BIO-ENERGIE UIT CANADESE BOSSEN

CANADIAN COUNCIL OF FOREST MINISTERS

fact sheet

De Canadese bos- en houtsector kan bogen op een lange geschiedenis van toepassing van bosbouwrestmateriaal als hernieuwbare energiebron. Aanvankelijk werden boomschors, zaagsel, houtsnippers, takken en kruinen slechts gebruikt voor fabrieksverwarming. Inmiddels is het biomateriaal uitgegroeid tot populaire brandstof voor moderne warmwater- en elektriciteitsinstallaties en houtdroogoven. Ook vormen zij de basis voor nieuwe bio-energieproducten als houtpellets, syngas, cellulose-ethanol en bio-olie en -diesel.

De Houtpellet: de Bio-energetische Wonderkorrel

De houtpellet trekt de afgelopen jaren als bio-energieproduct veel aandacht. Het staafje van stijf samengeperste houtvezels met een diameter van circa 6,5 mm en een lengte van 25 mm heeft een laag vochtgehalte (meestal minder dan 10 procent) en bij verbranding een hoge energetische opbrengst. Wanneer houtpellets worden toegepast in kolengestookte centrales, kunnen zij voor verbranding hetzelfde maalproces doorlopen als kolen. In Canada geproduceerde houtpellets worden al op grote schaal bijgestookt in Europese krachtcentrales. De grootschalige productiefaciliteiten combineren de export met een groeiende binnenlandse vraag van zowel industriële als particuliere consumenten.

Foto de collectie “The Forests of Canada”, Natural Resources Canada, Canadian Forest Service, 2003.

WWW.SFMCANADA.ORG

De Canadese pulp- en papierindustrie heeft een koploperspositie als het gaat om het gebruik van bio-energie. Sommige fabrieken maken al voor meer dan 60 procent gebruik van uit bosbouw afkomstige biomassa voor de opwekking van warmte en elektriciteit. En naar mate de kosten van fossiele brandstoffen verder stijgen, zullen meer en meer bedrijven overstappen op deze nieuwe technologie van energie- en warmteopwekking. We zien nu al steeds meer papier- en kartonnagefabrieken rookgascondensatie en warmtekrachtkoppeling toepassen die draait op in het fabricageproces vrijkomende restproducten als ‘black liquor’ en slurrie, aangevuld met houtoogstresten.

Bio-energie uit restmateriaal van de houtverwerkende industrie doet inmiddels ook zijn intrede bij andere sectoren. Zo zijn bepaalde provinciale kolen- of gasgestookte elektriciteitscentrales begonnen met

de (bij)verbranding van houtpellets. De Ontario Power Generation bouwt de bruinkool gestookte centrales in Nanticoke en Atikokan om zodat naast kolen ook houtpellets kunnen worden gestookt.

Voor instellingen met een eigen energienetwerk, zoals ziekenhuizen, wordt de overschakeling op bio-energie ook steeds aantrekkelijker. Zo heeft het plaatselijke ziekenhuis in Amqui in de provincie Quebec een 1,3 miljoen kostende hout-en biomassa gestookte verwarmingsketel aangeschaft. Het beheer en onderhoud van de installatie, alsmede de levering van brandstoffen is in handen van de Coopérative Forestière de la Matapédia. Aanvankelijk zal de nieuwe installatie alleen het ziekenhuis verwarmen, er is echter op lange termijn ook ruimte om andere gemeentelijke gebouwen op het systeem aan te sluiten. Het leveren van bio-brandstof opent bovendien een welkome nieuwe afzet voor de

plaatselijke bosbouwbedrijven die deels kampen met een afnemende vraag op traditionele markten.

De nieuwe generatie hoogst efficiënte houtkachels vinden ook meer en meer hun weg naar particulieren. Daar waar de oude generatie houtkachels voorheen (mede) verantwoordelijk was voor smog, vangen filters bij de nieuwe exemplaren de vluchtige stofdeeltjes van gedeeltelijk verbrand hout af. Biomassa uit de bosbouw dekt inmiddels circa acht procent van het landelijk huishoudelijk energieverbruik.

Aanjagers van verandering Wat gaat er achter deze groeiende belangstelling voor bio-energie schuil? Deskundigen wijzen op drie aanjagende factoren: bezorgdheid over de uitstoot van broeikasgassen, een diepverankerd streven naar duurzaam bosbeheer, en economische overwegingen.

In de gehele levenscyclus zijn bos- en houtresten voor energieopwekking CO2-neutraal. De boom neemt tijdens de groei CO2 op. Als houtresten vergaan of verbranden, staan zij dezelfde hoeveelheid opgenomen CO2 weer af aan de atmosfeer. Bij gebruikmaking van CO2-terugwinningstechnologie is het netto resultaat zelfs een afname van CO2 in de atmosfeer. Tegelijkertijd vermindert gebruik van biomassa de inzet van kolen, aardgas of olie, die voor een groot deel verantwoordelijk zijn voor de uitstoot van broeikasgassen. In een tijd van groeiende bezorgdheid over het wereldwijde broeikaseffect, vormt de toepassing van bio-energie uit bossen een aantrekkelijk alternatief.

Duurzaamheid is uitgangspunt in alle beheeractiviteiten in staatsbossen. Duurzaam bosbeheer richt zich op instandhouding en duurzaam gebruik van het bos met oog voor ecologische onderwerpen als vitaliteit en gezond houden van het leefmilieu voor wilde dieren en

(H)Erken de energiewaarde van houtafval

Tak-, kruin- en bladresten uit conventionele houtoogst kunnen een belangrijke grondstof zijn voor alternatieve energieoplossingen. Om Canada’s bossector te helpen dit potentieel volledig te benutten, heeft een vooraanstaande Canadese instelling voor bosbouwonderzoek FPInnovations een slim spreadsheetmodel gemaakt. Aan de hand van in te vullen gegevens kan een schatting worden gemaakt van de mogelijke hoeveelheid biomassa uit een specifiek bosbeheergebied en de transportkosten naar een nabijgelegen fabriek voor verdere verwerking. Op basis van dit betrouwbare cijfermateriaal kunnen bos- en houtbedrijven weloverwogen investeringsbeslissingen nemen.

BiOS (Biomass Opportunity Supply) is oorspronkelijk ontwikkeld voor toepassing in Ontario. Het is inmiddels aangepast voor toepassing in andere provincies waar terrein, boomsoorten, transportlogistiek, kostenstructuren en andere factoren behoorlijk kunnen afwijken. Er zijn momenteel versies van de software verkrijgbaar of in ontwikkeling voor Quebec, Alberta, Saskatchewan en British-Columbia.

BiOS-raamwerk

Eigenschappen Houtopstanden Kapscenario’s Winningsscenario’s

Incentives

en risico’s

Opbrengstmodule Kostenmodule

Resultaat

0

10

20

40

30

Aantal instellingen

2005 2009

Belangstelling

Proefprojecten

Operationele toepassingen

Huidig gebruik van biobrandstof uit bos Papierfabrieken en onafhankelijke energieproducenten die gebruik maken van biomassa uit bossen op basis van rondvraag bij 60 fabrieken door heel Canada

handhaving van de biodiversiteit. Vanuit economisch standpunt betekent duurzaam bosbeheer tevens het meest efficiënte gebruik van alle geoogste materialen en restproducten, terugdringing van de exploitatiekosten en het genereren van nieuwe inkomstenbronnen. Echter, het verwijderen van alle bosresten voor gebruik als biobrandstof is niet altijd de beste benadering. Afhankelijk van de lokatie kan het belangrijk zijn om bepaalde biomassa op de bosgrond achter te laten voor het behoud van het leefmilieu voor dieren en insecten en het aanvullen van voedingsstoffen in de grond. Beslissingen op het vlak van duurzame bosexploitatie en biomassa moeten per locatie en op grond van een wetenschappelijke benadering worden gedaan.

Economische overwegingen kunnen zowel een stimulans als een rem vormen op de ontwikkeling van bio-

energie. In een tijd van lage prijzen voor conventionele brandstoffen kunnen duurdere biobrandstoffen minder aantrekkelijk worden. Dit veroorzaakt een grote druk op producenten door een efficiënte benadering de oogst-, productie- en transportkosten zo laag mogelijk te houden. Vooral die laatste component is belangrijk, omdat die momenteel circa 60 procent van de totale productiekosten betreft. In bepaalde gevallen heeft het succesvol omgaan met deze factoren biobrandstof al concurrerend gemaakt met alternatieve brandstoffen. De huidige biomassa conversietechnologie blijft concurrerend zolang de prijs van een vat olie boven 17 (Amerikaanse) dollar blijft. Naarmate de prijs van conventionele energiebronnen stijgt, zal de aantrekkelijkheid van biobrandstoffen in gelijke tred toenemen.

Canadese bronnen van biomassaHoewel de Canadese bosbouw een grote potentie heeft materialen voor de productie van bio-energie te leveren, is de weg van het bos naar de bio-krachtinstallatie aan snelle veranderingen onderhevig. In het verleden, toen ze nog werden bevoorraad met stammen, hadden vele pulp- en papierfabrieken een opslag voor restproducten die konden dienen voor verwarming en elektriciteitsopwekking — schors, snippers en ander resthout. Naarmate in de jaren tachtig en negentig van de vorige eeuw vele pulpfabrieken zijn geïntegreerd met houtzagerijen droogde die reststroom op omdat zij hun houtsnippers apart via de zagerij kregen aangeleverd. Economische omstandigheden in de afgelopen tien jaar hebben de marktverhoudingen drastisch gewijzigd. Met de sluiting van

Canada’s biomassa bio-energie capaciteit per provincies, in Megawatt (2008)

Provincia MW

Newfoundland -

Prince Edward Island 2

Nova Scotia -

New Brunswick 437

Québec 267

Ontario 2,021

Manitoba 35

Saskatchewan 246

Alberta 276

British Columbia 1,601

Canada 4,885

Foto de collectie “The Forests of Canada”, Natural Resources Canada, Canadian Forest Service, 2003.

vele zagerijen drogen de bronnen van houtsnippers en resthout op, wat resulteert in een toegenomen belangstelling voor het rechtstreeks verkrijgen van biomassa uit de bossen.

Bosbiomassa voor energieopwekking is op verschillende manieren te verkrijgen. Oogstresten als kruinen, takken, naalden en schors hebben de voorkeur, want zij kunnen vaak worden gewonnen in combinatie met houtkapactiviteiten, hoewel de transportkosten aanzienlijk kunnen zijn. Andere bosbouwactiviteiten die biomassa kunnen opleveren zijn onder andere dunningen, schoningen, het oogsten van veenmos en ruimingen van door brand, ziekte of insecten beschadigde opstanden. Reststukken, zaagsel en houtmot zijn vooralsnog de goedkoopste bron van biomassa, maar nieuwe, efficiëntere verwerkingsmethoden in het bos beginnen nu ook het langeafstandstransport van biomassa economisch aantrekkelijk te maken.

Ook bestaat er een groeiende belangstelling voor de oogst van boomsoorten als lariks, die momenteel niet commercieel worden gebruikt in de pulp- of houtproductie, maar wel uitermate geschikt zijn voor het leveren van bio-energie. Ook de teelt van snelgroeiende boomsoorten op strategisch gelegen plantages kan een economisch interessant alternatief zijn.

Kosten laag houden Om bio-energie uit biomassa zo economisch aantrekkelijk mogelijk te maken, moeten de transportkosten van het volumineuze vochtige rest- en bladermateriaal zo laag

mogelijk worden gehouden. Drie veelbelovende strategieën op dat vlak zijn: vermaling, comprimering, en omzetting in vloeibare brandstof of biokool.

Bij vermaling worden de houtresten tot tot snippers en vezelpoeder verkleind. Comprimering perst vezels samen tot een hogere dichtheid. De economisch beste strategie is het versnipperen, vermalen en comprimeren van het materiaal in het bos voordat het per vrachtwagen wordt getransporteerd. Verdichting van het materiaal verlaagt aanzienlijk de transportkosten. Vermaling en terugdringing van de transportkosten maakt tevens een secundaire verwerking tot syngas, bio-ethanol of houtpellets kostentechnisch interessanter. Nog grotere kostenverminderingen zijn mogelijk met carbonisatie en bioraffinage, waarbij een mobiele installatie brandbaar materiaal omzet in vloeibare brandstof. Deze op vrachtwagens gemonteerde installaties, maken gebruik van

pyrolyse—het zuurstofloos verhitten en ontleden van biomassa onder hoge temperaturen—voor het produceren van bio-olie. De olie kan vervolgens worden getransporteerd naar een raffinaderij voor verdere verwerking tot een verscheidenheid aan producten. Carbonisatie verhoogt de calorische waarde van het product en maakt vervoer over grotere afstanden economisch rendabel. Energie uit biomassa uit Canadese bossen gaat dan ook een stralende toekomst tegemoet.

CANADIAN COUNCIL OF FOREST MINISTERS

fact sheet

Biomassavolumes in de diverse stadia

Cre

dit

: Jo

hn

Dee

re (

FER

IC W

inn

ing

So

luti

on

s 20

06)

WWW.SFMCANADA.ORG