingsinstallatie. Hiervoor wordt circa 5% van de opgewekte elektriciteit gebruikt. De motor zelf verbruikt ook circa 5% van de opgewekte elektriciteit. Daarnaast wordt de elektriciteit gebruikt voor de groepsaccommodatie, de recreatiewoning, de woning en het bedrijf van Bomers. Het overgrote deel van de opgewekte elektriciteit wordt geleverd aan het elektriciteitsnet.


Figuur 8: Biogasmotor (191 kWe WKK) De warmte van het motorkoelwater wordt primair gebruikt voor verwarming van de vergister. Daarnaast is een warmtebuffer geplaatst om de groepsaccommodatie, de recreatiewoning, de woning en het bedrijf van Bomers optimaal te kunnen voorzien in de warmtebehoefte. Middels een warmtewisselaar wordt de warmte ook gebruikt voor tapwaterverwarming. Het verbruik van aardgas voor verwarming behoort daarmee voor Bomers tot het verleden. Niet nuttig te gebruiken restwarmte uit het motorkoelwater wordt weggekoeld door een noodkoeler op het dak van de container, waarin de gasmotor is geplaatst. De warmte uit de rookgassen wordt niet teruggewonnen omdat hiervoor geen warmtegebruikers in de directe omgeving zijn.


2.8 Aanpassingen op het ontwerp tussen subsidieaanvraag en bouw installatie Tussen de subsidieaanvraag in 2002 en de bouw van de installatie in januari 2006 is het ontwerp voornamelijk vergroot. De aanpassingen konden mede worden gedaan door de langdurende MEP-subsidie van 10 jaar. De aanpassingen worden hieronder beschreven: − Vergroten vergistingsvolume De oorspronkelijke geplande vergister had een afmeting van Ø11m x 5m. Door hernieuwde inzichten is uiteindelijk een tank gebouwd met de afmetingen van Ø18m x 7m. Het bruto volume is hiermee ruim verdubbeld. Hierdoor wordt de verblijftijd verlengd, wat de gasproductie ten goede komt. Maatschap Bomers heeft bewust gekozen om nu al te investeren in een groter vergistingsvolume voor de toekomst. Door het hanteren van een kortere verblijftijd kunnen meer co-producten vergist worden wat weer meer biogas oplevert en zo kan dus een tweede WKK bijgeplaatst worden. Voorwaarde is wel dat hiervoor dan ook MEP beschikbaar wordt gesteld. − Opstellen van een tunnelmixer in de vergister Ondanks het feit dat de ervaring van HOHM is dat het opstellen van een paddelroerwerk en een ondersteunende propellermixer voldoende is, heeft de familie Bomers ervoor gekozen een tunnelmixer te plaatsen. De motivatie hiervoor was dat het achteraf bijplaatsen van een mixer erg lastig en daardoor duur is (de vergister moet hiervoor leeg). Deze tunnelmixer kan dan toegepast worden bij sterke drijflagen, ontstaan door het vergisten van moeilijk mixbare stoffen zoals natuurgras. − Vergroten WKK naar 191 kWe De oorspronkelijke geplande WKK had een vermogen van 26 kWe! Uit eindelijk is een WKK gekozen met een vermogen van 191 kWe. De reden hiervoor was dat door toekenning van de MEP in april 2004 een ander financieel uitgangspunt ontstond dan voorheen was voorzien. Dit gaf hernieuwde inzichten over de schaalgrootte. Bovendien had een 191 kWe WKK een beter rendement.


2.9 Gerealiseerde en gewenste optimalisaties na einddatum subsidieproject Na de einddatum van het project (31 december 2006) is de installatie reeds geoptimaliseerd met: − Uitbreiding met tweede WKK Op 1 april 2007 is de tweede WKK van 340 kWe in bedrijf genomen. Hiermee is het totaal opgesteld vermogen nu ca. 530 kWe. − Vergroten volume vastestofinvoersysteem Al gauw werd duidelijk dat het volume van de vastestofinvoer te klein was. De bestaande bak is vergroot van 14 naar 19m3. Deze aanpassing is uitgevoerd in april 2007 door HOHM vof. − Geluidsreducerende maatregelen Omdat om op het erf van Maatschap Bomers ook een groepsaccommodatie en recreatiewoning worden verhuurd, zijn er geluidsreducerende maatregelen genomen. Deze maatregelen bestaan uit het plaatsen van extra dempers op de uitlaat van de WKK en het plaatsen van een geluidsomkasting om de motor van de Paddelgigant (het paddelroerwerk). Daarnaast zijn er nog gewenste toekomstige aanpassingen en/of uitbreidingsplannen. Deze aanpassingen zijn: − Brijvoerinstallatie Om vloeibare reststromen te kunnen voeden is een brijvoerinstallatie gewenst. Middels uitbreiding met een brijvoerinstallatie, kunnen vloeibare reststromen gedoseerd worden toegevoegd. Hiermee kan de biogasproductie uit de productenmix worden vergroot, waardoor weer een hoger rendement wordt behaald. − Navergister Doordat de uitbreiding sneller is gegaan dan voorzien is het wenselijk om alsnog een navergister op te nemen in het project. De verblijftijd wordt verkort doordat er meer mais etc. wordt toegevoerd en door het toevoegen van vloeibare reststromen. Hierdoor is het wenselijk een (verwarmde) navergister te realiseren. − Gewenst drooginstallatie en/of mestscheider Maatschap Bomers onderzoekt momenteel in samenwerking met HoSt de mogelijkheden om het digestaat te drogen met behulp van de overtollige warmte. Door het drogen wordt een aanzienlijke volumereductie bereikt. Hierdoor kan bespaard worden op de verwachte, toekomstige mestafzetkosten.


2.10 Inpassing vergistingsinstallatie in het bedrijf Op basis van de procesdimensionering is een proces lay-out ingetekend op een plattegrond van het bedrijf van Bomers. Een detail is te vinden in Figuur 9: detail layout De gehele lay-out tekening is te vinden in Bijlage B.

Figuur 9: detail lay-out Deze tekening is tevens gebruikt bij het aanvragen van de bouwen milieuvergunning bij de gemeente Oost Gelre. De locatie van de tanks is zo gekozen dat zowel de aanvoer van co-producten als de afvoer van digestaat te makkelijk te bereiken zijn via de bestaande infrastructuur op het erf. Daarnaast zijn het besturingssysteem en de WKK goed bereikbaar om onderhoud te plegen. Verder is rekening gehouden met een zo gunstig mogelijk positie van de gehele installatie ten opzichte van de gasten welke verblijven op de biologische boerderij van Bomers in de groepsaccommodatie en recreatiewoning. De vergister en de WKK zijn zo ver mogelijk van de recreatiewoning en de groepsaccommodatie verwijderd. Vooral geluidshinder heeft een grote rol gespeeld bij het bepalen van de definitieve opstelling van de installatie. Dit alles mede in het kader van de wet Milieubeheer.


De inpassing in het bedrijf is getoetst door Skal3 vanwege de biologische bedrijfsvoering. Er is een duidelijke scheidingslijn aangebracht tussen de grondstoffen voor de koeien, welke biologisch zijn en de gangbare grondstoffen voor de vergister. De opslagen zijn duidelijk gescheiden. 2.11 Specificatie van de installatie Enkele kentallen van de vergister bij Maatschap Bomers per 31-12-2006 (einddatum project). Rundveemest 4.000 m3 per jaar Vergister inhoud 1.650 m3 netto Gasopslag in vergister onder EPDM 400 m3 Paddelroerwerk 15kW Propellermixer met aftakas 22 kWe Tunnelmixer trekkeraangedreven Vastestofinvoer voorraad 19 m3 Opslagcapaciteit mestbassin voor digestaat: 2.000 m3 Opslagcapaciteit mestbassin voor biogas 2.000 m3 Procestemperatuur 40°C Mestverwarming; dmv wand en bodem verwarming in beton WKK 191 kWe Biogasproductie 800.000 m3 per jaar kWh productie 1.500.000 kWh per jaar H2S behandeling biologisch (toevoeging lucht) en koolfilter Aansluiting net 630 kVa

3

Skal oefent toezicht uit op de biologische productie door middel van inspectie en certificatie. Inspectie kent verschillende vormen: bedrijfsbezoeken, monsternames van grond, gewas of producten en administratieve beoordelingen. Als het productieproces volledig aan de wetgeving voldoet, vindt certificatie plaats. Skal verstrekt dan aan de ondernemer een bewijsstuk, het certificaat. Deze kan het certificaat aan de afnemers van de producten laten zien zodat die weten dat het om door Skal gecertificeerde biologische productie gaat. Meestal mag de ondernemer dan ook het EKO-keurmerk voeren op de producten die afkomstig zijn van het biologische productieproces, dat door Skal is gecertificeerd. De consument herkent dat en heeft zo de zekerheid dat het werkelijk om een biologisch voortgebracht product gaat. 1870rap01 KR revisie: 3 11 december 2007 Pagina 21 van 51

3. Resultaten 3.1 Milieuresultaten De emissiereductie ten gevolge van de implementatie van een vergistingsinstallatie bij Maatschap Bomers wordt voornamelijk gerealiseerd door een verkorte opslag van mest en een indirecte reductie van broeikasgas door energieproductie uit biomassa. De onzekere bronnen, te weten: verminderde methaanemissie, lachgasemissie tijdens de aanwending van mest, verminderde kunstmestgebruik en de transportreductie zijn buiten beschouwing gelaten. De vergistingsinstallatie van Bomers is gedurende 3 maanden gevolgd volgens de richtlijn monitoring mestvergistingsinstallatie TEWI-mestvergisting, versie 2006-01. 3.1.1 Methaan emissiereductie t.g.v. kortere opslag In de oude situatie werd de mest eerst opgeslagen in de mestkelder en het mestbassin. De mest werd 5 à 6 keer per jaar uitgereden op het land tussen februari en augustus. De mest is van overheidswege 6 maanden opgeslagen. De gemiddelde mesttemperatuur was 10°C. Voor de technische specificatie van de vergistingsinstallatie wordt verwezen naar hoofdstuk 2.11. In Tabel 3 is weergeven de specificatie van de WKK’s. Tabel 3: specificatie WKK Merk Uitvoering Vermogen elektrisch Vermogen thermisch motorkoeling en intercooler Vermogen thermisch rookgassenkoeler (tot 180 °C)

[kWe] [kWt]

MAN E 28 76 LE 302 191 115

[kWt]

100

Een beschrijving van de mest dat uit het opslagsysteem komt in de oude (referentie) situatie en de nieuwe situatie (met vergisting) is weergegeven in Tabel 4: gegevens mest in opslagsysteem in referentie en nieuwe situatie.


Tabel 4: gegevens mest in opslagsysteem in referentie en nieuwe situatie

Datum Temperatuur Droge stof Ruw as Organische stof Stikstof C/N quotiënt Stikstof ammoniak Stikstof organisch Fosfaat Kali Magnesium Natrium

[°C] [gDS/kg] [gRAS/kg] [gOS/kg] [gN/kg] [-] [gN-NH3/kg] [gN/kg] [gP2O5/kg] [gK2O/kg] [gMgO/kg] [gNa2/kg]

Referentie situatie mest 12-12-06 10-12 93 20 63 3.26 9 1.0 2.3 1.31 5.1 1.8 0.6

Nieuwe situatie digestaat 18-09-06 10-20 61 17 44 3.18 5 1.4 1.8 1.14 4.5 1 <0.6

Nieuwe situatie digestaat 10-11-06 10-20 72 23 49 3.5 6 1.4 2.1 1.35 4.6 1.1 <0.6

Nieuwe situatie digestaat 10-01-06 10-20 77 25 52 4.22 6 1.8 2.4 1.58 6 1.5 <0.6

In de nieuwe situatie met een vergister wordt 1 keer per dag de mest aan de vergister toegevoegd. Hierbij wordt geprobeerd het mestniveau in de mestkelder onder de stal tot een minimum te beperken. In Bijlage C zijn de samenstelling en de hoeveelheden van het veevoer tijdens de monitoringsperiode weergegeven voor de melkkoeien. Maatschap Bomers houdt op haar boerderij geen jongvee. Dit is bij derden gestald. Van de co-producten is alleen het maïs geanalyseerd. Deze analyse is weergeven in Tabel 5: Samenstelling . Tabel 5: Samenstelling maïs Droge stof Ruw eiwit Ruwe celstof Ruw as Suiker Zetmeel N

Maïs 267 81 246 40 <12 259 3.6

[kg/ton product] [gr / kg ds] [gr / kg ds] [gr / kg ds] [gr / kg ds] [gr / kg ds] [kg/ton product]

Na de vergisting wordt het digestaat opgeslagen in een mestbassin dat al voorhanden was op de boerderij van Bomers. Hierin verblijft het digestaat totdat het uitgereden wordt als meststof op het land. Het biogas dat tijdens deze opslag ontstaat, wordt opgevangen en naar de WKK geleid.


Om de installatie op te kunnen starten in de zomer, heeft Maatschap Bomers een paar honderd m3 opgespaard. Om methaanemissie naar de omgeving te voorkomen zijn de volgende maatregelen genomen: Tijdens de opstart van de installatie, is het eerst gevormde biogas nog niet van voldoende kwaliteit voor verbranding in de biogas-wkk. Het eerste biogas is daarom afgefakkeld in een speciaal door HoSt Oosterhof Holman Mestvergisting vof, geprepareerde mobiele verwarmingsketel. Deze ketel verbrandt het eerste biogas, zodat de vergisterinhoud verder kan worden verwarmd zonder gebruik te hoeven maken van aardgas. Zodra het biogas van voldoende kwaliteit was voor verbranding in de biogas-wkk, werd het gas hierin verbrand. Tijdens de normale bedrijfsvoering van de vergistingsinstallatie, treedt geen methaanemissie op naar de omgeving. De vergister is voorzien van een gasdicht dak. Dit dak bestaat uit een EPDM-rubber, dat tevens dient als gasbuffer voor de gevallen dat de geproduceerde hoeveelheid biogas niet (geheel) kan worden verbrand in de biogas-wkk. Het mestbassin is door Maatschap Bomers omgebouwd tot gasbuffer. Tijdens de testperiode is het biogas ’s nachts, in het weekend en tijdens onderhoud opgeslagen. 4 Indien de biogas-wkk langere periode uit bedrijf moet, heeft HOHM een mobiele fakkel ter beschikking, welke geplaatst wordt om methaanemissie naar de omgeving te voorkomen. Voorgaande maatregelen leiden ertoe dat de ongewenste methaanemissie naar de omgeving beperkt blijft tot minder dan 3% van de totale methaanproductie. Op basis hiervan is besloten de vereenvoudigde versie van rekenmethode voor de TEWI te hanteren.

4

Inmiddels is gebleken dat de toegepaste EPDM-daken in zekere mate windgevoelig zijn. Het is een aantal keren voorgekomen dat de daken onder invloed van harde wind (deels) zijn losgekomen van de tanks, zodat biogas kon ontsnappen naar de omgeving. In alle gevallen zijn deze ongewenste emissies binnen een dag verholpen. Om herhaling in de toekomst te voorkomen zijn de daken inmiddels voorzien van een beschermnet, dat voorkomt dat het dak wordt losgetrokken onder invloed van harde wind, maar dat wel de werking als gasbuffer gehandhaafd blijft.


3.1.2 Energieproductie uit biomassa (indirecte broeikasgasreductie) De elektriciteitsproductie is gemeten en geregistreerd door Maatschap Bomers (zie de testfase). Er is geen gasproductiemeter aanwezig bij de vergistingsinstallatie van Bomers. De leverancier van de installatie (HOHM vof) heeft bij haar eerste projecten een tijdelijke gasproductiemeter in de WKK container geïnstalleerd. Hieruit blijkt dat bij een methaangehalte van 54% de gasinname 100m3 biogas / uur is voor de productie van 191 kW. Nadat 5 projecten dezelfde waardes weergaven is besloten bij een identieke WKK geen meter meer te plaatsen. Het methaangehalte van het biogas bedraagt 52-54 % CH4. Voor de energiebalans wordt verwezen naar Figuur 10: energiebalans. WKK Bomers

input 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

output

20% verlies schoorsteen en radiatiewarmte van motor

37% Elektriciteit biogas 23% Motorkoeling en intercooler gebruikt voor vergister, woonhuis, boerderij en recreatiewoning

20% Rookgassen koeling (tot 180°C) door ontbreken van warmtevraag niet benut

Figuur 10: energiebalans Voor de kwaliteit van de mestuitvoer (digestaat) wordt verwezen naar Tabel 4: gegevens mest in opslagsysteem in referentie en nieuwe situatie. De volgende procesparameters zijn geregistreerd: − De temperatuur van de vergister bedraagt gemiddeld 40°C; − De verblijftijd van de vooropslag wordt zo kort mogelijk gehouden (schatting 5 dagen); − De verblijftijd van de na-opslag is gemiddeld 6 maanden. Deze is echter afhankelijk van de mestwet en de mestbehoefte op het land; − De hoeveelheid digestaat is plusminus 8.000m3.


3.1.3 Totale CO2-reductie van het project De TEWI-berekening is gebaseerd op de vereenvoudigde versie SenterNovem 2006-01. De voorwaarden voor toepassing van deze vereenvoudigde versie zijn weergeven in Figuur 11: Voorwaarden vereenvoudigde TEWI-berekening. De installatie van Bomers voldoet aan deze voorwaarden. Figuur 11: Voorwaarden vereenvoudigde TEWI-berekening Voor de TEWI-bepaling t.b.v. ROB-subsidie projecten voor mestvergistinginstallaties mag gebruik worden gemaakt van onderstaand formulier, indien wordt voldaan aan onderstaande voorwaarden: - Reductie van circa 90% van de methaanemissie uit opslag t.g.v. verkorte opslag van mest - Beperkte methaanlek uit de installatie (<3%) - Beperkte methaanslip van de gasmotor (<5%) - Gangbare mestsamenstelling - Geen relevante toename transportbewegingen Dit formulier is gebaseerd op het SenterNovem invulformulier, versie 2006-01

Bij de TEWI-berekening worden de emissies in de productiefase, de gebruiksfase en de afvalfase beschouwd. De vereenvoudigde berekening van de in dit verslag gehanteerde rekenmethode, gaat ervan uit dat bij mestvergistingsinstallaties de methaanreductie ten gevolge van de verkorte mestopslag en de elektriciteitsproductie in het algemeen bepalend zijn voor de uitkomst. Discutabele bronnen zoals de lachgasemissie tijdens aanwending van mest en verminderd gebruik van kunstmest zijn buiten beschouwing gelaten. De benodigde installatiegegevens van Maatschap Bomers zijn weergegeven in figuur 12:


Figuur 12: overzicht installatiegegevens voor TEWI-berekening Invoer materiaal (mest) Type mest rundveemest (melkvee) vleeskalveren (witvlees) Vleesvarkens Zeugen Kippen Totaal

hoeveelheid [ton/jaar] 4.000

4.000

Invoer materiaal (co-producten) Type product hoeveelheid [ton/jaar] natuurgras 500 mais 3.500 Totaal

drogestofgehalte [kg d.s. / ton]

4.000

organisch stofgehalte [kg o.s. / ton] 400 350 320 300 330

306

Opslag mest en digistaat Tijdsduur mestopslag voordat de mest wordt verwerkt Omschrijving opslagtype voor verwerking Tijdsduur mestopslag buiten Omschrijving mestopslagtype buiten Tijdsduur digistatopslag Omschrijving opslagtype digistaat

mestkelder n.v.t. n.v.t.

Installatiekenmerken Lekkage van methaan uit installatie Methaanslip van de gasmotor Vergistingstemperatuur Type installatie Vergistervolume Verblijftijd Gasopvang navergister Overige kenmerken installatie

<3 [%] << 1% [%] 40 [ºC] propstroom / geroerde tank / combinatie 1650 [m³] 53 [dagen] ja / nee

Elektrisch rendement gasmotor Thermisch rendement gasmotor Deel van de warmte dat nuttig kan worden ingezet Biogasproductie Biogasproductie uit mest Biogasproductie uit co-producten Methaangehalte

5 [dagen] [weken] 5 [maanden] mestbassin

35 [%] 54 [%] 2 [%]

25 [m³ biogas / ton mest] 0,6 [m³ biogas / kg o.s] 52%


De volledige berekening van de directe en het indirecte reductiepotentieel op projectniveau, is weergegeven in: Figuur 13: berekening reductiepotentieel A: Directe reductie broeikasgasemissies op projectniveau tgv verkorte duur mestopslag Type mest hoeveelheid Emissiereductiefactor * Emissiereductie [kg CO2-equiv./ton mest] [kg CO2-equiv./jaar] [ton/jaar] rundveemest (melkvee) 4.000 34 136.000 136.000 (A) Totaal 4.000 * = 0,9 x emissiefactoren in de monitoringsprotocollen, uitgedrukt in CO 2 -equivalenten

B: Reductie indirecte emissies (tgv het energieverbruik) op projectniveau Energie-inhoud methaan 39,8 [MJ / m³] methaangehalte biogas 52% Energie-inhoud biogas 20,7 [MJ / m³] Hoeveelheid biogas

835.000 [m³ / jaar]

Bruto elektriciteitsopbrengst Eigen verbruik installatie Netto elektriciteitsproductie

1.680.113 [kWh / jaar] 130.000 [kWh / jaar] 1.550.113 [kWh / jaar]

Bruto warmteopbrengst Nuttig warmtegebruik

2.592.174 [kWh / jaar] 51.843 [kWh / jaar]

Netto energieproductie [kWh / jaar] 1.550.113

Geproduceerde hoeveelheid elektriciteit (gecorrigeert voor verbruik in de installatie) Nuttig gebruik warmte afkomstig van de installatie Totaal

Indirecte reductie [kg CO2-equiv./kWh]* [kg CO2 / jaar] 0,61 945.569

51.843

0,16

8.295 953.864 (B)

* standaard emissiefactoren voor energieverbruik, conform tabel A II, TEWI Richtlijnen)

C: Totale emissiereductie op projectniveau Direcete emissiereductie (A) 136.000 [kg CO2 -equiv./ jaar] Indirecte emissiereductie (B) 953.864 [kg CO2 -equiv./ jaar] 1.089.864 [kg CO2 -equiv./ jaar] 1090 [ton CO2 -equiv./ jaar]

Totale emissiereductie

D: TEWI potentieel in 2010

2002 2004 2010

mestproductie rundvee 50,1 miljoen ton / jaar 39 miljoen ton / jaar 35 miljoen ton / jaar *

aantal koeien 3858394 3766792

13 ton / koe / jaar 10 ton / koe / jaar

* Prognose HoSt redenatie: De afgelopen jaren zijn de mestproductie en het aantal koeien sterk afgenomen Door een grotere levensproductie per koe en toename van het melkquotum zal het aantal koeien de komende jaren wel verder afnemen De sterke afname van de mestproductie zal echter naar verwachting niet meer doorzetten Een lichte afname van de mestproductie wordt nog wel voorzien. Voor vergisting in aanmerking komt Dit komt overeen met

20% van de totale mestproductie 7 miljoen ton / jaar

De potentiele emissiereductie in 2010 bedraagt 1.907.262 [ton CO2 -equiv./ jaar] 1,9 [Mton CO2 -equiv./ jaar]


3.1.4 Kosteneffectiviteit De kosteneffectiviteit van bedraagt €8,60 per ton CO2. De uitgangspunten en de berekening zijn weergeven in Figuur 14. Figuur 14: uitgangspunten en berekening kosteneffectiviteit UITGANGSPUNTEN: Investeringsbedrag zonder subsidie afschrijvingsperiode rente

€ 798.237 10 jaar 3,6%

jaarlijkse operationele baten jaarlijkse operationele kosten

€ 209.150 € 121.936 1090 ton CO2-equiv. / jaar

jaarlijkse emissiereductie

BEREKENINGEN: annuiteit

0,1208482

kapitaalkosten jaarlijks operationele kosten

€ 96.466 € 121.936 + € 218.402 jaarlijks operationele baten € 209.150 Totale jaarlijkse kosten € 9.252

Kosteneffectiviteit

€

8,49 / ton CO2-equivalent


3.2 Exploitatieberekening Voor het opstellen van de exploitatieberekening zijn de investeringskosten in kaart gebracht. Daarnaast zijn de jaarlijkse kosten en baten vastgesteld. De investeringen die gedaan zijn in het kader van de uitgebreide vergistingsinstallatie zijn weergegeven in Figuur 15: investeringsoverzicht tot en met einddatum project 31-12-2006. Figuur 15: investeringsoverzicht tot en met einddatum project 31-12-2006 Vergistinginstallatie Mestpomp Mixer in mestput Vastestoftoevoersysteem Vergistingstank, compleet Bekabeling, incl meet- en regelsysteem Leidingwerk Gasbehandeling Aansluiting waterzijdig WKK 190 kWe Afnamestation Stal en mestbassin aanpassingen Grondwerk, fundatie Overige kosten

€

562.500

€ € €

3.430 7.900 2.278

Kosten vergunningaanvraag Adviesbureau Leges gemeente Oost Gelre

€ €

5.535 2.675

Overig onroerend goed Aansluiting E net en Mep meter Sleufsilo's Aanpassen E en CV netwerk

€ € €

37.362 99.486 19.821

Machines Shovel en maai- haksel combinatie

€

57.250 +

Totale investering ROB-subsidie Totale bruto investering MIA-voordeel, 30% van 25,5% Netto investering

€ € € € €

798.237 143.645 654.592 50.076 604.516

Noot: Het VAMIL voordeel is niet meegenomen omdat niet bekend is waneeer dit afgeschreven wordt.


De totale bruto investering voor de vergistingsinstallatie bedraagt € 798.237,-. De investering in de vergistingsinstallatie zelf bedroeg € 576.108,-. De overige kosten zijn gemaakt om het mogelijk te maken de installatie te bedrijven. Na aftrek van de ROB-subsidie en de MIA, bedraagt de netto investering nog €604.512. Het voordeel dat nog te verkrijgen is met de VAMIL is niet meegenomen in de berekening. Het betreft een vrije afschrijving waarvan nog niet te voorspellen is wanneer deze benut wordt. Bij het vaststellen van de jaarlijkse kosten en baten voor (het bedrijven van) de vergistingsinstallatie is gebruik gemaakt van gegevens in Tabel 7: elektriciteitsproductie van 19-12-2006 tot 22-5-2007. In de periode juli- 15 december 2006 is de installatie getest waarbij geen MEP-inkomsten zijn ontvangen en de installatie daar tegen voerkosten neutraal heeft gedraaid. De periode van het eerste kwartaal 2007 wordt dan ook representatiever geacht. De belangrijkste uitgangspunten hierin zijn:

afschrijving van de installatie in 10 jaar. elektriciteitstarief voor teruglevering op het elektriciteitsnet gemiddeld € 0,045 / kWh Het digestaat wordt niet afgevoerd, maar uitgereden op het eigen land

De kosten voor aanvoer van co-producten zijn gebaseerd op het menu voor de vergister dat Maatschap Bomers in het eerste kwartaal 2007 toepaste Tabel 6: co-producten tussen jan-maart 2007. De kosten van maïs waren €23,- per ton en het natuurgras werd kosteloos gebracht. Tabel 6: co-producten tussen jan-maart 2007 Product Melkveemest Natuurgras Maïs

11 m³ / dag 1,3 ton / dag 9,5 ton / dag

Hoeveelheid 4.000 m³ op jaarbasis 500 ton op jaarbasis 3.500 ton op jaarbasis

Tabel 7: elektriciteitsproductie van 19-12-2006 tot 22-5-2007 zijn de elektriciteitsproductiegetallen weergegeven. Uit de weken waarin volop is gedraaid is de verwachte jaarproductie uit berekend. In de tabel is een jaargemiddelde berekend op basis van een aantal goed draaiende weken welke geel gearceerd zijn. In deze periode is door Maatschap Bomers besloten de MEP ingangsdatum later in te laten gaan omdat dit vereist was wegens de uitbreidingsaanvraagprocedure had tweede (347 kWe) gasmotor. Daarom is de vergister en de WKK tussen week 3 en week 14 niet maximaal belast.


Tabel 7: elektriciteitsproductie van 19-12-2006 tot 22-5-2007 week no 51 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 17 21

Datum kWh totaal kWh/dag kW gem 19-12-2006 329.203 3.748 156 2-1-2007 391.562 4.454 186 9-1-2007 423.553 4.570 190 16-1-2007 450.157 3.801 158 23-1-2007 471.816 3.094 129 30-1-2007 495.262 3.190 133 6-2-2007 513.614 2.622 109 13-2-2007 536.681 3.295 137 20-2-2007 562.362 3.210 134 27-2-2007 585.555 3.092 129 6-3-2007 603.202 2.941 123 19-3-2007 642.349 3.011 125 2-4-2007 674.134 2.270 95 23-4-2007 767.487 4.445 185 22-5-2007 898.186 4.507 188

Verwachting op jaarbasis

1.500.000 kWh op basis van weekno 51, 1, 2, 17, 21

Productie in week 3 -14 is vermindert door uitstel ingang MEP ivm uitbreidingsaanvraagprocedure

De jaarlijkse elektriciteitsproductie van de WKK voor een jaar, is berekend op ruim 1,5 miljoen kWh. Hierop wordt verwacht de MEP-vergoeding te ontvangen. Bijna 1,37 miljoen kWh is teruggeleverd op het elektriciteitsnet. De overige opgewekte elektriciteit wordt gebruik voor het in bedrijf houden van de WKK en de vergistingsinstallatie. Ook wordt eigen opgewekte elektriciteit gebruikt voor de woning en het bedrijf en de recreatieverblijven van Maatschap Bomers. Op basis van voorgaande gegevens is een exploitatieberekening opgesteld. De resultaten hiervan staan weergegeven in Tabel 8: exploitatieoverzicht.


Tabel 8: exploitatieoverzicht Kenmerken installatie opgesteld vermogen Geproduceerd Afname van NUON-netwerk Verbruik woning / bedrijf Teruglevering op NUON-netwerk

191 1.500.000 0 55.000 1.315.000

kW kWh kWh kWh kWh

Operationele baten verkoop elektriciteit MEP elektriciteit vermeden elektriciteitskosten vermeden gaskosten (verwarming) vermeden inkoop kunstmest totaal operationele baten

€ € € € nvt €

59.175 145.500 2.475 2.000

Operationele kosten inkoop grondstoffen inkoop elektriciteit van NUON-netwerk onderhoud motor onderhoud vergister huur transformator, MEP meter en GSM operationele loonkosten totaal operationele kosten

€ € € € € € €

80.500 18.167 6.045 4.000 13.225 + 121.936

Financieringskosten Investeringssom installatie Financieringskosten

€ €

604.516 73.055

overige kosten boekhouding verzekering totaal overige kosten

€ € €

totale exploitatie

€

+ 209.150

1.000 1.000 + 2.000

12.159

De jaarlijkse opbrengsten, na financiering uit de vergistingsinstallatie bedragen momenteel ruim € 12.160,-.


De opbrengsten uit de vergistingsinstallatie zijn sterk afhankelijk van de elektriciteitstarieven. De verwachting is dat het tarief voor teruglevering van elektriciteit op het openbare elektriciteitsnet de komende jaren zal toenemen. De operationele kosten zijn voor een groot deel afhankelijk van de kosten voor aanvoer van co-producten. Deze kosten zijn echter sterk afhankelijk van de actuele marktprijzen. De onderhoudskosten voor de WKK zijn gebaseerd op een all inclusive contract met MAN Rollo. Daarnaast zijn ook vaste kosten berekend voor verzekering van de installatie, accountantskosten, en kosten voor de huur van de trafo.

3.3 Resultaten van de testfase Deze paragraaf beschrijft het opstarten van de vergister en de inbedrijfstelling van de WKK en de verschillende co-stromen die gedurende een half jaar zijn uitgetest. Tevens zijn de ervaringen beschreven. De familie Bomers heeft de MEP vergoeding van WKK 1 (191 kWe) in eerste instantie in laten gaan op 15 december 2006. Op deze manier had de familie Bomers de tijd tussen juli- december 2006 om meer gevoel met de installatie te verkrijgen zonder te moeten gaan voor maximaal MEP benutting. Het doel van de testfase is het uittesten van laagwaardige producten. Voorwaarde hierbij was dat het kostenneutraal uitgetest werd. Dit houdt in dat de voerkosten niet hoger zijn dan de elektriciteitsinkomsten. De vergister is in periode tussen juli-14 december 2006 hierdoor ook niet maximaal belast om te sparen op de voerkosten. Na de ingangsdatum van de MEP 15 december 2006 is dit wel het geval. Echter eind januari 2007 is een uitbreiding van de MEP subsidie aangevraagd voor een tweede WKK (347 kWe). De MEP wordt pas uitgekeerd als ook de tweede motor was geplaatst. Hierdoor is uiteindelijk de vergister pas na 1 april (plaatsing tweede WKK) volledig belast. De testfase (zonder MEP) is mede kostenneutraal uitgevoerd door alleen tijdens de piekuren de WKK stroom te laten produceren. In de daluren (’s nachts en in het weekend) werd het biogas opgeslagen in het mestbassin. De vergoedingen die de familie Bomers ontvangt tijdens piek- en daluren zijn weergeven in Tabel 9: piek- en daltarieven tijdens testperiode.


Tabel 9: piek- en daltarieven tijdens testperiode 2006

Piekvergoeding [€cent/kWh] 7,1 13,1 5,9 6,8 7,2 8,5 6,1 9,3

Juni 2006 Juli 2006 Augustus 2006 September 2006 Oktober 2006 November 2006 December 2006 Januari 2007

Dalvergoeding [€cent/kWh] 3,5 3,9 3,2 3,4 3,5 3,9 3,2 3,4

De geproduceerde elektriciteit in kWh in de testperiode is weergeven in de Grafiek 1: kWh productie testperiode. In deze grafiek is aangeven wanneer de MEPsubsidie inging en weer was uitgesteld i.v.m. de uitbreidingsaanvraag voor een tweede WKK. Grafiek 1: kWh productie testperiode kWh productie 5000 MEP uitgesteld ivm uitbreiding 2de WKK

4500 15 december MEP WKK 1 4000

kWh productie

3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 5-jul-06

4-aug-06

3-sep-06

3-okt-06

2-nov-06

2-dec-06

1-jan-07

31-jan-07

datum

In deze grafiek is duidelijk te zijn dat alleen tijdens de piekuren de WKK draaide. ’s Nachts en in het weekend stond de WKK uit behalve tussen 15 december 2006 en 15 januari 2007.


2-mrt-07

3.3.1

Het opstarten van het vergistingsproces

De vergister is op zaterdag 3 juni 2006 opgestart met 33m3 digestaat afkomstig uit de biogasinstallatie van Hartlief Lammers in Drente. Een week later is er nog 99 m3 digestaat toegevoegd. Voordeel van opstarten met digestaat van een andere installatie is dat het entmaterieel nog redelijk warm (zeker in vergelijking met koude mest) en actief is. Aan dit digestaat is geleidelijk melkveemest toegevoegd. Toen de vergister halfvol was is begonnen met het toevoegen van maïs. Na 2 weken kwam de biogasproductie op gang en werd het biogas verstookt op een tijdelijke biogasketel die door HOHM vof ter beschikking was gesteld. De warmte werd gebruikt om de vergister mee op te warmen. Op 30 juni 2006 is de WKK in bedrijf gesteld. Een vergister kan sneller worden opgestart indien meer entmateriaal wordt aangevoerd. In verband met de mestwetgeving, de transportkosten in relatie tot de verre afstand tot de andere vergister en het feit dat de MEP nog niet inging, was er geen behoeft om sneller op te starten. 3.3.2

Testfase

Tijdens de testfase is ervaring opgedaan met een groot aantal co-producten. Onder ander zijn natte kuilresten, eigen versgras, restvoer van de koeien, najaarsgras, natuurgras, verschimmelde perspulp, triticale (graan dat is ontstaan als een kruising tussen tarwe en rogge), maïs met schimmels (builenbrand), regulier maïs en oud biologisch kuilgras uitgeprobeerd. Aan de vergister werd, in tegenstelling tot hetgeen bij de aanvraag van subsidie in 2002 wel werd verwacht, geen bermmaaisel aan de vergister toegevoegd omdat dit niet op de positieve lijst is opgenomen. Er is wel natuurgras uitgeprobeerd. Tijdens de testperiode van ongeveer juli 2006 tot en met maart 2007 zijn de volgende parameters geregistreerd: − − − − − −

Gewicht en soort toegevoegde co-producten; Aantal draaiuren van de WKK; Aantal geproduceerde kWh; Temperatuur in de vergister; Volume toegevoegde mest; Aantal ppm H2S in ppm.

In Grafiek 2: toegevoerde co-producten in de testfase is weergeven welke producten zijn toegevoerd in de periode juli 2006-maart 2007. Deze grafiek is groter weergeven in Bijlage D.


Grafiek 2: toegevoerde co-producten in de testfase Input per voersoort 5,0 4,5 4,0

input [ton/dag]

3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0

0 rtm 2-

Mais

Mais met schimmel (Builenbrand)

Perspulp met schimmel

Natuurgras ingekuild

Vers natuurgras

Versgras aanvoer

Restvoer koeien

Eigen versgras

Triticale korrels B kwaliteit

Natte kuil 2

Grafiek 3: gemiddelde (7 dagen) van toegevoegde tonnen droge stof en kWh productie is weergegeven de totale input in ton droge stof per dag versus de kWh die per dag wordt geproduceerd. Uit deze gegevens kan worden geconcludeerd dat: − Verschimmelde producten een negatieve invloed op de gasproductie hebben. Zowel bij de verschimmelde perspulp als de verschimmelde maïs (Builenbrand) is duidelijk een verlaging van de kWh productie ten opzichte van de tonnen toegevoegde drogestof waar te nemen; − Maïs, dat een kwalitatief goed product is, een positieve invloed heeft op de kWh productie ten opzichte van de toegevoegde tonnen droge stof; − Natuurgras, dat als een laagwaardig product wordt gezien, ook minder kWh geeft per ton droge stof dat is toegevoegd. Grafiek 3: gemiddelde (7 dagen) van toegevoegde tonnen droge stof en kWh productie


7

07 n-ja 31

07 nja 1-

06 cde 2-

06 vno 2-

6 t-0 ok 3-

06 pse 3-

06 gau 4-

6 l-0 ju 5-

datum Oud biologisch kuilgras

Droge stof invoer en kWh productie

5000

5 Verschimmelde maïs (Builenbrand)

4500

Maïs

4,5 4

Natuurgras

3500

3,5

3000

3 Verschimmelde perspulp

2500

2,5

2000

2

1500

drogestof invoer [ton/dag]

kWh productie [kWh/dag]

4000

1,5 15 dec MEP

1000

1

500

0,5

0

0

0 rtm 27

07 n-ja 31

07 nja 1-

06 cde 2-

06 vno 2-

6 t-0 ok 3-

06 pse 3-

06 gau 4-

6 l-0 ju 5-

datum

kWh's

Totaal ton ds

7 per. Zw. Gem. (Totaal ton ds)

7 per. Zw. Gem. (kWh's)

De variabele kosten en stroomopbrengsten zijn weergeven in Tabel 10: vergelijking voerkosten en elektriciteitsopbrengst in testfase tussen 5 juli 2006 en 7 maart 2007. Om een goede vergelijking te geven dienen de kosten per ton toegevoegd materiaal vergeleken te worden met variabele voerkosten welke bestaan uit: − aanschafkosten, − bewerkingskosten; − en invoerkosten. In de tabel zijn de variabele kosten opgegeven behalve de invoerkosten.


Tabel 10: vergelijking voerkosten en elektriciteitsopbrengst in testfase tussen 5 juli 2006 en 7 maart 2007 Toegevoegde mest Toegevoegde vaste stof (product) Toegevoegde vaste stof (ds)

2.247 m3 1.798 ton 28,0% 473 ton ds

Oud biologische graskuil Mais Mais met schimmel (builenbrand) Triticalekorrels B kwaliteit Perspulp met schimmel Natuurgras Vers natuurgras Restvoer koeien Eigen vers gras Natuurgras ingekuild Vers gras aanvoer

ton ds 6 296 56 36,6 42 26 30 2 5 15 8

gecorrigeerd ds% ton product 36,4% 15,5 30,9% 959,6 40,0% 139,7 90,0% 41,9 24,0% 212,0 20,4% 130,0 18,0% 167,2 30,0% 5,0 17,1% 31,8 30,0% 51,5 19,7% 42,4

% afwijking 100% 100% 100% 103% 120% 100% 100% 100% 100% 100% 100%

kosten per ton € € 23,00 € 11,50 € 80,00 € 8,00 € € € € 15,00 € 20,00 € -

tot. kosten € € 22.069,67 € 1.606,03 € 3.355,41 € 1.695,81 € € € € 476,82 € 1.029,64 € -

Totaal aankoopkosten voer € 30.233,39

kWh productie totaal Draaiuren

606.802 3.718 uur

Opbrengst door verkoop stroom Kostprijs voeding vergister

€ €

65,00 49,82 -

[€/MWh] gemiddelde over de testperiode [€/MWh] totaal aankoopkosten voer gedeeld door kWh productie totaal

Saldo

€

15,18

[€/MWh] (Opbrengst stroom - kosten voer )

De gemeten H2S gehalte zijn in onderstaande tabel weergeven. Tabel 11: H2S concentraties Datum

5-7-2006 14-7-2006 31-07-2006 20-8-2006 10-12-2006

Gehalte H2S in vergister [ppm] 275 175 300 100 50

Gehalte H2S Bij WKK [ppm]

0 0 0

De H2S waarden zijn relatief laag en door de inzet van het koolfilter tot nul gereduceerd. Het koolfilter is op 1 april 2007 vervangen.


Grafiek 4: temperatuur in vergister Temperatuur in vergister

46

44

temperatuur [°C]

42

40

38

36

34

32

30

07 rtm 8- t-07 r m 7 4- b-0 -fe 7 28 b-0 -fe 7 24 b-0 -fe 7 20 b-0 -fe 7 16 b-0 -fe 12 -07 b fe 8- -07 b fe 7 4- n-0 -ja 7 31 n-0 -ja 7 27 n 0 a jj 7 23 n-0 -ja 7 19 n-0 -ja 7 15 n-0 -ja 11 -07 n ja 7- -07 n ja 06 3- ec-d 06 30 ec-d 06 26 ec-d 06 22 ec-d 06 18 ec-d 06 14 ec-d 6 10 c-0 de 6 6- c-0 de 06 2- ov-n 06 28 ov-n 06 24 ov-n 06 20 ov-n 06 16 ov-n 6 12 v-0 no 6 8- v-0 no 6 4- kt-0 -o 6 31 kt-0 -o 6 27 kt-0 -o 23 datum

Uit Grafiek 4: temperatuur in vergister blijkt dat de temperatuur (bijgehouden vanaf 27 oktober) de eerste periode rond 39°C schommelde. Omdat op 15 december de MEP inging is ook rond deze periode de vergister gevoed met meer voeding in tonnen per dag, maar ook met hoogwaardigere (energierijkere) stoffen. Hierdoor de nam de biologische activiteit van de vergister toe en de bacteriën zelf gaan dan ook meer warmte produceren. Ook was de maximale temperatuur van de mest verkeerd ingesteld op het besturingssysteem. Deze stond nog op 55°C. Dit was bewust gedaan tijdens de testperiode tot 15 december omdat er weinig warmte beschikbaar was omdat de WKK alleen tijdens piekuren draaide. Deze maximale temperatuur had weer teruggezet moeten worden naar 40°C toen na 15 december de WKK 24 uur per dag ging draaien. Hierdoor was plotseling meer warmtebeschikbaar en ging de temperatuur hierdoor omhoog.


3.3.3

Ervaringen

Voorbereiding: De ervaring van de maatschap Bomers is dat de voorbereiding veel langer heeft geduurd dan verwacht. Er was steeds sprake van een positieve lijst dat het vergisten van coproducten mogelijk moest maken maar het duurde nog erg lang voordat dit ook echt mocht. Hetzelfde gold voor de MEP Regeling. MEP: De ervaring met de MEP uitkerende instantie was voor Maatschap Bomers zowel positief als negatief. De MEP regeling legt voor maatschap Bomers door de tijdsduur van 10 jaar een goede financiële basis onder het vergistingproject. Wel heeft de familie Bomers enige tijd in onzekerheid gezeten omdat tijdens de procedure van aanvraag van WKK 1 (191kWe) een uitbreiding is aangevraagd voor een tweede WKK (347kWe). De uiteindelijke beschikking werd pas afgegeven als de tweede WKK in bedrijf is. Hierdoor is er een onzekere periode geweest van ongeveer tussen midden januari en half april omdat er wel geïnvesteerd diende te worden in de WKK maar er nog geen beschikking was. Nu is nog steeds niet duidelijk voor hoeveel uur per jaar de beschikking wordt afgegeven. Installatiebouwer: De ervaring met de bouwer is positief, de bouw en inbedrijfstelling is voorspoedig verlopen. Doordat de voorbereiding- en vergunningfase zo lang had geduurd moest de installatie worden gebouwd in een betrekkelijk korte periode (januari tot en met mei 2006) om aan de gestelde einddatum van SenterNovem te kunnen voldoen. Maatschap Bomers is dan ook erg te spreken over de inzet van de medewerkers van HOHM en de wijze waarop in een korte termijn professioneel en hard is gewerkt. VSI: De ervaring met het vastestofinvoersysteem is positief voor maïs en perspulp. Het is een robuust systeem met een weegsysteem waardoor de vergister nauwkeurig kan worden gevoed. De ervaringen met gras zijn minder positief omdat dit de capaciteit vermindert. De capaciteit bij maïs is 2,5-3 ton per uur en bij gras 1 ton per uur. Hierdoor dient de installatie veel meer uren te draaien wat meer elektriciteitsverbruik en onderhoud vergt. Gras: Maatschap Bomers heeft ervaren dat het gras niet kort genoeg was. De gemiddelde graslengte was 5cm. Dit leidde bij de VSI tot verlaging van de capaciteit zoals hierboven beschreven. In de vergister gaf het geen problemen. Het digestaat met gras kon goed gemengd worden met de paddelgigant en er ontstond geen drijflaag. Wel moet gemeld wordt dat de vergister tijdens de testperiode laag belast was. Omdat het gras geen drijflagen gaf heeft maatschap Bomers de tunnelmixer nog niet hoeven te gebruiken tijdens de testperiode. In het mestbassin veroorzaakte het lange gras mengproblemen, waardoor er meer aandacht dan normaal aangeschonken diende te worden. Het lange gras gaf ook moeilijkheden bij het uitrijden van het digestaat doordat het verstoppingen veroorzaakte in de mestuitrijdapparatuur. Maatschap Bomers denkt dat gras bij een lengte van 1 cm deze verwerkingsproblemen niet geeft. 1870rap01 KR revisie: 3 11 december 2007 Pagina 41 van 51

Gasopslag boven mestbassin: De ervaringen met het gaszijdig aansluiten van het mestbassin op de biogasinstallatie waren overwegend positief. Het grote voordeel is dat hierdoor veel biogas kan opslaan (1.500- 2.000m3 afhankelijk van de vulstand met mest). Hierdoor kon er tijdens de testperiode worden teruggeleverd in de piekuren waardoor de installatie kostenneutraal bedreven kon worden. Nadeel is dat de motor soms een storing gaf omdat het lucht (zuurstof) gehalte in het biogas te hoog is. Waarschijnlijk is het foliedoek van het mestbassin poreus of is de aansluiting op het mestbassin (dat door Bomers zelf is uitgevoerd) niet helemaal goed. Centrifugaalpomp: Bomers is positief over de centrifugaalpomp die de mest naar de vergister pompt. Het is een robuuste pomp dat nog geen verstoppingen heeft geleid. Een nadeel kan zijn, de lage capaciteit bij een hoger drogestof gehalte. Maar dit nadeel geldt voor elke type pomp. Natuurgras koken: Bij wijze van proef is natuurgras gekookt in een pannetje. Hierbij was het doel om na te gaan of de houtige structuur (nerf) van natuurgras door het koken zou afbreken. De nerf zorgt voor de versteviging van een blad. Van natuurgras wordt alleen de makkelijk afbreekbare organische stof afgebroken en niet de nerf. Verwacht was dat door het koken de nerf misschien opgedeeld zou worden in stukjes waardoor het wel vergist kon worden. De structuur van het gras veranderde niet door het koken. Gebruik van voetenontsmettingsmiddelen bij de koeien Bomers heeft ervaren dat toen in 2004 veel kopersulfaat en formaldehyde werd gebruikt als ontsmettingsmiddel voor de voeten van de koeien, de mest “dood” leek. Omdat Bomers ging vergisten is vanaf 2005 het gebruik tot een minimum teruggebracht. In 2005 toen er nog geen vergister was ontstond er in mestbassin biogas door koude vergisting. Dit is de reden dat Bomers nu het gebruik van deze middelen tot een minimum vermindert.

3.4 Toepasbaarheid Binnen het bedrijf: De vergistingsinstallatie bij Bomers verzorgt binnen het eigenbedrijf ook de elektriciteit en warmtevoorziening in de stal, woning en de recreatieverblijven. Bij reguliere (niet biologisch) bedrijven zorgt vergisting ook voor een afname van het kunstmestgebruik. Echter, Bomers gebruikte geen kunstmest in verband met de biologische bedrijfvoering. Ondanks dat het nog maar kort geleden is bemest zag Bomers al wel een verbetering in de grasgroei. Het digestaat dat als restproduct uit de vergistingsinstallatie komt, heeft een hogere bemestingswaarde dan rundveedrijfmest.


Binnen de branche: Vergisting kan op grote schaal worden toegepast in de melkveehouderij in Nederland. Vooral voor de grotere bedrijven zal vergisting tot de mogelijkheden behoren. De afgelopen jaren is het aantal bedrijven afgenomen maar de gemiddelde aantal koeien per bedrijf niet. Hierdoor zullen er meer grotere melkveebedrijven zijn waar vergisting kan worden toegepast. Buiten de branche. Deze technologie kan ook worden toegepast om varkens- en pluimveebedrijven.


4. Conclusies en aanbevelingen Op basis van de ervaringen, die zijn opgedaan met de mestvergistingsinstallatie bij Maatschap Bomers te Groenlo, kan worden geconcludeerd dat ook op middelgrote melkveebedrijven een dergelijke installatie rendabel kan draaien. De oorspronkelijke gedachte om de vergister te bedrijven met laagwaardige producten en hiermee inkomsten te verkrijgen is door de testfase achterhaald. Mede door de lage kWh/ton opbrengst, de dip in de gasproductie en de verlaging van de capaciteit van het vastestofinvoersysteem wordt de vergistingsinstallatie niet optimaal benut. Het rendement uit de investering is daardoor de laag. Nu er een zekerheid is over de inkomsten vanuit de MEP regeling is het beter kwalitatieve en energierijke stoffen toe te passen. Hierdoor wordt meer het proces bedrijfszekerder en de capaciteit van de vergister en de WKK maximaal benut. Uiteindelijk wordt binnen de randvoorwaarden voor een optimale vergisting en binnen de marges van de milieuvergunning continu een afweging gemaakt welke co-producten aan de vergister worden toegevoegd. Hiervoor wordt de marktprijs om het product aangeleverd te krijgen afgezet tegen de opbrengst uit de productie van groene stroom en de afzetkosten. De producten met de meest gunstige verhouding zullen worden toegevoegd aan het vergister-menu. De ROB-subsidie was voor Bomers een noodzakelijke financiële ondersteuning om de investeringen rendabel te krijgen. Door toenemende elektriciteitsprijzen en de installatie van een grotere capaciteit van het opgestelde WKK-vermogen, wordt de installatie rendabeler. Voorwaarde hiervoor is wel dat de MEP gehandhaafd blijft. Door de bouw van de mestvergistingsinstallatie bij Bomers wordt een totale emissiereductie gerealiseerd van circa 1.090 ton CO2-equivalenten per jaar. Veruit het grootste deel (96%) hiervan komt voor rekening van de elektriciteitsproductie. De kosteneffectiviteit van dit mestvergistingsproject bedraagt €8,50 per ton CO2.


Bijlagen Bijlage A. Bijlage B. Bijlage C. Bijlage D.

Proces Flow Diagram (PFD) Lay-out tekening Samenstelling veevoer tijdens monitoringsperiode Meetresultaten testfase


Bijlage A.

Proces Flow Diagram (PFD)

1870rap01 KR revisie: 3 11 december 2007 Bijlage A

drogestof toevoer

biogas

wkk

biogas

wkk

paddelgigant

VERGISTER MESTBASSIN

Figuur A.1: Process Flow Diagram.

1870rap01 KR revisie: 3 11 december 2007 Bijlage A

Bijlage B.

Lay-out tekening

1870rap01 KR revisie: 03 11 december 2007 Bijlage B

1870rap01 KR revisie: 03 11 december 2007 Bijlage B

Bijlage C. Samenstelling veevoer tijdens monitoringsperiode

soort voer

kg gevoerd

kg ds/dier/dag ds

VEM

DVE

OEB

RE

RC

RAS

P

N-tot

Ruwvoer Ruwvoer Ruwvoer

4221 4413 5140

5 3,6 3,6

580 402 345

865 751 846

60 51 42

-29 35 -32

102 164 70

272 228 261

98 177 27

2,7 3,7 1,5

17,3 29,6 11,5

Krachtvoer Krachtvoer Krachtvoer

333 333 2590

0,6 0,6 4,7

865 890 890

1134 1176 960

75 123 100

-38 141 0

92 305 151

31 160 100

18 27 72

3,7 2,8 3,9

15,7 48,8 24,2

analyse bij Ruwvoer in gr/kg ds, analyse bij Krachtvoer in gr/kg product

1870rap01 KR revisie: 03 11 december 2007 Bijlage C

input [ton/dag]

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5ju l- 0 6

ug -

06

Oud biolgisch kuilgras Natuurgras ingekuild Eigen versgras

4a

3se p0 6

ok t-0 6

Mais Vers natuurgras DD22

3-0

datum

2no v 6

2d

ec -0 6

1-

ja n

-0 7

Mais met schimmel (Builenbrand) Versgras aanvoer Natte kuil 2

Input per voersoort

n07

Perspulp met schimmel Restvoer koeien

31 -j a

2m rt07

Bijlage D. Meetresultaten testfase

1870rap01 KR revisie: 3 11 december 2007 Bijlage D

Ontwerp, bouw en demonstratie van een vergistingsinstallatie op een biologische boerderij. Bomers GROENLO

Recommend Documents