Potentiële opbrengst en energetische waarde van biomassa uit Low-Input High-Diversity (LIHiD)-systemen in Vlaanderen.

Klimaatsverandering en het verlies van biodiversiteit zijn twee van de meest uitdagende problemen van de 21e eeuw. Ondanks de wereldwijde erkenning van deze problemen en de kennis over hun impact op onze samenleving, slagen we er niet in om het verlies van soorten te stoppen of om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen. Omwille van het grote potentieel om de klimaatsveranderingen te mitigeren, legt het recente (inter)nationale hernieuwbare energiebeleid een sterke nadruk op bio-energie. Door de verhoogde vraag naar vruchtbare grond kan het bio-energiebeleid echter negatieve effecten op biodiversiteit hebben en zo de biodiversiteitsdoelen in gevaar brengen. Recent kwamen soortenrijke Low-Input High-Diversity (LIHD) systemen in beeld als een veelbelovende alternatieve biomassabron voor bio-energie. LIHD-biobrandstoffen hebben het potentieel om een hogere netto energieopbrengst te behalen dan sommige van de huidige energiegewassen en dit dankzij het geringe gebruik of de afwezigheid van inputs zoals meststoffen en pesticiden. Ze minimaliseren bovendien de competitie met voedselproductie voor gewassen en landbouwgrond.

Door de lange co-evolutie van wilde planten- en diersoorten met menselijke activiteiten in Europese landschappen zijn vele soortenrijke ecosystemen in Europa voor hun behoud afhankelijk van een vorm van menselijk beheer. Een van de kernstrategieën van biodiversiteitsbehoud is het oprichten van natuurreservaten met een beheer dat gebaseerd is op traditionele landbouwpraktijken. Tot vandaag wordt dit natuurbeheer nog al te vaak beschouwd als een kost, maar het kan ook gezien worden als een opportuniteit om een duurzamer alternatief voor de huidige energiegewassen te produceren. Ondanks het enorme bio-energiepotentieel is de energetische valorisatie van LIHD-biomassa nog steeds zeldzaam. De aanwending van deze biomassa wordt gehinderd door het gebrek aan accurate data over biomassaproductie, -samenstelling en bio-energiepotentieel. Ook de versnipperde beschikbaarheid van de biomassa draagt significant bij tot de huidige barrières.

De doelstelling van dit onderzoek was om de biomassabeschikbaarheid en het bio-energiepotentieel van LIHD-systemen met een kruidachtige vegetatie in Vlaanderen en Europa in kaart te brengen. De studie focust op natuurgebieden en wegbermen. Daarnaast onderzochten we de mogelijkheid om bio-energieproductie te combineren met het restoratiebeheer van sites gedomineerd door vier uitheemse plantensoorten, die zeer invasief zijn in Europa: Fallopia japonica, Heracleum mantegazzianum, Impatiens glandulifera en Solidago gigantea. Door het aanpakken van de bestaande barrières probeert deze studie de valorisatie van LIHD-biomassa te faciliteren met het oog op het verzoenen van biodiversiteitsbehoud met het tegengaan van klimaatsverandering.

Natuurgebieden en wegbermen met een kruidachtige vegetatie hadden een oppervlakte van 31.055 ha in 2014 in Vlaanderen. De plantengemeenschappen in deze systemen produceerden jaarlijks tussen 0,7 en 6,5 ton droge stof (DS) per hectare, wat resulteerde in een totale jaarlijkse biomassaproductie van 203.000 ton droge stof. Op basis van de analyse van het watergehalte, de samenstelling van functionele groepen en de biochemische samenstelling van de biomassa werden aanbevelingen opgesteld voor het kiezen van de juiste verwerkingstechnieken voor deze biomassa. De volledige toeleveringsketen van natuur- en wegbermbiomassa in Vlaanderen werd geoptimaliseerd om de netto energieopbrengst en de winst te maximaliseren. Hiervoor werd OPTIMASS gebruikt, een recent ontwikkeld GIS-gebaseerd optimalisatiemodel. Ondanks de eerder lage energie-efficiëntie van de anaerobe vergisting (10-30%) en dus een lage bruto energieopbrengst (1,6-22,4 GJ per ha per yr), bereikte deze keten nog steeds een positieve netto energieopbrengst. Economisch gezien bleek het echter een minder interessante bron van biomassa. Toekomstige technische vooruitgang, aanpassing van de wetgeving en overheidssteun zoals groene stroomcertificaten zullen nodig zijn om deze biomassa in de energieketen op te nemen. De bestudeerde invasieve soorten hadden een hoge jaarlijkse biomassaopbrengst van 5,8 tot 8,6 ton droge stof per hectare. Zonder extra input of agronomische optimalisatie, haalde de vergisting van de vier invasieve soorten een vergelijkbare bruto energieopbrengst per hectare (28–88 GJ per ha) als sommige van de huidige intensieve energiesystemen. Tijdens de labotesten verloren alle propagules hun levensvatbaarheid tijdens de vergisting. Het risico op verdere invasie wordt dus gereduceerd in het vergistingsproces. Voorzichtigheid tijdens de oogst en transport blijft echter geboden om de verdere verspreiding van de exoten te voorkomen.

Het Europese natuurbeschermingsnetwerk, Natura 2000, is het grootste netwerk van natuurreservaten ter wereld. De totale productieve oppervlakte binnen Natura 2000, uitgezonderd bossen, werd geschat op 7,5 miljoen hectare, bijna 10% van het totale netwerk. Met een jaarlijkse biomassaproductie tussen 16,2 en 19,6 miljoen ton DS kan het Natura 2000-netwerk instaan voor een gedeelte van de toekomstige, verhoogde land- en biomassavraag. Omgezet in bio-energie met een ‘Integrated Generation of Solid Fuel and Biogas from Biomass’ (IFBB)-systeem, kan er 90,8 tot 123,2 PJ bruikbare energie gegenereerd worden. Natura 2000 bio-energie zal niet leiden tot het verdringen van voedsel- of energiesystemen. Het zal daarentegen jaarlijks resulteren in een vervanging van fossiele brandstoffen van 138,5 tot 188.0 PJ en een reductie in broeikasgasemissies van 9,2 tot 12,5 Mton CO2-eq. De sterkte van bio-energie uit natuurbeheer ligt echter niet enkel in de broeikasgasafname en in het hernieuwbare energiepotentieel, maar ook in het behoud en de versterking van de biodiversiteit en de geassocieerde ecosysteemdiensten.