Project Bioenergie Dantumadeel
Duurzame Energieopwekking op Eco-Park de Mieden
Op het agro-industrieterrein de Mieden bevinden zich tal van bedrijven die biomassa produceren of zich bezighouden met de verwerking ervan. De gemeente Dantumadeel maakt zich zorgen om dit terrein(onder andere door leegstand). Het is duidelijk geworden dat er op het terrein mogelijkheden voor een biomassa-installatie liggen. Dit komt tevens door de komst van een recreatiepark in de buurt, die als een potentieel afnemer kan dienen. Ook de kosten voor het verwijderen van bioafval zijn een punt van aandacht, aangezien deze met de komst van een biomassa-installatie verdwijnen, of het geld kan gaan opleveren.
Vanuit verschillende overheden zijn ook doelen opgesteld met betrekking tot duurzame energie, daaronder het energieakkoord Noord-Nederland, dat streeft naar 20% CO2 emissiereductie in 2020. Dit plan sluit daarop aan.
Onderzoeksvraag
Is duurzame energieopwekking uit biomassa op het Eco-park de Mieden haalbaar en op welke manier kunnen de daar aanwezige marktpartijen een rol spelen?
Alle betrokken partijen zijn geïnventariseerd, en d.m.v. Freeman’s stakeholders grid zijn deze partijen geïdentificeerd en is bepaald hoe zij betrokken zijn. Belangrijke partijen zijn gemeente Dantumadeel en andere omliggende gemeenten, en bedrijven op bedrijventerrein de Mieden. Vele van de partijen zijn leveranciers van biomassa.
De inzet van biomassa is afhankelijk van verschillende factoren: De prijs van biomassa, Subsidietarieven, Prijs fossiele brandstof, Maatschappelijke discussie over duurzaamheid, Technische mogelijkheden.
Dit onderzoek is uitgevoerd via een trechter model, waarbij stap voor stap mogelijkheden worden geëlimineerd, tot de beste mogelijkheden overblijven.
Biomassastromen
Eerst zijn de beschikbare biomassastromen geïnventariseerd. Hierbij is gekeken naar verbrandingswaarde en droge stofgehalte. Een belangrijke stroom is bermgras, waarvan jaarlijks veel vrijkomt, maar minder geschikt is voor biomassa-installaties. Ook snoeihout komt in aanmerking, dit heeft een hoge verbrandingswaarde. Verder zijn kippenmest, groente- en fruitafval en andere organische afvalstromen beschikbaar.
Conversietechnieken
Voor de omzetting van biomassa naar energie zijn verschillende technieken beschikbaar.
Bij vergassing word de biomassa door onvolledige verbranding omgezet tot brandbaar gas. Dit gas kan na verwerking in een warmtekrachtkoppeling worden omgezet tot elektriciteit en warmte. Deze techniek kan enkel droge biomassa verwerken: Houtsnippers, kippenmest en bermgras. Als restproducten blijft as en koolstof over. Het rendement is zo’n 35% elektrisch en 50% thermisch.
Vergisting werkt door middel van micro-organismen, die onder anaërobe omstandigheden de biomassa omzetten in biogas. Dit proces is echter beperkt tot eenvoudig afbreekbare stoffen, er zal dus meer restproduct overblijven. Het biogas dat bij vergisting vrijkomt, is geschikt voor een WKK. Het gas kan, door corrosieve eigenschappen, niet lang bewaard blijven, de installatie is dus, in vergelijking met bijvoorbeeld verbranding, niet stop te zetten.
Voor vergisting kan natte en droge biomassa worden gebruikt. Het rendement is zo’n 40% elektrisch en 45% thermisch.
Een verbrandingsinstallatie produceert warmte. Deze warmte kan direct worden gebruikt voor verwarming, of bij installaties boven 1,5 MW kan er ook elektriciteit worden opgewekt. Deze installatie is alleen geschikt voor droge biomassa, zoals houtsnippers, houtpellets en geperst gras(staat nog in kinderschoenen). Reststromen zijn as en rookgasreinigingresidu. Het rendement is in totaal zo’n 90%.
Afweging Keuze
Door middel van een symposium zijn de verschillende partijen met elkaar in aanraking gekomen en zijn ze tot discussies gekomen over de verschillende mogelijkheden.
Vergisting is een goede mogelijkheid in combinatie met het recreatiepark, alleen kan de installatie niet draaien op enkel gras, GFT en kippenmest, zonder toevoeging van bijvoorbeeld varkens- of koeienmest. Ook is met de huidige subsidie voor vergisting de terugverdientijd zeer lang zijn.
De verbrandingsinstallatie kan binnen 3 maanden operationeel zijn. Zonder subsidie is een installatie van 2MW binnen zo’n 4,5 jaar terug te verdienen. Wel zijn maar een beperkt aantal biomassastromen beschikbaar. Bij een installatie van 10MW of meer komen de kosten op zo’n €2000/kW.
Duidelijk is geworden dat vergassing een minder bewezen techniek is. Wel komen er minder schadelijke gassen vrij dan bij vergisting en verbranding. De kosten bedragen zo’n €5000/kW.
Mogelijkheden zijn om bijvoorbeeld koolzaad ipv bermgras te zaaien, dit is een energierijker product. Ook is de GF uit GFT beter geschikt voor vergisting, een optie is om T te scheiden bij de bron. De voorkeur gaat uit naar een bewezen techniek. Ook is teruglevering een probleem, omdat het energienet vol zit. Een optie hiervoor is energie leveren aan de RWZI, deze heeft een constante vraag naar energie.
Uit de discussies zijn drie opties afgeleid: vergisting van bermgras, vergisting van bermgras gecombineerd met GF afval, verbranding van snoeiafval.
Bij berekening van de prijs van de installatie per kW, komt uit dat verbranding van snoeihout de goedkoopste oplossing is.
De warmtevraag voor het recreatiepark met zwembad is berekend op bijna 400.000 m³ aardgas equivalent. Deze vraag is echter over het jaar niet constant, bij een vergister is dit een probleem, aangezien deze niet kan worden stilgezet of worden gereguleerd. Bij een verbrander kan dit wel, bij de verbranding van snoeihout kan dan ook het hoogste rendement worden behaald.
Benutting Restwarmte
Bij vergisting van bermgras, en bermgras in combinatie met GF, kan een deel van de restwarmte worden gebruikt voor de verwarming van de installatie zelf. De rest gaat door naar het recreatiepark.
Bij verbranding is zelfverbruik niet nodig, en kan alle warmte-energie naar het recreatiepark.
Bij beide opties gaat de elektrische energie terug naar het energienet, optioneel kan ook energie worden geleverd aan de RWZI, tenzij dit extra kosten met zich meebrengt.
Co-vergisting van gras met GF afval is vaker gebruikt in Nederland, de vergisting van puur bermgras is echter en vrij onbewezen techniek. Verbranding van snoeihout is een veelgebruikte techniek in Nederland.
Een ander aandachtspunt is omgevingsbelasting. Een vergister veroorzaakt geuroverlast, zijn er verhoogde transportbewegingen, en is er kans op explosiegevaar door het geproduceerde biogas. Bij verbranding is er brandgevaar bij de opslag van snoeihout, als hier broei optreed. Horizonvervuiling en geluidsoverlast gelden voor vergister- en verbranderinstallaties.
Alle eigenschappen van de verschillende opties zijn in een Multi Criteria Analyse verwerkt. Hierin krijgt verbranding van snoeihout de hoogste waardering, vergisting van bermgras+GF de middelste, en vergisting van alleen bermgras de laagste waardering.
De beste keuze komt uiteindelijk uit op de verbranding van snoeihout. Dit deels omdat de warmteopbrengst kan worden aangepast aan de warmtevraag. Ook is een vergister duurder door de lage subsidiëring.
Haalbaarheid
Juridisch moet de bouw van de installatie worden goedgekeurd, en ook moet er een wijziging in het bestemmingsplan van het gebied plaatsvinden. Ook moet een milieuvergunning, een bouwvergunning en een omgevingsvergunning worden aangevraagd.
De verbranding van snoeihout word verder opgedeeld in wel of niet opwekken van elektriciteit, en aanpassing aan de warmtevraag of het totaal beschikbare snoeihout.
De verschillende installaties hebben elke een verschillend vermogen, wat ook leidt tot verschillende investeringskosten. Ook liggen er kosten bij bijvoorbeeld de prijs van het snoeihout, en onderhoud- en personeelskosten. De terugverdientijd van de installatie die aangepast is op de warmtevraag is hoger dan in de installaties die aangepast zijn op de beschikbare hoeveelheid snoeihout, de installatie aangepast aan de maximale hoeveelheid snoeihout zonder elektriciteitopbrengst heeft geen terugverdientijd, door de hoge kosten.
Conclusies
De belangrijkste conclusie die kan worden getrokken is dat de realisatie van een biomassa-installatie op het Eco-Park de Mieden mogelijk is, en dat er genoeg houtsnippers in de regio beschikbaar zijn om het recreatiepark van warmte te voorzien en hiernaast nog elektriciteit op te wekken.
Een verbrandingsinstallatie voor snoeihout is voor alle betrokken partijen de beste optie. De verbrandingsinstallatie sluit ook aan bij de doelen van het Energieakkoord Noord-Nederland. Het snoeihout kan voor een goede prijs worden gekocht van de Noardlike Fryske Wâlden, die dit geld weer kunnen gebruiken voor landschaponderhoud. Ook kan het recreatiepark goedkoop aan warmte komen, en is het afnemen van warmte uit biomassa goed voor het imago van het park. Ook is de installatie door de korte terugverdientijd een goede investering.
De installatiekeuze valt op het verbranden van snoeihout met elektriciteitopwekking aangepast aan de beschikbare hoeveelheid snoeihout. Met een vermogen van 2,7MW totaal heeft deze een jaarlijkse opbrengst van zo’n €180.000 en een terugverdientijd van zo’n 5,9 jaar zonder subsidie. Met subsidie is dit te verkorten tot 5,25 jaar.
Onderzoeksproducten
Uit dit onderzoek zijn de volgende producten voortgekomen:
