Tijdens het zeer goed bezochte Symposium Innovatieve technieken voor biogas op 18 december, is het nieuwe bijbehorende rapport van Groen Gas Nederland gepresenteerd: “Innovatieve technieken voor biogas en groen gas”. Het document geeft een actueel overzicht van de technologische processen die komen kijken bij de productie en de afzet van biogas. Alle processtappen worden beschreven en daarbij wordt uitleg gegeven over de reeds beschikbare en innovatieve technologieën en wordt een overzicht gegeven van leveranciers. In het rapport wordt zowel aandacht besteed aan de technieken en leveranciers van de voorbewerking van biomassa, om deze geschikt te maken voor vergisting of vergassing, als de verschillende toepassingsroutes.
Voor het volledige rapport, zie: http://groengas.nl/report/innovatieve-technieken-en-leveranciers-voor-biogas-en-groen-gas/
SAMENVATTING
Voorbewerking van biomassa
Voorbewerking van biomassa maakt biomassa beter toegankelijk voor vergisting. Ongeveer 60% van de Nederlandse vergisters heeft één of meerdere voorbewerkingsstappen zoals hydrolyse, verkleining, stoorstofafscheider, etc.
Ontwikkelingen in voorbewerking zijn:
· Enzymatische behandeling van biomassa in een vloeibaar tussen product. Dit product is makkelijker te vergisten en geeft hogere opbrengsten.
· Mechanische verkleining:
o Bij extrusie wordt de biomassa op celniveau gebroken waardoor deze toegankelijker wordt voor vergisting. Volgens Lehman wordt de biogasopbrengst 14% hoger bij mais en zelfs 26% hoger voor gras.
o Via cavitatie met ultrasoon geluid wordt de biomassa gekraakt.
o Via verhakselen wordt biomassa verkleind en beter vergistbaar. De biogasproductie kan hiermee met 15-22% worden verhoogd.
o Via mestscheiding wordt de organische stof in de dikke fractie hoger. Hiermee neemt de biogasproductie toe.
· Met thermische druk hydrolyse wordt biomassa open gebroken door toevoeging van stoom. Deze techniek is geschikt voor slibvergisting. Met dit proces wordt de vergistingstijd gehalveerd en de biogasopbrengst met meer dan 30% verhoogt.
Vergistingsbiologie
Bestaande vergistingstechnologieën zijn: allesvergisting, covergisting, monovergisting en slibvergisting. In ontwikkeling zijn droogvergisting, hoge drukvergisting en zeewiervergisting. Deze drie zullen korte besproken worden.
· Droogvergisting is geschikt voor biomassastromen met een droge stofgehalte van 25-45%. Door toevoeging van water aan deze stromen wordt percolaat gemaakt. Dit is te vergisten door natte vergisting.
· In hoge drukvergisting onder een druk van 20-50 bar wordt biogas geproduceerd.
· Zeewieren zijn eiwitrijke en lignine arme gewassen. In de laatste jaren staat de zeewier in de belangstelling om deze eigenschap waarvan verwacht wordt dat de opbrengst hoog en makkelijk te vergisten is.
Ontwikkelingen in vergistingstechnologie:
· Enzymen
· H2S remmers
· Nutriëntenmix
· Antischuimmiddel
Digestaat
De uitgegiste biomassa (digestaat) wordt gezien als organisch afval of als meststof als minimaal 50% van de ingaande biomassa mest is en de overige producten voorkomend op de positieve lijst. Digestaat kan ook worden nabewerkt. De volgende processen zijn hierbij van toepassing:
· mestscheiding in een dunne en dikke fractie
· indamping van de dunne fractie
· composteren
· drogen en korrelen
· hygiëniseren
· mengen met andere soorten mest of toeslagstoffen
· beluchten
· mono- en covergisting
· verbranding
De volgende technieken zijn in ontwikkeling:
· vergassing (evt. i.c.m. pyrolyse)
· natte oxidatie
· strippen van ammoniak met zwavelzuur
· scheiding van mineralen zoals stikstof en fosfaat
Rechtstreekse verbranding en WKK
Een WKK heeft een elektrisch rendement van circa 40%. Het overige deel is warmte. Om het rendement te verhogen wordt gezocht naar een toepassing voor de warmte en voor de CO2 uit de rookgassen.
De warmte kan effectief gebruikt worden voor een toepassing die warmte verbruikt. Dit kan per warmteleiding worden getransporteerd of via een vrachtwagen. De warmte wordt dan opgeslagen in poreuze zeolietmoleculen.
Andere mogelijkheid is om via een Organic Rankine Cyclus (ORC) elektriciteit op te wekken vanuit rookgassen. Het elektrisch rendement wordt daarmee verhoogd. De overige warmte kan alsnog als warmte worden gebruikt.
Opwerking biogas
Biogas bestaat voor circa 50-60% uit methaan en het overige deel uit CO2 en nog kleine percentages aan andere verontreinigingen. Voor invoeding in het aardgasnet moet het methaangehalte minimaal 88% zijn. Voor bio-methaan of gebruik als transportbrandstof zullen alle verontreinigingen verwijderd moeten worden.
De opwerking van biogas naar groen gas of bio-methaan kan via verschillende technologieën gebeuren. De belangrijkste zijn:
· absorptie/ chemisorptie
· adsorptie
· cryogene destillatie
· membraamfiltratie
Invoeding groen gas op het gasnet
Voor invoeding van groen gas in het gasnet zal het moeten voldoen aan de gaseigenschappen zoals, gassamenstelling, Wobbe-index, ruikbaarheid, etc. Tevens zal met de gasinfrastructuur rekening gehouden moeten worden zoals, capaciteit, druk, afname en leidingwerk.
Bio-CNG
Steeds meer auto’s kunnen op aardgas rijden. In Nederland zijn momenteel al meer dan 120 aardgasvulpunten waar aardgasauto’s CNG kunnen tanken. CNG vulpunten zijn gewoonlijk aangesloten op het aardgasnetwerk. In Leeuwarden wordt een vulpunt gevoed moet bio-CNG.
Bio-LNG
Liquified natural gas (LNG) is vloeibaar methaan. Bij afkoeling onder de -162 °C wordt methaan vloeibaar. Dit gebeurt via de volgende stappen:
· Opwaardering biogas tot bio-methaan
· Vervloeiing
Vervolgens kan bio-LNG getransporteerd worden naar de vulpunten. Een aantal typen vrachtwagens en ook binnenvaartschepen verbruiken LNG. Momenteel zijn er zes LNG vulpunten operationeel en een bunkerpunt voor schepen in Rotterdam.