Worldschool project 2011

Worldschool project 2011 Door Bas Bakx & Coen van der Zande

2011

Gymnasium Juvenaat H. Hart Pater Dehonlaan 63 4600 AT BERGEN OP ZOOM Begeleider: Dhr. B. Blok Profiel: Natuur & Techniek; Natuur & Gezondheid

Een project over nuttig energiegebruik in Kisozi. In dit project is een methode samengesteld en onderzocht om energie te winnen in Kisozi, een klein dorpje gelegen in Uganda.

Inhoud Hoofdstuk1: Inleiding ....................................................................................................................... 5 Hoofdstuk 2: Informatie over Uganda, het Kamuli district, Kisozi, HAU en ons project........................ 7 2.1 Uganda .............................................................................................................................................. 7 2.1.1 Algemene informatie .................................................................................................................. 7 2.1.2 Politiek ........................................................................................................................................ 7 2.1.3 Economie .................................................................................................................................... 7 2.2 Het Kamuli district ............................................................................................................................. 8 2.2.1 Algemene informatie .................................................................................................................. 8 2.2.2 Economische situatie .................................................................................................................. 8 2.3 Kisozi .................................................................................................................................................. 8 2.3.1 Algemene informatie .................................................................................................................. 8 2.4 Hope Alive Uganda ............................................................................................................................ 9 2.4.1 HIV/Aids informatie centrum ..................................................................................................... 9 2.4.2 Hopepads .................................................................................................................................... 9 2.4.3 Waterput in Bukyatifu ................................................................................................................ 9 2.4.4 Veeteelt en landbouw project .................................................................................................... 9 2.5 Ons project ...................................................................................................................................... 10 2.5.1 Worldschool .............................................................................................................................. 10 2.5.2 ‘Can goats be used as an energy source?’ ................................................................................ 10 Hoofdstuk 3: Interview met Esther Haaisma ................................................................................... 11 3.1 Inleidende vragen ............................................................................................................................ 11 3.2 Vragen betrokken op ons project .................................................................................................... 12 Hoofdstuk 4: Mest; verbranden of vergisten? ................................................................................. 13 4.1 Verbranden...................................................................................................................................... 13 4.1.1 Theorie ...................................................................................................................................... 13 4.2 Vergisting ......................................................................................................................................... 15 4.2.1 Alcoholische vergisting ............................................................................................................. 15 4.2.2 Mestvergisting .......................................................................................................................... 15 4.2.3 Methode 1: Pyrolyse ................................................................................................................. 15 4.2.4 Methode 2: Het Carbo-V®-proces ............................................................................................ 16 4.2.5 Methode 3: Hydro Thermal Upgrading .................................................................................... 16 4.2.6 Methode 4: Natte vergisting..................................................................................................... 17 4.2.7 Methode 5: Droge vergisting .................................................................................................... 17 4.2.8 Onze keuze................................................................................................................................ 17

2

Hoofdstuk 5: Ons experiment ......................................................................................................... 18 5.1 Theorie............................................................................................................................................. 18 5.1.1 Natte vergisting ........................................................................................................................ 18 5.1.2 Economische voordelen............................................................................................................ 19 5.2 Experiment 1 ................................................................................................................................... 19 5.2.1 Hypothese ................................................................................................................................. 20 5.2.2: De proefopstelling ................................................................................................................... 20 5.2.3: De proefresultaten .................................................................................................................. 25 5.4 Experiment 2 ................................................................................................................................... 26 5.4.1 Hypothese ................................................................................................................................. 26 5.4.2 De proefopstelling .................................................................................................................... 26 5.4.3 De proefresultaten.................................................................................................................... 28 5.4 Evaluatie .......................................................................................................................................... 31 Hoofdstuk 6: Is het biogas de oplossing voor het elektriciteitsprobleem? ........................................ 32 6.1 Voordelen ........................................................................................................................................ 32 6.1.1 ‘ Het is goedkoop’: Economisch voordeel................................................................................. 32 6.1.2 ‘ Het is gemakkelijk uit te voeren’: Efficiëntie .......................................................................... 32 6.1.3 ‘Er valt veel op te variëren’: Breed spectrum ........................................................................... 34 6.1.4 ‘Met gas kan ontzettend veel’: Vele mogelijkheden ................................................................ 34 6.1.5 ‘Gas kan opgeslagen worden’: Gas wanneer je het nodig hebt ............................................... 34 6.2 Nadelen ........................................................................................................................................... 35 6.2.1 ‘Er is veel verse mest nodig’: Mest tekort ................................................................................ 35 6.2.2 ‘Veel water zal moeten worden gebruikt’: Drinkwater tekort ................................................. 35 6.2.3 ‘De installaties moeten eerst ook gebouwd worden’: Geld en technologie probleem ........... 35 6.2.4 ‘Langzaam proces’: niet goed in te zetten in noodgevallen ..................................................... 36 6.2.5 ‘Hoge temperaturen’ ................................................................................................................ 36 6.3 Conclusie ......................................................................................................................................... 36 Hoofdstuk 7: Biogas inzetten of omzetten....................................................................................... 37 7.1: Biogas inzetten ............................................................................................................................... 37 7.1.1 Koken op gas ............................................................................................................................. 37 7.1.2 Licht door gas ............................................................................................................................ 37 7.1.3 Andere gebruiken ..................................................................................................................... 37 7.2 Biogas omzetten .............................................................................................................................. 38 7.2.1 Remeha HRe-ketel .................................................................................................................... 38 7.2.2 Stirlingmotor ............................................................................................................................. 39 7.2.3 Generator ombouwen .............................................................................................................. 39 7.3 Conclusie ......................................................................................................................................... 39 Hoofdstuk 8: Implementatie in Kisozi ............................................................................................. 40

3

8.1 Eén geit t/m 96 geiten ..................................................................................................................... 40 8.2 Duur van het vergistingsproces ....................................................................................................... 40 8.3 Goedkope installatie(s).................................................................................................................... 41 8.4 Constante temperatuur ................................................................................................................... 43 8.5 Bewaren van het ontstane gas ........................................................................................................ 43 8.6 Hoe een dergelijke installatie er uit komt te zien in Kisozi ............................................................. 44 8.6.1 De plaats ................................................................................................................................... 44 8.6.2 De ruimte .................................................................................................................................. 44 Hoofdstuk 9: Algemene conclusie ................................................................................................... 46 9.1

Wat is de meest effectieve manier om geitenmest om te zetten in energie? ............................ 46

9.2

Hoe verzamelen we de biomassa/hoe bewaren we de biomassa .............................................. 46

9.3

Wat is het meest effectief: Elektrische energie vervangen of opwekken? ................................. 46

9.4

Hoeveel elektrische apparaten kunnen worden vervangen door gas? ....................................... 47

9.5 Kisozi?

Hoofdvraag: Hoe zou een door biomassa aangedreven energietoevoer er uit kunnen zien in 47

Hoofdstuk 10: Bronnenlijst & Bijlagen ............................................................................................ 48 10.1 Bronnenlijst ................................................................................................................................... 48 10.2 Bijlagen .......................................................................................................................................... 49 10.2.1 Logboek................................................................................................................................... 49 10.2.2 Formulier plan van aanpak ..................................................................................................... 52 10.2.3 Antwoorden op vragen ........................................................................................................... 53 10.2.4 Dankbetuiging ......................................................................................................................... 60 10.2.5 PDF-bestanden........................................................................................................................ 60

4

Hoofdstuk1: Inleiding In Kisozi (Uganda) krijgen gezinnen, dankzij de stichting Hope Alive Uganda, een geit. Deze geit levert onder andere voedsel, maar ook energie. Wij houden ons in dit profielwerkstuk bezig met de manier waarop wij op een nuttige manier energie uit de biomassa van deze geiten kunnen halen, zodat deze energie kan worden gebruikt in het dorpje Kisozi. Daarom leidt onze onderzoeksvraag als volgt: Hoe zou een door biomassa aangedreven energie toevoer er uit kunnen zien in Kisozi? Bij deze onderzoeksvraag hebben wij enkele deelvragen gesteld, die tot een duidelijker antwoord leiden van de onderzoeksvraag: 1. 2. 3. 4.

Wat is de meest effectieve manier om geitenmest om te zetten in energie? Hoe verzamelen we de biomassa/hoe bewaren we de biomassa Wat is het meest effectief: Elektrische energie vervangen of opwekken? Hoeveel elektrische apparaten kunnen worden vervangen door gas?

Om al deze vragen te kunnen beantwoorden, hebben wij het profielwerkstuk als volgt ingedeeld: Hoofdstuk 2; Informatie over Uganda, het Kamuli district, Kisozi, Hope Alive Uganda en ons project. In dit hoofdstuk zal er veel informatie verschaft worden over Uganda, waarbij wordt ingezoomd op het Kamuli district (de ‘provincie’ waar Kisozi in ligt) en uiteraard op Kisozi zelf. Vervolgens zullen wij ook uitleggen wat de stichting Hope Alive Uganda doet, gezien het feit dat daar ons project vandaan komt, en uiteindelijk zullen wij uitleggen wat ons project nu precies inhoudt. Hoofdstuk 3; Interview met Esther Haaisma: Voor dit hoofdstuk hebben wij een interview gehouden met Esther Haaisma over Kisozi. Het interview bevat enkele vragen waarbij antwoorden zijn gegeven die van toepassing zijn op ons project. De informatie die in dit hoofdstuk is gegeven is daarom ook nuttig besteed. Hoofdstuk 4; Mest, verbranden of vergisten?: In dit hoofdstuk zal worden besproken welke methodes er bestaan voor het energie winnen uit mest. Tevens zal daarbij worden besproken welke methodes daar weer onder zijn verdeeld. Ook bespreken wij in dit hoofdstuk onze uiteindelijke methode waarmee wij ons experiment gaan uitvoeren, waarbij ook de redenen zullen worden gegeven waarom wij dat doen. Hoofdstuk 5; Ons experiment: In dit hoofdstuk zal het experiment worden besproken dat wij hebben uitgevoerd. Als eerst zal de achterliggende theorie kort worden besproken, vervolgens de proefopstelling en daarna het uiteindelijke uitgevoerde experiment met de bijbehorende resultaten. Tenslotte zal de evaluatie worden besproken, waarbij onder andere wordt uitgelegd met welke factoren wij geen rekening hebben gehouden etc. Hoofdstuk 6; Is het biogas de oplossing voor het elektriciteitsprobleem?: In dit hoofdstuk zullen de voor- en nadelen van ons experiment worden toegelicht, en de uiteindelijke conclusie of dat het biogas de oplossing is voor het elektriciteitsprobleem. Hoofdstuk 7; Biogas omzetten of omzetten: In dit hoofdstuk zal worden besproken of het verstandig is om het biogas in te zetten, of om het biogas om te zetten naar elektriciteit, en dat in te zetten.

5

Hoofdstuk 8; Implementatie in Kisozi: In dit hoofdstuk zal worden besproken hoe ons project kan worden ingezet in Kisozi. De daarbij behorende factoren zullen daarom naar voren worden gehaald. Hoofdstuk 9; Algemene conclusie: In dit hoofdstuk zullen de antwoorden op de deelvragen en de hoofdvraag worden gegeven. Als er al vaker is geantwoord op een bepaalde vraag in de voorgaande teksten, zal hiernaar worden verwijst. Hoofdstuk 10; Bronnenlijst & Bijlagen: Mochten er nog bronnen zijn die niet zijn aangegeven in de tekst zelf, dan zullen deze worden genoemd in dit hoofdstuk. Bovendien zullen ook alle bijlagen in dit hoofdstuk worden getoond, die voor ons van nut zijn geweest met betrekking op ons project. De hoofdstukken bestaan uit een duidelijke indeling. Per hoofdstuk zullen er hoofdkoppen zijn met daarop informerende titels, zodat u duidelijk weet wat u zult gaan lezen. De hoofdkoppen kunnen verdeeld zijn in subkoppen (paragrafen), die tevens worden ingeleid met een informerende titel, ten aanzien van het leesgemak. De auteurs: Bas Bakx & Coen van der Zande

6

Hoofdstuk 2: Informatie over Uganda, het Kamuli district, Kisozi, HAU en ons project. 2.1 Uganda 2.1.1 Algemene informatie Uganda is een land dat op de evenaar ligt in Oost – Afrika. Uganda is een republiek die is onderverdeeld in 77 districten. Het land werd op 9 oktober 1962 onafhankelijk van het Verenigd Koninkrijk, en het ontleend zijn naam aan het koninkrijk Buganda. Uganda telt momenteel 32,4 miljoen inwoners. 84% Van Uganda is christen en een klein deel (12%) is moslim, en een zeer klein deel (3,2%) heeft de traditionele religies behouden. Het kleinste gedeelte (0,8%) is niet-gelovig. Uganda bedraagt een oppervlakte van 236.040 vierkante kilometer, en is daarmee 7 keer zo groot als Nederland. Het land kent elf verschillende inheemse bevolkingsgroepen: Baganda 17%, Karamojong 12%, Basogo 8%, Iteso 8%, Langi 6%, Ruanda 6%, Bagisu 5%, Acholi 4%, Lugbara 3%, Bunyoro 3% en Batobo 3%. 62% kan lezen en schrijven, onderverdeeld in sekse is dat 73% van alle mannen en 50% van alle vrouwen.

2.1.2 Politiek De 'Afrikaanse democratie' (die dus ook in Uganda geldt) wordt ook wel een 'geen partijensysteem' genoemd. De National Resitance Movement, of kortweg de Movement, heeft deze partijen vervangen. In feite is iedereen vrij om mee te doen aan de verkiezingen. Politieke partijen zijn niet verboden, maar partijpolitieke activiteiten wel. De kandidaten worden gekozen door het volk zelf, maar niet namens een politieke partij (dit heet 'upon personal merit'). Alle gekozen leiders, van decentraal niveau, worden automatisch lid van de Movement. Het idee van president Museveni was dat hiermee automatisch de politieke kleur zou wegvallen. De keuze voor de Movement, is naar de hand van Museveni gezet, omdat de geschiedenis van Uganda leert dat, zodra een leider gekozen is, automatisch de andere kandidaten en eventuele politieke partijen worden onderdrukt (vaak met behulp van geweld). Door een gekozen kandidaat automatisch lid te maken van de Movement, heeft deze een bepaalde politieke grens gekregen. De oppositie claimt dat de Movement eigenlijk één grote politieke partij is, en dat daardoor Uganda een 'eenpartijstaat' is geworden. Vaak presenteren de oppositie partijen zich niet als serieuze actoren met een weloverwogen plan, dus meestal worden deze claims al snel teniet gedaan. Museveni wint met de verkiezingen vaak een groot deel van de stemmen, en sinds zijn nieuwe beleid is het in de politiek van (o.a.) Uganda een veel rustiger klimaat geworden, ondanks alle kritiek die op het systeem wordt afgevuurd

2.1.3 Economie Het macro-economisch beleid van de Oegandese overheid is solide en wordt al jaren geprezen door de internationale donorgemeenschap. Het inflatiecijfer is in 2001 onder de 5% gebleven, en de economische groei schommelt al jaren rond de 6%. De achilleshiel van de economische sector zit hem in de agrarische cultuur en economie, en daarmee vooral de koffie-industrie. De totale export van koffie is circa 40%. De laatste jaren is de koffieprijs scherp gedaald (met 30%) en dus een groot probleem voor Uganda. Tevens is een ander groot probleem het BBP. De overheidsinkomsten als percentage van het BBP bedragen nog geen 12%, wat zelfs voor het Afrikaanse perspectief uiterst mager is, daarbij opgeteld dat circa 50% van de overheidsuitgave komt van donorgelden. Verhoging van de belastinginkomst staan op de agenda, maar dat blijkt in de praktijk moeilijk realiseerbaar, gezien het feit dat het inkomen van de gemiddelde Oegandees al zeer laag is. Alles daarbovenop heeft de Oegandese overheid ook nog eens een staatsschuld van 75% die moet worden afgelost in 26 jaar (waarvan nu dus al ongeveer 20 jaar verstreken is).

7

2.2 Het Kamuli district 2.2.1 Algemene informatie Het Kamuli district is een district gelegen in Oost – Uganda. In december 2002 hing het aantal inwoners rond de 712.000, waarvan er ongeveer 236 inwoners/km2 wonen. Het inwoner aantal groeit met ongeveer 5,1% per jaar (wat betekent dat het inwoner aantal nu rond de 800.000 inwoners zou moeten hangen), maar in 2006 scheidde het Kaliro district zich van het Kamuli district om zo een eigen staat te vormen, wat het inwoner aantal terugbracht tot rond de 650.000. In 2010 scheidde het Buyende district zich ook van het Kamuli district, om ook een eigen staat te vormen, wat het inwoner aantal van Kamuli terugbracht tot rond de 550.000 inwoners.

2.2.2 Economische situatie Over de economische activiteiten in het Kamuli district is niet zo veel te zeggen. Toch is het handig om de informatie die er wel is te delen. De grootste activiteit bestaat uit vissen (in de rivier de Nijl), en de landbouw. Op de landbouw worden voornamelijk verschillende groenten, koffiebonen, en cacao geteeld. Qua veeteelt worden er vooral geiten, schapen en kippen gehouden. Wat ook veel wordt gedaan in het Kamuli district is het houden van bijen, voor de productie van honing. De producten worden vooral gebruikt voor de export, en nauwelijks voor eigen gebruik. De boeren in Kamuli moeten het vooral hebben van het handelen en het ruilen, en niet zozeer van de producten van henzelf. Kamuli is geen rijk district, maar juist vrij arm, en behoort dus tot een van de (vele) arme gedeeltes van Uganda

2.3 Kisozi 2.3.1 Algemene informatie Het inwoner aantal van Kisozi bedraagt ongeveer 7500 – 8000 inwoners. Er zijn een aantal dingen duidelijk uit de video’s die wij hebben bemachtigd. Als eerst is de grootste bezigheid in Kisozi vissen (ongeveer 60%). Het dorp ligt namelijk maar een paar kilometer van de Nijl vandaan, en vis is een veel gebruikte handelswaar. Echter loopt de visvangst niet storm, en zijn de inkomsten dus niet hoog. Als tweede: Het dorp is klein, er is maar één grote hoofdstraat die drukbezocht wordt, en verder is het alleen platteland. Kisozi is wel groot, maar bestaat voornamelijk uit platteland waar verschillende groenten, koffie e.d. worden verbouwd, waardoor het dorp zelf er klein is. Er zijn nu 76 geiten aanwezig in Kisozi, maar er zal nog een extra stal worden bijgebouwd waardoor dit aantal zal toenemen naar 96. Verder worden er qua vee enkele kippen, koeien en schapen gehouden.

8

2.4 Hope Alive Uganda Hope Alive Uganda (HAU) is de organisatie achter ons project, het is een non-profit organisatie onder leiding van Eddy Kiirya Mpoya en Esther Haaisma. Sinds 2005 (sinds 2008 officieel) werkt HAU aan het verbeteren van leefomstandigheden in Uganda. De focus ligt in Kisozi, waar ook onze bevindingen in dit werkstuk toegepast kunnen gaan worden, maar recentelijk ook in Jinja. HAU gebruikt allerlei methodes om informatie te vergaren die gebruikt kan worden om hun projecten in Uganda te vorderen, waaronder professionals maar bijvoorbeeld ook studenten zoals wij. Onder de projecten waar HAU op dit moment aan werkt zijn een kleermaker, een HIV/AIDS informatiecentrum, een medisch centrum en een geitenproject (veeteelt- en landbouwproject) waar wij voornamelijk in geïnteresseerd zijn. In de volgende subkoppen zullen deze alternatieve onderwerpen kort worden toegelicht.

2.4.1 HIV/Aids informatie centrum Op 28 januari 2011 is in Kisozi een HIV/Aids informatie centrum geopend. Dokter Ibrahim Kalinaki is verantwoordelijk voor de totale organisatie van workshops voor jongeren in het basis- en middelbaar onderwijs en workshops voor de gemeenschap. Dit informatie centrum is opgericht met de bedoeling zowel jongeren als volwassenen in te lichten over seksueel overdraagbare aandoeningen. Ook wordt er informatie gegeven voor de mensen die bevangen zijn door deze ziekte, en wordt er o.a. medicatie voorgeschreven, en manieren gegeven waarop er met deze ziekte kan worden omgegaan. Mensen kunnen vanuit dit centrum worden doorgestuurd naar het E & E medical centre voor eventuele medische behandelingen, en naar sociale werkers voor counseling. Men hoopt via dit informatie centrum mensen voldoende voorlichting te geven over deze ziekte, en het zo helpen te voorkomen.

2.4.2 Hopepads Hopepads is een project dat zich richt op de ontwikkeling van vrouwen. Door middel van verscheidene trainingen is het de bedoeling dat vrouwen in Kisozi onafhankelijk kunnen worden van hun maandelijkse periode. Bovendien geeft dit project toegang tot betaalbaar en hygiënisch maandverband. Bovendien zijn deze hopepads opnieuw te gebruiken.

2.4.3 Waterput in Bukyatifu Vrouwen en kinderen in Bukyatifu moesten mijlenver lopen naar de dichtstbijzijnde waterput. Hope Alive Uganda heeft ervoor gezorgd dat er in dit dorp toegang is tot schoon drinkwater. In maart 2011 is de bouw van de waterput in Bukyatifu afgerond. Bovendien is er voorlichting gegeven over het belang van schoon drinkwater.

2.4.4 Veeteelt en landbouw project Dit project is een inkomsten genererend project voor jongens tussen de 16 en 20 jaar. De jongens krijgen hier professionele begeleiding die hun leert omgaan met de landbouw en de veeteelt. Enkele aspecten zijn: het fokken van koeien, de verkoop van melk, contact met groothandelaren, etc. Het is van groot belang dat de toekomst leert op het land te werken en leert handelen, aangezien dit het grootste gedeelte van de inkomsten is in Uganda. Het project is vooral bedoeld voor jongens die op het randje van de criminaliteit hangen, door bijvoorbeeld de grote hoeveelheid aan werkeloosheid.

9

2.5 Ons project 2.5.1 Worldschool Er is via Worldschool aan ons gevraagd of wij aan dit project zouden willen deelnemen. Worldschool is een organisatie, speciaal opgezet voor mensen die een onderwerp zoeken voor bijvoorbeeld een profielwerkstuk, zoals wij. Worldschool heeft verschillende onderwerpen tot zijn beschikking, die voornamelijk te maken hebben met het bieden van hulp in ontwikkelingslanden. Als je een profielwerkstuk schrijft met als onderwerp iets dat van Worldschool komt, betekent dat dat het mogelijk is dat het profielwerkstuk kan worden toegepast in de realiteit. Worldschool legt namelijk een probleem voor, en het is de taak van de mensen die het project opschrijven, dit probleem op te lossen. Als dit probleem ook daadwerkelijk opgelost kan worden, kan het dus ook echt worden toegepast op de realiteit. Wij hebben het onderwerp gekozen of het mogelijk is Kisozi van energie te voorzien, gehaald uit de geitenmest waarvan ze daar een teveel van hebben.

2.5.2 ‘Can goats be used as an energy source?’ Het project dat wij gekozen hebben, gaat over het energie halen uit geitenmest. In Kisozi hebben ze namelijk een probleem. Dat probleem houdt in dat regelmatig in Kisozi de stroom uitvalt door een slechte elektriciteitscentrale. Helaas is het te duur om deze te laten renoveren of te slopen en daarna te herbouwen. Daarom is gevraagd of het mogelijk is dat er een oplossing kan worden gezocht naar dit energie probleem. Nu heeft de stichting Hope Alive Uganda het fonds opgericht dat er een aantal geiten zijn gedoneerd aan gezinnen in Kisozi. Deze geiten leveren voedselvoorraden zoals melk e.d. Deze geiten leveren ook mest, waar nu vrijwel niets mee wordt gedaan. Er is namelijk al genoeg mest voor de op de akkers. Nu is dus aan ons gevraagd of wij op een nuttige manier deze geitenmest kunnen gebruiken, zodat de energievoorraad geen probleem meer vormt. Als de stroom dus weer uitvalt in de energiecentrale, kan deze tijdig worden overgenomen door de energie uit geitenmest. Dat is het doel dat aan ons gevraagd is te bereiken, en waar wij in dit project onze aandacht aan zullen gaan besteden. U zult dus bij het lezen van dit verslag informatie vergaren over wat ons idee is van het nuttigst gebruiken van de energie die geiten leveren.

10

Hoofdstuk 3: Interview met Esther Haaisma Esther Haaisma is een van de grondleggers van de stichting Hope Alive Uganda, en daarom hebben wij enkele vragen aan haar gesteld die van nut zouden kunnen zijn op ons project:

3.1 Inleidende vragen 

Hoe lang bent u al bezig in Uganda?

Wij werken samen sinds 2008, dus we werken bijna 4 jaar samen. 

Hoe vaak bent u al in Uganda geweest?

Ik ben in 2009 voor het eerst naar Uganda geweest en ik ben inmiddels ruim 8 keer in Uganda geweest. 

Hoe bent u in contact gekomen met Hope Alive Uganda?

Ik werkte in 2008 bij Vluchtelingenwerk en wilde graag vrijwilligerswerk doen voor de doelgroep waar ik bij Vluchtelingenwerk voor werkte. Toen kwam ik terecht bij Nabuur1 waar ontwikkelingsprojecten een projectpagina hebben en zij taken/vragen kunnen plaatsen waar mensen bij kunnen helpen. Ik ontmoette Eddy daar die daar een projectpagina voor het dorp Kisozi had. Eddy begon net met zijn werk en ik ben met kleine dingen begonnen zoals een website etc. Uiteindelijk zijn we gaan samenwerken, werden we samen Hope Alive Uganda in Uganda en Nederland. Ik kon natuurlijk niet in Nederland blijven praten over iets wat ik in Uganda nooit had gezien en daarom ben ik naar Uganda gegaan in 2009. Sindsdien ben ik vele malen teruggeweest om projecten op te zetten daar. We hebben steun van vele organisaties gekregen zoals Impulsis, Oxfam, Cordaid etc. En we hebben Hope Alive Uganda kunnen maken tot wat het nu is, met vele projecten op het gebied van training en werkvoorziening. 

Waarom hebt u ervoor gekozen in Kisozi hulp te verlenen?

Eddy, degene met wie ik samen Hope Alive Uganda leidt, komt zelf uit Kisozi en via hem ben ik daar terechtgekomen. 

Is het vrijwilligers werk, zo ja, hoe lang doet u dit vrijwilligerswerk al?

Voor mij is het vrijwilligerswerk, ik verdien niets aan Hope Alive Uganda. Eddy is inmiddels in dienst van Hope Alive Uganda. Ik doe dit dus inmiddels ongeveer 4 jaar en het meeste geld dat binnenkomt via partners, sponsors, donors enz. gaat naar de projecten in Uganda. We hebben in Nederland wel te maken met accountantskosten, bankkosten en bijv. drukwerk. 

Hoe bent u in contact gekomen met Worldschool?

In 2009-2010 kwamen wij via Nabuur in contact met de Worldschool. Inmiddels zijn we niet meer zo actief op Nabuur, maar staat onze eigen stichting en het werk in Uganda centraal. Maar omdat we het ontzettend leuk vonden om met leerlingen te werken en de leerlingen geweldig materiaal maakten dat echt bruikbaar was wilden we dit zelf voortzetten. We vinden het belangrijk dat jeugd daadwerkelijk iets kunnen betekenen voor mensen in Afrika en dat wordt heel toegankelijk omdat wij een kleine stichting zijn en makkelijker te benaderen zijn dan hele grote organisaties. Begin 2011 heb ik de Worldschool zelf benaderd en een aantal projecten voorgedragen die geschikt zijn voor leerlingen om onderzoek te doen, materiaal te maken en hun profielwerkstuk voor te maken. En ook na 2012 willen we hier mee doorgaan.

1

www.nabuur.com

11

3.2 Vragen betrokken op ons project 

Waarom hebt u aan ons deze vraag gesteld (over het elektriciteitsprobleem in Uganda?)

Problemen met elektriciteit zijn een groot probleem in heel Uganda. Stroom ligt er meer uit dan het beschikbaar is. De regering verzuimt al jarenlang te investeren in dit probleem. Toch zijn er manieren en ook op milieuvriendelijke wijze, om op kleine schaal iets aan het probleem te doen waardoor er toch elektriciteit opgewekt kan worden. Wij hopen dat wij in Kisozi dit kunnen toepassen. 

Hoe ziet de elektriciteitscentrale eruit?

Er is geen elektriciteitscentrale in Kisozi. 

Waardoor zijn er zoveel problemen met deze centrale?

Het probleem ligt niet bij een elektriciteitscentrale, het probleem speelt in heel Uganda. Vandaag (25 december) stond er nog een leuk berichtje over in de krant: http://www.telegraaf.nl/buitenland/11187010/__Sprinkhanen_duurder__.html http://frontpage.fok.nl/nieuws/480084/1/1/100/prijs-sprinkhanen-explodeert.html Zelf hebben we sinds augustus een kantoor in Jinja, wat een stad is. Maar ook daar is stroom continu uit. Vandaar dat het voor mij soms heel lastig is om contact te leggen vanuit Nederland met Uganda. Het elektriciteitsprobleem is een structureel probleem in heel Uganda dat komt omdat de regering in Uganda niet investeert in goede centrales etc. 

Hoeveel geld is er ongeveer beschikbaar voor het uitvoeren van ons project?

Op dit moment hebben wij als stichting nog geen geld beschikbaar. Wij wachten eerst totdat het plan van de Worldschool af is. Daarna kunnen wij daarmee naar bv. Impulsis of Oxfam stappen en een plan voor ondersteuning indienen. Op voorwaarde natuurlijk dat daar een goede gedachte en redelijk plan van slagen achter zit. We wachten dus totdat we weten welk plan of idee de Worldschool groepen hebben bedacht en dan gaan we bekijken of dat realistisch en uitvoerbaar is. Vervolgens kan ik een projectplan voor ondersteuning schrijven. 

Buiten geiten, is er nog ander vee in Kisozi? Zo ja, wat voor vee?

Ja, koeien. 

Wat vinden de mensen in Kisozi er van om met mest te werken?

Dat is voor hen iets nieuws, omdat zij dit nog niet eerder hebben gedaan. Maar het is wel erg interessant voor hen en ook om daar training in te krijgen en dit uit te proberen. Er zal een nieuwe wereld opengaan daar. 

Zijn er nog andere middelen bedacht voor het oplossen van het elektriciteitsprobleem?

Men kent alleen zonnepanelen. Maar niet bv. het opwekken van energie uit mest. 

Hoe zit het met de infrastructuur in Kisozi rond het elektriciteitsnet (kwaliteit van de kabels etc.)?

12

De elektriciteitskabels lopen bovengronds. De kwaliteit is niet goed. Het kan gebeuren dat er aan die palen geprutst wordt en dat daardoor regelmatig de stroom uitvalt. De palen lopen door tot Kenia. Als er ergens iets gebeurt, zit meteen ook een groot gebied zonder stroom en kan het zelfs dagen duren voordat de problemen zijn opgelost.

Hoofdstuk 4: Mest; verbranden of vergisten? 4.1 Verbranden 4.1.1 Theorie Het doel van het verbranden van mest is het winnen van energie en het vernietigen van de organische stof en de stikstof in mest. Daarbij kan dit in diverse vormen worden uitgevoerd:   

Roosteroven; de brandstof rust op een luchtdoorlatend rooster; Wervelbedoven; verbranding vindt plaats in een zandbed dat door middel van het doorblazen van lucht in turbulentie verkeert; Pyrolyseproces; het materiaal wordt zonder zuurstoftoevoeging blootgesteld aan een temperatuur van 400-1.000 °C. Er vindt dan ontleding plaats van de organische stof in gas, olie, teer, koolachtig materiaal en water. Vervolgens worden de gasvormige componenten verbrand (Van Doorn, 1993).

De belangrijkste methodes hier zijn terug te vinden in Engeland. De firma Fibrowatt verwerkt ongeveer 750.000 ton kippenmest wat 64,7 megawatt aan hernieuwbare energie oplevert. Voor de verbranding worden roosterovens gebruikt die ook worden gebruikt voor de verbranding van huisvuil en gemeengoed. Dit is dus een al eerder toegepaste techniek. Voor de eigenlijke verbranding zijn geen hulpstoffen nodig. Bij de rookgasreiniging kunnen toeslagstoffen zoals kool, kalk en ammoniak nodig zijn, afhankelijk van het reinigingssysteem en de rookgaseisen. Deze toeslagstoffen kunnen leiden tot het vrijkomen van assen die als chemisch afval moeten worden bestempeld. De verbrandingsassen bestaan uit de oorspronkelijke mest droge stof minus de organische stof en de stikstof en zijn dus rijk aan P en K. Een typische samenstelling na verbranden is 140 mg/kg N, 213 g/kg P2O5, 32 g/kg K en 99,8 % droge stof (Bart Adams, persoonlijke mededeling). Er zijn indicaties dat de fosfaat door het verbrandingsproces minder goed opneembaar is, wat bij direct gebruik als meststof een nadeel kan zijn, wellicht geldt dit niet of minder voor pyrolyse-as. In tabel 1 is de samenstelling van het rookgas van enkele verbrandingsinstallaties opgenomen samen met de maximaal in de vergunning toegestane waarden. Geen enkele van de besproken installaties voldoet aan de emissiegrenswaarden opgelegd door Vlarem II, verdere investeringen in nazuivering van de rookgassen is dus noodzakelijk. (vb. gaswassers, actieve kool, etc.)

13

2

Legenda: 1) 273 °K; 101,3 kPa; 11% O2; droog gas 2) Dagnall, 1994, de opnieuw gemeten waarden staan tussen haakjes 3) Energy Power Resources, de opgegeven waarden zijn de vooropgestelde normen 4) Vlarem 2 art 5.2.3.3.4. en 5.28.3.5. 5) Biocalor, Data proefmeting (23/03/2000), het rookgas gaat door de droger en een stoffilter 6) Huidige limiet; Fibrowatt werkt toe naar limiet 100 mg/Nm3

2

Bron: http://www.emis.vito.be/afss/fiches/technieken/MEST%20-%20verbranden.pdf

14

4.2 Vergisting 4.2.1 Alcoholische vergisting Alcoholische vergisting is een vergistingsproces waarbij glucose in ethanol (alcohol) en koolstofdioxide (CO2) wordt omgezet. Dit proces verloopt anaeroob, dat wil zeggen dat er geen zuurstof aanwezig is en dat er een andere elektronenacceptor aanwezig is. De bruto vergelijking van de anaerobe afbraak van glucose naar EtOH is:

Pi staat hier voor "inorganic phosphate" dit is eigenlijk het mono-waterstoffosfaat ion (HPO42-) Alcoholische vergisting is een vergistingsproces die het meeste voorkomt. Voor deze reactie is (zoals te zien in bovenstaande afbeelding) ATP nodig. ATP is een energie dragend molecuul die normaal gesproken wordt gevormd bij de aerobe afbraak van glucose. Ook spieren ondervinden gistingsprocessen. Als spieren meer energie opwekken dan de aanwezige zuurstof toelaat, wordt er overgegaan op melkzuurgisting. Dit is ook een anaeroob proces. Wanneer er weer genoeg zuurstof aanwezig is, wordt het gevormde melkzuur omgezet in glucose. 3

4.2.2 Mestvergisting Deze vergisting is de vergisting die draait om ons onderzoek, namelijk de vergisting van mest. (Verschillende soorten) biomassa wordt/worden bij elkaar gevoegd. Hierna volgt er een proces waarbij bepaalde gassen vrijkomen. Deze gassen kunnen worden gebruikt, of worden omgezet in elektrische energie, waarna deze elektrische energie kan worden gebruikt. Voor deze soort vergisting zijn verschillende methoden mogelijk, die soms zowel voor alcoholische vergisting en mestvergisting gelden, als alleen voor mestvergisting.

4.2.3 Methode 1: Pyrolyse Pyrolyse is het verhitten van bepaalde stoffen waardoor het gaat vergisten. Je haalt namelijk de stoffen uit elkaar (je ‘breekt’ ze) door verhitting, waardoor de stoffen ontleden en er dus een gistingsproces in gang wordt gezet. Hiervoor is uiteraard veel warmte nodig (vanaf ongeveer 300 graden Celsius).Deze verhitting kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd door de mest in een soort pan te stoppen en deze te verhitten. Dit moet echter op erg hoge temperatuur, en het is niet bepaald efficiënt. Deze manier wordt daarom ook niet vaak toegepast, alleen in bijvoorbeeld noodsituaties, of situaties waar veel hitte nuttig kan worden gebruikt. 4

3 4

Bron: http://nl.wikipedia.org/wiki/Gisting Bron: http://nl.wikipedia.org/wiki/Pyrolyse

15

4.2.4 Methode 2: Het Carbo-V®-proces Het Carbo-V-proces komt ongeveer op hetzelfde neer als pyrolyse, namelijk verhitting. Maar het CarboV-proces is iets gespecificeerder. Het proces verloopt namelijk in 2 stappen:  

In de eerste stap wordt bij ongeveer 450 °C de biomassa omgezet in cokes en een teerhoudend gas. Vervolgens wordt de cokes gemalen. In de tweede stap wordt bij ongeveer 1500 °C het teerhoudende gas omgezet in een gas dat bestaat uit kleinere moleculen. Dit gas wordt gebruikt voor het verhitten van de gemalen cokes, waardoor deze ook omgezet wordt in gas. Na het zuiveren van dit gas is het vergelijkbaar met synthesegas.

Voor dit proces is dus ook veel hitte nodig, en dus veel energie. Het is efficiënter dan pyrolyse, maar nog steeds niet bepaald voordelig.

4.2.5 Methode 3: Hydro Thermal Upgrading Hydro Thermal Upgrading is iets anders dan het Carbo-V-proces en pyrolyse. Bij dit proces wordt namelijk biomassa gerecycled en omgezet in olie. Deze olie heeft echter een veel hogere energiedichtheid dan de oorspronkelijke biomassa: de calorische waarde ligt zo rond de 30 Gigajoule per ton. Echter is voor dit proces ook een hoge temperatuur nodig, en een hoge druk. De reactie vindt plaats in aanwezigheid van water en zuurstofgas bij een hoge temperatuur (330 graden Celsius) en druk (150-180 bar). Doordat droging niet noodzakelijk is, is het proces geschikt voor de verwerking van reststromen van zowel natte als droge biomassa. Het thermische rendement van dit proces ligt tussen de 75 en 85 procent. De biomassa wordt voorbehandeld, waarbij er eventueel water en zuurstof aan wordt toegevoegd, waardoor het HTU proces makkelijker verloopt. In een volgende stap wordt de druk verhoogd naar 150 – 180 bar. In de reactor ontstaat er vervolgens onder een temperatuur van 330 graden Celsius een vloeibaar koolwaterstof product. Tijdens de reactie ontstaat CO2 welke wordt verwijderd uit het mengsel. Bovendien zal het mengsel depolymeriseren. In de volgende fase van het proces daalt de temperatuur weer naar een temperatuur van 206 graden Celsius, voordat het in de scheider terecht komt. Daar wordt het water van het product gescheiden, waardoor biocrude overblijft. Dit proces verloopt ongeveer in 15 minuten van de biomassa tot aan de biocrude. Uiteindelijk kan de biocrude ook nog gescheiden worden in een lichte schone fractie (LCR), en een vaste zware fractie (HCR). De LCR kan daarna nog verder worden gepromoveerd door middel van een hydrodeoxygeneratie proces in een transportbrandstof, de HTU-diesel. Ook kan door dit proces vliegtuigbrandstof worden gemaakt, of een ethyleenkraakgrondstof. De HCR kan direct gemengd worden met kolen om daarmee omgezet te worden in elektrische energie. Het voordeel van dit HTU-proces is dat er ontzettend veel soorten natte biomassa grondstoffen tegelijk gebruikt kunnen worden. Dit proces is echter erg duur omdat er onder een hoge temperatuur wordt gewerkt en de druk erg hoog moet worden gelegd.

16

4.2.6 Methode 4: Natte vergisting De methode natte vergisting is betrekkelijk simpel. Een dosis mest wordt opgeslagen in een luchtdichte tank gevuld met water. Aan deze tank wordt een slang gekoppeld, en aan deze slang wordt een opvangvat gekoppeld (bijvoorbeeld een vuilniszak of een andere luchtdichte tank). De mest die gaat vergisten, vergist dus in dit water, waardoor het ontstane gas direct stroomt naar het opvangvat. De natte vergisting dient te worden uitgevoerd in een omgeving met een constante temperatuur. Daarom is het bij voorkeur handig dat het opvangvat en de tank met de mest wordt opgeslagen in de grond of in een kas. Hoe warmer de omgevingstemperatuur is, hoe effectiever het gistingsproces is en hoe sneller het gistingsproces plaats vindt. In Uganda heerst er altijd een hoge temperatuur (rond de 35 graden Celsius), dus dit proces zou in Uganda erg voordelig zijn. Bovendien klampt aan deze methode ook nog eens een extra voordeel. De mest die overblijft na de vergisting is bruikbaarder dan de normale mest.

4.2.7 Methode 5: Droge vergisting Droge vergisting is een ingewikkeld proces, dus hier zal deze methode in het kort worden uitgelegd en dus in grote lijnen. Droge vergisting vindt plaats in afsluitbare cellen die batchgewijs gevuld kunnen worden (batch = in bepaalde hoeveelheden). Dit proces is geen continu proces, dus dient elke batch opnieuw geënt te worden (enten = het aanvullen van de oude stoffen met nieuwe stoffen, dit wordt vaak toegepast bij bomen, waarbij een oude tak wordt gebonden aan nieuwe tak, zodat deze weer opnieuw gaat groeien). Na menging van de oude batch met de nieuwe batch wordt de cel gesloten en wordt de zuurstof verwijderd door CO2 toe te voegen. Droge vergisting is dus een anaeroob proces. In de cel is een roostervloer aanwezig, en aan het plafond zitten sproeiers om de mest af en toe te bevochtigen. Bacteriën hebben namelijk water nodig om te kunnen overleven. Vervolgens vindt de vergisting plaats, waarna het resterende deel van de mest wordt vermengd met de nieuwe batch, zodat het proces weer herhaald wordt.

4.2.8 Onze keuze Voor dit onderzoek hebben wij een experiment uitgevoerd, met behulp van een van deze methodes (het experiment zal worden besproken in het volgende hoofdstuk). Als eerst hebben wij gekozen om gebruik te maken van de vergisting, en niet van de verbranding. Die keuze was betrekkelijk simpel. Als eerst levert vergisting (op grotere schaal) een hoger rendement, en aangezien het de bedoeling is dat er een heel dorp wordt voorzien van stroom gaan wij voor de vergisting. Bovendien is voor de verbranding extreme warmte nodig, en voor enkele vergistingsprocessen slechts normale warmte (rond de 35 graden Celsius). Als tweede hebben wij uit enkele vergistingsmethodes de methode ‘ natte vergisting’ gekozen. De andere vergistingsmethodes berusten namelijk allemaal op warmte, en verhitting. Wij hebben overigens opgemerkt dat systemen, zoals bijvoorbeeld de Hydro Thermal Upgrading, werken met verhitting, en geen verbranding (dus zonder zuurstof), dus dat deze ook onder vergisting vallen. Deze systemen zijn uitermate geschikt voor vergisting en leveren een zeer hoog rendement (70% tot 80%). Helaas zijn deze systemen erg duur en kunnen deze niet worden toegepast in een arm land zoals Uganda, laat staan in het kleine dorpje Kisozi. Daarom bleef voor ons de keuze over tussen droge vergisting en natte vergisting, waarbij natte vergisting op grotere schaal meer voordeel heeft. Bovendien is het ook goedkoper en makkelijker om mee te werken dan de droge vergisting, aangezien je voor droge vergisting speciale cellen moet aanschaffen, en voor droge vergisting moet je alleen (luchtdichte) tanks aanschaffen en een groot gat graven in de grond, of iets duurder: het in een kas met een constante temperatuur plaatsen. Dit zijn voor ons dus de voornaamste redenen om te kiezen voor natte vergisting als proces dat wij gaan uitvoeren. In het volgende hoofdstuk zal ons experiment besproken worden, aan de hand van deze natte vergisting.

17

Hoofdstuk 5: Ons experiment 5.1 Theorie 5.1.1 Natte vergisting De redenen dat wij natte vergisting hebben gebruikt zijn de volgende:   

Het is de goedkoopste manier van vergisten Het is efficiënt Het kan met elke soort mest

Dat laatste is ook van belang, omdat je daardoor weet dat je bijvoorbeeld ook kippenmest en geitenmest kan mengen en daar ook gas uit kan halen. Het is bij voorbaat handig om u even in te lichten over hoe natte vergisting te werk gaat (wat u ook zult zien in de beschrijving van de proef), maar in deze theoretische uitleg zullen we gelijk ingaan op de manier zoals het in Kisozi moet gebeuren. Natte vergisting is redelijk simpel: Je verzameld een bepaald aantal kilo mest, waarbij eenzelfde hoeveelheid liter water. Dit houdt in dat als je bijvoorbeeld 200 kilo mest vergaart, dat je daar 200 liter water bij doet. Dit is voor de efficiëntie, dus om er zo veel mogelijk gas uit te krijgen. Deze mest en water stop je in een luchtdichte tank, het liefst zo anaeroob mogelijk. Daar maak je (indien nodig) een gat in, waar je een slang op aansluit. De tank moet in de grond, want de temperatuur moet zo constant mogelijk zijn, dus de tank moet voor de handigheid niet te groot zijn. Als je dus de tank in de grond hebt gestopt, sluit je aan het uiteinde van de slang een ‘opvangvat’ aan. Dit opvangvat mag uit elk soort materiaal bestaan, net zoals de tank, zolang het materiaal maar luchtdicht is. Na dit te hebben voltooid zal de mest langzaam beginnen met vergisten. Dit proces duurt ongeveer 1 tot 2 weken, afhankelijk van de grootte en de omvang van de tank, de mest en het water e.d. Tenslotte koppel je het opvangvat los van de slang (nadat het vergistingsproces is voltooid) en sluit je gelijk dit opvangvat luchtdicht af. De overgebleven mest (slurry) kan worden gebruikt voor de akkerbouw, aangezien deze slurry efficiënter werkt dan normale mest.

18

5.1.2 Economische voordelen Buiten het feit dat deze natte vergisting erg efficiënt is, heeft het natuurlijk ook nog enkele economische voordelen. Het vergistingsproces kan namelijk vrij goedkoop worden uitgevoerd. Daarvoor zijn namelijk de volgende voordelen: 

De stichting Hope Alive Uganda zorgt voor de aanwezigheid en de leveringen van de geiten (per gezin). Dat betekent dat dankzij ‘ liefdadigheidsgeld’ Kisozi zelf niet voor geiten hoeft te zorgen, alleen voor het voer e.d.



Voor het vergistingsproces is veel water nodig, maar dit water kan weer worden herbruikt in de zin van de slurry die zal worden gebruikt voor de akkerbouw. Voor het proces is namelijk veel water nodig, maar dit water wordt opgeslagen in de mest. De mest zal gaan gisten en de gassen zullen verdwijnen, zodat alleen water (H2O) overblijft, samen met de mest en de desbetreffende voedingsstoffen die nodig zijn. Hierdoor zal de productie van de akkerbouw sneller en beter verlopen dan gemiddeld. Dus ondanks het feit dat het water zeer schaars is in Uganda, Kisozi, kan dit water toch zeer voordelig worden gebruikt in dit geval. Hiernaast is ook de urine van geiten te gebruiken, een systeem dat dit opvangt in een stal zou uitkomst kunnen bieden.



Een installatie voor natte vergisting hoeft niet duur te zijn. De biomassa is er al dankzij de geiten in Kisozi, dus in feite gratis biomassa. Ook hoeft een luchtdichte tank (o.i.d.) die in de grond gaat niet duur te zijn. Natte vergisting kan op een schaal van 96 geiten erg goedkoop worden uitgevoerd.

5.2 Experiment 1 Voor het uitvoeren van onze proef hebben wij een redelijk simpele opstelling aangehouden. De opstelling bestaat uit drie hoofdonderdelen, namelijk: 1) Het vergistingsvat, hier zal het biologische proces plaatsvinden. 2) De gaszak, hierin moet het gas dat bij het biologische proces wordt gevormd opgevangen worden. 3) De gasleiding, verbind het vergistingsvat met de gaszak In het vergistingsvat werd de mest met het water gemengd in een verhouding van 100ml per 100g, ofwel één liter per kilo mest. Na het toevoegen van 100g werd de overeenkomende hoeveelheid water toegevoegd en zorgvuldig geroerd, dit om er voor te zorgen dat het water en de mest goed door elkaar zitten. Het vergistingsvat werd aan de gasleiding gekoppeld, en de gaszak op zijn beurt werd aan de gaszak aan het andere uiteinde van de gasleiding vastgemaakt. Hierna is het wachten tot het biologische proces gas vormt uit de mest. Om een nauwkeurig en duidelijk beeld te geven van deze situatie zullen deze opstelling e.d. worden besproken in de volgende subkoppen. Als eerste zullen we de proefopstelling beschrijven, vervolgens zullen we het uitvoeren van de proef beschrijven, met de bijbehorende resultaten daarbij en tenslotte zullen we de evaluatie van de proef beschrijven.

19

5.2.1 Hypothese Voordat het experiment uitgevoerd zou worden hebben wij een hypothese geformuleerd, op deze manier was de theorie die we tot dit punt hebben verkregen op de proef te stellen. Er zijn enkele dingen die wij vooraf al verwachtte, namelijk: 1) Na twee of drie dagen zal er een aanzienlijke hoeveelheid gas ontstaan zijn uit het experiment 2) De gaszak zal al snel te vol zitten, dus het experiment zal onderbroken worden voordat de biologische compleet uitgelopen is en alle functionele stoffen in de geitenmest naar gas zijn omgezet. 3) Het gevormde gas zal bestaan uit voornamelijk methaan, maar zal ook een kleine hoeveelheid (giftig) waterstofsulfide bevatten en resten van diverse stoffen zoals beschreven in hoofdstuk 4. Ook zal het gas lichter dan lucht zijn. Aan de hand van deze punten kunnen we na het uitvoeren van de proef een conclusie leveren en deze informatie toespitsen op gebruik in Kisozi.

5.2.2: De proefopstelling Als eerste hebben wij de proef duidelijk voorbereid. Dat betekent dat wij in het bezit zijn van:      

Een luchtdichte tank Een slang Een voorwerp dat voorgenoemde verbindt Een opvangvat Een waterpan Geitenmest

Vervolgens hebben wij een systeem gebouwd dat het mogelijk maakt de mest te laten gisten in een zo anaeroob mogelijke omgeving, en in water. Dat systeem is als volgt opgebouwd: Figuur 1)

20

Als eerst hebben wij een simpel tapvat aangeschaft. Deze is namelijk luchtdicht en voldoet verder aan alle eisen (waterdicht, mest kan er gemakkelijk in, niet te groot). Daarvan hebben wij de dop eraf gezaagd, zodat er makkelijk water en mest in de tank kan worden gestopt. Figuur 2)

Vervolgens hebben wij het waterflesje door midden geknipt, zodat deze aan de bovenkant van de tank kan worden bevestigd. De dop van het waterflesje was geschikt om als koppelingspunt te dienen tussen de tank en de gaszak, omdat deze makkelijk los en vast kan worden gemaakt. Dit is ook in figuur 3 te zien. Figuur 3)

21

Figuur 4)

Waarna we de mest en water in de luchtdichte tank hebben gestopt. De mest is hierbij in hoeveelheden van ongeveer 100 gram per keer ingegaan. Na elke dosering van 100 gram hebben ongeveer 100ml water toegevoegd, en regelmatig flink geroerd. Dit proces hebben we een aantal keer herhaald, totdat er zowel een liter water als een kilo mest in de tank zat. Figuur 5)

22

Hierna hebben we aan de bovenkant van de tank het halve flesje, met de slang er in, het flesje bevestigt (met behulp van Duct tape). Duct tape is ook een luchtdicht product (mits het correct gebruikt wordt), waardoor deze ingang dus ontzettend strak is afgesloten, zodat er absoluut geen lucht bij kan komen. Dankzij dit systeem kan het vrijgekomen gas opstijgen door de slang naar de gaszak. Figuur 6)

Tenslotte hebben we aan het uiteinde van de slang (waar de bovenste pijl naar wijst) een pedaalemmerzak bevestigd. De pedaalemmerzak hebben we tegen een muur aangeplakt (in een aanwezige zuurkast), zodat de pedaalemmerzak omhoog blijft staan. Zo kan er namelijk gemakkelijk gas in de zak stromen.

23

Figuur 7)

De tank hebben we in een waterpan geplaatst, op een temperatuur van ongeveer 20 graden Celsius. Na 6 dagen hebben we de temperatuur op 30 graden Celsius gezet, hier zal nader op in worden gegaan bij de proefresultaten. Het is van belang voor het experiment, en dus voor natte vergisting, dat de temperatuur enigszins constant blijft. Daarom is het belangrijk dat als er vergistingsvaten worden geplaatst in Kisozi, dat deze dan een paar centimeter in de grond worden gezet (ongeveer 50 centimeter, in verhouding met deze tank, die ongeveer 30 centimeter hoog is). In de grond zal de tank namelijk geïsoleerd zijn, hierdoor heeft het milieu bijna geen invloed op de tank en zal de temperatuur veel constanter blijven dan bij een bovengrondse tank.

24

5.2.3: De proefresultaten Na enkele dagen ontstond er een kleine hoeveelheid gas, omdat we met het zoverre resultaat niet erg tevreden waren voerden we de temperatuur rond het vat een beetje op, in Uganda zal het immers ook vaak warmer zijn dan 20 graden Celsius. Op 30 graden Celsius was het goed te merken dat het biologische proces veel sneller te werk ging. Later hebben we zelfs de temperatuur nog hoger opgevoerd, maar 30 graden bleek meer dan warm genoeg te zijn om een redelijke hoeveelheid gas te produceren. De zak is nooit echt bol geworden, maar we schatten dat er ongeveer 3 liter gas is gevormd uit slechts één kilo mest, en één liter water. Dit lijkt nu niet veel, maar Kisozi heeft bijna 100 geiten die elk ongeveer 1 kilo mest uitscheiden per dag.

25

5.4 Experiment 2 Naast het aantonen van bruikbaarheid van geitenmest om biogas te vormen was er een zijspoor dat wij ook graag na wouden lopen. Namelijk de samenstelling van het gevormde gas, en de brandbaarheid. Zo is de komende proef tot stand gekomen Om te beginnen hebben wij een chromatografie apparaat bemachtigd. Vervolgens hebben we stoffen die zouden kunnen worden verwacht gechromatografeerd, de resultaten hiervan hebben wij vergeleken met de chromatografieresultaten van het door ons gevormde gas. Omdat chromatografie alleen werkt voor brandbare gassen en wij veel koolstofdioxide in ons gas verwachten, hebben wij kalkwater gebruikt om te controleren of dit in aantoonbare hoeveelheden aanwezig zou zijn in ons gas.

5.4.1 Hypothese Net als bij experiment 1 hebben wij voor experiment 2 een hypothese geformuleerd. Wij verwachtten namelijk: 1) Zoals de tabel in hoofdstuk 4 aangeeft verwachten wij hoofdzakelijk methaan, en resten van verscheidende minder bruikbare stoffen 2) Het kalkwater zal makkelijk reageren met het gas en wit uitslaan.

5.4.2 De proefopstelling Voor de proef hebben wij de proefopstelling in figuur 8 gebruikt. Een Vernier Labquest zou de metingen bijhouden, door middel van de afgebeelde chromatografiespoel gebruikt. Ook afgebeeld is het motortje dat het gas door de spoel leidt nadat het met een naald erin geïnjecteerd is. Figuur 8)

26

Een ander belangrijk bestanddeel wat wij verwachten is CO2, dit is aan te tonen met het gebruik van kalkwater, dat wit uit zal slaan in aanwezigheid van CO2. Wij injecteerden eerst de CO2 uit de adem van een mens, vervolgens ons gas en als laatst als een controleproef normale lucht. De opstelling die we hebben gebruikt is te zien in figuur 9, in het kleine bekerglas zit kalkwater, het voorraadvat is ook te zien. Met een spuit injecteerden we de verschillende gassen. Figuur 9)

27

5.4.3 De proefresultaten Eerst hebben wij gas wat normaal in een campinggasbrander zou worden gebruikt gechromatografeerd. Het gas bestond uit 70% butaan en 30% propaan. De resultaten van 2 minuten chromatograferen zijn te zien in figuur 10. Hierop zijn twee pieken te zien. De eerste, grote, piek van het butaan, en de tweede, kleine, piek van het propaan. Figuur 10)

70% Butaan 30% Propaan 3 2,5 2 1,5

Methaan

1 0,5 0

Daarna hebben wij het gas wat we hoofdzakelijk verwachten gechromatografeerd. Namelijk Methaangas, op de resultaten hiervan in figuur 11 zijn twee pieken te zien. De eerste, grote, piek is van het methaan zelf. De tweede, kleine, piek is die van de geurstof die wordt toegevoegd zodat mensen het kunnen herkennen. Figuur 11)

Methaan met geurstof 3 2,5 2 1,5

Methaan

1 0,5 0

28

Tenslotte hebben wij ons eigen gas getest. De resultaten zijn te zien in figuur 12. Figuur 12)

Biogas 3 2,5 2 1,5

Methaan

1 0,5 0

Voor meer overzichtelijkheid hebben we in figuur 13 de grafieken samen in één afbeelding geplaatst. Figuur 13)

3 2,5 2 Methaan 1,5

Butaan en propaan Biogas

1 0,5 0

Er is meteen al te zien dat de pieken van biogas overeenkomen met die van het methaangas, het is dus meer dan waarschijnlijk dat biogas dus ook methaan bevat. De kleine piekjes in de biogas curve kunnen toegewezen aan sporen van andere brandbare gassen die zich in het biogas bevonden.

29

Toen we biogas introduceerden aan het kalkwater gaf dit een reactie met het kalkwater. Weliswaar niet zo hevig als met uitgeademde lucht, maar genoeg om wit uit te slaan tegenover het kalkwater waarin gewone lucht geïnjecteerd is. In figuur 14 zijn de drie bekerglazen van de voorgenoemde proeven te zien. Van links naar rechts: uitgeademde lucht, biogas, gewone lucht. Figuur 14)

Zoals te zien is op de foto verkleurd het kalkwater zichtbaar wit uitgeslagen. Dit betekent dat het gas CO2 bevat. Door dit gegeven zijn we nog zekerder over hoe geslaagd onze proef is, en wij bruikbaar biogas hebben gevormd.

30

5.4 Evaluatie Hoewel het langer duurde dan wij vooraf verwacht hadden lijkt er na ongeveer een week toch gas te ontstaan. Uit de onderzoeksresultaten kunnen we opmaken dat het gas aan fundamenteel overeenkomt met de tabel in hoofdstuk 4. Alle gegevens uit de tweede proef wijzen er ook op dat ons gas veel methaan bevat. Alleen een eenvoudige tank en opvangvat kunnen genoeg zijn om een installatie als deze functioneel te maken, en op dit idee kan zoveel worden gevarieerd als nodig wordt geacht. Het gas wat uit de simpele installatie van ons is ontstaan is dus zeer bruikbaar, het gas zal net zo reageren als elk ander biogas en is kan dus gebruikt worden voor vele doeleinden. Ook de reststoffen die over zijn gebleven van onze proef, de slurry, kan effectiever worden gebruikt als meststof dan onbewerkte geitenuitwerpselen, zo gaat er bijzonder weinig verloren, ook dankzij de herbruikbaarheid en hoe makkelijk het is om aan de werkzame stoffen te komen lijkt dit een zeer bruikbaar alternatief voor de nu onbetrouwbare elektrische energie die wordt aangevoerd door de energiecentrale. In Uganda zal het proces waarschijnlijk niet zo lang duren, een groot deel van de dag zal de temperatuur hoger zijn dan de 20 graden waarmee we begonnen, en vaak zelfs nog hoger dan 30. Een hogere warmte brengt vaak ook snellere biologische processen met zich mee. We hebben kunnen aantonen dat met een erg simpele installatie zeer bruikbaar gas kan worden gevormd, dit kan ook (op grotere schaal) in Uganda worden toegepast. Wat overblijft is: wat te doen met dit gas? Er zijn verschillende manieren biogas te gebruiken, en in het volgende hoofdstuk zal worden besproken wat deze mogelijkheden zijn, en wat de voor en nadelen ervan zijn.

31

Hoofdstuk 6: Is het biogas de oplossing voor het elektriciteitsprobleem? 6.1 Voordelen De volgende voordelen zijn: 1) 2) 3) 4) 5)

Het is goedkoop Het is gemakkelijk uit te voeren Er valt veel op te variëren (vele manieren van uitvoeren mogelijk) Met gas kan ontzettend veel Gas kan opgeslagen worden

6.1.1 ‘ Het is goedkoop’: Economisch voordeel Een van de grote voordelen van Biogas gebruiken tegenover andere vormen van energie is dat zeer goedkoop is om verschillende redenen. Ten eerste is het maken van biogas relatief goedkoop tegenover andere vormen van energie. Waar een biogas installatie alleen maar de anders mogelijk onbruikbare mest van geiten nodig heeft, heeft een traditionele energiecentrale kostbare en fossiele brandstoffen nodig. Voor zonne-energie zijn zeer dure zonnepanelen noodzakelijk, en van centrales om witte steenkool (waterenergie) nuttig te kunnen maken binnen een redelijke prijs is geen sprake. Ten tweede kan een biogas installatie zo ingewikkeld of simpel gemaakt worden als je budget toestaat. Met veel geld kan een grote installatie die automatisch mest verzamelt en mengt en zichzelf op temperatuur houdt, worden gemaakt. Met een fractie van dat geld echter kan men een simpele ondergrondse tank worden gemaakt die met de hand moet worden gemengd en waar elke zak kan worden gebruikt om gas op te vangen. Ten derde kan door een batchproces door de gebruiker zelf worden bepaald hoeveel geld aan biomassa er wordt toegevoegd aan de installatie. Andere installaties hebben een hoge investering nodig om ze te kunnen laten draaien, zoals bij een zonne-energie installatie. Steenkoolcentrales hebben bijvoorbeeld weer een constante stroom aan brandstoffen nodig om draaiende te blijven.

6.1.2 ‘ Het is gemakkelijk uit te voeren’: Efficiëntie Zoals wij in onze proef hebben aangetoond is er weinig nodig een functionele biogasinstallatie te maken. Met een simpele tank met slang en zak ben je al een heel eind. Er wordt zelfs beweerd dat in een dag al genoeg gas kan worden geproduceerd met een simpele installatie om redelijk op gas te kunnen koken (zie krantenartikel op volgende bladzijde).

32

5

5

Bron: De Volkskrant, 6 december 2011

33

6.1.3 ‘Er valt veel op te variëren’: Breed spectrum Uiteraard is niet alleen de natte vergistingsmethode een methode om te kunnen vergisten. Zoals in hoofdstuk 4 benoemd zijn er nog veel meer methodes die van toepassing kunnen zijn. De meesten zijn niet goedkoper dan natte vergisting, maar hoeven ook niet duur te zijn. Bovendien is ook in het voorgaande artikel te zien dat het simpelweg laten staan van mest tot genoeg gas kan leiden. Ook kunnen er verschillende soorten mest bij elkaar worden gedaan. Immers is dit allemaal biomassa dat aan het vergassen is. Met dit gegeven komen wij dan op een aantal dat groter is dan 96 kilo mest per dag. Hiermee kunnen wij dus meer gas winnen, en daarmee meer energie verzorgen voor de plaatselijke bewoners. Zo zijn er ontzettend veel dingen waar op je kunt variëren aan de hand van dit project. Er zijn bijvoorbeeld ook nog meer andere methodes om energie op te wekken. Deze methodes zullen nog later in dit verslag worden benaderd in hoofdstuk 7.

6.1.4 ‘Met gas kan ontzettend veel’: Vele mogelijkheden Gas kan op veel verschillende manieren gebruikt worden. Veel meer dan andere energiebronnen. Waar Stoffen als steenkool per se door een inefficiënt proces moet worden omgezet kan gas ook in zijn simpelste puurste vorm gebruikt worden; het kan simpelweg door een aangepaste campinggasbrander verbrand worden om er op te kunnen koken. Biogas kan echter net als andere, traditionele, brandstoffen ook gebruikt worden elektrische energie op te wekken, met alle voordelen van dien. Later in dit verslag wordt hier verder op in gegaan.

6.1.5 ‘Gas kan opgeslagen worden’: Gas wanneer je het nodig hebt In tegenstelling tot mest is gas een lange tijd houdbaar. Gas kan namelijk niet bederven, mest wel. In ons geval is het juist de bedoeling dat mest bederft, want dat betekent dat het gaat schimmelen, en zodra het gaat schimmelen, stroomt er gas uit de mest (in het geval van natte vergisting). Dat is juist wat wij moeten hebben. Gas kan overigens niet schimmelen, wat ook niet de bedoeling is. Als gas namelijk zou gaan schimmelen zou dat betekenen dat wij ook hier in de lucht schimmel zouden moeten aantreffen, en dat is niet waar. Gas schimmelt dus niet, en gas bederft ook niet. Het enige wat gas zou kunnen doen is ontsnappen, maar als je stevige, luchtdichte tanks gebruikt gebeurt dat ook niet. Dit betekent dus dat je gas voor een zeer lange tijd kunt bewaren, en dus kunt inzetten wanneer je wilt. Dit is dus handig voor wanneer er snel energie nodig is, je hebt altijd energie in de vorm van gas klaar staan.

34

6.2 Nadelen Tegenover voordelen staan vaak ook nadelen. Nadelen rond ons experiment: 1) 2) 3) 4) 5)

Er is veel verse mest nodig Veel water zal moeten worden gebruikt De installaties moeten eerst ook nog gebouwd worden Langzaam proces Hoge temperatuur

6.2.1 ‘Er is veel verse mest nodig’: Mest tekort Voor de productie van gas is veel verse mest nodig. Met koeienmest is dit niet waar, omdat koeienmest namelijk al vrij ver is verteerd, en als dus helemaal afgebroken is. Geitenmest echter is iets minder verteerd, en er is dus wat meer mest nodig om daar hetzelfde aantal gas uit te halen. Daarbij komt er kijken dat in Kisozi ongeveer 6000 tot 8000 mensen wonen. Maar in Kisozi beschikt men over 96 geiten. Deze produceren ongeveer 1 kilo mest per dag, vaak ietsje meer. Dat betekent dat Kisozi beschikt over ongeveer 100 kilo mest per dag. Voor 1 dag is dat erg weinig, maar voor een week lang valt dat mee (dat betekent ongeveer 700 kilo mest per week). En mest kun je ongeveer 3 tot 4 dagen goedhouden, ook al is het voordelig als je het zo snel mogelijk laat vergisten. Er is dus veel verse mest nodig, maar gelukkig is er best veel mest beschikbaar.

6.2.2 ‘Veel water zal moeten worden gebruikt’: Drinkwater tekort Nog een nadeel van ons project dat voor natte vergisting (de naam zegt het al) veel water nodig is. In de mest zitten namelijk bacteriën die leven van de voedingsbronnen van de mest, maar ook van H2O (water). Als het water dus niet aanwezig is, betekent dat dat de bacteriën sterven en er dus geen vergisting plaats vindt. En Kisozi is er genoeg water beschikbaar voor de plaatselijke bewoners, maar niet om al deze mest ook nog water te geven. Daar zal dus iets slims op moeten worden gevonden. Mocht het zo zijn dat de gasproductie een groot succes is, dan is het mogelijk dat deze methode op grotere schaal zal worden toegepast (in heel Uganda). Mocht dat het geval zijn, dan is er dus meer vraag naar water, en bestaat er ook een grotere kans dat er water gegeven zal worden. In dat geval is de hoeveelheid benodigd water dus een kleiner probleem. Bovendien kan het gebruikte water worden gereinigd en opnieuw gebruikt. Het bouwen van een installatie om dit water te reinigen is een duur proces, maar dit is maar eenmalig nodig. Mocht er een dergelijk installatie komen te staan, dan zal het gebruikte (overige) water opnieuw en opnieuw gebruikt kunnen worden. Zo ontstaat er een minder grote behoefte naar drinkwater voor het vergistingsproces.

6.2.3 ‘De installaties moeten eerst ook gebouwd worden’: Geld en technologie probleem Nog een nadeel is dat de installatie voor de natte vergisting eerst gebouwd zal moeten worden. Het bouwen van een dergelijke installatie kost tijd en geld. Bovendien is het noodzakelijk dat Kisozi komt te beschikken over de nodige technologieën voor het bouwen van een dergelijke installatie, en het daadwerkelijk uitvoeren en gebruiken van deze installatie. Een tegenargument is dat de installatie niet duur hoeft te zijn. Ons project heeft ons nauwelijks geld gekost, en dat zal in Kisozi ook zo zijn. De geitenmest is namelijk gratis, en de ruimte voor het proces (waar het gaat plaatsvinden, dus in de grond) is ook gratis. Dit kost alleen veel werk om dit op te zetten. De onderdelen die geld kosten zijn de opvangvaten, de vergistingsvaten en extra benodigde materialen, maar hiervoor is maar een eenmalige uitgave nodig. Een dergelijke installatie kan gemakkelijk 10 jaar mee, zolang alles maar luchtdicht blijft etc.

35

6.2.4 ‘Langzaam proces’: niet goed in te zetten in noodgevallen Aan de hand van ons onderzoek blijkt dat het proces een aantal dagen kan duren. Aan ons is gevraagd of het mogelijk is dat als op het moment in Kisozi de stroom uitvalt, deze vervangen kan worden door ons biogas. Dit is mogelijk, aangezien het gas op te slaan is in vaten, en dus gelijk gebruikt kan worden, maar dit gas is snel op, en het vergistingsproces heeft even tijd nodig voor dat er gas is gevormd (een aantal dagen). Bovendien is het wel mogelijk om gas om te zetten in elektriciteit, maar hiervan heeft de beste optie een zodanig laag rendement, dat dit niet veel zin heeft. Daarom kunnen alleen de apparaten die werken op gas worden geactiveerd door biogas. Wat hier tegenop weegt is dat (zoals voorgenoemd) het gas gemakkelijk is op te slaan (in bijvoorbeeld luchtdichte vaten). Dit gas is dus altijd inzetbaar, aangezien het niet bederft. Dit bespaart dus een hoop gas, waardoor de elektriciteitscentrale in Kisozi meer wordt ingezet voor elektriciteitsapparaten die ook alleen werken op elektriciteit. Een fornuis kan bijvoorbeeld ook werken op gas, maar een computer niet. Zo ontstaat er dus een grotere verdeling in elektriciteit- en gasgebruik. In dit geval heeft het biogas dus weer een voordeel gewonnen.

6.2.5 ‘Hoge temperaturen’ En tenslotte is er ook nog het nadeel van de hoge temperatuur. In Kisozi is de hoge temperatuur (ongeveer 37 graden nodig) geen probleem, omdat het daar overdag vrij warm is. En als je de biomassa laat vergisten produceert deze mest ook warmte van zichzelf. Een nadeel is echter dat voor het gebruikt of het opvangen van gas het gas onder enige druk moet komen te staan. Zo is het namelijk makkelijker om dit gas op te vangen en te gebruiken, aangezien biogas van zichzelf zich onder zeer lage druk bevindt. Voor deze druk is veel warmte nodig, en voor warmte is energie nodig. Er zijn echter manieren om het gas op te vangen zonder dat het onder druk staat. Een paar mogelijkheden zijn bijvoorbeeld het injecteren van gas in een grote bus, en dit een paar keer herhalen totdat het vat ‘leeg’ is, het gas opvangen in een (plastic) zak, zodat je het gas er later uit kunt drukken, etc. Voor de vergisting en het onder druk zetten van gas is dus een hoge temperatuur nodig, maar met het vergisten komt het proces in Kisozi automatisch aan deze temperatuur en het onder druk zetten van het gas is niet per se een noodzaak.

6.3 Conclusie Ja, het biogas is een alternatieve oplossing voor het elektriciteitsprobleem. Het is duidelijk geworden uit o.a. ons experiment dat het gas prima werkt, en bovendien is elk nadeel te bestrijden met een tegenargument.

36

Hoofdstuk 7: Biogas inzetten of omzetten. 7.1: Biogas inzetten Biogas gebruiken draait vooral om het verbranden ervan. De energie die hierbij vrijkomt, is natuurlijk zeer bruikbaar in verschillende manieren, enkele gebruiken van gas zullen besproken en uitgelegd worden in de komende subkoppen

7.1.1 Koken op gas Eén van de grootste behoeften is natuurlijk het kunnen koken, ook terwijl er geen elektriciteit beschikbaar is. Of het nu om vlees te bakken is of water te koken om de bacteriën eruit te halen, het is een noodzakelijkheid in elk land. De makkelijkste manier om te koken is verbranden van een vaste stof, vloeistof of gas. Omdat wij van gas uitgaan is de beste manier om het verbranden ervan het idee van een camping kooktoestel te gebruiken. Het gas zal simpelweg door een pijpje vloeien en door middel van een verstuiver verspreid worden, hieruit ontstaat een vlam die zeer geschikt is om op gekookt te worden. Door middel van een simpel verstelbaar ventiel kan dan de grootte van de vlam bepaald worden. Een normaal camping kooktoestel is niet geschikt voor biogas omdat de ventielen zeer klein zijn. Normaal zou er namelijk een klein tankje met gas dat zeer onder druk staat worden aangesloten. Dit om draagbaarheid te waarborgen. Dit is echter geen eis in Kisozi, de kooktoestellen hoeven niet mee het bos in. Een normale campingstoof ombouwen naar een biogas compatible kooktoestel is zeer simpel: het ventiel moet simpelweg worden groter gemaakt. Vaak zit er een schroef met een klein gaatje om de druk van het gas te controleren in de branders, als deze er uit wordt gedraaid blijft er een veel groter gat over. Door het grotere ventiel kan ook gas dat amper onder druk staat worden verstuift en effectief verbrand.

7.1.2 Licht door gas Een andere behoefte die zowel elk enigszins ontwikkelde samenleving heeft is het beschikken over licht. Het is nodig om winkels draaiende te kunnen houden als het vroeg donker is, ondergronds te werken of enige activiteit die in het donker plaats vindt uit te kunnen voeren. Het maken van kunstmatig licht berust vaak compleet op het hevig opwarmen van een stof tot het punt waar hij op begint te lichten. Dit kan worden gedaan op praktisch elk soort metaal, sommige stoffen zijn alleen beter in het oplichten. Er worden zogenaamde “mantels gemaakt” (netten gemaakt van zijde, geïmpregneerd met metaaloxides) bij een vlam gehouden. Deze vlam werkt al even simpel als een campinggasbrander. Door het ventiel van een gewone camping gaslamp op dezelfde manier aan te passen als de gasbrander hierboven beschreven, kan biogas worden gebruikt de mantels zodanig op te warmen dat er een bruikbare hoeveelheid licht wordt afgestoten. Lampen als deze kunnen overal opgehangen worden en wanneer het nodig is kunnen ze worden ingeschakeld. Door een ventiel kan de intensiteit van de vlam bepaald worden en daarmee de hoeveelheid licht die wordt afgestoten. Dit apparaat is dus niet veel anders dan de campinggasbrander en net zo makkelijk in gebruik. Voor extra veiligheid kan een glazen stolp rond de vlam worden geplaatst welke het licht niet wegneemt, maar welke wel ervoor zorgt dat wanneer er een lamp om zou mogen vallen dat deze niet een vuur kan beginnen.

7.1.3 Andere gebruiken Hiervoor zijn twee van de belangrijkste gebruiken genoemd van Biogas, koken en licht zijn immers belangrijke voorwaarden voor een beschaving om te kunnen functioneren. Bijna al het gas zou in deze twee gebruiken worden gestopt. In de volgende subkop zullen alternatieven voor het gebruik van puur biogas worden besproken

37

7.2 Biogas omzetten De meest voor de hand liggende en bruibare manier om biogas om te zetten is een soort generator gebruiken om elektrische energie te verkrijgen. Dit doe je natuurlijk niet zomaar, hier zijn gespecialiseerde apparaten voor nodig.

7.2.1 Remeha HRe-ketel Als eerste zijn wij gewezen op de Remeha Hre-ketel. Deze ketel dient als zeer zuinige energieomzetter die in elk huis kan worden gebruikt. Ook deze ketel zou van toepassing kunnen zijn op Kisozi, vandaar dat wij hier enig onderzoek naar hebben gedaan ter vervanging van ons project, en die informatie zal u worden gegeven in de volgende subkoppen. Ook zullen van dit product de voor- en nadelen worden besproken, zodat u een meer algemeen beeld krijgt van deze HRe-ketel. Voor de chronologie beginnen we bij de algemene informatie.

7.2.1.1 Algemene informatie De Remeha Hre-ketel is een zuinige cv-ketel. ‘ Remeha’ staat voor het merk, en ‘ HRe’ staat voor ‘ Hoog Rendement’. De ketel biedt namelijk de mogelijkheid om gas (CH4, beter bekend als methaan) om te zetten naar elektriciteit. Dit gebeurt door middel van een handig pompje. Dit pompje wordt de ‘Stirlingmotor’ genoemd. Het volgende proces gebeurt namelijk: Het gas dat wordt aangevoerd komt terecht (via slangen e.d.) in de ketel. Hier wordt het gas opgevangen en doorgestuurd. In de ketel bevindt zich ook water, namelijk koud en warm water. Door het verschil in warmte wordt er een soort pomp heen en weerbewogen (door de ontstane druk dankzij het warmteverschil). Dit gebeurt met zo’n ontzettend groot toerental dat hierdoor elektriciteit ontstaat. De warmte die dit pompje zelf produceert wordt ook weer gebruikt door deze warmte terug te koppelen naar het water, dat weer wordt opgewarmd. Dit wordt mede mogelijk gemaakt dankzij de Stirlingmotor. Het rendement bedraagt dankzij deze warmteterugkoppeling ongeveer 70% tot 80%. Dit is een zeer hoog getal voor het omzetten van energie.

7.2.1.2 Voordelen Als eerste is een groot voordeel van de HRe ketel het warmteterugkoppelingssysteem. Dankzij dit systeem bedraagt de HRe-ketel een dergelijk groot rendement (rond de 70% a 80%). Dit rendementspercentage is erg voordelig, want dankzij dit systeem verlies je bijna geen energie. Daardoor kan het gas erg voordelig worden omgezet naar elektriciteit, en is dus erg goedkoop. Nog een voordeel is dat deze ketel in elk mogelijk huis kan worden geplaatst. Hij is net zo groot als een normale ketel, maar is van binnen in veel complexer, vanwege de Stirlingmotor. De ketel fungeert namelijk als een soort kleine elektriciteitscentrale in huis. Dankzij dit systeem zouden er dus (in theorie) geen problemen meer moeten zijn met het elektriciteitsprobleem in Kisozi, omdat er namelijk alleen gas nodig is en de ketels zelf voor de elektriciteit zorgen.

38

7.2.1.3 Nadelen Een groot nadeel van deze ketel is dat het een erg dure ketel is. Het proces dat plaatsvindt in de ketel is een erg voordelig en dus goedkoop proces, maar de ketel zelf is erg duur (om aan te schaffen). Cv-ketels zijn op zich al duur, maar de betreffende speciale onderdelen in deze ketel (zoals bijvoorbeeld de Stirlingmotor) zijn erg duur en bovendien moeilijk te vervangen. Dat kan in een gebied zoals Kisozi en Uganda op zich al een groot probleem zijn. Mochten de bewoners van Kisozi het voor elkaar krijgen een grote som aan geld bij elkaar te krijgen, dan zou dit kunnen werken, maar dat is eigenlijk onrealiseerbaar. Bovendien is een ketel af en toe (zoals eerder genoemd) aan vervanging toe. Soms slijten onderdelen, worden ze vies of begint bijvoorbeeld het water te lekken. In dat geval volstaat een laagje duct tape niet, en het vervangen van deze onderdelen is erg duur en dus ook onrealiseerbaar. Maar het grootste probleem zit in de terugkoppeling van dit systeem, de hitte die vrijkomt bij het proces van genereren wordt gebruikt om te fungeren als verwarming. In Kisozi is verwarming zeker niet een van de problemen, het mogelijke rendement van 100% van de Ketel wordt dus teniet gedaan. Voor dit project doet alleen de elektrische energie er toe, hierdoor zijn wij alleen geïnteresseerd in de zogeheten “stirlingmotor”, dit is het apparaatje in de ketel die de elektrische energie maakt, hierbij komt veel warmte bij, en deze is in de situatie van Kisozi zonder meer verloren energie.

7.2.2 Stirlingmotor Een stirlingmotor zou zeer geschikt zijn voor natuurlijke gassen zoals biogas. Voordelen van een stirlingmotor zijn naast stilte en een compactheid vooral dat ze erg efficiënt kunnen zijn, en door hun weinig bewegende delen makkelijk te onderhouden en erg bedrijfszeker. Maar er schuilt een addertje onder het gras, stirlingmotoren zijn nog niet veel in gebruik in de wereld. Ze zijn duur en moeilijk te krijgen. Hierdoor moet helaas de stirlingmotor als een goede keuze afvallen, als de stirlingmotor algemener in gebruik zou zijn zou deze opnieuw als oplossing in overweging moeten worden genomen.

7.2.3 Generator ombouwen Het is niet ongehoord om een motor die op vloeibare brandstof (zoals benzine of diesel) loopt om te bouwen om gas te accepteren. Neem als voorbeeld benzinemotoren voor auto’s die worden geconverteerd voor LPG. In een geval als deze gaat het om goedkopere brandstof te kunnen gebruiken die minder belastend is voor het milieu. Hoewel het bij ons zeker een plus is dat biogas milieuneutraal is, gaat het ons er vooral om dat dit gas het makkelijkst te verkrijgen is in Kisozi. Een idee als dit is niet zozeer bruikbaar in Kisozi, hoewel de generatoren relatief goedkoop zouden zijn, is de techniek die hierin gaat te gecompliceerd. Het zou het niet waard zijn deze uit te voeren.

7.3 Conclusie Onze conclusie is biogas inzetten. Nadat de nadelen en voordelen tegen elkaar af zijn gewogen kan er geen andere conclusie worden gesteld dan dat het beter is gas te gebruiken dan het om te zetten. Als het gas wordt omgezet is er een groot verlies van rendement, hoe het ook gedaan wordt. Oplossingen waarbij elektrische energie wordt opgewekt zijn vrijwel altijd erg duur, moeilijk te onderhouden en onbetrouwbaar tegenover apparaten die gas direct te werk zetten. Zeker als wordt gekeken hoe makkelijk het is om simpele gasapparaten om te zetten om biogas te kunnen gebruiken, is het duidelijk dat dit nu de beste manier is om te werken in Kisozi.

39

Hoofdstuk 8: Implementatie in Kisozi Na het experiment te hebben uitgevoerd (met goede resultaten) is het nog van belang dat het mogelijk is ons experiment toe te gaan passen in Kisozi. We hebben namelijk bij ons experiment enkele factoren, verwaarloosd, zelf aangepast, etc. Maar sommige factoren zijn toch van degelijk belang als wij ons experiment mogelijk willen maken in Kisozi. Sommige factoren hebben wij wel rekening mee gehouden, maar die zijn nog niet voldoende toegelicht over de toepassing in Kisozi. De volgende factoren zijn: -

We hebben het niet over 1 geit, maar over 96 geiten, dus 96 kilo mest per dag. Het vergisten van geitenmest duurt 1 tot 3 weken (specificatie ligt aan de milieuomstandigheden, zoals bijvoorbeeld de temperatuur), terwijl geitenmest maar enkele dagen goed te houden is. Kisozi is arm, dus de installatie moet goedkoop blijven. De temperatuur waar de vergisting plaats vindt, moet constant blijven. Wij hebben daarvoor een waterbak gebruikt en die verwarmd, maar in Kisozi zal er een andere manier nodig zijn. Het ontstane gas zal bewaard moeten worden.

8.1 Eén geit t/m 96 geiten In ons experiment hebben wij rekening gehouden met een geit. Volgens onze contactpersoon in Uganda levert een geit ongeveer één kilo mest per dag. Dat betekent dus dat alle 96 geiten in Kisozi ongeveer 96 kilo mest per dag leveren. Dit is op zich juist een vooruitstrevend beeld, en geen nadeel, maar dit betekent wel dat al deze mest verzameld moet worden. Gelukkig hebben ze in Kisozi daar al zelf een oplossing voor bedacht. Ze hebben namelijk een grote stal gebouwd waarin alle geiten zijn ‘opgeslagen’. Dit is een zeer efficiënt systeem, want dat betekent namelijk dat de mest makkelijk te verzamelen is. Het is de bedoeling dat elke dag, rond ongeveer dezelfde tijd de geitenmest wordt verzameld, en ergens anders naar toe wordt gebracht (bijvoorbeeld naar een grote verzamelplaats, het makkelijkst is dat vlakbij het elektriciteitsstation).

8.2 Duur van het vergistingsproces Wat echter een groter nadeel vormt, is de duur van het vergistingsproces. Uit ons onderzoek blijkt dat het vergisten van mest, afhankelijk van de constante temperatuur, 1 tot 3 weken duurt (meerdere toelichting over deze constante temperatuur is te vinden in paragraaf 8.3). Daarbij is verse mest maar enkele dagen goed te houden. Nu is het goedhouden geen probleem, want mest gaat juist gas produceren als het gaat schimmelen, maar een nadeel is dat als er een overvloed aan mest beschikbaar is, dat een groot deel van het gas dat niet opgevangen kan worden, verloren gaat. Een oplossing hiervoor zou kunnen zijn dat men meerdere vergistingsvaten bouwt, in plaats van een. De vergistingsvaten moeten groot genoeg zijn dat er een hoeveelheid mest van 3 tot 4 dagen oud in kan worden gedeponeerd (dus ongeveer 96 x 3 tot 96 x 4 = 288 tot 384 kilo mest + de hoeveelheid benodigd water). Als we uitgaan van 1 tot 3 weken vergisten (7 tot 21 dagen) betekent dat dus dat je 2 tot 8 vergistingsvaten moet bouwen die groot genoeg zijn voor het opslaan van maximaal 400 kilo mest. In deze berekening wordt er uitgegaan van het maximum aantal mest dat een geit levert per dag. Als je dus (maximaal) 8 vergistingsvaten bouwt kan alle mest die is opgeslagen in Kisozi nuttig worden gebruikt, zonder het verlies van gas.

40

8.3 Goedkope installatie(s) Kisozi is een arm dorp, en heeft dus weinig subsidie over voor het bouwen van een dergelijke gasinstallatie, maar daarvoor heeft Hope Alive Uganda ook onze hulp ingeroepen. Wij hebben een korte, samengevat prijsoverzicht gemaakt van wat de installatie gaat kosten. In paragraaf 8.2 is besproken dat er 8 vergistingsvaten nodig zijn. Deze vergistingsvaten moeten van beton worden gemaakt, zodat deze een lange tijd mee kunnen gaan (beton is immers een zeer stevig materiaal, dat ook luchtdicht en waterdicht is, zolang het beton dik genoeg is). De vaten moeten ongeveer 1000 liter aan inhoud hebben, omdat er zowel 400 kg aan mest als 400 liter aan water in moet. Om hier een duidelijk overzicht van te geven hebben wij hier enkele schetsen gemaakt met de bijbehorende prijzenplannen: De gemiddelde prijs van 1 m3 beton: € 106, 806 Een vat van 1000 liter gemiddeld: Breedte: Hoogte: Lengte:

6

100 cm (1,00 m) 120 cm (1,20 m) 120 cm (1,20 m)

http://www.eclecticsite.be/bouw/prijsBouw.htm

41

Nu is het niet de bedoeling dat het 1000 liter vat wordt gevuld met beton, maar de randen moeten gemaakt zijn van beton. Om een vat luchtdicht, waterdicht en stevig te maken, is er een redelijk dikke wand nodig (ongeveer 10 cm). Met zo’n dikke wand kun je namelijk een tijdje vooruit. Dit betekent dat er 5 platen moeten worden gemaakt van 10 cm dik, tegen elkaar aan. De bovenkant kan open blijven, want die wordt afgesloten met iets anders. Als je dus 5 platen moet maken (dat is gemakkelijker voor de berekening, want in de praktijk is het handig als deze platen aan elkaar worden gemaakt) van 10 cm dikte, dan krijg je dus 4 wanden van 120 cm x 120 cm x 10 cm en 1 wand (de onderste wand) van 120 x 140 x 10 cm. Dat ziet er als volgt uit:

De kosten voor een dergelijk vat bedragen dus: €106, 80 x (4 x (1,2 m x 1,2 m x 0,1 m) + 1 x (1,2 m x 1,4 m x 0,1 m)) = €79,46 Gezien het feit dat hier 8 vaten nodig zijn, betekent dat dat de kosten gemiddeld 8 x €79,46 = €635,68. Met bijbehorende materialen en benodigdheden zit je dus op ongeveer €700,- aan kosten. Opmerking: Je zou verwachten dat een 1000 liter vat bestaat uit 1 m x 1 m x 1m, maar 1 liter water is net iets lichter dan 1 kg, en is er dus net iets meer ruimte voor nodig. Bovendien zou betekenen dat bij een vat van 1 m x 1 m x 1 m het vat tot de rand toe vol zou zitten, maar het is handig als er een klein beetje ruimte overblijft. Vandaar dat het vat iets groter is dan 1 m x 1 m x 1 m.

42

8.4 Constante temperatuur Om het vergistingsproces zo optimaal mogelijk te maken is er een zo constant mogelijke temperatuur nodig. In dat geval vindt het vergistingsproces namelijk sneller en effectiever plaats. Bovendien is het ook voordelig dat het vergistingsproces zich onder een enigszins hoge temperatuur bevindt, want hoe hoger de temperatuur, hoe sneller het vergistingsproces plaats vindt. Ook hiervoor hebben wij een oplossing bedacht. Het is namelijk ons idee om de vergistingsvaten enkele meters in de grond te zetten. In de grond is er namelijk geen wind of andere beïnvloedingen van verschillende factoren, slechts de zon. Bovendien veroorzaakt het vergistingsproces zelf ook warmte, waardoor ook de temperatuur weer stijgt. Het plaatsen van deze vaten in de grond kost veel werk en tijd, maar geen geld, terwijl de vergisting zo toch op een zeer efficiënte manier kan plaatsvinden. Voor het ingraven is uiteraard veel grond nodig, maar diezelfde grond was ook nodig geweest als de vaten niet hadden worden hoeven ingegraven, dus je zou er nu bij wijze van ook nog materiaal op de grond zelf kunnen plaatsen, waardoor je de extra ruimte nog voordeliger benut.

8.5 Bewaren van het ontstane gas Het voordeel van het gas dat ontstaat bij de vergisting is dat je het zo lang kan bewaren als je zou willen, en het dus ook op elk moment kan inzetten wanneer je het zou willen (als jet project eenmaal in gang is gezet). Wij hebben met ons experiment het gas bewaard in een pedaalemmerzakje, maar dit is natuurlijk niet te gebruiken in Kisozi. Voor dit probleem zijn er 2 oplossingen mogelijk. - Er zou een groot opvangvat kunnen worden gebouwd. Deze moet ook van luchtdicht materiaal zijn gemaakt, zodat het gas niet kan ontsnappen. Als er dan gas nodig is, dan zou het gas van dit opvangvat ‘getapt’ kunnen worden. - Een tweede oplossing is om meerdere opvangvaten te bouwen (bijvoorbeeld een opvangvat per vergistingsvat). Het voordeel hiervan is dat het gas makkelijker bereikbaar is, en de vaten minder ruimte innemen dan het grote opvangvat. Een nadeel is dat het wat duurder is om meerdere opvangvaten te maken dan een groot vat. Over het algemeen valt dus te concluderen dat er in ieder geval een opvangvat gebouwd zou moeten worden, waarin het gas kan worden opgeslagen. Zo kan er op elk moment gas worden afgetapt om te gebruiken.

43

8.6 Hoe een dergelijke installatie er uit komt te zien in Kisozi Nu alle factoren zijn besproken die van invloed zijn voor de bouw van onze installatie in Kisozi, is het van belang om te bespreken hoe onze installatie er uit zou kunnen zien in Kisozi. De volgende informatie bevat geen tekeningen omdat de informatie daar te onspecifiek voor is (dus metingen e.d. zijn nu nog niet van toepassing), maar het is onze bedoeling om een duidelijk beeld te geven van de installatie in Kisozi:

8.6.1 De plaats Als eerste is het van belang waar (in welk deel van Kisozi) de installatie komt te staan. Het handigste zou zijn dat de installatie zo dicht mogelijk bij de elektriciteitscentrale komt te staan, tenzij de elektriciteitscentrale ontzettend ver weg staat van Kisozi. Als de elektriciteitscentrale namelijk dicht bij Kisozi staat, is het handig voor de mensen die het gas moeten gaan vervangen, vervoeren, aanvullen etc. ook snel bij de elektriciteitscentrale terecht kunnen. Zo staan namelijk 2 energiecentrales dicht bij elkaar, en is de controle dus makkelijk te overzien. Mocht de elektriciteitscentrale nu ver weg staan van het dorp, dan is het handig om de installatie dicht bij het dorp te zetten. Het gas moet namelijk door buizen stromen, en als deze buizen erg lang zijn bereikt het gas nooit de plek waar het moet zijn (bijvoorbeeld het gasfornuis o.i.d.), omdat biogas nauwelijks onder druk staat. Het is uiteraard ook mogelijk om verschillende kleinere centrales in het dorp zelf te bouwen, waar het gas tijdelijk kan worden opgeslagen voor het gebruikt wordt. Zo kan het gas worden gebracht van de installatie naar de kleine centrales, en vanuit die centrales kan het gas stromen naar waar het gebruikt moet worden. Om kosten te besparen is het daarom handig om de gasinstallatie zo dicht mogelijk bij het dorp zelf te zetten. Dus de ideale plek voor de installatie is vlakbij het dorp, en het liefst naast de elektriciteitscentrale.

8.6.2 De ruimte De ruimte voor de installatie is ook erg belangrijk, er is namelijk veel ruimte nodig. Nu zijn 1000 liter vaten niet bijzonder groot, maar daarvan zijn er 8, en die moeten allemaal in de grond. Daarvoor is dus veel grond nodig. Bovendien moet ook het opvangvat genoeg ruimte hebben, want deze moet namelijk gemakkelijk beschikbaar zijn om daar weer gas uit te halen. Nu is ruimte niet zo’n heel erg groot probleem, want er is redelijk veel ruimte in Kisozi. De ruimte die nodig is voor de installatie is als volgt te berekenen:

44

Er worden 8 vergistingsvaten naast elkaar geplaatst, met een grond oppervlak van 1,4 m x 1,2 m. Deze worden in de grond geplaatst, in 2 rijen van 4 vergistingsvaten.

Opmerking: De slangen die uit de vergistingsvaten komen lopen, zijn niet getekend. Dit is gedaan om slordigheden te voorkomen, en zo een duidelijk overzicht te houden, maar dat betekent natuurlijk niet dat deze er in de praktijk niet zijn. Omdat de vergistingsvaten in de grond worden geplaatst, is er een redelijke afstand nodig tussen de vergistingsvaten, omdat er anders de mogelijkheid bestaat dat de zandmuren kunnen instorten, om schade te voorkomen. Vandaar dat wij ervoor hebben gekozen ongeveer 1 meter tussen de vergistingsvaten te laten. De grondplaten bedragen een oppervlakte van ongeveer 1,4 m x 1,2 m = 1,68 m. Om enige speling te hebben om de vaten te plaatsen, is het de bedoeling dat er gaten worden gegraven van ongeveer 2,2 m2 (1,48 m x 1,48 m). Het totaal oppervlak van deze installatie bedraagt dus ongeveer (1,48 m + 1 m + 1,48 m) x ((4 x 1,48 m) + (3 x 1 m)) = 35, 3232 m2. Het totaal oppervlakte is dus ongeveer 36 m2. Ook komt daar nog bij kijken dat er een opvangvat moet worden aangelegd waarin het gas wordt opgevangen, en een soort opslagkamer waarin allerlei tanks staan met gevuld gas, gehaald uit het opvangvat. Hierbij mag rekening worden gehouden met een ruimte van ongeveer 50 m2 t/m 80 m2 (ruimschoots) aan totaal oppervlakte (dus de vergistingsvaten + het opvangvat + het opslagstation). Een indeling van het opslagstation en het opvangvat is heel erg vrij, omdat het niet erg veel uitmaakt hoe groot het opvangvat en het opslagstation zijn. Het opvangvat moet in ieder geval groot genoeg zijn om 3 weken lang (maximaal) opgevangen gas in het opvangvat te houden, maar dit is niet betrekkelijk groot, omdat het biogas maar onder zeer kleine druk staat, en zich dus in een kleine ruimte goed kan ophopen. Voor het opslagstation geldt hetzelfde, alleen moet daar de mogelijkheid zijn (net zoals bij de vergistingsvaten) om daar te kunnen lopen. Het gas moet namelijk worden opgeslagen in een aantal kleinere tanks, en als deze tanks vol zijn, kan de stop erop en kan het gas daar ontzettend lang blijven staan. De installatie is dus over het algemeen erg goed, en erg efficiënt mee te handelen.

45

Hoofdstuk 9: Algemene conclusie De hoofdvraag die wij aan het begin van dit onderzoek stelde was: Hoe zou een door biomassa aangedreven energie toevoer er uit kunnen zien in Kisozi? Om deze vraag zo uitgebreid mogelijk te beantwoorden, hebben wij onszelf ook vier deelvragen gesteld: 1. 2. 3. 4.

Wat is de meest effectieve manier om geitenmest om te zetten in energie? Hoe verzamelen we de biomassa/hoe bewaren we de biomassa Wat is het meest effectief: Elektrische energie vervangen of opwekken? Hoeveel elektrische apparaten kunnen worden vervangen door gas?

Om de hoofdvraag zo goed mogelijk te kunnen beantwoorden, zullen eerst de antwoorden op de deelvragen volgen:

9.1 Wat is de meest effectieve manier om geitenmest om te zetten in energie? Na nader onderzoek hebben wij kunnen concluderen dat de beste manier (voor Kisozi) om geitenmest om te zetten naar energie, het vergisten van de geitenmest is. Verbranden zou namelijk ook een mogelijkheid zijn, maar verbranden kost zelf ook veel energie, en is dus niet bepaald efficiënt. Bovendien valt er met het verbranden ook minder energie te winnen dan met vergisten, omdat het rendement van vergisting hoger ligt (in de verhouding van energie kosten en winnen). De beste vergistingsmethode is voor in Kisozi het nat vergisten. Deze techniek is vrij simpel, het kost geen energie, en is betrekkelijk goedkoop te houden. Voor meer informatie over hoe deze vergistingsmethode werkt, kunt u kijken naar hoofdstuk 4, paragraaf 4.2.6: natte vergisting.

9.2 Hoe verzamelen we de biomassa/hoe bewaren we de biomassa Het verzamelen van de biomassa is betrekkelijk simpel, en in Kisozi hebben ze daar bij toeval al een oplossing voor. In Kisozi is namelijk een grote stal gebouwd, waar de geiten worden gehouden. Zo is het makkelijk om de mest van de geiten op te vangen en te gaan gebruiken. Dit is terug te vinden in hoofdstuk 3: Interview met Esther Haaisma. Het bewaren van de biomassa is een iets ingewikkelder verhaal, maar ook daarvoor hebben wij een oplossing bedacht. Verse biomassa kan namelijk 3 tot 4 dagen blijven liggen voordat het gaat schimmelen. De geitenmest heeft maximaal 3 weken nodig om te vergisten, dus om zo al de mest maximaal te benutten is het de bedoeling dat er 8 betonnen vergistingsvaten worden gemaakt met 1000 liter inhoud. Zo kan 3 weken lang elke keer extra mest worden bijgevuld in een ander vergistingsvat. Na 3 weken is de eerste vergisting klaar, waardoor de mest er weer kan worden uitgehaald en het vat kan worden schoongemaakt en aangevuld met nieuwe verse mest, waardoor een continu proces ontstaat. Voor mee informatie, zie hoofdstuk 8, paragraaf 8.2: Duur van het vergistingsproces.

9.3 Wat is het meest effectief: Elektrische energie vervangen of opwekken? Over deze vraag kunnen we vrij kort en bondig zijn: het makkelijkste is elektrische energie vervangen. Het is namelijk zo dat opgewekte elektrische energie door middel van gas altijd een lager rendement heeft dan gas zelf. In dit geval is het dus verstandig om elektriciteit te vervangen voor gas, zo veel mogelijk. Zie voor meer informatie hoofdstuk 7.

46

9.4 Hoeveel elektrische apparaten kunnen worden vervangen door gas? Over deze vraag hebben we enkele discussies aan de orde gesteld, omdat het lastig is te bepalen of er alternatieven zijn voor verschillende elektrische apparaten. Enkele voorbeelden zijn: een gasfornuis, gaslampen, warmte voor de douche etc. De gebruikelijke huishoudelijke apparaten zouden dus kunnen worden aangevoerd door gas, maar daarbij is er nog geen sprake van vervanging (behalve van de gaslamp). Apparaten zoals laptops e.d. kunnen niet worden vervangen door gas, deze zullen nog steeds moeten worden aangedreven door de elektriciteitscentrale in Kisozi, maar het is de bedoeling dat het hulpmiddel van gas de belast op de elektriciteitscentrale kan verminderen, waardoor deze beter kan functioneren dan voorafgaand.

9.5 Hoofdvraag: Hoe zou een door biomassa aangedreven energietoevoer er uit kunnen zien in Kisozi? Deze vraag is eigenlijk in zijn geheel behandeld in hoofdstuk 8. Alle factoren zijn hier besproken die van belang zijn in Kisozi, en bovendien is er ook letterlijk verteld hoe een energie installatie er uit gaat zien in Kisozi. Over het algemeen is het de bedoeling dat de installatie enigszins in de buurt komt te liggen van de elektriciteitscentrale. De installatie zelf is niet bepaald groot, omdat 1000 liter vaten niet erg groot zijn, en bovendien in de grond komen te zitten. Vanuit deze vergistingsvaten lopen alle slangen naar een gezamenlijk groot vat, waar het gas wordt opgeslagen. De slangen moeten wel omhoog lopen, omdat de aanwezige methaan stijgt door de temperatuur, maar dat vormt geen probleem als de vaten in de grond zitten. Vanuit dit opvang vat kunnen weer enkele slangen worden aangesloten, die zijn aangesloten op kleinere vaten, waarin het gas kan worden bewaard. Deze kleinere vaten worden bewaard in een kleine opslagruimte. Voor verdere details, zie dus hoofdstuk 8.

47

Hoofdstuk 10: Bronnenlijst & Bijlagen 10.1 Bronnenlijst Auteur onbekend: ‘Biogas productie’ (datum onbekend) http://www.bioenergyfarm.eu/nl/platform/over-bio-energie/biogas-productie Auteur onbekend: ‘Mestvergisting’ (datum onbekend) http://www.biogas.nl/mestvergisting/ Auteur onbekend: ‘Rijden op biogas uit afval in Borås’ (datum onbekend) http://www.energieprojecten.nl/pr_boras.html Auteur onbekend: ‘Vergisting’ (27-02-2005) http://www.thuisexperimenteren.nl/science/vergisting/vergisting.htm Auteur onbekend: ‘Biogas uit suikerbietenafval’ (15-09-2009) http://www.energieplus.nl/suikerunie_biogas_uit_suikerbietenafval Auteur onbekend: ‘hoger rendement door groen gas productie en gebruik afvalwarmte’ (14-10-2011) http://www.agentschapnl.nl/programmas-regelingen/hoger-rendement-door-groen-gas-productie-engebruik-afvalwarmte G. Ghekiere: ‘anaërobe vergisting’ (2011) http://www.enerpedia.be/nl/energieproduceren/anaërobe_vergisting J. Hermans: ‘Aardgas’ (12-01-2010 laatst bijgewerkt) http://nl.wikipedia.org/wiki/Aardgas S. Heijne: ‘Geloof in de kracht van koemest’ (6-12-2011) De Volkskrant, pagina 25.

Opmerking: De meeste bronnen hebben een onbekende auteur. Dit komt omdat vele auteurs die via internet iets publiceren, anoniem blijven. Wij mogen er bijvoorbeeld van uit gaan dat van het instituut Agentschap NL de juiste informatie komt, maar deze site wil de auteur niet prijsgeven. Zo geldt dat voor meerdere officiële sites (met legitieme informatie). Opmerking 2: De bronnenlijst is niet bepaald groot, maar dit komt omdat het grootste gedeelte van het project afhing van ons experiment, alle voorgaande informatie hebben wij uit deze bronnen gehaald, plus de informatie die wij hebben gekregen van onze contactpersoon.

48

10.2 Bijlagen 10.2.1 Logboek Coen Tijd 1:00 1:30 0:10 0:30 0:30 0:20 1:00 5:30

Wat gedaan gewerkt aan informatie zoeken Antwoord zoeken vraag 2 en 4 Contact opnemen met expert worldschool Vraag 6 en 8 beantwoord. Contact opnemen met contacten Hope Alive Informatie verzamelen via worldschool Contact opnemen met Esther en remeha Pws schrijven, hoofdstuk 1 en 2 afgerond

0:45 Informatie lezen remeha ketels 0:30 Belangrijkste informatie zoeken/opschrijven 0:10 bronnen zoeken, namen enzo 0:45 beginnen met hoofdstuk 3 schrijven 1:00 hoofdstuk: mest: vergisting of verbranding? 1:00 hoofdstuk: mest: vergisting of verbranding? 2:00 hoofdstuk 4 schrijven (af nu) 4:00 0:45 0:45 0:45 0:45 0:45

Project uitvoeren gesprek pws (1) gesprek pws (2) gesprek pws (3) gesprek pws (4) gesprek pws (5)

0:15 controle project 0:15 controle project 0:15 0:15 0:15 0:15 0:15 0:15 0:15 0:15 2:00

controle project controle project controle project controle project controle project controle project controle project controle project (moet nog gedaan worden) bijwerken pws + hfst 5 schrijven

Datum ? 8-9-2011 8-9-2011 11-9-2011 15-9-2011 15-9-2011 24-9-2011 x-10-2011 12-102011 18-10-11 24-10-11 27-102011 12-112011 12-112011 22-112011 28-112011

28-112011 29-112011 30-112011 1-12-2011 2-12-2011 5-12-2011 6-12-2011 7-12-2011 8-12-2011 9-12-2011 8-12-2011

49

0:15 contact opnemen met remeha 0:15 0:30 1:00 0:45 0:45 0:45 0:45 0:45 0:45 0:45 0:45 2:00 0:45 0:45

nogmaals contact opnemen met remeha logboek bijwerken hoofdstuk 5 schrijven (proefopstelling) werken in de mediatheek aan pws werken in de mediatheek aan pws werken in het lab aan pws (kwt) werken in het lab aan pws (kwt) werken in de mediatheek aan pws werken in de mediatheek aan pws werken in de mediatheek aan pws werken in de mediatheek aan pws pws bijwerken werken in het lab aan pws (kwt) werken in het lab aan pws (kwt)

2:30 gascromatografie 2:30 gewerkt aan hoofdstuk 6 0:45 Aan hoofdstuk 6 werken (bijna af) 1:00 Hoofdstuk 6 schrijven 0:15 PWS titelblad bijwerken 4:00 proefje uitvoeren 2:30 pws bewerken 2:30 hoofdstuk 8 schrijven (af(?)) 1:30 hoofdstuk 9: algemene conclusie, schrijven Bas Tijd 0:45 0:45 0:45 0:45 0:45 0:45 0:45

Wat gedaan Antwoord zoeken vraag 1 (niet afgerond) Vraag 1 maken Vraag 1 afmaken, 5 beginnen/informatie verzamelen Vraag 5 Vraag 5, Logboek verbeterd, dankjewel Daan. Vraag 7, teruggeblikt op vraag 1, nieuwe informatie. Opmaak van hoofdstuk 1 en 2 fixen, Logboek fixen.

0:45 Opmaak, informatie doorlezen 1:15 Opmaak, hoofdstuk 1&2

20-112011 25-112011 8-12-2011

9-12-2011

12-122011 12-122011 15-122011 17-122011 17-122011 20-122011 21-122011 6-1-2012 13-1-2012

Datum 12-9-2011 28-9-2011 29-9-2011 30-9-2011 4-10-2011 5-10-2011 6-10-2011 10-102011 11-102011

50

0:45 0:45 0:45 1:30 0:30 4:00 0:45 0:45 0:45 0:45 0:45 0:45 0:45 0:45 0:45 1:00 0:30 1:30 0:30 0:30

Hope alive schrijven Herschrijven en spelling checken. Onderzoek om het experiment uit te voeren Proefopstelling ontwikkelen Geitenmest regelen project uitvoeren gesprek pws (1) gesprek pws (2) gesprek pws (3) gesprek pws (4) gesprek pws (5) werken in het lab aan pws (kwt) werken in het lab aan pws (kwt) werken in het lab aan pws (kwt) werken in het lab aan pws (kwt) opmaak en herschrijven van sommige delen Bronnen verwerken tot voetnoten schrijven hoofdstuk 5/fotos verwerken in verslag. Logboeken schrijven aan proef 1 van hoofdstuk vijf

1:30 Hoofdstuk 5 zo goed als af, nadelen hoofdstuk 6 toegevoegd 1:30 Aan voordelen van Hoofdstuk 6 gewerkt. 2:30 gascromatografie 1:30 Hoofdstuk 7 schrijven en opmaak van verslag 4:00 proefje uitvoeren 1:30 2:00 1:30 1:00 2:00 1:30 1:00 1:00 2:00 2:00

Naam Coen Bas

Hoofdstuk 7 schrijven Hoofdstuk 7 afgeschreven. Foutjes in hoofdstuk 7 geschaafd, verder gewerkt aan hoofdstuk 5 Hoofdstuk 5, experiment 2 Verwerken logger pro bestanden voor hoofdstuk 5 Hoofdstuk 5, bijna af. Hoofdstuk 5 af Enige tekst aanpassen, begin nakijken Zo goed als alles op spelfouten verbetert en nagekeken. Rest verbetert, laatste check. PWS ingeleverd.

13-102011

3-12-2011 7-12-2011 8-12-2011 9-12-2011 9-12-2011 10-122011 11-122011 12-122011 18-122011 20-122011 21-122011 3-1-2012 4-1-2012 5-1-2012 6-1-2012 9-1-2012 10-1-2012 11-1-2012 12-1-2012 13-1-2012

totaal aantal uren 57:55:00 52:45:00

51

10.2.2 Formulier plan van aanpak Formulier plan van aanpak Coen van der Zande en Bas Bakx

Hoofdvraag

Deelvragen

Hoe zou door biomassa (geitenpoep) aangedreven energie toevoer er uit zien in Kisozi?

1. Wat is de meest effectieve manier om geitenmest om te zetten in energie? 2. Hoeveel elektrische apparaten kunnen worden vervangen door gas? 3. Wat is het meest effectief: Elektrische energie vervangen of opwekken? 4. Hoe verzamelen we de biomassa/hoe bewaren we de biomassa

Hypothesen Verwachtingen

1. Gasvormige biomassa zal het effectiefst zijn 3. Energie vervangen zal het effectiefst zijn.

Informatiebronnen Hulpmiddelen

Internet, boeken, e-mailcontacten. Ook denken we er aan een contact van Hope Alive uit te nodigen, om vragen te stellen en onze bevindingen voor te leggen.

Presentatievorm

Er moet een gewoon traditioneel verslag komen in het Nederlands, en een korte presentatie in het Engels.

52

10.2.3 Antwoorden op vragen Toen we aan het project begonnen, hebben we onszelf enkele vragen gesteld om aan de hand daarvan informatie te kunnen vergaren. Een opmerking van tevoren: Hier staan enkele bronnen vermeldt die niet in de bronnenlijst staan, dat komt omdat deze bronnen voor ons niet bruikbaar genoeg zijn geweest, maar slechts om informatie aan te vullen, maar om plagiaat en het schenden van gebruikersrechten te voorkomen staan de sites erbij vermeldt. De vragen en antwoorden:

-



   

Wat is de meest effectieve manier om geitenmest om te zetten in energie?

http://www.eon.nl/over-eon/energiebronnen/energie-uit-biomassa/biomassa-nederland Afvalverbranding: de eenvoudigste en meest populaire vorm van bio-energie in Nederland. Afvalverbranding is het verbranden van biologisch afval. Omdat de uitgestoten CO2 deel uitmaakt van de huidige koolstofcyclus, kan deze methode worden gezien als een CO2-neutrale verbranding. Bij- en meestook: een belangrijk deel van de biomassa wordt in energiecentrales vermengd met fossiele brandstof om de centrale schoner te maken. Want voor dezelfde hoeveelheid energie is nu minder fossiele brandstof nodig. Houtkachels: zowel particulieren als bedrijven verbranden ieder jaar flink wat hout. Dat is een vorm van bio-energie. Stortgas: als biologisch materiaal wordt gedumpt, komt bij de afbraak gas vrij. Dit gas (stortgas) wordt in een speciale container afgevangen. Het gas kan later verstookt worden in centrales of ter verwarming. Biogas en -brandstof: de vergisting van bepaalde vormen van biomassa tot bruikbare brandstoffen als biogas en/of bio-ethanol is een belangrijke techniek die sterk in opkomst is. Bijmenging: sinds 2007 is het bij wet verplicht om 2% biobrandstof te vermengen met iedere transportbrandstof. Dat leidde tot een sterke toename van het opwekken en gebruik van bio-ethanol. Uiteindelijk zal het op een of andere manier verbranden van biomassa het meest effectief zijn http://www.dwa.nl/biomassa/index.php?page=vergisting Bij vergisting wordt met behulp van bacteriën biomassa omgezet in gassen die bruikbaar zijn als brandstof, zoals methaan. Er zijn twee soorten vergisting, nat en droog. Beiden lijken me geschikt omdat ze redelijk goed op kleine schaal kunnen worden toegepast, toch lijkt droog me het meest ideaal. Er is dan minder water nodig en het kan batchgewijs plaatsvinden, dus op momenten waarop het nodig is kan er worden geproduceerd. http://www2.alterra.wur.nl/Webdocs/PDFFiles/Alterrarapporten/AlterraRapport1437.pdf http://www.bioenergienoord.nl/random/covergisting_v29mei07.pdf

53

-

Hoeveel biomassa levert een geit per tijdseenheid Informatie vraag 2: Energieproductie: hoeveel biomassa kan de agro-industrie leveren? (DEN) In de agrosector is het efficiënt en telkens hergebruiken van biomassa al jaren een logische keus, bijvoorbeeld om veevoer van te maken. De laatste tijd staan ondernemers steeds vaker voor een dilemma: behalen ze niet meer rendement als ze het gebruiken als grondstof voor ethanol, eiwitten of energie? De Wageningen UR en Procede Biomass deden er onderzoek naar. "Het hangt af van het scenario waarin we als samenleving terecht gaan komen," zegt onderzoeker Wolter Elbersen van de Wageningen UR. Hij bracht in kaart hoe uiteenlopende toekomstscenario’s doorwerken op de mogelijkheid om biomassa voor energieproductie te leveren. Elbersen: "Veel hangt af van bijvoorbeeld strengere regelgeving en nieuwere technologieën. De wet van vraag en aanbod staat centraal. Hoeveel vee hebben we over een paar jaar? Hoeveel veevoer is er dan nodig? Is er minder veevoer nodig, dan gaat er meer biomassa richting de vergister. Andersom speelt ook de vraag naar – en dus de opbrengst van – energie een rol." Marge Volgens Elbersen is de netto uitkomst van het onderzoek dan ook geen 'hard' getal, maar een marge. "Wij kiezen niet. Wél laten we zien dat het van jaar op jaar verschilt en dat beleidskeuzes invloed hebben op de hoeveelheid biomassa die beschikbaar komt voor energie." Het varieert van 'heel weinig' tot 'redelijk wat', zegt Elbersen: "Op basis van onze analyse verwachten wij dat we afhankelijk van het toekomstscenario in 2020 maximaal 48,5 PJ aan fossiele energie kunnen vermijden. De grootste bijdrage wordt geleverd door productie van biodiesel uit gebruikt frituurvet, dierlijke vetten en plantaardige oliën en vetten. Indien ook de reststromen van de ketens worden meegerekend (zoals mest en bietenkoppen) komen we op maximaal ca 88 PJ." Flexibel blijven De Wageningen UR adviseert om de sectoren (energie en agro) te laten inspelen op de variabiliteit in het aanbod van biomassa: bij overschotten is er behoefte aan alternatieve afzet van allerlei biomassastromen uit de agro-industrie: energieproductie is dan aantrekkelijk. Bij tekorten is de concurrerende vraag vanuit energie echter onwenselijk voor andere afnemers vanuit duurzaamheidsoverwegingen. Elbersen: "Dit zou verder onderzocht moeten worden, je kunt zo kool en geit sparen." Bouwsteen Het onderzoek is een van de bouwstenen van het 'Innovatie- en actieprogramma Schone en Zuinige Agrosectoren.' "De pijlers onder dit programma zijn verbetering van de concurrentiepositie en verduurzaming van de sectoren door energiebesparing, reductie van broeikasgassen en opwekken van duurzame energie", legt Albert Moerkerken van Agentschap NL uit. "De onderzoekers hebben intensief samengewerkt met de industrie. Het rapport biedt handvatten voor de Biobased Economy en geeft aan waar mogelijkheden liggen voor biomassagebruik voor duurzame energie."

54

-

Welke energiebronnen zijn nodig in een dorpje? Uganda: vergisting van biomassa voor de productie van elektriciteit (PESP07010) Uganda heeft in algemene zin problemen met een zekere en constante elektriciteitsvoorziening. De productiecapaciteit is te gering, veel van de geïnstalleerde installaties zijn verouderd waardoor zij een geringe bedrijfszekerheid kennen, de hydroelektrische opwekkingscapaciteit wordt gehinderd door tekorten aan water in de diverse natuurlijke meren en stuwmeren. De regering van Uganda heeft een programma aangenomen om investeringen in de energiesector te bevorderen. In het bijzonder wordt hierbij decentrale opwekking door 'independant power producers - IPP' gestimuleerd. Dit geldt in versterkte mate in landelijk gebied om zodoende een afdoende infrastructuur te kunnen opbouwen. Onderdeel van dit beleid is om in het kader van de klimaatproblematiek de emissie van CO2 te verlagen of neutraal te laten plaatsvinden door middel van de inzet van hernieuwbare primaire energiebronnen. Aan Scherjon in gevraagd om de kennis en kunde van dit bedrijf in te zetten bij de omzetting van het beleid naar concrete investeringen. In Nederland wordt deze technologie toegepast in de snel groeiende markt van kleine eenheden voor de productie van elektriciteit die voornamelijk wordt aangewend op het eigen boerenbedrijf. In het vergistingsproces wordt voornamelijk gebruikgemaakt van mest, organische afvallen en maïs. Het aldus opgewekte gas wordt gebruikt voor de aandrijving van een gasmotor die een generator aandrijft die elektriciteit produceert. Voordeel van deze techniek tegenover windenergie is dat deze elektriciteit een constante spanning heeft en een constante fase kent. Een Ugandese kaasfabriek wordt regelmatig geconfronteerd met uitval van elektriciteit en het geprogrammeerde delen van spanningslast van het netwerk met andere producenten. Deze ervaring maakt het moeilijk om op een adequate manier constant te produceren. Scherjon wil met deze PESP-studie aantonen dat vergisting van biomassa voor elektriciteitsopwekking succesvol kan worden toegepast in Uganda. De studie is afgerond per 20-01-2008. De volgende samenvatting is aangeleverd door de bedrijven die de studie hebben uitgevoerd. De EVD kan daarom geen verantwoordelijkheid aanvaarden voor de inhoud.

Samenvatting

Uganda heeft een beperkte elektriciteitsproductie en een groot deel van het land is niet aangesloten op het elektriciteitsnet. Er wordt geïnvesteerd in het verbeteren en uitbreiden hydro-elektrische opwekkingscapaciteit en in het distributienet. De regering van Uganda heeft een programma aangenomen om investeringen in de energiesector te bevorderen. In het bijzonder wordt hierbij decentrale opwekking door 'independant power producers - IPP' gestimuleerd. Dit geldt in versterkte mate in landelijk gebied om zodoende een afdoende infrastructuur te kunnen opbouwen. Onderdeel van dit beleid is om in het kader van de klimaatproblematiek de emissie van CO2 te verlagen of

55

neutraal te laten plaatsvinden door middel van de inzet van hernieuwbare primaire energiebronnen. In Europa is ervaring opgedaan met de decentrale opwekking van energie door middel van generatoren die worden aangedreven door een gasmotor die biogas benut dat wordt opgewekt door een vergistinginstallatie. In Duitsland zijn nu zo’n 4000 van deze systemen geïnstalleerd, in Nederland gaat het om ca. 60 systemen. Dit soort systemen heeft een opwekkingscapaciteit van 500 kW tot 2 MW. De input bestaat uit een mengsel van dierlijke mest en organische reststromen uit de voedingsmiddelenindustrie en de landbouw. Een consortium van Nederlandse en Ugandese bedrijven onder leiding van Scherjon Dairy Equipment is gevraagd de haalbaarheid te onderzoeken van het inzetten van deze systemen in Uganda. De directe aanleiding was de last die de door Scherjon ontwikkelde kaasfabriek Gouda Gold in Kampala ondervindt van de tekorten op het elektriciteitsnet. Het onderzoek richtte zich op de economische, technische en juridische haalbaarheid van middelgrote systemen (ca. 1 MWe) die elektriciteit leveren aan het net. Er werden mogelijke leveranciers van reststromen bezocht om de beschikbaarheid van biomassa te onderzoeken. Daarbij werd ook aandacht besteed aan de mogelijkheid organisch afval uit de stadswijken te verzamelen. Nu wordt veel van deze biomassa gestort op kleine of grote vuilnishopen die een bron zijn van overlast en grote hoeveelheden methaan uitstoten. De conclusie is dat er in de omgeving van Kampala voldoende reststromen beschikbaar zijn. De logistiek voor een constante aanvoer zal de nodige aandacht vergen. Voor een vergister van ca. 1 MWe is een dagelijkse aanvoer nodig van ca. 80 ton. De bedrijfseconomische haalbaarheid wordt grotendeels bepaald door de vergoeding die betaald wordt voor de levering van elektriciteit aan het net. De basisprijs van ca. $0,06 per kWuur is te laag. Er is beleid om de opwekking van schone energie te bevorderen met behulp een verhoogde leveringsvergoeding. Er is inmiddels overleg met de Ugandese autoriteiten over een vergoeding van $0,12 per kWuur. Een bijproduct van het vergistingproces is de uitgegiste biomassa, het zgn. digestaat. Dit is een homogene vloeibare massa waarin de mineralen achterblijven die in de ingevoerde biomassa aanwezig waren. Hierdoor is dit een uitstekende organische meststof. Door de massa in te drogen ontstaat een goed handelbaar product met belangrijke landbouwkundige waarde. De verkoop van dit bijproduct kan de exploitatie van de vergister ten goede komen en de landbouw versterken. De hoge kunstmestprijzen maken dit product extra kansrijk. De regionale kringloop van mineralen wordt hierdoor bevorderd. Op juridisch gebied zijn er weinig belemmeringen, de spelregels over opwekking en levering van elektriciteit zijn duidelijk beschreven in de elektriciteitswet. Een bouwvergunning en een milieu effectrapportage zijn nodig. Voor de technische haalbaarheid werden de mogelijkheden voor lokale leveranties van projectonderdelen onderzocht. De conclusie is dat de silo’s of reactoren ter plekke gebouwd kunnen worden, de technische installaties zullen vanuit Europa moeten worden ingevoerd. In het onderzoek bleek dat de autoriteiten en verschillende ondernemers enthousiast reagerenop deze wijze van energieproductie en de ontwikkeling hiervan willen ondersteunen. De eindconclusie is dat vergisting van biomassa voor energieproductie kansrijk is. Er is biomassa beschikbaar uit de industrie, de ontwikkeling van een inzamelstructuur van stedelijk afval zal enige moeite kosten. Vanuit de landbouw is een grote biomassastroom mogelijk, de primaire taak is de voedselproductie, deze mag niet geremd worden. De invoervergoeding is een bepalende factor, daarover moet duidelijkheid zijn alvorens een vervolgontwikkeling mogelijk is. Bij de ontwikkeling van meerdere locaties is het wellicht

56

mogelijk inkomsten te generen uit de CO2-rechten. Directe levering van stroom aan eindgebruikers is een kansrijke vervolgontwikkeling. Het dagelijkse management van de omvangrijke aan- en afvoer en het toezien op een correcte bedrijfsvoering zijn belangrijke maar geen eenvoudige taken. Scholing en begeleiding zal in het begin nodig zijn. Deze energieproductie leidt tot veel werk in de keten van biomassa inzameling tot digestaat afzet. Het consortium zoekt nu aanvullende partners om een pilot te realiseren en de kansen voor deze techniek in een praktijkopstelling te demonstreren en nader te testen. De ambitie is te komen tot de bouw van meerdere systemen met een totaal vermogen van 20 MW.

57

-

Wat is het meest effectief: Elektrische energie vervangen of opwekken?

http://www.angelfire.com/art3/ellen/bio-energie.htm Laatst gezien: 11 september 2011, laatst bijgewerkt: onbekend. Er bestaan volgens de site 3 methoden om elektrische energie op te wekken uit biomassa. 1. Door de omzetting van biomassa in een brandbaar gas dat gebruikt wordt in een gasmotor of gasturbine. De vergassing gebeurt met verschillende technieken: Thermochemische vergassing in een reactor bij hoge temperatuur (bv voor hout) Vergisting tot een gasmengsel van methaan en CO2: dit kan spontaan gebeuren in stortplaatsen of door een gecontroleerd proces in een vergistingstank (of biogasgenerator). Zo kan het slib van een rioolwaterzuiveringsinstallatie of het groente-, fruit- en tuinafval (GFT) hernieuwbare energie leveren.

2. Door (co)verbranding van biomassa in een ketel die een stoomturbine voedt. 3. Door bio-olie te winnen uit energiegewassen; deze olie kan als brandstof dienen voor een stoomketel, motor of gasturbine.

Alle 3 deze methoden duiden erop dat uit biomassa niet per se direct elektrische energie kan worden gewonnen, slechts warmte energie o.i.d, en die energie wordt gebruikt om daar elektrische energie mee te maken en te voeden. Gezien er het een en ander aan energie verloren gaat is de energie omzetting in ieder geval niet ideaal, omdat je de biomassa moet verbranden om hier warmte energie uit te krijgen, waar vervolgens weer die energie moet worden gebruikt voor het opwekken van elektrische energie. Het lijkt dus voordeliger om elektrische energie te vervangen door energie uit biomassa (door middel van een andere manier dan verbranden o.i.d.) dan elektrische energie op te wekken. Echter heb ik geen getallen die het kunnen bewijzen, dus dit is slechts een hypothese. Voor de getallen moeten we een experiment uitvoeren en aantonen wat voordeliger is.

58

-

Hoe verzamelen we/ze de biomassa? Hoe gaan we/ze de geiten houden?

Het verzamelen van biomassa moet effectief zijn. Want in ieder geval zeer oneffectief is, is om de geiten gewoon los rond te laten lopen en elke dag naar uitwerpselen te zoeken en deze te verzamelen. Dit kost veel tijd, en het kan bovendien nuttiger. Ze zouden bijvoorbeeld in een dorpje in Uganda een stal kunnen bouwen, speciaal voor deze geiten. Dus in plaats van ze thuis te houden, leven de geiten in een stal. Het voordeel hiervan is dat de biomassa zich beperkt tot een bepaalde plek (namelijk de stal) en het zo een stuk makkelijker te verzamelen is. Bovendien heb je zo controle op de geiten. Een nadeel hiervan is echter dat de geiten nauwelijks bewegingsvrijheid krijgen. Hier zou bijvoorbeeld een oplossing voor bedacht kunnen worden door ze tussen een bepaalde tijd buiten te laten lopen, in een bepaald gebied (een weiland o.i.d.), die niet al te groot is, zodat ook hier de poep makkelijk bij te houden is. Ze zouden bijvoorbeeld ook de geiten 'zindelijk' kunnen maken en ze leren dat ze maar op een bepaalde plek hun behoeften mogen doen. Het voordeel hiervan is dat alle poep wordt opgeslagen op een plek, terwijl de geiten gewoon vrij kunnen rondlopen wanneer ze dat maar willen. Een nadeel hiervan is echter dat dit veel training en tijd eist om dit elke geit te leren, wat zeer oneffectief is. Ze zouden bijvoorbeeld ook een zakje onder de geiten kunnen hangen die de poep opvangt terwijl ze gewoon rondlopen. Een voordeel hiervan is dat je niet te veel op de geiten hoeft te letten, maar een nadeel hiervan is dat er kans is op mestverlies (door bijvoorbeeld uit het zakje vallen van de mest) en dat zo'n zakje snel vol is (en wat als de geit gaat zitten of liggen)?! De beste oplossing lijkt dus de eerste oplossing. Een stal bouwen voor de geiten.

59

10.2.4 Dankbetuiging Wij willen uiteraard ook onze dank betuigen aan de mensen die ons geholpen hebben met dit project. Als eerste willen wij graag Esther Haaisma en Eddy Mpoya bedanken voor contact houden met ons, en ons de nodige informatie verschaffen ondanks de soms moeilijke communicatie door slechte internetverbindingen e.d. Ook willen wij graag Remeha bedanken voor het verschaffen van de informatie over de Remeha HReketel, met bijgeleverde handleiding en uitleg, die in de volgende paragraaf aan de orde zullen komen. We bedanken ook boer Hendriks voor het tot twee keer toe leveren van geitenmest die zo nodig was voor ons experiment. Ook willen wij onze profielwerkstukbegeleider Dhr. Bas Blok bedanken voor het begeleiden en meedenken van ons project, waardoor wij allen tezamen een mooi profielwerkstuk hebben weten weg te zetten. Allen bedankt namens de auteurs, Coen van der Zande & Bas Bakx

10.2.5 PDF-bestanden In deze laatste paragraaf zullen alle PDF bestanden worden weergegeven. Omdat het niet mogelijk is een PDF bestand zonder meer in te voegen in word 2010, staan hier geen paginanummers aangegeven van dit verslag, maar soms een eigen paginanummering e.d. Om misverstanden te voorkomen zijn deze pdfbestanden dus als laatste in het verslag gestopt. Excuses voor het ongemak.

60