Samenvatting en conclusie van de haalbaarheid van activiteiten in Wijk bij Duurstede met de conversie van houtige biomassa naar energie
Nic Franssens en Michiel Franssens Ecolink Solutions CV www.ecolinksolutions.com
Wijk bij Duurstede
juli 2011
SAMENVATTING EN CONCLUSIE
SAMENVATTING Ecolink Solutions heeft de haalbaarheid van bedrijfsmatige activiteiten in de gemeente Wijk bij Duurstede onderzocht om hout in te zamelen, op te werken en af te zetten, om stookinstallaties voor biomassa te realiseren en te exploiteren. Het stimuleren van het gebruik van houtige biomassa als regeneerbare energiedrager met een korte CO2 – kringloop past in de klimaatdoelstellingen van de gemeente Wijk bij Duurstede. De gemeente wil inzetten op duurzame energie en in de regio Wijk bij Duurstede komt veel houtige biomassa vrij. Er kunnen meerdere bewerkingen nodig zijn om houtige biomassa geschikt te maken als brandstof. Hiertoe behoren het verkleinen van hout tot houtchips, het zeven en het scheiden op fractiegrootte en het drogen. Drogen is vooral van belang om materiaal en dus energieverlies te voorkomen ten gevolge van microbiologische afbraak. Drogen kan op natuurlijke wijze of geforceerd plaatsvinden. In het laatste geval kan gebruik worden gemaakt van de energie van de zon en/of van restwarmte. Geforceerd drogen is relatief duur maar houtchips met een vochtgehalte <15% kunnen probleemloos worden opgeslagen en zijn nagenoeg onbeperkt houdbaar. Er is een verscheidenheid aan conversietechniek in ontwikkeling of operationeel waarmee de energie aan houtige biomassa ontsloten kan worden. De meest bekende en gangbare is het verbranden waarbij warmte vrijkomt. De warmte wordt direct ingezet of indirect gebruikt om stoom te verhitten. Met de stoom kunnen stoommotoren (denk aan stoomgemalen) of stoomturbines worden aangedreven. Vergassen is een techniek waarbij een deel van de houtchips wordt gebruikt om houtchips te verhitten en te vergassen. Het houtgas bestaat voornamelijk uit kooldioxide, koolmonoxide, waterstofgas en talloze korte- en langketige koolwaterstofverbindingen. Het houtgas is een zogenaamd zwak gas maar kan uitstekend dienen als brandstof voor gasmotoren en gasturbines. Bij het opwekken van elektriciteit met de warmte-krachtkoppelingsinstallaties (WKK) komt relatief veel restwarmte vrij. Het elektrisch rendement van de WKK’s ligt in de orde grootte van 40%. In Duitsland worden de exploitatiekosten van meer dan 6.000 operationele biogas WKK’s (Blockheizkraftwerke) veelal gedekt door de zwaar gesubsidieerde levering van stroom aan het openbare net. De restwarmte wordt daar soms gebruikt voor het drogen van biomassa of geleverd aan glastuinders. In veel gevallen wordt de warmte als warme lucht in de atmosfeer geblazen waarmee deze energie dus vernietigd wordt. De vergoedingen en extra bonussen komen voort uit het zogeheten Erneuerbare Energie Gesetz en uit de NAWARO (Nachwachsende Rohstoffe). In Nederland kennen we enkel de Subsidie Duurzame Energie (SDE). Deze is totaal anders van opzet en is vooral gericht op wind- en zonne-energie. In opkomst zijn zogeheten carbonisatieprocessen waarbij houtige – en andere biomassa onder invloed van druk en temperatuur worden omgezet in droge bruinkoolachtige pellets of briquetten. Deze organische producten zijn qua samenstelling en 2/7
Samenvatting en conclusie haalbaarheidsonderzoek Ecolink Solutions CV
Juli 2011
verbrandingseigenschap behoorlijk homogeen. Bij gebruik als brandstof in centrales heeft dit grote voordelen. Andere ontwikkelingen zijn de productie van vloeibare koolwaterstofverbindingen uit hout(synthese)gas. Voor het verbranden van houtige biomassa in kachels en ketels zijn tientallen typen en vele honderden leveranciers op de markt. De meest bekende zijn kachels waarin stukhout wordt gestookt. Volautomatische kachels en ketels waarin houtchips en/of pellets worden gestookt zijn in Nederland in opkomst. Deze systemen zijn inmiddels zo ver ontwikkeld dat ze als bedrijfszeker alternatief voor aardgas-, propaan/butaan- of olie gestookte ketels kunnen worden ingezet. Belangrijk verschil is dat de brandstof uit eigen houtopslag, silo’s of bunkers komt en niet uit leidingen. Uit gedetailleerde berekeningen blijkt dat er grote kostenvoordelen gehaald kunnen worden uit het overstappen op het stoken op houtige biomassa. Zo is de terugverdientijd van een investering in een 100 kW houtchipketel minder dan drie jaar bij een huidig gebruik van propaan/butaan. Inmiddels zijn er ook technieken voor kleinere kachels ontwikkeld om de houtrook te reinigen zodat de uitstoot van hinderlijke en/of schadelijke stoffen wordt verminderd. In het onderhavige onderzoek is met name aandacht besteed aan de haalbaarheid van de productie van stroom en warmte uit houtige biomassa welke binnen de gemeente Wijk bij Duurstede of in de regio vrijkomt. Ecolink Solutions heeft inmiddels vele kleine en grotere stookinstallaties voor houtige biomassa bedreven. Aan vele van deze bij particulieren en bedrijven geplaatste installaties heeft Ecolink Solutions rookgasmetingen uitgevoerd en adviezen verstrekt aangaande de brandstof, de installatie en het stookgedrag. Daarnaast zijn wereldwijd vele operationele installaties beschouwd waarin houtige biomassa wordt “verstroomd”. Belangrijke aspecten zoals betrouwbaarheid van de installatie, energetisch rendement en investerings- en operationele kosten zijn beoordeeld en vergeleken. Wat betreft de betrouwbaarheid en ontwikkelingsstand van de techniek gaf één leverancier aan een volledige garantie op de installatie en op het bedrijf er van af te geven. Om een zo realistisch mogelijk beeld te krijgen van de praktijk van het vergassen van hout en de productie van stroom heeft Ecolink Solutions een kleine bestaande installatie in Duitsland diepgaand onder de loep genomen. Gedurende enkele dagen heeft Ecolink Solutions inspectie en onderhoud aan de installatie verricht om kwetsbare punten in het technische concept van een houtchip-vergasser op te sporen. De vergasser is vervolgens opgestart en onder verschillende bedrijfscondities bedreven. Deze exercitie leverde veel aanvullende informatie op waarbij de betrouwbaarheid van veelbelovende commerciële informatie kon worden gestaafd aan de meedogenloze praktijk. Ecolink Solutions is de Abteilung Technologie-Entwicklung/Erneuerbare Energiën van ENBW/Stadtwerke Düsseldorf en de Abteilung Verfahrungtechniek van het Institut für Energie und Umwelttechnologie alsmede de Firma Biomass Energy zeer erkentelijk voor hun bereidwillige medewerking aan het “spelen” met de houtvergasser.
3/7
Samenvatting en conclusie haalbaarheidsonderzoek Ecolink Solutions CV
Juli 2011
De investeringskosten van de beschouwde hout-verstromingsinstallaties lopen uiteen van €270.000 tot €4.300.000 en de kostprijs van één kWh elektriciteit van €0,14 tot €0,47. Het betreft hier installaties met een vermogen van 25 kW elektrisch / 50 kW thermisch tot 1,4 MW elektrisch / 6 MW thermisch. Dergelijke installaties kunnen door afzonderlijke ondernemingen worden bedreven om te voorzien in de eigen behoefte aan warmte, elektriciteit en eventueel koude. De koude kan uit een omzetting van restwarmte worden verkregen. Grotere installaties, vanaf 500 kW el zijn qua exploitatiekosten relatief gunstig. Dit is echter een vermogen waarmee de energiebehoefte van grote bedrijven kan worden gedekt. Bij kleinere afnamen kan de overproductie worden afgezet in het openbare net of in een lokaal netwerk. Een lokaal netwerk kan op een industrieterrein worden aangelegd. Wanneer de stroom via een openbaar netwerk naar lokale gebruikers wordt getransporteerd bepaalt de Energiewet dat er veelal een netwerkbeheerder moet worden benoemd. De netwerkbeheerder incasseert voor de overheid de wettelijke heffingen en belastingen. Daarmee komt het financiële voordeel van de vermeden heffingen en belastingen te vervallen voor deelnemers aan een netwerk. Ecolink Solutions acht het realiseren van een biomassacentrale in Wijk bij Duurstede op korte termijn niet haalbaar op economische gronden. In het kader van het haalbaarheidsonderzoek zijn meerdere grootverbruikers van energie, producenten en inzamelaars van houtige biomassa en potentiële exploitanten van installaties schriftelijk en/of telefonisch benadert en/of geïnterviewd. Wat opviel is de grote belangstelling voor de mogelijkheden van toepassing van duurzame energie bij de geïnterviewden. Tegelijk was het opvallend dat de partijen over het algemeen over weinig informatie beschikten over de technische mogelijkheden en over de kosten van alternatieven voor energie uit de muur en uit de leiding. Tijdens de interviews bleek de interesse en de behoefte aan informatie steeds groot. Ecolink Solutions is de geïnterviewden zeer erkentelijk voor hun enthousiasme en openhartigheid waarmee ze een grote bijdrage hebben geleverd aan het onderzoek. In reactie op het concept om elektriciteit en warmte/koude voor eigen gebruik uit houtige biomassa te produceren werd aangegeven dat de kostprijs voor de elektriciteit verre van concurrerend is met de prijs die momenteel wordt betaald aan conventionele energieleveranciers. Bovendien vraagt een biomassacentrale een hoge investering, een aparte bedrijfsvoering (nieuwe corebusiness) en een lange terugverdientijd van de investering. Er zijn ook onzekerheden ten aanzien van de kwantiteit en de condities van de aanvoer van houtige biomassa. Met uitzondering van het Hoogheemraadschap Stichtse Rijnlanden blijft het bij de geïnterviewden vooralsnog bij de interesse in de ontvangst van een kopie van het rapport van het haalbaarheidsonderzoek. Meerdere ondernemers hebben alleen schriftelijke informatie ontvangen over het haalbaarheidsonderzoek. Daarnaast heeft Ecolink Solutions verschillende presentaties gegevens over energie uit houtige biomassa aan agrariërs, landgoedeigenaren, overheden, bedrijven en overige organisaties. Wat opvalt is dat er nagenoeg geen respons komt uit “anonieme” presentaties maar de belangstelling voor het thema bij een 4/7
Samenvatting en conclusie haalbaarheidsonderzoek Ecolink Solutions CV
Juli 2011
persoonlijke benadering en informatieverstrekking wel groot is. Wellicht is de informatie die op presentaties gegeven wordt te algemeen en staat het te ver af van de belevingswereld van de individuele bedrijven. Hieruit valt de conclusie te trekken dat ondernemers waarschijnlijk het beste rechtstreeks benaderd kunnen worden om bedrijfsspecifiek van gedachten te wisselen over energiebesparing en de implementatie van duurzame energie in het bedrijf. Ecolink Solutions zal in een tweede fase de haalbaarheid onderzoeken van een breed scala aan alternatieven voor de realisatie van duurzame energie en besparing in Wijk bij Duurstede. De aandacht gaat daarbij vooral uit naar projecten op kleine of middelgrote schaal op basis van relatief eenvoudige en beproefde techniek, een brede maatschappelijke acceptatie, geringe verstoring binnen milieucompartimenten, een lage investeringsdrempel, een korte terugverdientijd en een hoog energetisch rendement.
5/7
Samenvatting en conclusie haalbaarheidsonderzoek Ecolink Solutions CV
Juli 2011
CONCLUSIE De gemeente Wijk bij Duurstede wil inzetten op duurzame energie. Ecolink Solutions levert “tools voor duurzame energie” en heeft de haalbaarheid onderzocht om houtige biomassa in de regio Wijk bij Duurstede als energiedrager in te zetten voor de productie van elektriciteit en warmte. Er is al een verscheidenheid aan technieken ontwikkeld en operationeel om de conversie van houtige biomassa naar energie mogelijk te maken De installaties zijn gebaseerd op verbranding of vergassing. Bij verbranding wordt de warmte direct ingezet voor verwarmingsdoeleinden of voor de productie van stoom. Met stoomkracht kunnen generatoren worden aangedreven. In het geval van vergassing wordt een houtgas geproduceerd welke kan dienen als brandstof voor gasmotoren of gasturbines. In het onderzoek is technische en financiële informatie verzameld en beoordeeld van honderden conversieinstallaties welke wereldwijd worden aangeboden of operationeel zijn. Eén van de houtvergassers is door Ecolink Solutions zelf bedreven en aan een technisch onderzoek onderworpen. Dit gaf een praktisch inzicht in de sterke en zwakke punten van de houtvergassingstechniek en bood een goede kans om de theoretische informatie die was aangeleverd door bedrijven te toetsen aan de praktijk. De investeringskosten van de beschouwde hout-verstromingsinstallaties lopen uiteen van €270.000 tot €4.300.000 en de kostprijs van één kWh elektriciteit van €0,14 tot €0,47. Het betreft hier installaties met een vermogen van 25 kW elektrisch / 50 kW thermisch tot 1,4 MW elektrisch / 6 MW thermisch. Grotere installaties, vanaf 500 kW el, zijn qua exploitatiekosten relatief gunstig. De overproductie van elektriciteit kan worden afgezet in het openbare net of in een lokaal netwerk. Een lokaal netwerk kan bijvoorbeeld op een industrieterrein worden aangelegd. Meerdere grootverbruikers van energie, producenten en inzamelaars van houtige biomassa en potentiële exploitanten van installaties zijn geïnterviewd. De interesse en de informatiebehoefte inzake duurzame energie bleek groot. Echter, de prijs waarvoor stroom momenteel aan bedrijven wordt aangeboden ligt ver onder de kWh-kostprijs van houtverstroming. Bij ontbreken van een adequaat economisch stimuleringsprogramma voor duurzame energie uit houtige biomassa acht Ecolink Solutions het realiseren van een biomassacentrale in Wijk bij Duurstede derhalve op korte termijn, op economische gronden, niet haalbaar. Kleinschalige toepassing van houtige biomassa in stookinstallaties is economisch wel interessant. Dit geldt in het bijzonder wanneer met propaan/butaan wordt gestookt. Belanghebbende partijen kunnen het best rechtstreeks daarover benaderd worden om bedrijfsspecifiek van gedachten te wisselen over energiebesparing en -vermijding en de implementatie van duurzame energie in het bedrijf. Ecolink Solutions zal in een tweede fase de haalbaarheid onderzoeken van een breed scala aan kleinschalige alternatieven voor de realisatie van duurzame energie en besparing in Wijk bij Duurstede. 6/7
Samenvatting en conclusie haalbaarheidsonderzoek Ecolink Solutions CV
Juli 2011
