Vergisten van gras, opzetten en evalueren van een praktijktest gebruik makend van een

Verspreiding: Beperkt

Eindrapport

Vergisten van gras, opzetten en evalueren van een praktijktest gebruik makend van een “extruder” in de voorbehandeling

N. Devriendt, B. Lemmens, L. Jespers, R. Guisson

Studie uitgevoerd in opdracht van: OC-ANB 2012/TEM/R/122 September 2012

2012/TEM/R/122

Alle rechten, waaronder het auteursrecht, op de informatie vermeld in dit document berusten bij de Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek NV (“VITO”), Boeretang 200, BE-2400 Mol, RPR Turnhout BTW BE 0244.195.916. De informatie zoals verstrekt in dit document is vertrouwelijke informatie van VITO. Zonder de voorafgaande schriftelijke toestemming van VITO mag dit document niet worden gereproduceerd of verspreid worden noch geheel of gedeeltelijk gebruikt worden voor het instellen van claims, voor het voeren van gerechtelijke procedures, voor reclame of antireclame en ten behoeve van werving in meer algemene zin aangewend worden

Verspreidingslijst

VERSPREIDINGSLIJST Willy Verbeke Wouter Van Lerberghe Patrick Christiaens Nathalie Devriendt Bert Lemmens Luc Jespers Ruben Guisson

OC ANB OC ANB EcoProjects VITO VITO VITO VITO

I

Samenvatting

SAMENVATTING Grasmaaisel zowel van natuurgebieden als van bermen is een biomassastroom die in Vlaanderen nog onderbenut blijft. Tot voor kort werd maaisel eerder gezien als een ‘afvalproduct’ waar een oplossing diende voor gezocht te worden. Echter met de doelstellingen voor hernieuwbare energie en de grote rol die biomassa in Vlaanderen hierin speelt, is er een nieuwe interesse voor maaisel als biomassa voor energietoepassingen. Een mogelijke energietoepassing van maaisel is het gebruik in een vergister waar het kan bijdragen aan de productie van biogas. Grasmaaisel heeft echter een aantal nadelen ten opzichte van andere meer voor de hand liggende biomassastromen die als inputmateriaal voor een vergister worden gebruikt. De structuur van maaisel is vezelachtig (drijflagen, moeilijk mengen) en maaisel bestaat uit een goed afbreekbare fractie cellulose en een moeilijker afbreekbare fractie lignine. Het vinden van een geschikte voorbehandeling is dus essentieel. Een mogelijke voorbehandeling is het grasmaaisel door een extruder te laten behandelen om zo de nadelen van maaisel weg te werken. De extruder zorgt voor het fysisch breken van de vezels waardoor de vezels minder problemen kunnen veroorzaken in de vergister (schade aan roerwerken, vijzels, etc.) en het vernietigen van de celstructuur waardoor de gemakkelijk vergistbare cellulose beter toegankelijk wordt gemaakt tussen de moeilijk vergistbare lignine. Door het wegwerken van deze nadelen door middel van voorbehandeling, wordt verondersteld dat dit kan zorgen voor een verhoogde biogasopbrengst. Het project Graskracht wil de omzetting van grasmaaisel naar energie in Vlaanderen bevorderen. De onderzoeksopdracht zoals in dit rapport beschreven, is een onderdeel van het project Graskracht. De opdrachtgever van deze studie, OC-ANB, wenste de impact van een extruder als voorbehandelingstechniek na te gaan. Voor deze onderzoeksopdracht werden praktijktesten op natuurmaaisel uitgevoerd om meer informatie en duidelijkheid te geven over het potentieel van maaisel als input voor vergisters en de bijdrage van maaisel aan de productie van biogas. Het doel van de opdracht bestond uit volgende praktijktesten: 1. Het uitvoeren van een duurtest met natuurmaaisel (zowel ingekuild maaisel als vers maaisel) op een extruder. 2. Het uitvoeren van 6 batchtesten op laboschaal met natuurmaaisel om het biogaspotentieel van de verschillend behandelde soorten maaisel te kennen. Er waren heel wat verwachtingen naar het gebruik van een extruder als voorbehandeling voor het gebruik van grasmaaisel als grondstof voor een vergister. Samengevat waren de verwachtingen voor een extruder als voorbehandelingsstap: - verhoogde biogasopbrengst; - kortere verblijftijd; - betere roerbaarheid in de vergister; - geen drijflaagvorming; - Geen andere verhakselkosten meer; - hogere investeringskost; - hogere werkingskost; - hoger energieverbruik; - relatief trage werking. II

Samenvatting

De uitgevoerde experimenten zijn op natuurmaaisel uitgevoerd zodat enkel hierover uitsluitsel kan worden gegeven. Voor bermmaaisel zullen de kosten en uitdagingen groter zijn omwille van de stoorstoffen die aanwezig kunnen zijn. Tijdens dit experiment werden heel wat van de aspecten bestudeerd. Volgende besluiten kunnen worden genomen: - Verhoogde biogasopbrengst Er is enkel een duidelijk hogere biogasopbrengst vastgesteld bij kuilgras. De hogere gasopbrengst van het vers gras per ton input was voornamelijk te wijten aan het droogeffect van de extruder zodat na de extruder een hoger drogestofgehalte aanwezig is. Per ton organisch materiaal is het verschil beperkt. - Kortere verblijftijd Uit de gasanalyses blijkt dat de vergisting potentieel 4 – 18 dagen korter kan lopen. De labotests van het vers geëxtrudeerd maaisel vertoonden namelijk een tijdelijke vermindering van de gasopbrengst die te wijten is aan remming van de gasopbrengst door makkelijk omzetbare componenten van de organische stof. Door een goede menging in een full scale vergister kan dit vermeden worden. - Betere roerbaarheid in de vergister De roertests tonen aan dat het roergedrag van het geëxtrudeerde materiaal beter is dan van het gras zelf. Het gras blijft in proppen aan elkaar hangen. Het geëxtrudeerde materiaal is fijner en roert makkelijker. Bij 10 % geëxtrudeerd gras werd een duidelijke bezinklaag van organisch materiaal waargenomen. - Geen drijflaagvorming Het geëxtrudeerde gras gaat inderdaad meer een bezinkgedrag vertonen dan een drijfgedrag. Het is ook makkelijker in suspensie te houden. - Geen andere verhakselkosten meer In de praktijk is geen verschil gezien in werking van de extruder tussen verhakseld en niet verhakseld gras. De hakselstap kan dus potentieel vermeden worden. Indien niet wordt geëxtrudeerd, moet het gras minimaal goed verhakseld worden om verstopping van aanen afvoerpijpen van de vergister te vermijden alsook de roerbaarheid te vergroten. - Hogere investeringskost De investeringskosten voor de extruder bedraagt 200 000 EUR. Hierbovenop komt nog 50 – 100 % meerkost voor de randapparatuur die nodig is voor de aan en afvoer van het gras. Deze kost is in deze analyse niet ingerekend. - Hogere werkingskost De werkingskosten zijn duidelijk hoger, maar de verwerkbaarheid in de vergister is eveneens beter. De vraag moet gesteld worden of deze voorbehandeling moet worden gezien als methode om extra gasopbrengst te krijgen of als technisch noodzakelijk om vergisting van gras op een betrouwbare manier mogelijk te maken. - Hoger energieverbruik Extrusie is een energie-intensief proces. De tests geven aan dat het verbruik van de extruder bij vers maaisel hoger is dan de extra biogasopbrengst die men hierdoor krijgt. Bij oud kuilgras is er een netto opbrengst aan energie. - Relatief trage werking De doorzet van de extruder is sterk afhankelijk van het vochtgehalte van het gras. Droog kuilgras of droog vers gras kan slechts aan een traag debiet gëextrudeerd worden. Natter maaisel kan dan weer aan een hoger debiet doorgezet worden. Gezien de sterke variatie in functie van het Belgische weer moet hiervoor in een goede geautomatiseerde werking geïnvesteerd worden.

III

Samenvatting

Hakselen versus extruderen: - Om gras in een vergister te brengen moet dit minstens gehakseld worden om verstoppingen te vermijden. De ervaring leert dat bij aanwezigheid van vezels (grassen) de kans op verstopping veel groter wordt door brugvorming aan kleppen, openingen, vernauwingen, oneffenheden aan wanden, … Deze brugvorming kan op termijn de buizen verstoppen. Het gehakseld gras zal ook voor een moeilijker mengbaar viskeus mengsel zorgen. Speciale menging voor viskeuze stromen is hier vereist. Gehakseld gras kan dus vergist worden mits de nodige voorzorgen worden genomen; - Het geëxtrudeerd gras vergist snel en is makkelijker mengbaar. Het zou dus potentieel ingezet kunnen worden in vergisters die voor OBA-stromen zijn ontworpen. Technisch geeft de extrusie een duidelijk voordeel. Verder zijn tijdens het uitvoeren van het experiment nog volgende aandachtspunten aan het licht gekomen: - Het is zeer belangrijk om de nodige aandacht te schenken aan een automatische aanen afvoer van het materiaal van en naar de extruder. Dit zal nog een belangrijk deel van de investeringskost en energiekost uitmaken en zal ook bepalen hoe arbeidsintensief het hele proces al of niet kan verlopen; - De aard van het materiaal bepaalt in hoge mate mee de biogasopbrengst, niet enkel het al of niet extruderen van het maaisel; - De bewaring van het materiaal heeft een zeer belangrijk effect. Het Nederlandse gras toont dit goed aan. Niet ideale bewaring gedurende 5 dagen geeft een zeer negatief effect. De tijd tussen maaien en inkuilen alsook tussen uitkuilen, extruderen en inbreng in de vergister moet zo kort mogelijk worden gehouden. Uit de economische analyse blijkt dat de totale verwerkingskost van de extruder 7,1 - 8,8 EUR per ton (excl. randapparatuur) bedraagt. Deze kost is meer dan de inkomsten via de extra gasopbrengst. De extra inkomsten via extrusie bedragen 0 – 0,7 EUR per ton bij vers gras en 5,3 5,8 EUR per ton bij kuilgras. De kost van extrusie bedraagt 10 – 30 % van de totale opbrengst van grijze stroom en groenestroomcertificaten uit de vergisting van gras. We besluiten dat de extrusie van gras voor vergisting op zich geen sluitend economisch verhaal is. Vanuit de voordelen op technisch en operationeel vlak kan extrusie wel een interessante oplossing zijn gezien maaisel nu moeilijk vergistbaar is.

IV

Inhoud

INHOUD Verspreidingslijst ________________________________________________________________ I Samenvatting ___________________________________________________________________ II Inhoud _________________________________________________________________________ V Lijst van tabellen________________________________________________________________ VI Lijst van figuren ________________________________________________________________ VII HOOFDSTUK 1.

Inleiding _______________________________________________________ 1

HOOFDSTUK 2.

Beschrijving van de proefopstelling en gevolgde methode _______________ 3

2.1. Grasmaaisel: oorsprong en aanvoer 3 2.1.1. Ingekuild maaisel_____________________________________________________ 4 2.1.2. Vers natuurmaaisel ___________________________________________________ 8 2.2.

Extruder: type en opstelling

12

2.3.

Labotesten: opstelling en gevolgde methode

18

HOOFDSTUK 3.

Resultaat beschrijving en analyse __________________________________ 21

3.1. Labo batchtesten 21 3.1.1. Ingekuild maaisel____________________________________________________ 21 3.1.2. niet gehakseld vers maaisel ___________________________________________ 25 3.1.3. gehakseld vers maaisel _______________________________________________ 28 3.1.4. Nederlands vers maaisel ______________________________________________ 32 3.1.5. Bespreking labo batch testen __________________________________________ 34 3.1.6. Besluit van de labo batch testen ________________________________________ 37 3.2.

Elektriciteitsmetingen van de extruder

37

3.3.

Kostprijsanalyse

40

3.4. Praktijkervaring 43 3.4.1. Grasmaaisel als te verwerken grondstof__________________________________ 44 3.4.2. Extruder ___________________________________________________________ 44 3.4.3. Aan- en afvoer materiaal naar extruder __________________________________ 45 HOOFDSTUK 4.

Besluit ________________________________________________________ 47

4.1.

Algemene besluiten

47

4.2.

Vragen voor verder onderzoek

47

Bijlage A: Laboverslagen batchtesten _______________________________________________ 50

V

Lijst van tabellen

LIJST VAN TABELLEN Tabel 1: Karakteristieken extruder __________________________________________________ 12 Tabel 2: Labotests te plaatse ______________________________________________________ 23 Tabel 3: Roergedrag stalen ________________________________________________________ 23 Tabel 4: Foto’s van het experiment _________________________________________________ 24 Tabel 5: Labotests te plaatse ______________________________________________________ 27 Tabel 6: roergedrag stalen ________________________________________________________ 27 Tabel 7: Foto’s van het experiment _________________________________________________ 28 Tabel 8: Labotests te plaatse ______________________________________________________ 30 Tabel 9: roergedrag stalen ________________________________________________________ 30 Tabel 10: Foto’s van het experiment ________________________________________________ 31 Tabel 11: Overzicht chemische parameters van de stalen ________________________________ 34 Tabel 12: Extra gasopbrengst door extrusie ___________________________________________ 36 Tabel 13: Draaiuren en elektrisch verbruik van de extruder ______________________________ 39 Tabel 14: Specifiek verbruik van de extruder __________________________________________ 39 Tabel 15: Opbrengst uit grasvergisting_______________________________________________ 39 Tabel 16: Extra verbruik van de extruder gerelateerd aan de spreiding van de biogasopbrengst van het gras ___________________________________________________________________ 40 Tabel 17: Berekening van de totale verwerkingskost ___________________________________ 41 Tabel 18: Extra opbrengsten voor kuilgras ____________________________________________ 42 Tabel 19: Extra opbrengst voor vers gras _____________________________________________ 42 Tabel 20: Variatie in totale opbrengsten uit elektriciteit _________________________________ 43 Tabel 21: Kosten van de extruder gerelateerd de elektriciteitopbrengst van het gras __________ 43 Tabel 22: Aangeleverd gras dat door de extruder verwerkt is _____________________________ 43

VI

Lijst van figuren

LIJST VAN FIGUREN Figuur 1: Opslag ter plaatse bij vergister Goemaere (Diksmuide) van de 3 soorten natuurmaaisel getest op de extruder: v.l.n.r. vers verhakseld natuurmaaisel, vers niet-verhakseld natuurmaaisel, verhakseld ingekuild natuurmaaisel _________________________________ 4 Figuur 2: Ingekuild natuurmaaisel 2 jaar oud, opslag ter plaatse bij vergister Goemaere (Diksmuide) ___________________________________________________________________________ 5 Figuur 3: Aanvoer van natuurmaaisel bij landbouwer Geert Rabaey te Ichtegem 2010 __________ 6 Figuur 4: Verhakselen van natuurmaaisel te Ichtegem 2010 _______________________________ 7 Figuur 5: Verhakselen van natuurmaaisel te Ichtegem 2010 _______________________________ 7 Figuur 6: Opbouwen en aanduwen van kuilen te Ichtegem 2010 ___________________________ 8 Figuur 7: Niet-verhakseld vers natuurmaaisel, tijdelijk opgeslagen bij Goemaere vergister (Diksmuide) _________________________________________________________________ 9 Figuur 8: Niet- verhakseld vers natuurmaaisel, tijdelijk opgeslagen bij Goemaere vergister (Diksmuide) ________________________________________________________________ 10 Figuur 9: Verhakselaar ter plaatse bij Goemare vergister (Diksmuide) om het vers natuurmaaisel te verhakselen ________________________________________________________________ 11 Figuur 11: Verhakselaar ter plaatse bij Goemaere vergister in actie met als input vers natuurmaaisel (links achter foto) en als output vers verhakseld natuurmaaisel (links vooraan foto) _______ 11 Figuur 12: Levering van de extruder ter plaatse bij Goemaere vergister, rode korf voor voeding bovenaan extruder, links afvoer van geëxtrudeerd materiaal _________________________ 13 Figuur 13: Centrum van de extruder: 2 roterende vijzels _________________________________ 13 Figuur 14: Zijdelingse afvoer van het geëxtrudeerde materiaal ____________________________ 14 Figuur 15: Opstelling extruder met aanvoer en afvoer transportband ter plaatse bij Goemaere vergister __________________________________________________________________ 15 Figuur 16: Afvoertransportband nageschakeld aan extruder ter plaatse bij Goemaere vergister (Diksmuide) ________________________________________________________________ 16 Figuur 17: Uitdraaibak op verreiker gebruikt om transportband te voeden __________________ 17 Figuur 18: Plaatsing van elektriciteitsmeter op voedingskabel extruder en aanvoertransportband 18 Figuur 19: Staalname van het verse verhakselde maaisel ________________________________ 19 Figuur 20: Conductiviteitsmetingen en pH-metingen ter plaatse bij vergister Goemaere _______ 19 Figuur 21: Biogasopbrengst van ingekuild gras ________________________________________ 22 Figuur 22: Biogasopbrengst van ingekuild gras per ton ODS ______________________________ 22 Figuur 23: Biogasopbrengst van niet gehakseld gras ____________________________________ 25 Figuur 24: Biogasopbrengst van niet gehakseld gras per ton ODS __________________________ 26 Figuur 25: Biogasopbrengst van gehakseld gras ________________________________________ 29 Figuur 26: Biogasopbrengst van gehakseld gras per ton ODS _____________________________ 29 Figuur 27: Biogasopbrengst van Nederlands gras_______________________________________ 32 Figuur 28: Biogasopbrengst van Nederlands gras per ton ODS ____________________________ 32 Figuur 29: Biogasopbrengst ifv de tijd en per ton gras ___________________________________ 35 Figuur 30: Biogasopbrengst ifv de tijd en per ton organische droge stof _____________________ 36 Figuur 31: Structuur van het geëxtrudeerde verse natuurmaaisel__________________________ 45

VII

HOOFDSTUK 1 Inleiding

HOOFDSTUK 1. INLEIDING

Grasmaaisel zowel van natuurgebieden als van bermen is een biomassastroom die in Vlaanderen nog onderbenut blijft. Tot voor kort werd maaisel eerder gezien als een ‘afvalproduct’ waar een oplossing diende voor gezocht te worden. Echter met de doelstellingen voor hernieuwbare energie en de grote rol die biomassa in Vlaanderen hierin speelt, is er een nieuwe interesse voor maaisel als biomassa voor energietoepassingen. Een mogelijke energietoepassing van maaisel is het gebruik in een vergister waar het kan bijdragen aan de productie van biogas. Grasmaaisel heeft echter een aantal nadelen ten opzichte van andere meer voor de hand liggende biomassastromen die als inputmateriaal voor een vergister worden gebruikt. Maaisel bestaat uit een goed afbreekbare cellulose fractie maar ook een moeilijker afbreekbare lignine fractie, die het maaisel zijn vezelachtige structuur geeft. Dit geeft aanleiding tot vorming van drijflagen en verhoogde viscositeit van de inputstroom. Het vinden van een geschikte voorbehandeling is dus essentieel. Een mogelijke voorbehandeling is het grasmaaisel door een extruder te laten behandelen om zo de nadelen van maaisel weg te werken: de extruder zorgt voor het fysisch breken van de vezels waardoor de vezels minder problemen kunnen veroorzaken in de vergister (schade aan roerwerken, vijzels, etc.). Hierbij wordt door het vernietigen van de celstructuur de gemakkelijk vergistbare cellulose beter toegankelijk gemaakt voor vergisting. Door het wegwerken van deze nadelen door middel van voorbehandeling, wordt verondersteld dat dit een verhoogde biogasopbrengst kan teweeg brengen. Het project Graskracht wil de omzetting van grasmaaisel naar energie in Vlaanderen bevorderen. De onderzoeksopdracht zoals in dit rapport beschreven, is een onderdeel van het project Graskracht. De opdrachtgever van deze studie, OC-ANB, wenste de impact van een extruder als voorbehandelingstechniek na te gaan. Voor deze onderzoeksopdracht werden praktijktesten op natuurmaaisel uitgevoerd om meer informatie en duidelijkheid te geven over het potentieel van maaisel als input voor vergisters en de bijdrage van maaisel aan de productie van biogas. Het doel van de opdracht bestond uit volgende praktijktesten: 1. Het uitvoeren van een duurtest met natuurmaaisel (zowel ingekuild maaisel als vers maaisel) op een extruder; 2. Het uitvoeren van 6 batchtesten op laboschaal met natuurmaaisel om het biogaspotentieel van de verschillend behandelde soorten maaisel te kennen. De resultaten van deze testen werden geanalyseerd en zijn weergegeven in dit rapport. De analyse en rapportering hebben als doel om: 1. Een inzicht te krijgen in het mogelijke extra potentieel aan biogas dat door voorbehandeling van het maaisel kan bekomen worden; 2. Na te gaan of de gekozen extruder geschikt is om Vlaams natuurmaaisel te bewerken; 2012/TEM/R/122 1

HOOFDSTUK 1 Inleiding

3. Na te gaan hoeveel extra energie het voorbehandelen met extruder vereist; 4. De voor- en nadelen van het gebruik van een extruder na te gaan in het geheel van het vergistingsproces. In dit rapport worden de experimenten en bijbehorende analyses die in deze opdracht uitgevoerd werden beschreven en wordt nagegaan of de bovenstaande theses kunnen onderbouwd worden.

2012/TEM/R/122

2

HOOFDSTUK 2 Beschrijving van de proefopstelling en gevolgde methode

HOOFDSTUK 2. BESCHRIJVING VAN DE PROEFOPSTELLING EN GEVOLGDE METHODE

Doel van dit hoofdstuk is een volledige beschrijving te geven van de proefopstelling en de gevolgde methode tijdens het experiment. Zowel de oorsprong als aanvoer van het grasmaaisel, de opstelling van de extruder als de laboproeven worden in onderstaand hoofdstuk meer in detail toegelicht. 2.1.

GRASMAAISEL: OORSPRONG EN AANVOER

Grasmaaisel kan zowel afkomstig zijn van: - Natuurgebieden; - Bermbeheer; - Geteelde oorsprong. Het grasmaaisel dat gebruikt werd in dit experiment was afkomstig van natuurgebieden. In dit experiment zijn geen testen uitgevoerd met bermmaaisel en zijn specifieke problematiek rond mogelijke vervuiling. Het grasmaaisel dat zowel voor het ingekuilde maaisel als voor het verse maaisel gebruikt is, is afkomstig van ANB West-Vlaanderen. Algemeen kan gesteld worden dat het ongeveer samengesteld is uit 3 grote fracties:  1/3 van gronden die geklepeld worden;  1/3 van zeer diverse oorsprong o.a. met veel houtachtig materiaal;  1/3 van gras van waterkanten: is zeer vergelijkbaar met landbouwgras en van goede kwaliteit. Grasmaaisel van natuurgebieden kan slechts op bepaalde tijdstippen gedurende het jaar gemaaid worden en komt vrij in pieken. Een opslagmethode voor het grasmaaisel is bijgevolg nodig om grasmaaisel gedurende heel het jaar voor handen te hebben. Een methode die gebruikt wordt is het verhakselen en inkuilen van grasmaaisel. Het zoeken naar de meest geschikte opslagmethode van natuurmaaisel behoorde niet tot het doel van deze opdracht. Wel zijn er testen gebeurd zowel op vers natuurmaaisel als op ingekuild natuurmaaisel om de impact van de voorbehandeling met de extruder op beide stromen na te gaan. Naast de invloed van inkuilen werd ook nagegaan wat het verschil is tussen het voorbehandelen van het grasmaaisel met een extruder en de klassieke voorbehandeling van verhakselen.

2012/TEM/R/122 3


Figuur 1: Opslag ter plaatse bij vergister Goemaere (Diksmuide) van de 3 soorten natuurmaaisel getest op de extruder: v.l.n.r. vers verhakseld natuurmaaisel, vers niet-verhakseld natuurmaaisel, verhakseld ingekuild natuurmaaisel 2.1.1.

INGEKUILD MAAISEL

Voor het ingekuilde maaisel is gebruik gemaakt van natuurmaaisel dat 2 jaar geleden als proefproject in Ichtegem werd verhakseld en gedroogd.

2012/TEM/R/122

4


Figuur 2: Ingekuild natuurmaaisel 2 jaar oud, opslag ter plaatse bij vergister Goemaere (Diksmuide) In Ichtegem werd indertijd natuurmaaisel van het grondgebied ANB West-Vlaanderen aangevoerd op het terrein van landbouwer Geert Rabaey. Het grasmaaisel werd ter plaatse verhakseld en in kuilen aangelegd en aangereden, waarna ze luchtdicht afgesloten werden met plastic zeilen. In totaal werden een viertal kuilen op deze manier opgebouwd. Dit verhakselen en inkuilen van het natuurmaaisel waren voor de heer Rabaey en de loonwerker de eerste ervaringen met natuurmaaisel. Tijdens dit proces werd veel bijgeleerd rond praktijkervaring. Zo zijn de kuilen van verschillende kwaliteit en zijn de laatste kuilen beter van kwaliteit omdat er strikter gekeken werd naar het inputmateriaal en ervaring had geleerd dat niet alle natuurmaaisel inkuilbaar is. Volgende foto’s geven een beeld van het proces van het inkuilen bij landbouwer Geert Rabaey.

2012/TEM/R/122 5


Figuur 3: Aanvoer van natuurmaaisel bij landbouwer Geert Rabaey te Ichtegem 2010

2012/TEM/R/122

6


Figuur 4: Verhakselen van natuurmaaisel te Ichtegem 2010

Figuur 5: Verhakselen van natuurmaaisel te Ichtegem 2010

2012/TEM/R/122 7


Figuur 6: Opbouwen en aanduwen van kuilen te Ichtegem 2010 In totaal werd voor dit experiment 38 ton ingekuild maaisel gebruikt. Op 29 mei werd 12,22 ton geleverd, op 28 juni werd 25,76 ton geleverd. 2.1.2.

VERS NATUURMAAISEL

Vers natuurmaaisel werd voor dit experiment aangevoerd door ANB West-Vlaanderen. Het verse natuurmaaisel werd niet verhakseld aangevoerd en was afkomstig van hooilandbeheer op de overgang van duin-poldergebied. Het werd gemaaid met de maaibalk en opgeraapt met een opraapkar. Het maaisel had enkele dagen gedroogd op het terrein. De voornaamste soorten die in het natuurmaaisel aanwezig waren, zijn Gewone witbol, Kweek, Glanshaver, Brandnetel. Voor het experiment werden 3 vrachten vers natuurmaaisel aangevoerd: op 13 juni 2012 werd een vracht van 27,32 ton aangeleverd, op 21 juni 2012 werd een vracht van 17,28 ton aangeleverd en op 4 juli 2012 werd een vracht van 9,52 ton aangeleverd. Het vers natuurmaaisel werd op 2 verschillende manieren gevoed aan de extruder: niet-verhakseld en verhakseld.

2012/TEM/R/122

8


Figuur 7: Niet-verhakseld vers natuurmaaisel, tijdelijk opgeslagen bij Goemaere vergister (Diksmuide)

2012/TEM/R/122 9


Figuur 8: Niet- verhakseld vers natuurmaaisel, tijdelijk opgeslagen bij Goemaere vergister (Diksmuide) Om het verschil in voorbehandeling te testen, werd door OC-ANB ook gevraagd om het verse maaisel te verhakselen en extruderen. Eenzelfde type verhakselaar die het ingekuilde natuurmaaisel in 2010 had verhakseld (op 4-6 cm), is opnieuw ter plaatse gekomen op de site van de vergister en heeft het natuurmaaisel ter plaatse verhakseld. Het verhakselen kan gebeuren aan een tempo van 28 ton per uur/per anderhalf uur indien voldoende ruimte aanwezig is om het natuurmaaisel uit te spreiden. Op de site heeft de verhakselaar deze omzet niet kunnen draaien vanwege de beperkte ruimte om het maaisel uit te spreiden. Op 2,5 u heeft de verhakselaar ter plaatse circa 18 ton verhakseld (2/3 van de geleverde 28 ton vers maaisel).

2012/TEM/R/122

10


Figuur 9: Verhakselaar ter plaatse bij Goemare vergister (Diksmuide) om het vers natuurmaaisel te verhakselen

Figuur 10: Verhakselaar ter plaatse bij Goemaere vergister in actie met als input vers natuurmaaisel (links achter foto) en als output vers verhakseld natuurmaaisel (links vooraan foto)

2012/TEM/R/122 11


2.2.

EXTRUDER: TYPE EN OPSTELLING

De extruder werd gehuurd bij de firma Bioliquids uit Nederland. De extruder is van Duitse makelij geproduceerd door de firma Lehmann. Type en karakterisatieken van de extruder worden in volgende tabel weergegeven. Tabel 1: Karakteristieken extruder Beschrijving Type Lengte Breedte Hoogte Gewicht Geïnstalleerd vermogen Benodigde spanning Benodigde voltage Keuring Belasting grondoppervlak

Eenheid MSZ-B55e 3,9 1,1 1,2 3,1 55 50 230/400 TÜV Min. 2 000

m m m ton kWe Hz V Kg/m²

De extruder werd gehuurd voor 10 weken en opgesteld op een betonnen ondergrond voor de sleuf bij de vergister Goemaere te Diksmuide. De extruder werd geleverd met een afzonderlijk bedieningspaneel. De extruder wordt bovenaan gevoed, de afvoer is zijdelings. Op de extruder werd nog een korf gemonteerd om ervoor te zorgen dat het grasmaaisel netjes in de extruder bovenaan kon gevoed worden.

2012/TEM/R/122

12


Figuur 11: Levering van de extruder ter plaatse bij Goemaere vergister, rode korf voor voeding bovenaan extruder, links afvoer van geëxtrudeerd materiaal

Figuur 12: Centrum van de extruder: 2 roterende vijzels Het hart van de extruder bestaat uit 2 roterende vijzels (zie Figuur 12) aangestuurd door een motor. De roterende vijzels vermalen het toegevoerde materiaal en persen het zijdelings uit de extruder. De zijdelingse opening (zie Figuur 13) kan aangepast worden (groter /kleiner) en bepaalt zo mee de tegendruk in de vijzels en de eindtextuur van het geperste materiaal.

2012/TEM/R/122 13


Figuur 13: Afvoer van het geëxtrudeerde materiaal De extruder kan handmatig gevoed worden. Het was echter niet mogelijk om op deze manier vollast duurtesten uit te voeren. Bij de installatie van de extruder werd daarom beslist om nog 2 extra transportbanden voor en na te schakelen. De aanvoertransportband werd aangeleverd door de firma Bioliquid. Deze was 5,5 m lang en 0,5 m breed. De transportband was voorzien van een overbandmagneet om ferro-metalen te detecteren. Deze transportband was ook aangekoppeld aan het bedieningspaneel van de extruder. Bij detectie van metalen, werd de transportband automatisch stil gelegd. Om ook het outputmateriaal goed te kunnen afvoeren, werd een tweede afvoerband gehuurd bij de firma Spinnekop om het geëxtrudeerde materiaal dat uit de extruder op 60 cm hoogte uitvalt, te transporteren en zo een voldoende hoge stapel te kunnen maken. Het geëxtrudeerde materiaal kon dan op zijn beurt met de verreiker afgevoerd worden richting buffer van de vergister. De afvoerband is een klassieke afvoerband die ook gebruikt wordt in de voedingsindustrie met afmetingen van 4,1 m lang en 0,6 m breed.

2012/TEM/R/122

14


Figuur 14: Opstelling extruder met aanvoer en afvoer transportband ter plaatse bij Goemaere vergister

2012/TEM/R/122 15


Figuur 15: Afvoertransportband nageschakeld aan extruder ter plaatse bij Goemaere vergister (Diksmuide) Bij de eerste testen bleek dat het voeden van de aanvoertransportband enkel handmatig kon en dat ook op deze manier het niet mogelijk was om vollast duurtesten uit te voeren, vandaar dat samen met de uitbater van de vergister Ecoprojects met name Patrick Christiaens en Bioliquids met name Willem-Jan Markerink werd gezocht naar een oplossing om het experiment te kunnen voeden met de verreiker. Bij DevosAgri werd een uitdraaibak voor veevoeding met een volume van 2 m³ gehuurd die gekoppeld werd aan de verreiker ter plaatse. De verreiker kon op deze manier de uitdraaibak vullen en dan met mate het grasmaaisel uit de uitdraaibak draaien op de transportband (zie Figuur 16).

2012/TEM/R/122

16


Figuur 16: Uitdraaibak op verreiker gebruikt om transportband te voeden De extruder en aanvoertransportband werden via het centrale bedieningspaneel elektrisch gekoppeld door een deskundig elektricien aan de schakelkast van de vergister. De inkoppeling gebeurde met een voldoende zware kabel van 4 x 70 mm² en voorzien van 3 x 400V + N + PE. Op deze inkoppeling heeft VITO een elektrische kWh-meter type VIP Energy (zie Figuur 17) aangesloten. De meter bepaalt aan de hand van de gemeten spanning (U) en stroom (I) de geleverde energie rekening houdend met de cos φ. De spanningen worden rechtstreeks gemeten op de aansluitpunten van de installatie. De respectievelijke stromen worden gemeten via stroomtransfo’s (250/5A) over de geleiders dewelke gekoppeld zijn aan de meter. Via een pulsuitgang die ingesteld is op 0,1 kWh per puls wordt het verbruik doorgegeven aan een datalogger. De datalogger van het type datataker DT80 registreert het elektrisch verbruik per 5 minuten. De gelogde gegevens werden via een GPRS verbinding automatisch weggeschreven op een VITO-server.

2012/TEM/R/122 17


Figuur 17: Plaatsing van elektriciteitsmeter op voedingskabel extruder en aanvoertransportband 2.3.

LABOTESTEN: OPSTELLING EN GEVOLGDE METHODE

De labotesten werden uitgevoerd op 6 verschillende stalen, nl.: - ingekuild verhakseld maaisel; - ingekuild verhakseld en geëxtrudeerd maaisel; - vers niet-verhakseld maaisel; - vers niet-verhakseld geëxtrudeerd maaisel; - vers verhakseld maaisel; - vers verhakseld en geëxtrudeerd maaisel. Een representatief staal van 2 kg werd genomen van de stapel aangevoerd en al of niet geëxtrudeerde materiaal (zie Figuur 18). Het staal werd bewaard in een gekoelde container tijdens transport en afgeleverd op het labo binnen de 4 uur. In het labo werd het staal dadelijk opgestart zodat er zo weinig mogelijk tijd was tussen het nemen van de stalen en de metingen.

2012/TEM/R/122

18


Figuur 18: Staalname van het verse verhakselde maaisel Ter plaatse bij de vergister Goemaere werden reeds een eerste aantal testen uitgevoerd nl. conductiviteitstesten en pH-testen om de invloed te bepalen van het extruderen. Door de extrusie zouden meer zouten in het water moeten komen en hierdoor een verhoging in conductiviteit zorgen. Bij deze tests is eveneens het bezinken flotatiegedrag alsook de roerbaarheid indicatief onderzocht.

Figuur 19: Conductiviteitsmetingen en pH-metingen ter plaatse bij vergister Goemaere 2012/TEM/R/122 19


De belangrijkste labotesten werden uitgevoerd door Innolab te Gent. Hier werd de biogasopbrengst gedurende een 6-tal weken van elk staal opgevolgd. Ook werden de karakteristieken van het einddigestaat gemeten. Om het biogaspotentieel van het grasmaaisel te meten, werd een hoeveelheid testsubstraat aan anaeroob slib toegevoegd. De hoeveelheid toe te voegen testsubstraat wordt berekend aan de hand van het organischestofgehalte, waaruit de belasting kan worden bepaald. Daarnaast werd ook een negatieve controle opgezet om de gasproductie uit het innoculum te kwantificeren. De biogasproductie werd dagelijks gemeten. Het resultaat van de biogasproductie van het testsubstraat werd gecorrigeerd voor luchtdruk, temperatuur en de gasproductie van het innoculum. De gasproductie van het testsubstraat wordt uitgedrukt en Nm³ biogas/ton substraat toegevoegd.

2012/TEM/R/122

20

HOOFDSTUK 3 Resultaat beschrijving en analyse

HOOFDSTUK 3. RESULTAAT BESCHRIJVING EN ANALYSE

De opzet van het experiment was te komen tot een analyse van het gebruik van een extruder als voorbehandeling van grasmaaisel. De belangrijkste doelstellingen van deze analyse zijn: - tot bevindingen te komen omtrent de voorbehandeling van grasmaaisel met een extruder - praktische ervaring op te doen met deze voorbehandelingstechnologie - nagaan of het gebruik van de extruder al dan niet leidt tot extra biogasopbrengsten en energieproductie rekening houdend met het meerverbruik (elektriciteit) van de extruder. Het is belangrijk stil te staan bij de opstelling van het experiment. Een full-scale experiment werd uitgevoerd met de extruder. Zo kon de ervaring getest worden bij het bedrijven van de extruder in de praktijk. Het tweede deel van de test werd op laboschaal uitgevoerd om het biogaspotentieel te testen. 3.1.

LABO BATCHTESTEN

De analyses die verkregen worden van de batchtesten uitgevoerd door Innolab, gecombineerd met de elektrische conductiviteitsmetingen van het gras worden in dit hoofdstuk beschreven en geanalyseerd. De labotesten werden uitgevoerd op 6 verschillende stalen, nl.: - ingekuild verhakseld maaisel; - ingekuild verhakseld en geëxtrudeerd maaisel; - vers niet-verhakseld maaisel; - vers niet-verhakseld geëxtrudeerd maaisel; - vers verhakseld maaisel; - vers verhakseld en geëxtrudeerd maaisel. Aanvullend werden op vraag van de opdrachtgever dezelfde labotesten naar biogaspotentieel uitgevoerd op stalen van Nederlands grasmaaisel. De nodige voorzichtigheid dient aan de dag gelegd te worden bij de interpretatie van de resultaten van deze testen gezien hier de staalname en het transport niet door VITO is gebeurd. Het transport vanuit Nederland is gebeurd over een aantal dagen en was niet gekoeld. Dit heeft vermoedelijk zijn invloed gehad op de resultaten. 3.1.1.

INGEKUILD MAAISEL

Biogasmeting

Het ingekuilde maaisel werd zowel geëxtrudeerd als niet geëxtrudeerd geanalyseerd. De resultaten zijn in bijlage A bijgevoegd. Op de grafieken met de opbrengst van het biogaspotentieel, zien we dat het geëxtrudeerde materiaal betere resultaten geeft.

2012/TEM/R/122 21


Figuur 20: Biogasopbrengst van ingekuild gras

Figuur 21: Biogasopbrengst van ingekuild gras per ton ODS Het onbehandeld kuilgras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 54 dagen verblijftijd werd een potentieel van 80,6 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat geen H2S- en 54,0 % methaan. 2012/TEM/R/122

22


Per tonorganische stof bedraagt de biogasopbrengst 276,7 Nm³/ton. Dit is een normale waarde voor dit type input voor vergisting. Opmerkelijk is wel de hoge asrest, nagenoeg 50 % van de droge stof bestaat uit inert materiaal. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Tijdens het experiment zijn geen opmerkelijke visuele waarnemingen genoteerd. Het behandeld kuilgras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 49 dagen verblijftijd werd een potentieel van 93,0 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat geen H2S- en 55,1 % methaan. De vrijstelling van het gas uit het kuilgras gebeurt snel; na 35 dagen verblijftijd is om en bij 95 % van het gas geproduceerd. Per ton organische stof bedraagt de biogasopbrengst 337,5 Nm³/ton. Dit is een relatief hoge waarde voor dit type input voor vergisting. Opmerkelijk is wel de hoge asrest, nagenoeg 50 % van de droge stof bestaat uit inert materiaal. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Tests ter plaatse

De pH en conductiviteitstests zijn ter plaatse uitgevoerd. Door de kleinere staalhoeveelheden en grote heterogeniteit van de grondstof moeten de resultaten behoedzaam geïnterpreteerd worden. We kunnen besluiten dat de pH hoger is na extrusie. Mogelijks zijn een deel van het melkzuur en azijnzuur (aanwezig in het kuilgras) door de hogere temperatuur van de extruder verdampt. In de geleidbaarheid zien we ook een lichte daling die vermoedelijk aan vervluchtiging van vetzuren te wijten is. Dit bevestigt ook de lagere C/N in het geëxtrudeerde gras. Het roergedrag van de stalen is onderzocht. Hieruit blijkt dat het kuilgras als drijflaag aanwezig is in lagere concentraties. Bij 10 gewichtspercent is het als prop aanwezig in het bekerglas. De geëxtrudeerde stalen roeren makkelijk. De biomassa is als een bezinkbare fractie aanwezig. Tabel 2: Labotests te plaatse staal

Hoeveelheid staal (Gew %) 3,5 10,0 3,4 10,6

Kuilgras Kuilgras Kuilgras geëxtrudeerd Kuilgras geëxtrudeerd

Geleidbaarheid (mS/cm) 3 100 8 160 2 670 6 480

pH 4,8 5,2 6,6 6,3

Tabel 3: Roergedrag stalen staal Kuilgras Kuilgras Kuilgras geëxtrudeerd Kuilgras geëxtrudeerd

Hoeveelheid staal (Gew %) 3,5

roerbaarheid

Drijflagen/bezinking

10,0 3,4

Water en deeltje roeren Vooral drijflaag, deel zand onderin tussen het gras Vaste prop in de beker Vaste prop Goed Vooral bezinking, geen drijflaag

10,6

Goed

Vooral bezinking, geen drijflaag

2012/TEM/R/122 23


Tabel 4: Foto’s van het experiment

Kuilgras 10,0 gew%

Kuilgras 3,5 gew%

Kuilgras geëxtrudeerd 10,6 gew%

Kuilgras geëxtrudeerd 3,4 gew%

Kuilgras geëxtrudeerd 10,6 gew% 2012/TEM/R/122

24


3.1.2.

NIET GEHAKSELD VERS MAAISEL

Biogasmeting

Het niet gehakseld maaisel werd zowel geëxtrudeerd als niet geëxtrudeerd geanalyseerd. De resultaten zijn in bijlage A bijgevoegd. Op de grafieken met de opbrengst van het biogaspotentieel, zien we dat het geëxtrudeerde materiaal betere resultaten geeft per ton input maar per kg organische stof is er geen verschil. Er is tussen dag 15 en 24 een vertraging te zien van de biogasopbrengst. Dit is waarschijnlijk te wijten aan een lokale verzuring in de reactor door de hoge beschikbaarheid van het organisch materiaal. In een reële fermentor zal deze vertraging niet optreden omwille van de betere menging en meer geleidelijke voeding van de vergister zodat het geëxtrudeerde materiaal een kortere vergistingstijd zal hebben dan onbehandelde gras.

Figuur 22: Biogasopbrengst van niet gehakseld gras

2012/TEM/R/122 25


Figuur 23: Biogasopbrengst van niet gehakseld gras per ton ODS Het onbehandeld niet gehakseld gras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 62 dagen verblijftijd werd een potentieel van 134,8 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat geen H2S- en 54,7 % methaan. Per ton organische stof bedraagt de biogasopbrengst 595,8 Nm³/ton. Dit is een hoge waarde voor dit type input voor vergisting. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Tijdens het experiment zijn geen opmerkelijke visuele waarnemingen genoteerd. Het behandeld niet gehakseld gras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 64 dagen verblijftijd werd een potentieel van 148 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat geen H2S- en 55,2 % methaan. Per ton organische stof bedraagt de biogasopbrengst 602,3 Nm³/ton. Dit is een hoge waarde voor dit type input voor vergisting. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Tests ter plaatse

De pH en conductiviteitstests zijn ter plaatse uitgevoerd. Door de kleinere staalhoeveelheden en grote heterogeniteit van de grondstof moeten de resultaten behoedzaam geïnterpreteerd worden. We kunnen besluiten dat de pH lager is na extrusie. In de geleidbaarheid zien we een stijging door de extrusie die eveneens te wijten is aan vrijzetting van de celinhoud. Beide zijn te verwachten gezien celinhoud en organisch materiaal vrijgezet wordt tijdens de extrusie.

2012/TEM/R/122

26


Het roergedrag van de stalen is onderzocht in bekerglazen. Hieruit blijkt dat het niet gehakseld gras (na knippen om het in het bekerglas te krijgen) te lang is om te kunnen roeren. Het geëxtrudeerde gras is korter en makkelijk roerbaar bij 3,5 gew%. Bij 10 gew% geëxtrudeerd gras lukt het roeren niet met de magneetroerder omdat de laag organisch materiaal te dik is. Het is echter veel beter roerbaar dan het onbehandelde materiaal. Tabel 5: Labotests te plaatse staal Niet gehakseld gras Niet gehakseld gras geëxtrudeerd Niet gehakseld gras geëxtrudeerd

Hoeveelheid staal (Gew %) 3,5 3,6 10,0

Geleidbaarheid (mS/cm) 2 100 3 380 8 340

pH 8,8 7,8 7,6

Tabel 6: roergedrag stalen staal Niet gehakseld gras

Hoeveelheid staal (Gew %) 3,5

Niet gehakseld gras geëxtrudeerd

3,6

Niet gehakseld gras geëxtrudeerd

10,0

Roerbaarheid


Magneet blijft hangen aan zand onderin, gras kan stukken gras niet bezinken of drijven owv lengte. Goed zand onderin, vooral bezinking en beetje drijflaag Moeilijk roeren omwille zand onderin, vooral van materiaal dat aan de bezinking en beetje magneet blijft hangen drijflaag

2012/TEM/R/122 27



Niet gehakseld gras 3,5 gew%

Niet gehakseld gras geëxtrudeerd 10,0 gew%

Niet gehakseld gras geëxtrudeerd 3,4 gew% 3.1.3.

GEHAKSELD VERS MAAISEL

Biogasmeting

Het gehakseld maaisel werd zowel geëxtrudeerd als niet geëxtrudeerd geanalyseerd. De resultaten zijn in bijlage A bijgevoegd. Op de grafieken met de opbrengst van het biogaspotentieel, zien we dat het geëxtrudeerde materiaal betere resultaten geeft per ton input maar per kg organische stof is er geen verschil. Er is tussen dag 13 en 27 een vertraging te zien van de biogasopbrengst. Dit is waarschijnlijk te wijten aan een lokale verzuring in de reactor door de hoge energiewaarde. In een reële fermentor zal deze vertraging niet optreden door de betere menging en meer constante voeding zodat het geëxtrudeerde materiaal een veel kortere vergistingstijd zal hebben dan niet geëxtrudeerde gras.

2012/TEM/R/122

28


Figuur 24: Biogasopbrengst van gehakseld gras

Figuur 25: Biogasopbrengst van gehakseld gras per ton ODS

2012/TEM/R/122 29


Het onbehandeld gehakseld gras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 65 dagen verblijftijd werd een potentieel van 115,1 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat geen H2S- en 55,0 % methaan. Per ton organische stof bedraagt de biogasopbrengst 593,1 Nm³/ton. Dit is een hoge waarde voor dit type input voor vergisting. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Tijdens het experiment zijn geen opmerkelijke visuele waarnemingen genoteerd. Het behandeld gehakseld gras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 61 dagen verblijftijd werd een potentieel van 143,1 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat geen H2S- en 54,7 % methaan. Per ton organische stof bedraagt de biogasopbrengst 614,2 Nm³/ton. Dit is een hoge waarde voor dit type input voor vergisting. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Tests ter plaatse

De pH en conductiviteitstests zijn ter plaatse uitgevoerd. Door de kleinere staalhoeveelheden en grote heterogeniteit van de grondstof moeten de resultaten behoedzaam geïnterpreteerd worden. We kunnen besluiten dat de pH lager is na extrusie. Dit is te verwachten omdat organisch materiaal vrijgezet wordt tijdens de extrusie. In de geleidbaarheid zien we een stijging door de extrusie die eveneens te wijten is aan vrijzetting van de celinhoud. Het roergedrag is onderzocht van de stalen. Hieruit blijkt dat het gehakseld gras zich goed laat roeren. Het vormt wel een drijflaag. Het geëxtrudeerde materiaal laat zich bij 3,3 % goed roeren. Bij 10 gew% lukt het roeren niet met de magneetroerder omdat de laag organisch materiaal te dik is. Tabel 8: Labotests te plaatse staal


Gehakseld gras Gehakseld gras geëxtrudeerd Gehakseld gras geëxtrudeerd

Geleidbaarheid (mS/cm) 3190 3960 8160

pH 9,3 8,5 8,2

Tabel 9: roergedrag stalen staal Gehakseld gras Gehakseld gras geëxtrudeerd Gehakseld gras geëxtrudeerd

2012/TEM/R/122

30


Roerbaarheid Roert goed


zand onderin, gras blijft drijven Goed zand onderin, deel drijf boven en deel bezinkt Moeilijk roeren omwille zand onderin, vooral van materiaal dat aan de bezinking en beetje magneet blijft hangen drijflaag



Gehakseld gras 3,5 gew%

Gehakseld gras geëxtrudeerd 10,0 gew%

Gehakseld gras geëxtrudeerd 3,3 gew%

2012/TEM/R/122 31


3.1.4.

NEDERLANDS INGEKUILD MAAISEL

Figuur 26: Biogasopbrengst van Nederlands gras

Figuur 27: Biogasopbrengst van Nederlands gras per ton ODS

2012/TEM/R/122

32


Het Nederlandse natuurgras is afkomstig van de graskuil van Jansen Energy te Kielwindeweer (provincie Groningen) Het gras was niet gehakseld alvorens in te kuilen en was afkomstig van de terreinen beheerd door Staatsbosbeheer. Het niet gehakseld ingekuild Nederlands natuurgras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 57 dagen verblijftijd werd een potentieel van 171,1 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat een zeer lage H2S-concentratie en 58,2 % methaan. Per ton organische stof bedraagt de biogasopbrengst 272,9 Nm³/ton. Dit is een normale waarde voor dit type input voor vergisting. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Het geëxtrudeerd ingekuild natuurgras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 59 dagen verblijftijd werd een potentieel van 98,1 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat een zeer lage H2Sconcentratie en 57,0 % methaan. Per ton organische stof bedraagt de biogasopbrengst 224,6 Nm³/ton. Dit is een normale waarde voor dit type input voor vergisting. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Bovenstaande resultaten wijken af van de Vlaamse resultaten en wat verwacht wordt. Het geëxtrudeerde materiaal brengt minder op dan het onbehandelde materiaal. Bijkomend kan afgeleid worden dat de biogasopbrengsten en de methaanopbrengsten lager liggen dan werd vastgesteld op de Vlaamse stalen. De oorzaken kunnen op verschillende vlakken gezocht worden: - grasmaaisel van andere oorsprong; - staalname en transport: De staalname werd uitgevoerd door de uitbater van de extruder zelf. De stalen werden niet-gekoeld getransporteerd en tussentijds gestockeerd in een gekoelde ruimte, tussen staalname en opstart van de vergistingstests waren 5 dagen; - het drogestofgehalte van het geëxtrudeerde gras is lager wat niet verwacht wordt. Bij extrusie komen hoge temperaturen voor zodat er een deel verdamping van water is en de DS zal verhogen; - de C/N-verhouding is lager bij geëxtrudeerd gras. Dit geeft aan dat er een groot deel van de koolstof verdwenen is bij de geëxtrudeerde stalen. Dit wijst ook op afbraak tijdens bewaring van de stalen; - eerste snelle gasvrijgave is een lager percentage van gehele gasvrijzetting bij extrusiegras. Dit is ook niet verwacht owv betere beschikbaarheid door de extrusie. Een mogelijk oorzaak van bovenstaande bevindingen is vermoedelijk dat de stalen al deels aan het vergisten waren tijdens transport en dat niet de volledige biogasopbrengst nog gemeten werd in het labo. Het uitgekuild geëxtrudeerd materiaal kan moeilijk bewaard worden. Het niet gehakseld uitgekuild materiaal geeft ondanks de slechte bewaring nog een goede gasopbrengst.

2012/TEM/R/122 33


3.1.5.

BESPREKING LABO BATCH TESTEN

Chemische parameters

Uit de chemische parameters blijkt de grote variatie aan gras en de impact van de voorbehandeling. Voor vers gras is het drogestofgehalte tussen 22 en 40 % DS en de organische stof tussen 85 en 91 %. Omwille van het grote verschil in droge stof zal de gasopbrengst per ton aangevoerd maaisel zeer sterk verschillen. Op natte dagen zal het gras per ton veel minder opbrengen dan op droge maaidagen. De extruder werkt echter beter als het gras niet te droog is. Het droge stofgehalte van het kuilgras is merkelijk hoger en het organisch gehalte merkelijk lager. Beide parameters geven aan dat er een afbraak is geweest van organisch materiaal in de graskuil. De biologische processen ontwikkelen warmte en gassen die zorgen voor een droging van het materiaal. De C/N-verhouding tussen het Vlaamse gras en het Nederlandse verschilt een factor 2. Dit is vermoedelijk te wijten aan de bemestingsgraad van het gras waardoor het meer of minder proteïnen inhoud heeft. Dit is zeer belangrijk voor de vergisters vermits de meeste vergisters een lage C/N van de inputstromen. Indien hierop misrekend wordt kan dit problemen geven in de vergisting. De C/N van de totale input moet tussen 10 en 40 liggen om vergistbaar te zijn. Ideaal ligt deze tussen 20 en 25. Tabel 11: Overzicht chemische parameters van de stalen Droge stof (%) Kuilgras onbehandeld Kuilgras geëxtrudeerd Niet gehakseld gras onbehandeld Niet gehakseld gras geëxtrudeerd Gehakseld gras onbehandeld Gehakseld gras geëxtrudeerd Nederlands kuilgras onbehandeld Nederlands kuilgras geëxtrudeerd

53,7 51,3 25,7 28,6 22,7 27,1 40,1 30,0

Organische droge stof (% DS) 54,2 53,7 88,1 86,0 85,6 85,9 91,0 83,0

C/N verhouding

pH

19,1 17,9 17,4 17,8 25,7 26,0 42,5 23,5

7,4 6,8 7,1 7,2 7,2 6,9 5,7 6,3

Gasopbrengst

In Figuur 28 en Figuur 29 zijn alle biogasbepalingen op één figuur geplaatst. Hieruit blijkt de grote spreiding van de resultaten afhankelijk van de herkomst en voorgeschiedenis van het gras. Een zeer belangrijke parameter hier is het drogestofgehalte en de asrest van het gras dat sterk kan verschillen per staal door de heterogeniteit. De biogasopbrengst varieert tussen 80 en 172 Nm³/ton. De gasopbrengst van de geëxtrudeerde stalen is hoger dan van de onbehandelde (uitzondering Nederlands staal). Dit is bij het vers maaisel te wijten aan een hoger drogestofgehalte na extrusie. Indien per kg ODS wordt bekeken krijgen we een ander verhaal. De spreiding van alle getallen is nog steeds groot maar de voorgeschiedenis kan goed gezien worden. - het kuilgras dat 2 jaar is ingekuild geeft duidelijk de laagste resultaten. Extrusie heeft hier een duidelijk voordeel. De gasopbrengst verhoogt van 276,7 Nm³/ton ODS naar 337,5 Nm³/ton ODS. Dit is een significante verhoging van 60,8 Nm³/ton ODS of circa 20 % verhoging van de gasopbrengst; 2012/TEM/R/122

34


-

-

bij het Nederlandse gras is de afbraak door niet-ideale bewaring gedurende 5 dagen goed te zien. De resultaten kunnen niet gebruikt worden, maar geven wel aan dat een snelle verwerking en/of inkuiling cruciaal is om een goede gasopbrengst te hebben. Sterk beschadigd gras (klepelmaaier) zal ook sneller zijn potentieel verliezen bij niet-ideale bewaring; de gehakselde en niet-gehakselde stalen zijn allen afkomstig van dezelfde lading gras. Hieruit blijkt dat de verschillende behandelingen (hakselen of niet hakselen, extruderen of niet extruderen) weinig impact hebben op de gasvrijzetting per kg ODS. De getallen liggen binnen de verwachte foutenmarge op zulke metingen. Per kg ODS is een verbetering van 510 Nm³ gas per kg ODS vastgesteld voor het extruderen. Het is echter onduidelijk of dit meetfouten zijn of effectief een verhoging van de gasopbrengst. De totale verbetering van de gasopbrengst wordt tussen nul en 10 Nm³ gas/ton ODS gezet. We merken wel twee interessante fenomenen op: o de vergisting vertoont een vertragingsfase owv te hoge belasting. Dit geeft mogelijkheden naar bewaring. Door het gras te extruderen voor inkuiling en na extrusie snel te compacteren zal de afbraak beperkt worden owv snelle verzuring van het gras; o in een goed gemengde vergister zal de verzuring niet optreden zodat de vergisting potentieel sneller zal verlopen. Door de lagfase af te trekken van de totale vergistingsduur komen we op 47 - 58 dagen ipv 62 – 65 dagen benodigde verblijftijd.

Figuur 28: Biogasopbrengst ifv de tijd en per ton gras

2012/TEM/R/122 35


Figuur 29: Biogasopbrengst ifv de tijd en per ton organische droge stof

Omwille van de grote variatie aan DS input zal de potentiële meeropbrengst op gas beoordeeld worden adhv de organische droge stof. In Tabel 12 is de extra opbrengst weergegeven die door extrusie verkregen kan worden. Deze waarden worden in de economische analyse gebruikt. Tabel 12: Extra gasopbrengst door extrusie

Extra gasopbrengst kuilgras Extra gasopbrengst kuilgras Extra energie gas kuilgras Extra elektriciteit kuilgras

Nm³/ton ODS Nm³/ton kWh/ton kWh/ton

Min 60,8 17,7 108,1 41,1

Extra gasopbrengst vers gras Extra gasopbrengst vers gras Extra energie vers gras Extra elektriciteit vers gras

Nm³/ton ODS Nm³/ton kWh/ton kWh/ton

0 0 0 0

Max

10 2,2 13,1 5,0

Menging

De verwerkbaarheid van de het gras wordt veel beter door de extrusie. Bij 10 gew% geëxtrudeerd materiaal had de magneetroerder het moelijk owv de dikke sliblaag die naar de bodem zakt bij korte stilstand. Een roerder die ontworpen is voor zulke slurries zal dit echter goed kunnen roeren.

2012/TEM/R/122

36


De niet-geëxtrudeerde materialen roeren moeilijker omwille van de sprieten gras die voor een grote weerstand zorgen. Hakselen en verkleinen van het gras lijkt een minimum om gras in een vergister te brengen. Niet-gehakseld materiaal zal potentieel voor verstoppingen zorgen.

Vergelijking met resultaten OWS in graskracht

In vergelijking met de OWS-resultaten heeft het geanalyseerde gras een gelijkaardige DS, een hoger organisch gehalte en een gelijkaardige biogasopbrengst per ton input. Het graslandstaal van OWS komt het best overeen met de gemeten waarden het vers (natuur)gras van deze studie. Het graslandstaal van OWS heeft een gasproductie van 426 Nm³ biogas per kg ODS aan 56 % methaan. Dit is vergelijkbaar met de Nederlandse onbehandelde staal. De Vlaamse stalen hebben een veel hogere gasopbrengst. De waarden van OWS vallen binnen de spreiding van de waarden die hier zijn bepaald. Wel is duidelijk dat de variabiliteit van het gras ifv de herkomst zeer groot is. Goede analyse van de input is belangrijk om het proces goed te sturen. 3.1.6.

BESLUIT VAN DE LABO BATCH TESTEN

De labotests tonen aan dat extrusie een belangrijk voordeel heeft op mengen pompgedrag. Het voordeel op de gasopbrengst is beperkt voor vers gras. Voor oud ingekuild gras is er wel een duidelijk voordeel. In de praktijk zal 10 van de 12 maanden met ingekuild gras gewerkt moeten worden zodat de resultaten een duidelijk voordeel opleveren voor de meest voorkomende werking. Aan de hand van de resultaten is het niet duidelijk of het beter is om voor het inkuilen te extruderen zodat de verzuring sneller gaat of pas na het inkuilen. Omwille van de hogere droge stof is de doorzet van het ingekuilde gras meestal kleiner dan van het verse gras. De invloed van de 2 dagen dat het gras heeft gedroogd op het veld op de vergistbaarheid en de gasopbrengst is niet gekend. 3.2.

ELEKTRICITEITSMETINGEN VAN DE EXTRUDER

De elektriciteitsmetingen zijn gebeurd met de groots mogelijke zorg. Toch zijn er enkele belangrijke randvoorwaarden die bij het interpreteren van de resultaten moeten in gedachten worden gehouden: - het elektriciteitsverbruik van de extruder en de aanvoertransportband zijn continu opgemeten. Gezien nadien nog gekozen is om een extra transportband en uitdraaibak bij te plaatsen, is het energieverbruik van deze machines niet mee opgenomen in de elektriciteitsmeting; - de extruder heeft niet vol continu gedraaid gezien de arbeidsinstensieve semiautomatische oplossing die werd gevonden voor het voeden van de extruder. Het aantal vollast draaiuren waarover een uitspraak kan gedaan worden is beperkt, de conclusies die getrokken worden dienen dan ook met de nodige voorzichtigheid geïnterpreteerd te worden; - tijdens het voeden van de extruder was het niet mogelijk om exacte wegingen te doen van de doorzet van het materiaal door de extruder. De tonnages per uur die de extruder verwerkt heeft zijn inschattingen. De inschattingen zijn gedaan aan de hand van het verwerkte volume over een dag van aangevoerde totaalvrachten. De doorzet hangt sterk af van drie factoren: 2012/TEM/R/122 37


o

-

-

-

de grootte van de uitgangsopening van de extruder: De uitgangsopening bepaalt sterk de kracht die wordt opgebouwd en hiermee de vermalingsgraad en doorzet. Kleinere opening is meer vermaling en minder doorzet. Tijdens de tests is de opening op 19 mm gehouden op basis van enkele tests; o het drogestofgehalte van het gras: droog gras geeft meer wrijving dan nat gras. De doorzet bij nat gras is makkelijk 5 keer hoger dan bij droog gras. Ingeschatte waarden voor doorzet geeft 0,5 ton/h voor droog vers gras tot 2,5 ton/h voor zeer nat gras; o de continuïteit van de aanvoer: de beperking van de extruder is de piek vermogensvraag. Indien deze te hoog komt valt de extruder uit. Indien met proppen gras wordt gevoed, zal het vermogen sterk fluctueren zodat de gemiddelde doorzet lager wordt. Dit is ook bij de tests waargenomen; o praktijkervaring in Nederland geeft een doorzet van 1,8-2,3 ton/h aan 44,5 kW opgenomen vermogen; o voor de berekeningen wordt gerekend met een waarde van 1,5 ton/h als minimum en 2,5 ton/h als maximum waarde; de gemiddelde vermogens in Tabel 13 wijzen op een gemiddelde vermogenopname van circa 30 kW bij vollast. Een grondige analyse van de data geeft echter grote schommelingen aan door de niet-ideale voeding van de extruder. Op basis van deze analyse van de meetgegevens lijkt een gemiddeld opgenomen vermogen van 36 – 48 kW mogelijk mits een goede gelijkmatige voeding. 44 kW komt overeen met 80 % van het geïnstalleerd vermogen en lijkt dus een haalbaar setpunt; de praktijkervaring in Nederland en de tests bij Goemare bevestigen elkaar; de opgenomen energie per ton materiaal is weergegeven in Tabel 14. Dit loopt sterk uiteen omdat zowel de doorzet als het opgenomen vermogen sterk kan verschillen. Indien deze waarden vergeleken worden met de extra gasopbrengst door extrusie in Tabel 12 zien we dat voor kuilgras een positieve energiebalans wordt bereikt. Voor vers gras is er steeds een extra verbruik aan energie; er is ook nagegaan wat het verlies aan elektriciteit is ten opzichte van geen behandeling. Hierbij is geen extra gasopbrengst in rekening gebracht zoals bij het kuilgras. Het doel is nagaan hoeveel van de relatieve energie van het gras in de extruder gaat. De spreiding van biogas en elektriciteitopbrengst van het gras is in Tabel 15 weergegeven. In Tabel 16 is het relatieve verbruik aangegeven. Hieruit kan besloten worden dat bij een goede werking 511 % van de elektriciteitsopbrengst van het gras terugvloeit naar de extruder. Extrusie is op basis van deze getallen energetisch aanvaardbaar zelfs indien er geen extra opbrengst is van biogas. De extrusie kan het mogelijk maken om gras beter te vergisten.

2012/TEM/R/122

38


Tabel 13: Draaiuren en elektrisch verbruik van de extruder Dag

Aantal draaiuren

Totaal verbruikt

gemiddeld verbruik

1/06/2012

u 1,17

kWhe 13,7

12/06/2012 13/06/2012 14/06/2012 15/06/2012 18/06/2012 19/06/2012 20/06/2012 21/06/2012 22/06/2012 23/06/2012 25/06/2012 26/06/2012 27/06/2012 28/06/2012 6/07/2012 7/07/2012 8/07/2012

0,17 3,25 3,08 2,58 0,67 6,83 2,58 3,67 5,25 3,08 2,75 5,00 8,00 7,33 5,42 5,92 11,25

1,4 59,1 32,4 25 15 141,7 61,4 94 123,8 76,7 77,9 129,4 155,6 185,9 164,8 172,1 360,1

kWe 11,7 8,4 18,2 10,5 9,7 22,5 20,7 23,8 25,6 23,6 24,9 28,3 25,9 19,5 25,4 30,4 29,1 32,0

Tabel 14: Specifiek verbruik van de extruder

Doorzet Elektrisch verbruik extruder specifiek verbruik

ton/h kWe kWh/ton

min 1,5 36 14,4

gem 2 42 21

max 2,5 48 32

min

gem

max

80 488,9 185,8

130 794,4 301,9

170 1 038,9 394,8

Tabel 15: Opbrengst uit grasvergisting

Gasopbrengst gras Energie van het biogas Elektriciteit

Nm³/ton kWh/ton kWh/ton

2012/TEM/R/122 39


Tabel 16: Extra verbruik van de extruder gerelateerd aan de spreiding van de biogasopbrengst van het gras Verbruik extruder kW 14,4 21 32

3.3.

Minimum Gemiddelde Maximum gasopbrengst gasopbrengst gasopbrengst 8% 5% 4% 11% 7% 5% 17% 11% 8%

KOSTPRIJSANALYSE

Verwerkingskosten van de extruder

De investeringskosten van de gebruikte extruder bedraagt 200 000 EUR. Naast de extruder is eveneens nog randapparatuur voor het voeden en civiele werken nodig die sterk afhangen van het gebruikte vergistingsconcept. Deze worden in deze berekening niet meegenomen maar kunnen snel 50-100 % van de kosten voor de extruder bedragen. De levensduur van de extruder bedraagt bij goed onderhoud 10-15 jaar. Hier wordt op een afschrijvingstermijn van 10 jaar gerekend. De werkingskosten bestaan uit onderhoud en vervanging van onderdelen, elektriciteit, manuren om de installatie te voeden,…: 1. de werkingskosten zullen sterk afhankelijk zijn van de doorzet. Op basis van 1,5-2,5 ton/h doorzet, 5 dagen per week, 50 weken per jaar en 16 h draaien per dag is de doorzet 6 000 – 10 000 ton per jaar; 2. een aantal onderdelen moeten jaarlijks vervangen worden, op basis van informatie aangeleverd door de firma Bioliquids komt dit in totaal neer op 4 400 EUR/jaar aan reserve onderdelen. Dit is 0,4-0,7 EUR per ton verwerkt gras; 3. het elektriciteitsverbruik wordt gerekend aan 60 EUR/MWh. De kosten die hiermee samenhangen bedragen 0,9 – 1,9 EUR per ton verwerkt gras; 4. de installatie in Nederland heeft een werkingskost van 4,5 EUR/ton materiaal voor eenzelfde grootte van installatie als hier getest. De installatie in Nederland is niet direct gekoppeld aan de vergister zodat het geëxtrudeerde materiaal met een laadschop gevoed moet worden. Dit vergt extra kosten dan een gekoppelde installatie. Hier wordt verder gerekend met 4,5 EUR/ton voor de economische haalbaarheid/kosten.

2012/TEM/R/122

40


Tabel 17: Berekening van de totale verwerkingskost ifv de doorzet van de installatie eenheid Minimum Gemiddeld Maximum Investering* EUR 200 000 Kapitaal kost EUR/jaar 20 000 Interestlast per jaar (5 %) EUR/jaar 5 500 Jaarlijkse vaste kost EUR/jaar 25 500 Doorzet Ton/jaar 6 000 8 000 10 000 Vaste kost* EUR/ton 4,3 3,2 2,6 Variabele kost EUR/ton 4,5 4,5 4,5 Totale kost EUR/ton 8,8 7,7 7,1 * Exclusief investering in randapparatuur welke 50-100 % van het bedrag van de extruder kan bedragen. Opbrengsten uit de vergister

De opbrengsten kunnen op verschillende manieren bekeken worden: 1. indien de extruder dient om extra gas te leveren en beschouwd wordt dat vergisting van gras zonder extruder haalbaar is, moet enkel de extra gasproductie in rekening worden gebracht; 2. Indien beschouwd wordt dat gras vergisten zonder voorbehandeling technisch niet mogelijk is, dan moet onderzocht worden wat het verbruik van de extruder is ten opzichte van de totale opbrengst uit het gras. De extra kosten voor de extrusie moeten dan via de gate-fee gedekt worden. In beide gevallen wordt verondersteld dat het verbruik van de extruder niet in mindering moet worden gebracht op de groenestroomcertificaten vermits het alternatief composteren is, wat veel energie kost. Extra warmtekrachtcertificaten zijn eveneens niet in rekening gebracht vermits deze sterk afhangen van de lokale situatie. De opbrengsten zijn dus extra grijze en groene stroom naar het net. Opmerking: Het verbruik van de extruder is reeds in rekening gebracht bij het berekenen van de kosten van de extruder en moet hier niet in mindering worden gebracht om een dubbeltelling te vermijden. Voor de berekening van de groenestroomcertificaten is de oude regeling genomen die geldig is tot eind 2012. De nieuwe regeling rond groenestroomcertificaten met bandingfactoren is nog niet beschikbaar. Er is nu uitgegaan van de minimumwaarde voor de groenestroomcertificaten van 90 EUR per MWh. De boeteprijs van 100 EUR/MWh en het speciale tarief voor landbouwvergisters van 110 EUR/MWh is niet beschouwd. Voor grijze stroom werd rekening gehouden met een minimum van 40 EUR/MWh en maximum van 50 EUR per MWh. 1. Extra opbrengsten In Tabel 18 en Tabel 19 zijn de extra opbrengsten uit grijze en groen stroom weergegeven. Voor kuilgras is er het grootste voordeel namelijk 5,3-5,8 EUR/ton gras. Dit is echter nog steeds niet voldoende om de kosten van de extruder te dekken. Voor vers gras is de opbrengst zeer laag. Belangrijk is op te merken dat de vergister 10 maanden per jaar op ingekuild gras zal draaien vermits de maaisels slechts in beperkte periodes vrijkomen. 2012/TEM/R/122 41


Tabel 18: Extra opbrengsten voor kuilgras Kuilgras

eenheid

Extra gasopbrengst kuilgras Extra gasopbrengst kuilgras Extra energie gas Extra elektriciteit Grijze stroom Groene stroom Grijze stroom Groene stroom Extra opbrengst

Nm³/ton ODS Nm³/ton kWh/ton kWh/ton EUR/MWh EUR/MWh EUR/ton EUR/ton EUR/ton

Minimum Gemiddeld maximum 60,8 17,7 108,1 41,1 40,0 90,0 1,6 3,7 5,3

60,8 17,7 108,1 41,1 45,0 90,0 1,8 3,7 5,5

60,8 17,7 108,1 41,1 50,0 90,0 2,1 3,7 5,8

Tabel 19: Extra opbrengst voor vers gras Vers gras

Eenheid

Extra gasopbrengst vers gras Extra gasopbrengst vers gras Extra energie gas Extra elektriciteit Grijze stroom Groene stroom Grijze stroom Groene stroom Totaal

Nm³/ton ODS Nm³/ton kWh/ton kWh/ton EUR/MWh EUR/MWh EUR/ton EUR/ton EUR/ton

Minimum Gemiddeld maximum 0 0,0 0,0 0,0 40,0 90,0 0,0 0,0 0,0

0 0,0 0,0 0,0 45,0 90,0 0,0 0,0 0,0

10 2,2 13,1 5,0 50,0 90,0 0,2 0,4 0,7

2. Vergelijking met totale opbrengsten De totale opbrengst is berekend in Tabel 20. Hieruit blijkt dat de opbrengst zeer sterk afhankelijk is van de kwaliteit van het maaisel. De gemiddelde en hoge waarden zijn voor vers maaisel. De lage waarde is voor oud ingekuild maaisel. Bij dit maaisel is er wel een verhoging van biogasopbrengst van 21 % door de extrusie. Dit is in Tabel 21 in rekening gebracht om de impact te onderzoeken van deze extra opbrengst. Uit Tabel 21 blijkt dat de impact op de financiële cijfers van de vergisting significant is. Er blijkt echter nog een belangrijke opbrengst over zodat een economisch model kan opgebouwd worden voor deze stroom.

2012/TEM/R/122

42


Tabel 20: Variatie in totale opbrengsten uit elektriciteit Eenheid Gasopbrengst gras Energie gas Elektriciteit Grijze stroom Groene stroom Grijze stroom Groene stroom Totaal

Nm³/ton kWh/ton kWh/ton EUR/MWh EUR/MWh EUR/ton EUR/ton EUR/ton

Minimum Gemiddeld maximum 80 488,9 185,8 40,0 90,0 7,4 16,7 24,2

130 794,4 301,9 45,0 90,0 13,6 27,2 40,8

170 1038,9 394,8 50,0 90,0 19,7 35,5 55,3

Tabel 21: Kosten van de extruder gerelateerd aan de elektriciteitopbrengst van het gras min

gem

max

Kost extruder (EUR/ton) 7,1 29 % 17 % 13 % 7,7 32 % 19 % 14 % 8,8 36 % 21 % 16 % Kost extruder (EUR/ton) minus extra gasopbrengst voor kuilgras 1,3 5% 2,1 9% 3,4 14 % 3.4.

PRAKTIJKERVARING

De testen op full-scale hebben belangrijke praktijkervaring opgeleverd, niet alleen voor het werken met een extruder, maar ook voor het verwerken van grasmaaisel en voor het voor- en natraject van de extruder. Tabel 22: Aangeleverd gras dat door de extruder verwerkt is

Ingekuild

Vers

Totaal

29/05/2012 28/06/2012 som 13/06/2012 21/06/2012 4/07/2012 som

Geleverd (kg) 12 220 25 760 37 980 27 320 17 280 9 520 54 120 92 100

Waarvan gehakseld (kg)

18 000

2012/TEM/R/122 43


3.4.1.

GRASMAAISEL ALS TE VERWERKEN GRONDSTOF

Grasmaaisel van natuurgebieden is enerzijds divers in soorten gras, en anderzijds verschillend naar manier van maaien en vochtigheid van het gras. Het is dus belangrijk de ervaringen die tijdens deze opdracht zijn opgedaan te kaderen ten opzichte van een beperkt aantal vrachten die verwerkt werden. Een algemene waarneming die kan gesteld worden is dat zowel bij het ingekuilde maaisel als bij het verse maaisel zeer snel (dikwijls al na 1 dag) enorme broei optreedt tijdens de opslag voor verwerking in de extruder. Broei wil zeggen dat een deel van het biogaspotentieel al aeroob wordt omgezet en dus verloren gaat voor de vergistingfase. Idealiter kan gesteld worden dat grasmaaisel binnen de dag dient verwerkt te worden (voeden aan de vergister of inkuilen). Dit is in praktijk echter niet mogelijk. Tijdens deze beperkte testen was dit zelfs niet mogelijk, bij een commerciële uitbating zal dit nog minder mogelijk zijn. Een andere visuele waarneming die werd gedaan is dat het geëxtrudeerde materiaal visueel minder broei vertoonde ten opzichte van niet geëxtrudeerde materiaal. Dit werd echter niet verder wetenschappelijk onderzocht met exacte temperatuursmetingen maar kan interessant zijn voor verder onderzoek. Tijdens de verwerking met de extruder werd ook vast gesteld dat er grotere hoeveelheden per uur konden geëxtrudeerd worden van het verse natuurmaaisel ten opzichte van het ingekuilde maaisel, toch dient hier enige nuance in gebracht te worden: de eerste lading vers maaisel was minder taai en droog dan de tweede lading. Bij de tweede lading vers maaisel zakte de doorzet door de extruder ook. Dit illustreert dat er heel wat verschillen zijn in maaisel en dat het niet evident is om algemene uitspraken te doen. 3.4.2.

EXTRUDER

De testen op full-scale hebben praktijkervaring opgeleverd voor het werken met een extruder. De belangrijkste ervaringen worden hieronder weergegeven: - eenvoudige bediening: De extruder is eenvoudig te bedienen met het centrale bedieningspaneel. Een aan/af-knop, een knop om de extruder voorwaarts en een knop om de extruder terug te laten draaien zijn gemakkelijk te bedienen. De extruder laten terug draaien is nodig op het moment van een blokkage. Op het bedieningspaneel is ook een veiligheid met oranje zwaailamp aangebracht. De zwaailamp treedt in actie vlak voor de extruder in veiligheid gaat, dit is een handig visueel hulpmiddel bij het manueel en semimanueel vullen van de extruder zodat dosering kan aangepast worden; - dosering: De ervaring leert dat de dosering van de extruder zeer geleidelijk moet gebeuren en dat de extruder gevoelig is aan overdosering. De hoeveelheid materiaal dat kan gevoed worden is afhankelijk van het soort materiaal. De ervaring leerde dat ingekuild maaisel zeer geleidelijk moest gevoed worden, zelfs bij het handmatig vullen van de aanvoerband kon men reeds gaan overdoseren. Vers grasmaaisel mocht met grotere hoeveelheden gevoed worden zonder overdosering. Uit visuele waarnemingen van het momentane verbruik gaat de extruder in veiligheid op moment dat meer dan 100 Ampère van de motor gevraagd wordt; - sturing op structuur geëxtrudeerde materiaal: De uitlaat van de extruder kan afgesteld worden en de opening kan groter of kleiner gemaakt worden waardoor de extrusie meer of minder kan zijn. De grootte van de opening werd voor het ingekuilde maaisel op 19 mm gezet, nadien echter vergroot om een grotere doorzet te kunnen halen met de extruder. 2012/TEM/R/122

44


Het geëxtrudeerde materiaal werd getest in de buffer, aanvoer en vergister en de iets grovere structuur was nog steeds voldoende voor de vergister. Voor het verse maaisel was het noodzakelijk om de uitvoeropening van de extruder ook meer te openen om zo het grassap niet te laten spuiten. Het verwerken van het verse maaisel gaf geen aanleiding tot echte lekken van grassap uit de extruder, die moet echter onder voorbehoud gesteld worden aangezien al het verse maaisel wel al enkele dagen op het terrein zelf had gedroogd.

Figuur 30: Structuur van het geëxtrudeerde verse natuurmaaisel 3.4.3.

AAN- EN AFVOER MATERIAAL NAAR EXTRUDER

Een zeer belangrijke ervaring die tijdens het opzetten van het experiment onder de aandacht is gekomen is het aspect van aanen afvoer van het materiaal naar de extruder. Zoals reeds gesteld in paragraaf 3.4.2 is een geleidelijke dosering van het materiaal belangrijk om de extruder vol continu te kunnen laten draaien. Het zorgen voor een continue geleidelijke dosering met zo een beperkt aantal stappen en energie (zowel arbeidsenergie als elektriciteit) is een zeer belangrijk aandachtspunt bij het opstellen van een extruder in een definitieve en commerciële omgeving. Tijdens het experiment zijn we gekomen tot een tijdelijke semi-continue oplossing. In eerste instantie was de aandacht gegaan naar de extruder. Vervolgens werd stil gestaan bij aanen afvoer door middel van het plaatsen van extra transportbanden voor en na de extruder. Voor de aanvoer bleek het dan nog niet mogelijk om dit met een verreiker te bedienen, vandaar dat nog een extra uitdraaibak werd bijgehuurd om zo alles via de bediening van de verreiker semiautomatisch te laten gebeuren. Het voeden en afvoeren van materiaal van de extruder heeft tijdens dit experiment heel wat arbeidsuren gekost, gezien er continu iemand actief aanwezig moest zijn bij de extruder. De persoon ter plaatse moest in eerste instantie de draaibak met maaisel vullen, vervolgens de draaibak geleidelijk aan ledigen op de transportband en nadien het geëxtrudeerde materiaal met de extruder afvoeren.

2012/TEM/R/122 45


Het geleidelijk leegdraaien van de draaibak moest visueel gebeuren d.w.z. het was niet mogelijk om de uitdraaibak op een standaard snelheid te zetten en te laten uitdraaien, wel moest de operator van de verreiker de snelheid van de draaibak continu aanpassen aan wat de extruder aan kon (visueel ging de operator verder op het oranje zwaailampje van het bedieningspaneel van de extruder). Een definitieve oplossing van aanen afvoer staat opgesteld in Nederland bij de heer Han Janssens. Op deze site worden verschillende transportbanden en sorteersystemen na elkaar geschakeld om tot een continue automatische voeding van de extruder te komen. Belangrijk daarbij is dat dit extra investeringen, ruimte en energie kost met zich meebrengt en ook de complexiteit van een installatie verhoogt naar bedrijfsvoering toe.

2012/TEM/R/122

46

HOOFDSTUK 4 Besluit

HOOFDSTUK 4. BESLUIT

4.1.

ALGEMENE BESLUITEN

Er waren heel wat verwachtingen naar het gebruik van een extruder als voorbehandeling voor het gebruik van grasmaaisel als grondstof voor een vergister. Samengevat waren de verwachtingen voor een extruder als voorbehandelingsstap: - Verhoogde biogasopbrengst; - Kortere verblijftijd; - Betere roerbaarheid in de vergister; - Geen drijflaagvorming; - Geen andere verhakselkosten meer; - Hogere investeringskost; - Hogere werkingskost; - Hoger energieverbruik; - Relatief trage werking. De uitgevoerde experimenten zijn op natuurmaaisel uitgevoerd zodat enkel hierover uitsluitsel kan worden gegeven. Voor bermmaaisel zullen de kosten en uitdagingen groter zijn omwille van de stoorstoffen die aanwezig kunnen zijn. Tijdens dit experiment werden heel wat van de aspecten bestudeerd. Volgende besluiten kunnen worden genomen: - Verhoogde biogasopbrengst Er is enkel een duidelijk hogere biogasopbrengst vastgesteld bij kuilgras. De hogere gasopbrengst van het vers gras per ton input was voornamelijk te wijten aan het droogeffect van de extruder zodat na de extruder een hoger drogestofgehalte aanwezig is. Per ton organisch materiaal is het verschil beperkt. - Kortere verblijftijd Uit de gasanalyses blijkt dat de vergisting potentieel 4 – 18 dagen korter kan lopen. De labotests van het vers geëxtrudeerd maaisel vertoonden namelijk een tijdelijke vermindering van de gasopbrengst die te wijten is aan remming van de gasopbrengst door makkelijk omzetbare componenten van de organische stof. Door een goede menging kan dit vermeden worden. - Betere roerbaarheid in de vergister De roertests tonen aan dat het roergedrag van het geëxtrudeerde materiaal beter is dan van het gras zelf. Het gras blijft in proppen aan elkaar hangen. Het geëxtrudeerde materiaal is fijner en roert makkelijker. Bij 10 % geëxtrudeerd gras werd een duidelijke bezinklaag van organisch materiaal waargenomen. - Geen drijflaagvorming Het geëxtrudeerde gras gaat inderdaad meer een bezinkgedrag vertonen dan een drijfgedrag. Het is ook makkelijker in suspensie te houden. - Geen andere verhakselkosten meer In de praktijk is geen verschil gezien in werking van de extruder tussen verhakseld en niet verhakseld gras. De hakselstap kan dus potentieel vermeden worden. Indien niet wordt geëxtrudeerd, moet het gras minimaal goed verhakseld worden om verstopping in de vergister van aanen afvoerpijpen te vermijden alsook de roerbaarheid te vergroten. 2012/TEM/R/122 47

HOOFDSTUK 4 Besluit

-

-

-

-

Hogere investeringskost De investeringskosten voor de extruder bedraagt 200 000 EUR. Hierbovenop komt nog 50 – 100 % meerkost voor de randapparatuur die nodig is voor de aan en afvoer van het gras. Deze kost is in deze analyse niet ingerekend. Hogere werkingskost De werkingskosten zijn duidelijk hoger, maar de verwerkbaarheid in de vergister is eveneens beter. De vraag moet gesteld worden of deze voorbehandeling moet worden gezien als methode om extra gasopbrengst te krijgen of als technisch noodzakelijk om vergisting van gras op een betrouwbare manier mogelijk te maken. Hoger energieverbruik Extrusie is een energie-intensief proces. De tests geven aan dat het verbruik van de extruder bij vers maaisel hoger is dan de extra biogasopbrengst die men hierdoor krijgt. Bij oud kuilgras is er een netto opbrengst aan energie. Relatief trage werking De doorzet van de extruder is sterk afhankelijk van het vochtgehalte van het gras. Droog kuilgras of droog vers gras kan slechts aan een traag debiet gëextrudeerd worden. Natter maaisel kan dan weer aan een hoger debiet doorgezet worden. Gezien de sterke variatie in functie van het Belgische weer moet hiervoor in een goede geautomatiseerde werking geïnvesteerd worden.

Hakselen versus extruderen: - Om gras in een vergister te brengen moet dit minstens gehakseld worden om verstoppingen te vermijden. De ervaring leert dat bij aanwezigheid van vezels (grassen) de kans op verstopping veel groter wordt door brugvorming aan kleppen, openingen, vernauwingen, oneffenheden aan wanden, … Deze brugvorming kan op termijn de buizen verstoppen. Het gehakseld gras zal ook voor een moeilijker mengbaar viskeus mengsel zorgen. Speciale menging voor viskeuze stromen is hier vereist. Gehakseld gras kan dus vergist worden mits de nodige voorzorgen worden genomen; - Het geëxtrudeerd gras vergist snel en is makkelijker mengbaar. Het zou dus potentieel ingezet kunnen worden in vergisters die voor OBA-stromen zijn ontworpen. Technisch geeft de extrusie een duidelijk voordeel. Verder zijn tijdens het uitvoeren van het experiment nog volgende aandachtspunten aan het licht gekomen: - Het is zeer belangrijk om de nodige aandacht te schenken aan een automatische aanen afvoer van het materiaal van en naar de extruder. Dit zal nog een belangrijk deel van de investeringskost en energiekost uitmaken en zal ook bepalen hoe arbeidsintensief het hele proces al of niet kan verlopen; - De aard van het materiaal bepaalt in hoge mate mee de biogasopbrengst, niet enkel het al of niet extruderen van het maaisel; - De bewaring van het materiaal heeft een zeer belangrijk effect. Het Nederlandse gras toont dit goed aan. Niet ideale bewaring gedurende 5 dagen geeft een zeer negatief effect. De tijd tussen maaien en inkuilen alsook tussen uitkuilen, extruderen en inbreng in de vergister moet zo kort mogelijk worden gehouden. Uit de economische analyse blijkt dat de totale verwerkingskost van de extruder 7,1 - 8,8 EUR per ton (excl. randapparatuur) bedraagt. Deze kost is meer dan de inkomsten via de extra gasopbrengst. De extra inkomsten via extrusie bedragen 0 – 0,7 EUR per ton bij vers gras en 5,3 5,8 EUR per ton bij kuilgras. De kost van extrusie bedraagt 10 – 30 % van de totale opbrengst van grijze stroom en groenestroomcertificaten uit de vergisting van gras. 2012/TEM/R/122

48

HOOFDSTUK 4 Besluit

We besluiten dat de extrusie van gras voor vergisting op zich geen sluitend economisch verhaal is. De extra gasopbrengst betaalt te extrusiekosten namelijk niet terug. Wel biedt extrusie veel voordelen op technisch en operationeel vlak zodat het wel een interessante oplossing kan zijn gezien maaisel nu moeilijk vergistbaar is. Bijkomend vergistingsonderzoek is nodig om na te gaan of vergisting van verhakseld natuurmaaisel operationeel haalbaar is. 4.2.

VRAGEN VOOR VERDER ONDERZOEK

Volgende vragen werden niet of gedeeltelijk beantwoord tijdens de uitvoering van het experiment, ook zijn er tijdens het onderzoek nieuwe vragen gerezen. Dit kan in een volgend onderzoek meer in detail bestudeerd worden: - Stopt/beperkt extrusie de broei van het materiaal? o Zo ja, kan dan de idee van een mobiele extruder ter plaatse bij het maaien een oplossing zijn? Impact op capaciteit/vermogen; o Mogelijk theoretisch voordeel is dat het geëxtrudeerd materiaal denser is en het transport kan beperkt worden; o is inkuilen/opslag van geëxtrudeerd materiaal mogelijk? o Hoe is de vergistbaarheid van geëxtrudeerd gras dat nadien ingekuild is? - Hoe erg is het verstoppingsprobleem bij vergisters bij gehakseld gras. Is dit overkomelijk of niet? - Kan een vergister met gehakseld gras goed gemengd worden met mengers voor hoogviskeuze vloeistoffen? - Zijn er goedkopere alternatieven die het gras ook kunnen verkleinen tot aanvaardbare grootte?

2012/TEM/R/122 49

Bijlage A: Laboverslagen batchtesten

BIJLAGE A: LABOVERSLAGEN BATCHTESTEN Staalcodes: - N93T6 kuilgras input: - N93T6 kuilgras output: - NTGHNTGE: - NTGHGE: - GHNTGE: - GHGE: - N93T6 Onbehandeld: - N93T6 Geëxtrudeerd:

2012/TEM/R/122

niet geëxtrudeerd Vlaams kuilgras van 2 jaar oud geëxtrudeerd Vlaams kuilgras van 2 jaar oud niet gehakseld niet geëxtrudeerd vers Vlaams maaisel niet gehakseld geëxtrudeerd vers Vlaams maaisel gehakseld niet geëxtrudeerd vers Vlaams maaisel gehakseld geëxtrudeerd vers Vlaams maaisel Nederlands kuilgras Nederlands geëxtrudeerd kuilgras

1/4

InnoLab cvba Derbystraat 223 B-9051 Gent Tel. +32 (0)9 262 04 00 Fax +32 (0)9 262 04 09 e-mail: [email protected]

ANALYSEVERSLAG Biologische biogaspotentieelbepaling Datum:

25/7/2012

Opdrachtgever:

VITO tav Mevr. Nathalie Devriendt Boeretang 200 2400 Mol

Staalname:

Klant

Datum ontvangst:

04/06/2012 Monsteridentificatie 3022

N93T6 kuilgras Input

Inhoudsopgave 1. Doel

2/4

2. Werkwijze

2/4

3. Karakterisatie Testsubstraat

2/4

4. Karakterisatie Entslib

2/4

5. Meetresultaten

3/4

6. Karakterisatie Einddigestaat

4/4

7. Besluit

4/4

Bij staalname door de klant is het laboratorium niet verantwoordelijk voor staalname, representativiteit en kwaliteitsbeïnvloeding ten gevolge van een onjuiste behandeling en bewaring voor de afgifte van het staal. Het analyserapport mag niet worden gereproduceerd, behalve in volledige vorm, zonder schriftelijke toestemming van het laboratorium. De in het verslag vermelde resultaten hebben uitsluitend betrekking op de geanalyseerde monsters. Alle opdrachten worden opgesteld op naam en voor rekening van de opdrachtgever, die uitdrukkelijk aanvaardt dat deze rapporten slechts een momentopname vertegenwoordigen en steeds in hun geheel en in de context ervan dienen te worden voorgelegd en/of vermeld. Meetonzekerheid e n analysemethoden zijn op aanvraag ter beschikking.

InnoLab cvba Derbystraat 223 B-9051 Gent

BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

2/4

1. Doel Met de batchtest wordt het biogaspotentieel op biologische wijze bepaald van onbehandeld kuilgras onder anaerobe omstandigheden, bij een temperatuur van 38°C.

2. Werkwijze Een hoeveelheid testsubstraat wordt aan anaeroob slib toegevoegd. De hoeveelheid toe te voegen testsubstraat wordt berekend aan de hand van het organische stofgehalte, waaruit de belasting kan worden bepaald. Daarnaast wordt ook een negatieve controle opgezet om de gasproductie uit het innoculum te kwantificeren. De biogasproductie wordt dagelijks gemeten. Het resultaat van de biogasproductie van het testsubstraat wordt gecorrigeerd voor luchtdruk, temperatuur en de gasproductie van het innoculum. De gasproductie van het testsubstraat wordt uitgedrukt en Nm³ biogas/ton substraat toegevoegd.

3. Karakterisatie Testsubstraat Omschrijving Component

Eenheid

Resultaten

pH

7.42

Droge stof

%

53.73

Organisch droge stof

%

54.22

C/N-verhouding

19.11

4. Karakterisatie Entslib Omschrijving Component

Eenheid

pH

Resultaten 8,02

FOS

mg HAc/l

4222

TAC

mg CaCO3/l

19513

Azijnzuur

ppm

73

Propionzuur

ppm

26

Isoboterzuur

ppm

0

Boterzuur

ppm

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

Valeriaanzuur

ppm

0



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

3/4

5. Meetresultaten Na 54 dagen stopte de gasproductie en bedroeg het gemiddeld biogaspotentieel 80.6 Nm³ per ton verse massa. Het geproduceerde gas heeft volgende samenstelling: Omschrijving Component

Eenheid

Resultaten

Methaan

%

54.0

Koolstofdioxide

%

46.0

ppm

0

Waterstofdisulfide

Hieronder volgt een grafische voorstelling van het biogasproductieverloop.

In onderstaande overzicht zijn de omgerekende resultaten weergegeven: Omschrijving

Nm³/ton VM

Nm³/ton DS

Nm³/ton OS

Biogaspotentieel

80.6

150.0

276.7

Methaanpotentieel

43.5

81.0

149.4



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

4/4

6. Karakterisatie einddigestaat Omschrijving Component

Eenheid

pH

Blanco 1

Blanco 2

Test1

Test 2

8.05

8.10

8.08

8.09

FOS

mg HAc/l

2989

3076

3213

3198

TAC

mg CaCO3/l

17023

16990

17750

17872

Azijnzuur

ppm

0

14

52

43

Propionzuur

ppm

0

0

0

0

Isoboterzuur

ppm

0

0

0

0

Boterzuur

ppm

0

0

0

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

0

0

0

Valeriaanzuur

ppm

0

0

0

0

7. Besluit Het onbehandeld kuilgras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 54 dagen verblijftijd werd een potentieel van 80.6 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat geen H2S- en 54.0 % methaan. Per ton organische stof bedraagt de methaanopbrengst 276.7 Nm³/ton. Dit is een normale waarde voor dit type input voor vergisting. Opmerkelijk is wel de hoge asrest, nagenoeg 50 % van de droge stof bestaat uit inert materiaal. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Tijdens het experiment zijn geen opmerkelijke visuele waarnemingen genoteerd.



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

1/4



25/7/2012

Opdrachtgever:


Staalname:

Klant

Datum ontvangst:


N93T6 kuilgras Output


2/4

2. Werkwijze

2/4


2/4


2/4

5. Meetresultaten

3/4


4/4

7. Besluit

4/4

Bij staalname door de klant is het laboratorium niet verantwoordelijk voor staalname, representativiteit en kwaliteitsbeïnvloeding ten gevolge van een onjuiste behandeling en bewaring voor de afgifte van het staal. Het analyserapport mag niet worden gereproduceerd, behalve in volledige vorm, zonder schriftelijke toestemming van het laboratorium. De in het verslag vermelde resultaten hebben uitsluitend betrekking op de geanalyseerde monsters. Alle opdrachten worden opgesteld op naam en voor rekening van de opdrachtgever, die uitdrukkelijk aanvaardt dat deze rapporten slechts een momentopname vertegenwoordigen en steeds in hun geheel en in de context ervan dienen te worden voorgelegd en/of vermeld. Meetonzekerheid en analysemethoden zijn op aanvraag ter beschikking.


BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

2/4

1. Doel Met de batchtest wordt het biogaspotentieel op biologische wijze bepaald van behandeld kuilgras onder anaerobe omstandigheden, bij een temperatuur van 38°C.



Eenheid

Resultaten

pH

6.83

Droge stof

%

51.28


%

53.74

C/N-verhouding

17.90


Eenheid

pH

Resultaten 8,02

FOS

mg HAc/l

4222

TAC

mg CaCO3/l

19513

Azijnzuur

ppm

73

Propionzuur

ppm

26

Isoboterzuur

ppm

0

Boterzuur

ppm

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

Valeriaanzuur

ppm

0



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

3/4


Eenheid

Resultaten

Methaan

%

55.1

Koolstofdioxide

%

44.9

ppm

0

Waterstofdisulfide



Nm³/ton VM

Nm³/ton DS

Nm³/ton OS

Biogaspotentieel

93.0

181.4

337.5

Methaanpotentieel

51.2

100.0

185.9



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

4/4


Eenheid

pH

Blanco 1

Blanco 2

Test1

Test 2

8.05

8.10

8.12

8.11

FOS

mg HAc/l

2989

3076

3172

3105

TAC

mg CaCO3/l

17023

16990

18001

17985

Azijnzuur

ppm

0

14

12

0

Propionzuur

ppm

0

0

0

0

Isoboterzuur

ppm

0

0

0

0

Boterzuur

ppm

0

0

0

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

0

0

0

Valeriaanzuur

ppm

0

0

0

0

7. Besluit Het behandeld kuilgras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 49 dagen verblijftijd werd een potentieel van 93.0 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat geen H2S- en 55.1 % methaan. De vrijstelling van het gas uit het kuilgras gebeurt snel; na 35 dagen verblijftijd is om en bij 95 % van het gas geproduceerd. Per ton organische stof bedraagt de methaanopbrengst 337.5 Nm³/ton. Dit is een relatief hoge waarde voor dit type input voor vergisting. Opmerkelijk is wel de hoge asrest, nagenoeg 50 % van de droge stof bestaat uit inert materiaal. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Tijdens het experiment zijn geen opmerkelijke visuele waarnemingen genoteerd.



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

1/4



22/08/2012

Opdrachtgever:


Staalname:

Klant

Datum ontvangst:


NTGHNTGE


2/4

2. Werkwijze

2/4


2/4


2/4

5. Meetresultaten

3/4


4/4

7. Besluit

4/4



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

2/4

1. Doel Met de batchtest wordt het biogaspotentieel op biologische wijze bepaald van onbehandeld natuurgras onder anaerobe omstandigheden, bij een temperatuur van 38°C.



Eenheid

Resultaten

pH

7.06

Droge stof

%

25.69


%

88.07

C/N-verhouding

17.414


Eenheid

pH

Resultaten 797

FOS

mg HAc/l

4083

TAC

mg CaCO3/l

19002

Azijnzuur

ppm

88

Propionzuur

ppm

0

Isoboterzuur

ppm

0

Boterzuur

ppm

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

Valeriaanzuur

ppm

1



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

3/4


Eenheid

Resultaten

Methaan

%

54.7

Koolstofdioxide

%

45.3

ppm

9

Waterstofdisulfide


In onderstaande overzicht zijn de omgerekende resultaten weergegeven: Omschrijving Biogaspotentieel Methaanpotentieel

Nm³/ton VM

Nm³/ton DS

Nm³/ton OS

134.8

524.7

596

54.7

287.0

325.9



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

4/4


Eenheid

pH

Blanco 1

Blanco 2

Test1

Test 2

8.08

8.04

8.11

8.04

FOS

mg HAc/l

3989

4088

4023

3951

TAC

mg CaCO3/l

18850

18713

18625

18817

Azijnzuur

ppm

28

44

27

74

Propionzuur

ppm

0

0

0

2

Isoboterzuur

ppm

0

0

0

0

Boterzuur

ppm

0

1

0

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

0

0

0

Valeriaanzuur

ppm

0

0

0

0

7. Besluit Het onbehandeld natuurgras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 62 dagen verblijftijd werd een potentieel van 134.8 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat nagenoeg geen H2S- en 54.7 % methaan. Per ton organische stof bedraagt de methaanopbrengst 325.9 Nm³/ton. Dit is een hoge waarde voor dit type input voor vergisting. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Tijdens het experiment zijn geen opmerkelijke visuele waarnemingen genoteerd.



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

1/4



22/08/2012

Opdrachtgever:


Staalname:

Klant

Datum ontvangst:


NTGHGE


2/4

2. Werkwijze

2/4


2/4


2/4

5. Meetresultaten

3/4


4/4

7. Besluit

4/4



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

2/4

1. Doel Met de batchtest wordt het biogaspotentieel op biologische wijze bepaald van behandeld natuurgras onder anaerobe omstandigheden, bij een temperatuur van 38°C.



Eenheid

Resultaten

pH

7.16

Droge stof

%

28.57


%

86.02

C/N-verhouding

17.853


Eenheid

pH

Resultaten 797

FOS

mg HAc/l

4083

TAC

mg CaCO3/l

19002

Azijnzuur

ppm

88

Propionzuur

ppm

0

Isoboterzuur

ppm

0

Boterzuur

ppm

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

Valeriaanzuur

ppm

1



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

3/4


Eenheid

Resultaten

Methaan

%

55.2

Koolstofdioxide

%

44.8

ppm

13

Waterstofdisulfide



Nm³/ton VM

Nm³/ton DS

Nm³/ton OS

148.0

518.0

602.2

81.7

286.0

332.4



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

4/4


Eenheid

pH

Blanco 1

Blanco 2

Test1

Test 2

8.08

8.04

8.08

8.07

FOS

mg HAc/l

3989

4088

3913

3858

TAC

mg CaCO3/l

18850

18713

18524

18774

Azijnzuur

ppm

28

44

34

51

Propionzuur

ppm

0

0

0

0

Isoboterzuur

ppm

0

0

0

0

Boterzuur

ppm

0

1

0

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

0

0

0

Valeriaanzuur

ppm

0

0

0

0

7. Besluit Het onbehandeld natuurgras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 64 dagen verblijftijd werd een potentieel van 148.0 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat weinig H2S- en 55.2 % methaan. Per ton organische stof bedraagt de methaanopbrengst 332.4 Nm³/ton. Dit is een hoge waarde voor dit type input voor vergisting. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Tijdens het experiment zijn geen opmerkelijke visuele waarnemingen genoteerd.



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

1/4



22/08/2012

Opdrachtgever:


Staalname:

Klant

Datum ontvangst:


GHNTGE


2/4

2. Werkwijze

2/4


2/4


2/4

5. Meetresultaten

3/4


4/4

7. Besluit

4/4



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

2/4




Eenheid

Resultaten

pH

7.16

Droge stof

%

22.67


%

85.62

C/N-verhouding

25.675


Eenheid

pH

Resultaten 797

FOS

mg HAc/l

4083

TAC

mg CaCO3/l

19002

Azijnzuur

ppm

88

Propionzuur

ppm

0

Isoboterzuur

ppm

0

Boterzuur

ppm

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

Valeriaanzuur

ppm

1



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

3/4


Eenheid

Resultaten

Methaan

%

55.0

Koolstofdioxide

%

45.0

ppm

0

Waterstofdisulfide



Nm³/ton VM

Nm³/ton DS

Nm³/ton OS

115.1

507.7

593.0

58.6

279.2

326.1



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

4/4


Eenheid

pH

Blanco 1

Blanco 2

Test1

Test 2

8.08

8.04

8.01

8.05

FOS

mg HAc/l

3989

4088

3750

3812

TAC

mg CaCO3/l

18850

18713

18748

18421

Azijnzuur

ppm

28

44

58

12

Propionzuur

ppm

0

0

1

0

Isoboterzuur

ppm

0

0

0

0

Boterzuur

ppm

0

1

0

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

0

0

0

Valeriaanzuur

ppm

0

0

0

0

7. Besluit Het onbehandeld natuurgras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 65 dagen verblijftijd werd een potentieel van 115.1 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat geen H2S- en 55 % methaan. Per ton organische stof bedraagt de methaanopbrengst 326.1 Nm³/ton. Dit is een hoge waarde voor dit type input voor vergisting. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Tijdens het experiment zijn geen opmerkelijke visuele waarnemingen genoteerd.



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

1/4



22/08/2012

Opdrachtgever:


Staalname:

Klant

Datum ontvangst:


GHGE


2/4

2. Werkwijze

2/4


2/4


2/4

5. Meetresultaten

3/4


4/4

7. Besluit

4/4



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

2/4

1. Doel Met de batchtest wordt het biogaspotentieel op biologische wijze bepaald van behandeld natuurgras onder anaerobe omstandigheden, bij een temperatuur van 38°C.



Eenheid

Resultaten

pH

6.92

Droge stof

%

27.14


%

85.85

C/N-verhouding

25.974


Eenheid

pH

Resultaten 797

FOS

mg HAc/l

4083

TAC

mg CaCO3/l

19002

Azijnzuur

ppm

88

Propionzuur

ppm

0

Isoboterzuur

ppm

0

Boterzuur

ppm

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

Valeriaanzuur

ppm

1



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

3/4


Eenheid

Resultaten

Methaan

%

54.7

Koolstofdioxide

%

44.3

ppm

0

Waterstofdisulfide



Nm³/ton VM

Nm³/ton DS

Nm³/ton OS

143.1

527.27

614.2

78.3

288.4

336.0



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

4/4


Eenheid

pH

Blanco 1

Blanco 2

Test1

Test 2

8.08

8.04

8.08

8.07

FOS

mg HAc/l

3989

4088

3892

3987

TAC

mg CaCO3/l

18850

18713

18327

18511

Azijnzuur

ppm

28

44

47

8

Propionzuur

ppm

0

0

0

0

Isoboterzuur

ppm

0

0

0

0

Boterzuur

ppm

0

1

0

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

0

0

0

Valeriaanzuur

ppm

0

0

0

0

7. Besluit Het onbehandeld natuurgras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 61 dagen verblijftijd werd een potentieel van 143.1 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat geen H2S- en 54.7 % methaan. Per ton organische stof bedraagt de methaanopbrengst 336.0 Nm³/ton. Dit is een hoge waarde voor dit type input voor vergisting. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Tijdens het experiment zijn geen opmerkelijke visuele waarnemingen genoteerd.



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

1/4



29/6/2012

Opdrachtgever:


Staalname:

Klant

Datum ontvangst:


N93T6 Onbehandeld


2/4

2. Werkwijze

2/4


2/4


2/4

5. Meetresultaten

3/4


4/4

7. Besluit

4/4



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

2/4




Eenheid

Resultaten

pH

5.46

Droge stof

%

40.12


%

90.96

C/N-verhouding

42.54


Eenheid

pH

Resultaten 8,05

FOS

mg HAc/l

4528

TAC

mg CaCO3/l

18525

Azijnzuur

ppm

48

Propionzuur

ppm

13

Isoboterzuur

ppm

0

Boterzuur

ppm

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

3/4

Valeriaanzuur

ppm

0


Eenheid

Resultaten

Methaan

%

58.2

Koolstofdioxide

%

41.8

ppm

51

Waterstofdisulfide


In onderstaande overzicht zijn de omgerekende resultaten weergegeven: Omschrijving Biogaspotentieel

Nm³/ton VM

Nm³/ton DS

Nm³/ton OS

171.1

426.5

468.9



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

4/4

Methaanpotentieel

99.6

248.2

272.9


Eenheid

pH

Blanco 1

Blanco 2

Test1

Test 2

8.15

8.13

8.18

8.25

FOS

mg HAc/l

3087

3180

3575

3402

TAC

mg CaCO3/l

17510

17485

18708

18568

Azijnzuur

ppm

18

25

88

74

Propionzuur

ppm

0

0

0

6

Isoboterzuur

ppm

0

0

0

0

Boterzuur

ppm

0

0

0

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

0

3

0

Valeriaanzuur

ppm

0

0

0

0

7. Besluit Het onbehandeld natuurgras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 57 dagen verblijftijd werd een potentieel van 171.1 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat een zeer lage H2S-concentratie en 58.2 % methaan. Per ton organische stof bedraagt de methaanopbrengst 272.9 Nm³/ton. Dit is een normale waarde voor dit type input voor vergisting. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Tijdens het experiment zijn geen opmerkelijke visuele waarnemingen genoteerd.



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

1/4



29/6/2012

Opdrachtgever:


Staalname:

Klant

Datum ontvangst:


N93T6 Geextrudeerd


2/4

2. Werkwijze

2/4


2/4


2/4

5. Meetresultaten

3/4


4/4

7. Besluit

4/4



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

2/4

1. Doel Met de batchtest wordt het biogaspotentieel op biologische wijze bepaald van geextrudeerd natuurgras onder anaerobe omstandigheden, bij een temperatuur van 38°C.



Eenheid

Resultaten

pH

6.30

Droge stof

%

29.98


%

83.04

C/N-verhouding

23.55


Eenheid

pH

Resultaten 8,05

FOS

mg HAc/l

4528

TAC

mg CaCO3/l

18525

Azijnzuur

ppm

48

Propionzuur

ppm

13

Isoboterzuur

ppm

0

Boterzuur

ppm

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

Valeriaanzuur

ppm

0



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

3/4


Eenheid

Resultaten

Methaan

%

57.0

Koolstofdioxide

%

43.0

ppm

72

Waterstofdisulfide



Nm³/ton VM

Nm³/ton DS

Nm³/ton OS

Biogaspotentieel

98.1

327.2

394.0

Methaanpotentieel

55.9

186.5

224.6



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

4/4


Eenheid

pH

Blanco 1

Blanco 2

Test1

Test 2

8.15

8.13

8.08

8.11

FOS

mg HAc/l

3087

3180

3428

3318

TAC

mg CaCO3/l

17510

17485

18233

18089

Azijnzuur

ppm

18

25

14

28

Propionzuur

ppm

0

0

0

6

Isoboterzuur

ppm

0

0

0

0

Boterzuur

ppm

0

0

0

0

Isovaleriaanzuur

ppm

0

0

0

0

Valeriaanzuur

ppm

0

0

0

1

7. Besluit Het geextrudeerd natuurgras is getest op zijn biogaspotentieel bij 38 °C. Na 59 dagen verblijftijd werd een potentieel van 98.1 Nm³/ton bereikt. Het biogas bevat een zeer lage H2S-concentratie en 57.0 % methaan. Per ton organische stof bedraagt de methaanopbrengst 224.6 Nm³/ton. Dit is een normale waarde voor dit type input voor vergisting. De analyses op het einde van de test tonen aan dat het digestaat is uitgegist en de toegediende organische stof maximaal is omgezet tot biogas. Tijdens het experiment zijn geen opmerkelijke visuele waarnemingen genoteerd.



BTW: BE 0897.830.020

ING BE33 335032242846

Vergisten van gras, opzetten en evalueren van een praktijktest gebruik makend van een

Recommend Documents