< Terug naar vorige pagina

Project

TransBio: Biogas Versie 2.0: Technologische transitie van de biogassector naar innovatieve bedrijfsmodellen met verhoogde rendabiliteit en verlaagde steunafhankelijkheid (TransBio)

Vlaanderen telt ca. 40 grootschalige energiecentrales op basis van biogas, naast 50-75 tal kleine (bedrijfsschaal) installaties. Biogas als hernieuwbare energietechnologie stond in voor 602 GWh aan groene stroom en 850 GWh aan groene warmte in 2013 (Inventaris hernieuwbare energie in Vlaanderen, 2013). Daarbij wordt er jaarlijks 1 à 1,2 miljoen ton aan organisch-biologisch afval (OBA) omgezet tot biogas. De biogassector verwerkt ook jaarlijks honderdduizenden tonnen aan mestoverschotten. Ten gevolge hiervan geniet biogas in Europa dan ook toenemende appreciatie dankzij de toegevoegde waardes die deze sleuteltechnologie biedt bovenop de productie van hernieuwbare energie. Met een besparing van 625.000 t CO2 eq / j in Vlaanderen, draagt het per MW geïnstalleerd vermogen beduidend meer bij aan onze klimaatdoelstellingen dan enig andere hernieuwbare technologie. Bovendien vormt het als energieproductie technologie een betere energiebasis dan weersafhankelijke technieken zoals wind- of zonenergie dankzij de betrouwbare en voorspelbare productie, en dus het kostendrukkend effect op de energieprijs. De biogassector in Vlaanderen is goed voor een jaarlijkse omzet van ca. 50 miljoen euro per jaar, vermeerderd met een investeringsvolume ter waarde van 70 miljoen euro per jaar overheen de voorbije 7 jaar. De sector, vermeerderd met diens toeleveranciers is aldus goed voor 1.000-2.000 tewerkstellingsplaatsen en voorziet groene energie voor ca. 300.000 inwoner equivalenten.

Ondanks zijn sterk toegevoegde economische waarde heeft biogas als basistechnologie toch te kampen met een intrinsiek hoge investerings- en operationele kost en blijft het als hernieuwbare energietechnologie voor een groot deel afhankelijk van financiële ondersteuning. Deze steunafhankelijkheid is voor alle betrokkenen een doorn in het oog : overheden en energiepartners wensen steunkaders graag tot een minimum te beperken terwijl de biogasproducenten zelf evenzeer streven naar meer zelfstandigheid, robuuste businessmodellen en dus minder steunafhankelijkheid. TransBio wenst in te zetten op technologie- & systeeminnovatie die het basis bedrijfsmodel voor anaerobe vergisting meer rendabel en minder afhankelijk van grillige variaties in ondersteuning maken.

Gedurende de periode oktober 2015 – september 2019 heeft Biogas-E, samen met de Universiteit Gent onderzoekt verricht naar de ontwikkeling en implementatie van innovatieve bedrijfsmodellen. Het project focuste op vijf onderzoeksscenario’s die als prioritair werden beschouwd door de gebruikersgroep (voornamelijk uitbaters van biogasinstallaties en technologieleveranciers):

1)      Mobiliseren en valoriseren van onbenutte biomassabronnen

2)      Nutriëntenrecuperatie uit digestaatproducten

3)      Innovatieve marktmodellen voor elektriciteitsproductie en –handel

4)      Verdere opwerking tot en afzet van biomethaan

5)      Gebruik van industriële restwarmte voor het drogen van digestaat

Alle resultaten zijn te raadplegen via: www.transbio.be

Onbenutte biomassastromen:

Een belangrijke kostenpost voor biogasinstallaties is de grondstofkost. Elke uitbater is dus steeds op zoek naar kwalitatieve inputstromen aan een goede prijs. Bermmaaisel is een dergelijke inputstroom: een hoog biogaspotentieel, tegen een lage prijs. We ontwikkelden een tool, gericht op lokale besturen, om de haalbaarheid van een kleinschalige monovergister op gemeentelijk bermmaaisel na te gaan. Uit simulaties op basis van deze tool bleek voornamelijk de afzetkost van het digestaat en de zelfconsumptie van de energie geproduceerd met het biogas de voornaamste factoren voor de haalbaarheid van dergelijk project te zijn.

Nutriëntenrecuperatie uit digestaatproducten:

Digestaatproducten hebben typisch een hoge nutriëntenconcentratie, waardoor ze een waardevolle biologische meststof zijn. Door het grote nutriëntenoverschot in Vlaanderen, is de afzet van digestaatproducten moeilijk en moeten biogasuitbaters sterk investeren in de verwerking van deze producten. De opwerking van digestaat tot kunstmestvervangers zou een sterke meerwaarde creëren, maar dit is zowel technisch als juridisch niet altijd mogelijk. Om het potentieel van deze doorgedreven opzuivering in kaart te brengen werd een nutriëntenbalans opgesteld op basis van alle ingaande en uitgaande grondstoffen bij co-vergistingsinstallaties in Vlaanderen. Uit analyse van de transportdocumenten van de mestbank in het TransBio onderzoek bleek dat uiteindelijk 16% van de aanwezige stikstof in digestaatproducten onder het statuut ‘dierlijke mest’ werd afgezet op Vlaamse landbouwgrond en nog eens 15% onder statuut ‘andere mest’. Van het aanwezige fosfaat werd 19% afgezet op Vlaamse landbouwgrond. De overige nutriënten werden geëxporteerd of verwerkt via nitrificatie/denitrificatie en gaven geen aanleiding tot het vergroten van het nutriëntenoverschot in Vlaanderen. De co-vergistingssector trad op als netto-verwerker van zowel stikstof onder de vorm van dierlijke mest als netto-verwerker van fosfaat onder de vorm van dierlijke en andere mest. De biogassector produceert dus kwaliteitsvolle mestproducten die hun afzet kennen in binnen- en buitenland.

Innovatieve marktmodellen voor elektriciteitsproductie en –handel

Biogas is een van de weinig hernieuwbare energiebronnen die eenvoudig voor langere tijd kan opgeslagen worden. Bovendien verloopt de productie van biogas weersonafhankelijk en is daarom goed voorspelbaar en betrouwbaar. Aan de start van het project verzamelden de eerste aggregatoren biogasinstallaties in een gezamenlijke pool voor de deelname aan de balanceringsmakrt (R1 down). Het TransBio project ging een stap verder en onderzocht de mogelijke deelname van biogasinstallaties aan de day-ahead market. De Universiteit Gent ontwikkelde samen met Biogas-E een model om de economische haalbaarheid van flexibel produceren op de day-ahead markt te simuleren. Op basis van een referentie-installatie werden positieve resultaten behaald: flexibel produceren kan de inkomsten verhogen onder bepaalde voorwaarden. Door op het juiste moment elektriciteit te produceren, kunnen de inkomsten uit de verkoop van elektriciteit hoger liggen. Deze hogere inkomsten compenseren de verloren inkomsten door niet te produceren tijdens de daluren. Echter, om flexibel produceren echt interessant te maken, zal het steunkader aangepast moeten worden. Het steunkader focust vandaag voornamelijk op de constante productie van elektriciteit, zonder rekening te houden met de marktvraag.

Verdere opwerking tot en afzet van biomethaan

Het huidig steunkader voor biogasproductie bemoeilijkt de productie van biomethaan. Het uitblijven van een operationele subsidie en een registratiesysteem voor biomethaan zorgt ervoor dat Vlaanderen steeds verder achterop hinkt in deze ontwikkeling ten opzichte van onze buurlanden. Daarom werd een analyse gemaakt van de steunmechanismen en de registratiesystemen van onze buurlanden: Nederland, Frankrijk en Verenigd Koninkrijk. Vermits het reeds een gekende techniek was in onze buurlanden, waren de technische uitdagingen beperkt. Binnen de gebruikersgroep en in ruimere zin, de biogassector, was er meer discussie over de rol van biomethaan ten opzichte van andere valorisatiemogelijkheden voor biogas en het productiepotentieel hiervan.

Daarom werd de ecologische winst berekend die er geboekt kon worden bij verschillende valorisatiemogelijkheden van biogas en biomethaan. Via een consequential LCA werd de bijkomende CO2-uitstoot berekend van 1m³ biogas wanneer deze werd gevaloriseerd in een onsite WKK, een WKK op biomethaan of een STEG-centrale. Het aandeel nuttige warmte dat gebruikt werd in alle drie de scenario’s bleek de grootste impact te hebben op de bijkomende uitstoot.

Een inschatting van het productiepotentieel van biomethaan daarentegen moet als basis dienen voor de verdere ontwikkeling van een toekomstvisie en ondersteuningskader voor biomethaan. Op basis van de beschikbare biomassareststromen bleek dat 8.75% van het gasverbruik in 2016 kon ingevuld worden door CO2-neutraal biomethaan. Bovendien wordt vandaag nog maar 6% van de beschikbare biomassarestromen effectief vergist.

Gebruik van industriële restwarmte voor het drogen van digestaat

Wanneer biogasinstallaties de klassieke WKK-motor vervangen door een opwerkingsinstallatie voor biomethaan of ervoor kiezen een rechtstreekse biogasleiding aan te leggen naar een nabijgelegen bedrijf, beschikken ze niet langer over de restwarmte van de WKK-motor. Heel wat installaties gebruiken deze restwarmte voor het indrogen van digestaat en het op temperatuur houden van de vergister. Binnen TransBio werd onderzocht of het drogen van digestaat met industriële restwarmte een oplossing kon zijn. Tijdens dit onderzoek werd er actief gezocht naar bronnen van restwarmte waarvan het warmteprofiel matchten met de warmtevraag van naburige biogasinstallatie(s). Een eerste screening werd, omwille van de beschikbaarheid van data, uitgevoerd voor West-Vlaanderen. Voor 4 van de 11 agrarisch-industriële biogasinstallaties in West-Vlaanderen werd een mogelijke warmtebron geïdentificeerd. Het potentieel voor het uitwisselen van warmte tussen een restwarmtebron en een biogasinstallaties als warmtevrager in West-Vlaanderen bedroeg 50,53 GWh/jaar. Dit kwam overeen met het gasverbruik van ca. 3.700 huishoudens.

Naast de techno-economische analyses van de onderzoeksscenario’s werd er ook sterk ingezet op kennisoverdracht en projectbegeleiding. Verschillende studiedagen, excursies en demodagen werden georganiseerd. Daarnaast vonden ook twee businessworkshops plaats waar we uitbaters en technologieaanbieders samenbrachten rond bepaal de thema’s.

Tijdens het project investeerden verschillende Vlaamse biogasinstallaties in innovatieve technieken op vlak van digestaatverwerking, biomethaan, flexibele elektriciteitsproductie en onbenutte biomassastromen. Biogas-E begeleidde meerdere bedrijfsspecifieke vervolgtrajecten bij Vlaamse biogasinstallaties, met een focus op de doorrekening van de economische impact van mogelijke innovaties.

Het project TransBio droeg bij aan een verbetering van de financiële situatie van de Vlaamse biogassector, die significant toenam tijdens de projectduur. Toch blijft de sector voor uitdagingen staan de komende jaren en zal onderzoek en innovatie hier een prominente rol in spelen.



Datum:1 okt 2015 →  30 sep 2019
Trefwoorden:biogas, biomethaan, nutriëntenrecuperatie, flexibele elektriciteitsproductie, onbenutte biomassa, modellering, landbouwkunde, groene chemie
Disciplines:Andere biotechnologie, bio-en biosysteem ingenieurswetenschappen niet elders geclassificeerd