Biogas in Vlaanderen: een SWOT-analyse -...

FACULTEIT ECONOMIE EN BEDRIJFSKUNDE

ACADEMIEJAAR 2009-2010

Biogas in Vlaanderen: een SWOT-analyse

Astrid ROELS

onder leiding van

Prof. Dr. Johan ALBRECHT

Masterproef voorgedragen tot het behalen van de graad van

Master in de bedrijfseconomie

i

De auteur en de promotor geven de toelating dit werk voor consultatie beschikbaar te stellen, endelen ervan te kopieren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingenvan het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting uitdrukkelijk de bron tevermelden bij het aanhalen van resultaten uit dit werk.

The author and the promoter give the authorization to consult and to copy parts of this work forpersonal use only. Any other use is limited by the Laws of Copyright. Permission to reproduceany material contained in this work should be obtained from the author.

Gent, mei 2010

De promotoren: De auteur:

Prof. dr. Johan Albrecht Astrid Roels

ir. Elien Vulsteke

ii

Woord vooraf

Een masterproef schrijf je niet alleen, zoveel is zeker. Deze masterproef zou dan ook nooit totstand zijn gekomen zonder de hulp en begeleiding van een aantal mensen die ik op mijn weg bentegengekomen en die oprecht een speciaal woord van dank verdienen. In de eerste plaats wil ikmijn promotor, Professor Johan Albrecht, bedanken voor de kans me te verdiepen in dit boeiendeonderwerp. Daarnaast wil ik mijn co-promotor, Elien Vulsteke, bedanken om zoveel tijd en zorgte besteden aan het doornemen en verbeteren van deze masterproef.

In mijn zoektocht naar accuraat cijfermateriaal kon ik rekenen op de enthousiaste medewerkingvan Professor Erik Meers, Patrick Christaens en Kurt Sys. Hun inbreng en inzichten hebben eenbelangrijke invloed gehad op de uiteindelijke resultaten.

Graag wil ik een bijzonder woord van dank uitbrengen aan de zaakvoerder van een biogasinstallatiedie liever anoniem wenst te blijven. De gedetailleerde gegevens die hij mij bezorgde en het bezoekaan de installatie hebben een sterke invloed gehad op mijn inzichten in de toepassing van biogasin Vlaanderen en de kwaliteit van de berekeningen.

Mijn laatste en meest speciale woord van dank wil ik richten aan mijn lieve ouders. Bedankt voorde kans om dit extra jaar te mogen bijstuderen, de steun, de zorg en zoveel meer.

Astrid Roels

Inhoudsopgave

1 Inleiding en Doelstellingen 1

I Hernieuwbare energie in Belgie 4

2 Hernieuwbare, niet-hernieuwbare en duurzame energie 5

2.1 Definities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.2 Hernieuwbare energiebronnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2.1 Zonne-energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2.2 Biomassa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2.3 Windenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2.4 Waterkracht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2.5 Oceanische energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2.6 Aardwarmte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3 De Belgische energiemarkt 8

3.1 Liberalisering van de energiemarkt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3.1.1 De elektriciteitsmarkt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.1.2 De gasmarkt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.2 Hernieuwbare energie in Belgie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.2.1 Groene stroom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.2.2 Groene warmte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.2.3 Biobrandstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

iii

INHOUDSOPGAVE iv

II Biogas in Vlaanderen 14

4 Biogas 15

4.1 Wat is anaerobe vergisting? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4.1.1 Het vergistingsproces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.1.2 Grondstoffen voor vergisting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.2 Toepassingsmogelijkheden voor biogas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.2.1 Doelstellingen anaerobe vergisting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.2.2 Omzetting van biogas naar duurzame nuttige energie . . . . . . . . . . . . . 17

III Investeringsanalyse 20

5 Verhandelbare groenestroomcertificaten in Vlaanderen 21

5.1 Actoren verantwoordelijke voor het energiebeleid in Belgie . . . . . . . . . . . . . . 21

5.2 Doel van groenestroomcertificaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

5.3 Algemene beschrijving van het GSC-systeem in Vlaanderen . . . . . . . . . . . . . 22

6 Investeringsanalyse 24

6.1 Investeringsbeslissing: theoretisch achtergrond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

6.2 Inherente karakteristieken van hernieuwbare elektriciteit . . . . . . . . . . . . . . . 25

6.3 Aanpassingen aan model Verbruggen (2004) voor biogas . . . . . . . . . . . . . . . 25

6.4 Winstgevendheid van hernieuwbare elektriciteit onder vrije marktcondities . . . . . 26

6.5 Winstgevendheid van hernieuwbare energieprojecten aangepast in functie van hetopenbaar beleid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

7 Gevalstudie 28

7.1 Doelstelling inplanting vergistingsinstallatie in agrarisch gebied . . . . . . . . . . . 28

7.2 Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

7.2.1 Wetgeving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

7.2.2 Inputstromen in gevalstudie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

INHOUDSOPGAVE v

7.3 Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

7.3.1 Energetische output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

7.3.2 Output van digestaat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

7.4 Exploitatiekosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

7.5 Subsidies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

7.6 Investering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

7.7 Financiering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

7.8 Samenvatting en besluit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

IV Een toekomst voor biogas 42

8 Opwerking van biogas tot aardgaskwaliteit? 43

8.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

8.2 Het succesverhaal van Laholm (Zweden) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

8.3 Opwerking van biogas tot groen gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

8.3.1 Opwerking en injectie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

8.3.2 Economische haalbaarheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

8.4 Ontwikkelen groen gas in Vlaanderen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

8.5 Groene stroom, groene warmte of groen gas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

8.5.1 Huidige situatie Vlaanderen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

8.5.2 Economische haalbaarheid van het gecombineerd toepassen van groen gasen groene stroom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

8.5.3 De meest effiente aanwending van biogas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

9 Biogas ten opzichte van wind- en zonne-energie 51

9.1 Zon, wind en biogas voor een landbouwbedrijf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

9.1.1 Zon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

9.1.2 Wind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

9.1.3 Biogas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

INHOUDSOPGAVE vi

9.2 Zon, wind en biogas in functie van de exploitatieruimte . . . . . . . . . . . . . . . 54

9.3 Biogas, zonne-energie of windenergie? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

9.3.1 Fluctuerend energieaanbod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

9.3.2 Implementatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

9.3.3 Energetisch rendement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

9.3.4 Andere factoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

9.3.5 Besluit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

10 Biogas - een betrouwbare en flexibele energiebron 57

10.1 Maatschappelijke en economische voordelen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

10.1.1 Landbouw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

10.1.2 Mobiliteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

10.1.3 Recyclage van afvalstoffen met natuurvriendelijke energierecuperatie . . . . 59

10.1.4 Beperking van methaanemissies uit afval- en mestopslag . . . . . . . . . . . 60

10.1.5 Vermindering emissies naar gronden oppervlaktewater . . . . . . . . . . . 60

10.1.6 Export . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

10.1.7 Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

10.2 Knelpunten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

10.2.1 Financieel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

10.2.2 Emissies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

10.2.3 Transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

10.2.4 Gezondheid en veiligheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

10.2.5 Teelt van energiegewassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

V Potentieelstudie 64

11 Inventarisatie van inputstromen 65

11.1 Doelstelling en werkwijze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

INHOUDSOPGAVE vii

11.2 Energiegewassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

11.2.1 Vergelijkende studie voor energiegewassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

11.2.2 Energiegewassen voor de integrale potentieelstudie . . . . . . . . . . . . . . 69

11.3 Biomassa-afvalstromen of bijproducten van de agro- en bioindustrie . . . . . . . . . 70

11.3.1 Huishoudelijke afvalstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

11.3.2 Bedrijfsafvalstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

11.4 Mest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

12 Potentiele biogasproductie in Vlaanderen 80

12.1 Aannames en berekeningswijze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

12.1.1 Vuistregel 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

12.1.2 Vuistregel 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

12.2 Resultaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

12.2.1 Aandeel inputstromen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

12.2.2 Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

12.2.3 Aandeel biogasinstallaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

13 Algemeen besluit 83

VI Bijlagen 86

A Investeringsanalyse 87

A.1 Investeringsanalyse (jaar 0 tot jaar 3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87



B Potentieelstudie 93

B.1 Potentieelstudie Minimale Scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

B.2 Potentieelstudie Praktisch Realiseerbaar Scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

B.3 Potentieelstudie Maximale Scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

INHOUDSOPGAVE viii

VII Literatuurlijst 99

Lijst van figuren

4.1 Anaerobe vergisting schematisch voorgesteld (Biogas-E vzw) . . . . . . . . . . . . 16

11.1 Biogasopbrengst van uiteenlopende types biomassa (Naeyaert, 2007) . . . . . . . . 70

11.2 Overzicht van verschillende mestverwerkingstechnieken (Voortgangsrapport Mest-bank, 2009) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

ix

Lijst van tabellen

3.1 Stand van de hernieuwbare energie doelstelling in Vlaanderen in 2008 (Jespers etal., 2008) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.2 Overzichtstabel resultaten hernieuwbare inventaris Vlaanderen (2006-2008)( Jes-pers et al., 2008) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.3 Evolutie van het geınstalleerd vermogen voor groene stroomproductie (VREG, 2009) 13

4.1 De veelzijdige legislatieve waarde van biogas afkomstig van anaerobe vergisting inEuropa (Holm-Nielsen et al., 2009) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

5.1 Minimumprijs per certificaat en per megawattuur (MWh) . . . . . . . . . . . . . . 23

7.1 Inputstromen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

7.2 Elektrische output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

7.3 Energetische output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

7.4 Resultaat digestaatverwerking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

7.5 Overzicht van de investering, subsidies en financiering . . . . . . . . . . . . . . . . 38

7.6 Inputvariabelen investeringsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

7.7 Voorspelde kasstromen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

8.1 Laholm biogas plant - inputs and outputs (2004) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

8.2 Onrendabele toppen in Vlaanderen (Vito, 2007) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

9.1 Overzicht parameters biogas, zonne- en windenergie voor een landbouwbedrijf meteen elektriciteitsverbruik van 200.000 kWh (Mermuys en Ghekiere, 2006) . . . . . 54

9.2 Opbrengst energie per ingenomen 1,5 ha exploitatieruimte (Christiaens, 2009) . . . 54

x

LIJST VAN TABELLEN xi

11.1 Totale areaal aan landbouwgewassen dat in aanmerking kan komen voor energie-bouw in Vlaanderen (Federale Overheidsdienst Economie) . . . . . . . . . . . . . . 68

11.2 Elektriciteitsproductie bij 5%, 15% en 25% inzet van het areaal dat in aanmerkingkomt voor energiebouw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

11.3 Evolutie van operationele mestverwerkingscapaciteit in ton/jaar van 2003 tot 2009(Voortgangsrapport Mestbank, 2009) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

12.1 Overzicht resultaten potentieelstudie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

A.1 Uitgewerkte investeringsanalyse jaar 0 tot jaar 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88



B.1 Minimale Scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

B.2 Praktisch Realiseerbaar Scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

B.3 Maximale Scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

Hoofdstuk 1

Inleiding en Doelstellingen

De afgelopen decennia lijden de westerse landen steeds meer onder de stijgende olie- en gasprijzen.De fossiele energievoorraden zijn eindig en elke dag wordt deze harde realiteit pijnlijk duidelijker.Momenteel vormen deze fossiele brandstoffen de voornaamste energiebron op aarde. Het hogeverbruik hiervan put deze energiebronnen dan ook langzaam maar zeker uit. Daarnaast is deverbranding van fossiele brandstoffen de voornaamste oorzaak van luchtvervuiling door de uitstootvan gassen als NOx, CO, SO2,. . . en fijn stof. De uitstoot van CO2 bij deze verbranding draagt danweer bij tot de toename van het broeikaseffect. Hoewel de geındustrialiseerde landen het meestverantwoordelijk zijn voor deze stijgende brandstofprijzen, de luchtvervuiling en het broeikaseffect,lijden de armsten, zoals het Afrikaanse continent, hier ook onder. Het energieprobleem en zijngevolgen is dan ook een probleem met een globale omvang. In dit kader keurde de Raad van deEuropese Unie en het Europees Parlement op 23 april 2009 de richtlijn 2009/28/EG goed. In dezenieuwe richtlijn wordt een gemeenschappelijk kader vastgesteld voor het bevorderen van energie uithernieuwbare bronnen. Het doel van de richtlijn is een algemeen bindend streefcijfer van 20% voorhet aandeel van hernieuwbare energiebronnen in het totale energieverbruik en minstens 10% voorhet aandeel van biobrandstoffen in brandstoffen voor vervoer te verwezenlijken in heel Europa,en om tegen 2020 bindende nationale streefcijfers vast te stellen overeenkomstig het algemeneEU-streefcijfer van 20%. Voor Belgie bedraagt het bindend streefcijfer 13% tegen 2020. Omdeze doelstelling te halen wil Belgie de productie van hernieuwbare energie op eigen grondgebiedmaximaliseren.

Een van de algemene trends in dierlijke productieactiviteiten die zich in Europa en andere ont-wikkelde landen voordoet, is het intensifieren van de dierlijke productie en het toenemen van dehoeveelheid vee. Dit gaat gepaard met de productie van aanzienlijke hoeveelheden mest die eenpotentiele bedreiging is voor het welzijn van het milieu. Omwille van de hoge dierlijke productie-activiteit in Vlaanderen en het relatief beperkt landbouwareaal, heeft Vlaanderen te kampen metafzetproblemen voor zijn mest. In het verleden heeft de hoge afzet van mest op het land geleidtot stikstofverontreiniging van gronden oppervlaktewateren. Vlaanderen is in het kader van denitraatrichtlijn dan ook volledig een kwetsbare zone. Daarnaast is mestverwerking niet alleenbelangrijk voor de aanpak van het mestoverschot, maar het draagt ook bij tot een oplossing vanhet ammoniakprobleem in het kader van de Europese NEC-richtlijn (Omzendbrief RO/2006/01).

1

HOOFDSTUK 1. INLEIDING EN DOELSTELLINGEN 2

Ondanks de inspanningen die de sector en de overheid de afgelopen jaren reeds heeft geleverdom via afbouw van de veestapel, mestbewerking en -verwerking, export evenals voedertechnischemaatregelen tot een duurzaam resultaat te komen, zijn bijkomend inspanningen noodzakelijk.

De microbiele omzetting van energiegewassen en organisch afval tot biogas is een van de meestaantrekkelijke technologieen voor energieproductie, recuperatie van grondstoffen en afvalbehan-deling. Het creeert vele mogelijkheden om een positieve impact op het milieu te bekomen doormiddel van het reduceren van de broeikasgasemissies, het bevorderen van het beheer van mest enorganische afval en de vervanging van minerale meststoffen. Biogas wordt vandaag hoofdzakelijkgebruikt voor elektriciteit en warmteproductie, maar het kan ook toegepast worden als brandstofvoor voertuigen en de productie van H2 die nodig is voor brandstofcellen. Deze verscheidenheidaan potentiele voordelen die de vergisting van organische biomassa kan bieden als antwoord ophet energie- en mestverwerkingsprobleem in Vlaanderen, is het onderwerp van deze masterproef.

In een eerste deel wordt beschreven hoe hernieuwbare, duurzame energie gedefinieerd wordt, hoede Belgische energiemarkt werkt en hoe de ontwikkeling van hernieuwbare energie uit verschillendebronnen geevolueerd is tot nu.

Een tweede deel licht het proces van anaerobe vergisting toe. De verschillende processtappenworden kort toegelicht om een technische basis te vormen voor de potentieelstudie en investe-ringsanalyse. Vervolgens worden de doelstelling van biogasprojecten in Vlaanderen toegelicht incombinatie met de legislatieve waarde die hiermee bereikt wordt. Ten slotte wordt gekeken naarde verschillende mogelijkheden om biogas om te zetten in een duurzame vorm van energie. Biogasis namelijk een universele energiebron die kan gebruikt worden voor verschillende toepassingenwanneer de gaskwaliteit aangepast is aan de specifieke vereisten voor de toegepaste techniek.Momenteel wordt biogas door middel van een warmtekrachtkoppeling omgezet in warmte en elek-triciteit na ontzwaveling en ontwatering. De elektriciteit wordt aan het openbaar net gevoed ende thermale energie wordt gebruikt voor de verwarming van de biomassa in het vergistingsprocesof drogen/indampen van het digestaat.

Het derde deel omvat een investeringsanalyse voor een middelgrote biogasinstallatie ingepland inagrarisch gebied. Vooraleer de gevalstudie in beschouwing te nemen, wordt een theoretisch modelvoor een investeringsbeslissingen inzake biogasinstallatie opgesteld. Dit model is gebaseerd op degeneratie van hernieuwbare elektriciteit door Verbruggen (2004). De gevalstudie is gebaseerd opeen bestaande biogasinstallatie die intussen bijna een jaar operationeel is, waardoor de inputge-gevens uit de praktijk afkomstig zijn en het eindresultaat dus zeer betrouwbaar en realistisch is.In deze gevalstudie wordt uitvoerig aandacht besteed aan de wetgeving omtrent de inputstromenen afzetmarkten voor het digestaat. Dit is van groot belang aangezien de digestaatverwerking inVlaanderen een zeer grote kost met zich meebrengt en de rendabiliteit van een biogasproject vooreen groot deel bepaalt.

In een volgend deel wordt gekeken naar de toekomstmogelijkheden van biogas in functie van devoor- en nadelen die deze technologie met zich meebrengt. De mogelijkheid om biogas op tewaarderen tot aardgaskwaliteit wordt besproken, waarbij het succesverhaal van de vergistingsin-stallatie in Laholm in Zweden als voorbeeld wordt geıllustreerd en een korte discussie volgt omtrentde aanwending van biogas als groen gas, groene stroom of groene warmte. Daarnaast wordt biogasafgewogen ten opzichte van de twee andere frequent toegepaste hernieuwbare energietechnologieen

HOOFDSTUK 1. INLEIDING EN DOELSTELLINGEN 3

in Vlaanderen, namelijk zon en wind. Tot slot worden de voordelen van biogas op maatschappelijk,economisch en milieugebied toegelicht, naast nog een aantal knelpunten waarmee de technologiete kampen heeft.

In een laatste deel wordt een potentieelstudie uitgevoerd om in te schatten hoeveel biogasin-stallaties Vlaanderen zou kunnen ondersteunen op basis van zijn biomassastromen. Voor dezepotentieelstudie wordt uitgegaan van de theoretische haalbaarheid op basis van de biomassa dieter beschikking is. Dit betekent dat al deze organisch-biologische stromen dienen gesommeerdte worden in verhouding tot hun biogasopbrengst. Een tweede uitgangspunt is het technischepotentieel dat zich voornamelijk richt op de haalbaarheid van de voorgenomen technische uitvoe-ring (het daadwerkelijk bouwen) van de biogasinstallaties in functie van de verscheidenheid aanbiomassastromen die aangeleverd worden. Binnen deze twee uitgangspunten wordt gewerkt metverschillende scenario’s. Om de verschillende scenario’s op te bouwen, worden telkens een aantalaannames gedaan betreffende de verschillende organische inputbronnen voor anaerobe vergistingvia co-fermentatie. De drie scenario’s gaan uit van ten eerste, een minimaal haalbaar scenario,zoals deze nu reeds bestaat of zonder extra moeite haalbaar zou moeten zijn, ten tweede, eenpraktische realiseerbaar scenario dat met een extra inspanning zeer realistisch is voor Vlaanderenen ten slotte, een maximaal scenario binnen de grenzen van het realiseerbare.

Deel I

Hernieuwbare energie in Belgie

4

Hoofdstuk 2

Hernieuwbare, niet-hernieuwbare

en duurzame energie

2.1 Definities

Het meest gebruikte onderscheid tussen primaire energiebronnen is nog altijd het onderscheidtussen hernieuwbare en niet-hernieuwbare energiebronnen. ’Hernieuwbare bronnen’ is een verta-ling van de term ’renewables’. Recent is men eerder geneigd te spreken van stromingsbronnen,vernieuwbare voorraden en niet-vernieuwbare voorraden (Milieurapport Vlaanderen, 2007). HetMIRA 2007 geeft volgende omschrijvingen voor deze termen:

• Stromingsbronnen zijn energiegebronnen waarvan het gebruik niet leidt tot een verminde-ring van de omvang van deze stromen. In zekere zin kan men spreken van ’onuitputtelijkevoorraden’, onuitputtelijk in de zin dat de mens nog vele duizenden en zelfs miljoenen jarengebruik zal kunnen maken van deze energiebronnen. Voorbeelden van stromingsbronnen zijnzonne-energie, wind, waterkracht en getijden;

• Vernieuwbare voorraden zijn energiebronnen waarvan het gebruik leidt tot een verminderingvan de omvang van de voorraad, maar waarvan de voorraad in principe zo snel kan wordenaangevuld - dank zij ’snelle’ biologische processen - dat het lijkt alsof ze ’onuitputtelijk’ zijn.Het voorbeeld is biomassa, waarbij men er steeds moet voor zorgen dat de aanwas nooitkleiner is dan het gebruik;

• Niet-vernieuwbare voorraden zijn energiebronnen waarvan het gebruik leidt tot een vermin-dering van de omvang van de voorraad op aarde, en waarvan de voorraad in principe nietsnel genoeg kan worden aangevuld - omwille van ’zeer trage’ geologische processen of vanastrofysische processen - zodat ze ’uitputbaar’ (depletable) zijn. Voorbeelden zijn fossielebrandstoffen en uranium- en thoriumertsen.

Het onderscheid is voornamelijk gebaseerd op de ’tijdschaal’ waarin de natuurlijke primaire con-versieprocessen zich afspelen. Natuurlijke fotosynthese is een relatief snel omzettingsproces, maar

5

HOOFDSTUK 2. HERNIEUWBARE, NIET-HERNIEUWBARE EN DUURZAME ENERGIE6

het kan maanden tot vele jaren duren vooraleer dit proces bruikbare biomassa (energieteelten)oplevert. De omzetting van biomassa tot fossiele brandstoffen gebeurt op geologische tijdsschaal,duizenden tot miljoenen jaren. De uranium- en thoriumvoorraden zijn het resultaat van superno-va’s en de vorming van ons zonnestelsel miljarden jaren geleden. De mens kan - tot op zekere hoogte- de natuurlijke conversieprocessen op kunstmatige wijze versnellen, maar dat is niet noodzakelijkwenselijk (bemesting, kernenergie) of praktisch (kunstmatige omzetting van biomassa in steenkool)(Milieurapport Vlaanderen, 2007). In deze masterproef zullen stromingsbronnen en vernieuwba-re voorraden samengenomen worden als ’hernieuwbare energiebronnen’. Er dient opgemerkt dateen hernieuwbare energiebron niet noodzakelijk duurzaam is. Bij duurzaam energiegebruik spelendrie aspecten een rol: het niet uitputten van grondstoffen, het vermijden van milieubelastendeeffecten, en de duurzame bijdrage aan de sociale en economische ontwikkeling (Neyens, 2006). Dehernieuwbare energiebron hout bijvoorbeeld kan men duurzaam gebruiken in een goed afgesteldehoutvergasser of weinig duurzaam in een slecht trekkende open haard (Neyens et al., 2004).

2.2 Hernieuwbare energiebronnen

2.2.1 Zonne-energie

De zon straalt energie uit in de vorm van elektromagnetische golven (stralingsenergie), voor onge-veer de helft in de vorm van zichtbaar licht en voor de andere helft in de vorm van infraroodstralen(warmtestraling), met een klein gedeelte in de vorm van ultravioletstralen (UV). De zon zendt ookdeeltjesstraling uit (protonen, elektronen, neutrino’s, . . . ). Deze uitgezonden energie is afkomstigvan kernfusiereacties in het binnenste van de zon (Milieurapport Vlaanderen, 2007).

2.2.2 Biomassa

De hogere planten, de meeste algen en sommige bacterien zetten een deel van de stralingsenergievan de zon om naar chemische energie (fotosynthese). Fotosynthese is (vereenvoudigd) een bio-chemisch proces waarbij water en koolstofdioxide door middel van zonlicht wordt omgezet in eensuikergroep (C6H12O6) en zuurstof.

Biomassa als energiebron is organisch materiaal afkomstig van planten en dieren. Dit organischmateriaal kan afkomstig zijn van gewassen die speciaal geteeld zijn voor energiegebruik (energie-teelten), of van afval- of reststromen. Biomassa is slechts een hernieuwbare energiebron voor zoverze telkens wordt vernieuwd in dezelfde mate als dat mensen ze gebruiken (op wereldvlak). Omeen duurzame energiebron te zijn dient biomassa organisch onderdeel te zijn van de zogenaamdekorte koolstofkringloop. Het gebruik van bio-energie mag enkel CO2 uitstoten die nog maar kort-geleden is vastgelegd, zodat er geen toename is van de totale hoeveelheid CO2 in de atmosfeer(CO2-neutraal). Fossiele brandstoffen daarentegen maken deel uit van de lange koolstofkringloop(Milieurapport Vlaanderen, 2007).

HOOFDSTUK 2. HERNIEUWBARE, NIET-HERNIEUWBARE EN DUURZAME ENERGIE7

2.2.3 Windenergie

Ongeveer 0,5% van het zonlicht dat in de dampkring binnenkomt wordt omgezet in kinetischeenergie van de lucht (Scientific American, 2006).

2.2.4 Waterkracht

De hydrologische kringloop of watercyclus beschrijft het voorkomen (als waterdamp, water of ijs)en het bewegen van water op, onder en boven het aardoppervlak.

2.2.5 Oceanische energie

Oceanische energie omvat golven, getijden, permanente zeestromen en zoutgradienten.

2.2.6 Aardwarmte

Aardwarmte wordt ook wel geothermische energie genoemd, hierbij wordt een onderscheid gemaakttussen diepe aardwarmte en aardwarmte nabij de oppervlakte.

Hoofdstuk 3

De Belgische energiemarkt

3.1 Liberalisering van de energiemarkt

De vrijmaking van de elektriciteits- en aardgasmarkt is opgelegd door Europa via de Europeserichtlijnen 2003/54/EG (de Elektriciteitsrichtlijn) en 2003/55/EG (de Gasrichtlijn). Het kadertin een van de basisprincipes van Europa: de voltooiing van de gemeenschappelijke of ’interne’markt. De Europese lidstaten moeten hun nationale elektriciteits- en aardgasmarkt openstellenvoor buitenlandse bedrijven. Dit zou voor meer concurrentie moeten zorgen wat tot meer markt-conforme (en hopelijk scherpere) prijzen en een betere service moet leiden (VREG, 2008). Sinds 1juli 2003 is de elektriciteits- en aardgasmarkt vrij in Vlaanderen. Dit betekent dat de berekeningvan de parameters voor de indexering van de elektriciteitsprijzen niet meer onder de bevoegdheidvan de overheid valt, maar onder die van de energieleveranciers (CREG, 2010). Omdat er geenconcurrentie was, waren de energieprijzen in Vlaanderen vaak hoger dan in het buitenland. Nade vrijmaking van de elektriciteits- en gasmarkt werd de distributie van elektriciteit en aardgas inhet Vlaams Gewest opgesplitst in twee activiteiten (VREG, 2008):

• De verkoop van elektriciteit en/of aardgas: de levering van energie. Dit gebeurt door deenergieleveranciers, die met elkaar concurreren.

• Het netbeheer: het uitbaten, onderhouden en ontwikkelen van het distributienet. Het netbe-heer blijft in de vrijgemaakte elektriciteits- en aardgasmarkt in handen van de netbeheerders.Dit zijn de elektriciteits- en aardgasintercommunales of -regies. Het netbeheer blijft een mo-nopolie omdat het bestaande net zo efficient mogelijk moet worden gebruikt. Op deze manierwordt ook vermeden dat verschillende elektriciteits- en aardgasnetten naast elkaar zoudenworden aangelegd.

Elektriciteitsbedrijven waren voor de liberalisering van de energiemarkten bijna overal ter wereldverticaal geıntegreerde bedrijven, die alle elementen van de keten (productie, transport, distributie,levering) voor een bepaalde zone in handen hadden, meestal met een wettelijk monopolie (voorde distributie) of met een dominante marktpositie. De liberalisering van de energiemarkten heefthierin verandering gebracht (VREG, 2008).

8

HOOFDSTUK 3. DE BELGISCHE ENERGIEMARKT 9

3.1.1 De elektriciteitsmarkt

Productie van elektriciteit

Een eerste stap in de elektriciteitsmarkt is de productie van elektriciteit. Conventioneel wordtelektriciteit geproduceerd in elektriciteitscentrales. In deze centrales worden fossiele brandstoffenals olie, gas of steenkool of uranium in het geval van kerncentrales als brandstof gebruikt omvia een stoomturbine of een verbrandingsmotor mechanische energie om te zetten in elektrischeenergie.

In Belgie zijn de belangrijkste producenten van elektriciteit Electrabel en SPE. De productie-markt is dus zeer geconcentreerd. Samen produceren Electrabel (de grote speler) en SPE (eenkleinere speler) meer dan 90 procent van de elektriciteit in Belgie. Daarnaast zijn er nog dezelfopwekkers, de warmtekrachtkoppeling-producenten (WKK-producenten) en de hernieuwbareenergieproducenten (VREG, 2010).

Transmissie van elektriciteit

In Belgie wordt het transmissienet beheerd door nv Elia in de vorm van een wettelijk monopolie.Via dit hoogspanningsnet (>70 kV) wordt elektriciteit vervoerd naar een distributienet of naarhet buitenland (VREG, 2010).

Distributie van elektriciteit

Elektriciteit die van het transmissienet op het distributienet wordt geplaatst, wordt voor verdereverdeling overgezet naar een lager spanningsniveau. Het beheer van de distributienetten is eenmonopolieactiviteit die in de vrije energiemarkt wordt verzorgd door intercommunales. Vlaanderentelt op dit moment 16 distributienetbeheerders. De netbeheerder beheert, bouwt en onderhoudtvoor een bepaald grondgebied het distributienet voor elektriciteit en/of aardgas en vervoert opvraag van de leverancier de energie tot bij de eindafnemer (VREG, 2010).

Toevoer van elektriciteit

In de vrijgemaakte markt is de levering of verkoop van elektriciteit en aardgas een concurrentieleactiviteit. Leveranciers zijn verantwoordelijk voor het voorzien van de energie die hun klantenzullen verbruiken. Ze kopen de energie rechtstreeks of onrechtstreeks bij producenten (bilateralecontracten, trading, beursaankopen) of ze zijn zelf producent. Ze verkopen deze energie aan denetgebruikers, die ze individueel factureren (VREG, 2010).


3.1.2 De gasmarkt

Productie van aardgas

Aardgas is een fossiele brandstof, ontstaan uit de resten van prehistorische vennen en wouden. Degasreserves zitten kilometers diep onder de grond en zijn verspreid over de hele aarde. Wanneerergens in de wereld een aardgasveld wordt ontdekt, wordt het aanwezige gas via speciale boortorensopgehaald. Indien nodig wordt het opgehaalde gas eerst in een behandelingsfabriek gezuiverd. InBelgie wordt geen aardgas ontgonnen. Alle aardgas moet worden ingevoerd vanuit het buitenland(VREG, 2010).

Invoer van aardgas

Zodra het aardgas is opgehaald en gezuiverd, wordt het naar de verbruikszones vervoerd. Die kun-nen soms duizenden kilometers verder liggen. Het vervoer naar Belgie gebeurt via bovengrondse ofonderzeese pijpleidingen, of methaantankers. Om het gas te kunnen vervoeren met immens grotetankers, moet het eerst vloeibaar worden gemaakt. Dit gebeurt door het gas onder atmosferischedruk op een temperatuur van -163◦C te houden. Via inen ontschepingshavens (zoals Zeebrugge)wordt het gas dan verder verdeeld (VREG, 2010).

Opslag en vervoer van aardgas

Om de continuıteit van de bevoorrading te waarborgen en transportleidingen met een overdrevengrote diameter te vermijden, moet gas kunnen worden opgeslagen in grote reservoirs. Belgieheeft een aantal opslagruimtes voor gas, bijvoorbeeld de reservoirs in Zeebrugge. Het vervoer vanaardgas gebeurt in Belgie via het vervoernet van nv Fluxys (VREG, 2010).

Distributie van aardgas

Aardgas dat van het vervoernet op het distributienet wordt geplaatst, wordt overgezet naar eenlager drukniveau. Het beheer van de distributienetten is een monopolieactiviteit die in de vrijeenergiemarkt wordt verzorgd door intercommunales. Vlaanderen telt op dit moment 11 distribu-tienetbeheerders voor aardgas (VREG, 2010).

Toevoer van aardgas

In de vrijgemaakte markt is de levering of verkoop van aardgas een concurrentiele activiteit. Omaardgas te leveren hebben leveranciers een leveringsvergunning nodig van de VREG (VREG, 2010).


3.2 Hernieuwbare energie in Belgie

Op 23 april 2009 keurde de Raad van de Europese Unie en het Europees Parlement de richtlijn2009/28/EG goed. In deze nieuwe richtlijn wordt een gemeenschappelijk kader vastgesteld voorhet bevorderen van energie uit hernieuwbare bronnen. Daarnaast worden bindende streefcijfersvastgesteld voor het aandeel energie afkomstig uit hernieuwbare bronnen ten opzichte van het totaleenergieverbruik en voor het aandeel van energie uit hernieuwbare bronnen in het vervoer. In derichtlijn worden ook regels vastgelegd met betrekking tot garanties van oorsprong, administratieveprocedures en aansluitingen op het elektriciteitsnet voor energie uit hernieuwbare bronnen, enworden milieuduurzaamheidscriteria vastgelegd voor biobrandstoffen en andere biovloeistoffen.Het doel van de richtlijn is een algemeen bindend streefcijfer van 20% voor het aandeel vanhernieuwbare energiebronnen in het totale energieverbruik en minstens 10% voor het aandeel vanbiobrandstoffen in brandstoffen voor vervoer te verwezenlijken in heel Europa, en om tegen 2020bindende nationale streefcijfers vast te stellen overeenkomstig het algemene EU-streefcijfer van20%. Voor Belgie bedraagt het bindend streefcijfer 13% tegen 2020 (Jespers et al., 2008). In tabel3.1 wordt de stand van zaken in Vlaanderen in 2008 weergegeven.

Tabel 3.1: Stand van de hernieuwbare energie doelstelling in Vlaanderen in 2008 (Jespers et al.,2008)

bruto groenestroomproductie TJ 7.829groene warmte TJ 11.517verbruik biobrandstoffen TJ 2.179Totale hernieuwbare energie Vlaanderen (TJ) 21.525Totaal tinaal energieverbruik Vlaanderen (TJ) 895.664% hernieuwbare energie/totaal finaal energieverbruik 2,4%STREEFDOEL BELGIE 2020 13%

Een gedetailleerd overzicht van het energieverbruik in Belgie over de periode 2006-2008 en hetaandeel van energie afkomstig uit hernieuwbare bronnen is weergegeven in tabel 3.2. Het aandeelvan biogas in de groene stroom productie in 2008 bedroeg 13,2%.

Het bruto binnenlands energiegebruik (BBE), zoals vermeld in tabel 3.2, is de som van het eigengebruik en de verliezen (bij transformatie, transmissie/transport en distributie) van de energiesec-tor enerzijds, en het eindgebruik door de overige sectoren (of netto binnenlands energiegebruik)anderzijds.

3.2.1 Groene stroom

De Europese richtlijn 2001/77/EG betreffende elektriciteitsproductie uit hernieuwbare energie-bronnen legt voor de verschillende lidstaten indicatieve doelstellingen vast voor het aandeel her-nieuwbare energiebronnen in het elektriciteitsverbruik (bruto binnenlands elektriciteitsverbruik)tot 2010. Voor Belgie bedraagt dit 6% tegen 2010.


Tabel 3.2: Overzichtstabel resultaten hernieuwbare inventaris Vlaanderen (2006-2008)( Jespers etal., 2008)

Groenestroomproductie MWh (netto) 2006 2007 2008

Waterkracht 2.079 2.740 3.600Windenergie 237.492 281.376 333.000Zon (PV) 3.122 5.560 33.420Afvalverbranding 208.184 256.120 267.112Biomassa 806.807 842.487 1.095.068Biogas 173.375 252.094 265.102Totaal netto groene stroomproductie 1.431.059 1.640.377 1.997.302Bruto binnenlandselektriciteitsverbruik (= BBE) 60.122.525 60.397.378 59.989.152% netto groenestroom/BBE 2,4% 2,7% 3,3%

Productie groene warmte TJ 2006 2007 2008

Door WKK- installaties 2.153 3.074 3.252Door installaties die enkelwarmte produceren 6.446 6.704 6.960Totaal groene warmte productie 8.598 9.777 10.213Totale warmteproductie 466.569 486.359% groene warmte/totale warmte 1,7% 2,1% 2,1%

Verbruik biobrandstoffen TJ 2006 2007 2008

Biobrandstoffen voor transport 0 1.996 2.179Totaal verbruik wegtransport 176.462 179.030 180.630% biobrandstoffen/energie-verbruikwegtransport 0,0% 1,1% 1,2%

In tabel 3.3 wordt de evolutie van het geınstalleerd vermogen voor groene stroomproductie pertechniek weergegeven. Het geınstalleerd vermogen dat de VREG rapporteert is gebaseerd op hetaanvraagdossier voor groenestroomcertificaten.

3.2.2 Groene warmte

De nieuwe Europese richtlijn 2009/28/EG ter bevordering van het gebruik van energie uit her-nieuwbare bronnen (cf. subsectie 3.2.1) formuleert geen rechtstreekse doelstelling voor groenewarmte. De lidstaten mogen zelf bepalen hoe ze de algemene doelstelling behalen (groene stroom/ groene warmte / biobrandstoffen) mits de minimumvoorwaarde voor transport gerespecteerdwordt.


Tabel 3.3: Evolutie van het geınstalleerd vermogen voor groene stroomproductie (VREG, 2009)

Netto geınstalleerd elektrischvermogen (kWe) 2005 2006 2007 2008

Waterkracht 643 991 996 1.000Windenergie 149.742 170.745 197.945 221.959Zon (PV) (kWp) 1.655 3.686 21.938 81.874Afvalverbranding 39.340 75.340 75.340 78.440Biomassa 274.013 277.700 370.063 374.981Biogas 55.636 61.107 71.999 84.356Totaal 521.029 589.569 738.281 842.610Aandeel biogas 10,6% 10,4% 9,7% 10,0%

3.2.3 Biobrandstoffen

De Richtlijn 2003/30/EG stelt een nationaal indicatief streefcijfer op voor het minimaal aandeelaan biobrandstoffen dat op de nationale markt moet aangeboden worden. Deze referentiewaardebedraagt 2% in 2005 en 5,75% in 2010 berekend op basis van de energie-inhoud van de totalehoeveelheid benzine en dieselolie die op 31 december van het respectievelijke jaar 2005 en 2010voor vervoersdoeleinden op de nationale markt aangeboden wordt. De nieuwe Europese richtlijn2009/28/EG ter bevordering van het gebruik van energie uit hernieuwbare bronnen legt voor deverschillende lidstaten bindende doelstellingen vast voor het aandeel hernieuwbare energiebron-nen in het energieverbruik, maar zoals voor groene warmte zijn geen rechtstreekse doelstellinggeformuleerd. De lidstaten mogen zelf bepalen hoe ze de algemene doelstelling behalen mits devoorwaarde dat minimum 10% van transport uit hernieuwbare energie moet komen. In juni 2009heeft de Belgische Federale Overheid een wetsontwerp inzake biobrandstoffen goedgekeurd. Hethoudt een verplichting in om 4% duurzame biobrandstoffen in de benzine- en dieselproducten tevermengen.

Deel II

Biogas in Vlaanderen

14

Hoofdstuk 4

Biogas

4.1 Wat is anaerobe vergisting?

Anaerobe vergisting is het biologische proces waarbij organisch materiaal in afwezigheid van zuur-stof door micro-organismen wordt afgebroken. Het vergistingsproces vindt plaats in een verwarmdereactor die afgesloten is van de lucht om een anaeroob milieu te creeren. De vergistingstank wordtopgewarmd en het materiaal wordt gemengd om de condities te optimaliseren voor de omzettingvan organisch materiaal in biogas. Het resulterende biogas is een gas dat bestaat uit een mengselvan methaan (70%), koolstofdioxide (30%) en een kleine hoeveelheid andere gassen, met een ver-brandingswaarde van 25 MJ/m3. Het vast-vloeibare residu dat achterblijft is het digestaat dat veelplantennutrienten bevat waardoor het aangewend kan worden als bemesting of bodemverbeteraar.Het vergistingsproces kan spontaan optreden (zoals stortgas op stortplaatsen) of onder gecontro-leerde omstandigheden (zoals biogas in vergistingsreactoren). Men kan bijna alle biomassa, metuitzondering van hout, vergisten. Om biogas te kunnen toepassen als transportbrandstof in een(aard)gasmotor moet men het biogas eerst opwerken tot een methaangehalte van 98% (Weiland,2006).

Microbiele omzetting van energiegewassen en organische afvalstromen tot biogas is een van demeest aantrekkelijke technologieen voor energieproductie, grondstofrecuperatie en afvalbehande-ling. Het creeert uitgestrekte mogelijkheden voor een positieve impact op het milieu aangeziende emissie van broeikasgassen wordt gereduceerd, het beheer van mest en organische afvalstoffenwordt verbeterd en minerale meststoffen worden vervangen. Biogas wordt vandaag hoofdzakelijkgebruikt voor elektriciteits- en warmteproductie, maar kan ook toegepast worden als brandstofvoor voertuigen of voor de productie van waterstof die nodig is in brandstofcellen. Biogasproduc-tie in de landbouwsector is een sterk groeiende markt in veel Europese landen (Weiland, 2006).

Anaerobe afbraak van organische afvalstromen en bijproducten van de landbouw en de voedselin-dustrie is een proces dat reeds vele jaren gekend is en wijdverspreid gebruikt wordt voor afvalsta-bilisatie, beheersing van broeikasgasemissies, verbetering van de mestkwaliteit en biogasproductie.Gedurende de laatste jaren neemt de interesse van de overheid van verschillende Europese landen

15

HOOFDSTUK 4. BIOGAS 16

- voornamelijk Duitsland, Denemarken, Oostenrijk en Zweden - in biogasproductie toe aange-zien biogas een milieuvriendelijke energiebron is met een groot potentieel tot het reduceren vanbroeikasgasemissies (Weiland, 2006). Ook in Belgie neemt de interesse in biogas toe.

Anaerobe afbraak is een technologie die een aantal voordelen biedt. Het probleem van afvalverwer-king wordt omgezet in een bron van opbrengsten, het laat toe om landbouwgewassen om te zettenin een hoogwaarde brandstof en het kan minerale meststof vervangen door nutrientenrecuperatie.Op deze manier is anaerobe afbraak een sleutelmethode geworden in zowel afvalbehandeling alsde productie van hernieuwbare energie (Weiland, 2006).

4.1.1 Het vergistingsproces

Het anaerobe vergistingsproces kan beschouwd worden als een serie vrij gecompliceerde metaboli-sche processen die onderscheiden kunnen worden in vier grote processtappen (figuur 4.1).

Figuur 4.1: Anaerobe vergisting schematisch voorgesteld (Biogas-E vzw)

De eerste stap in het vergistingsproces is de hydrolyse, waarbij organisch materiaal wordt afgebro-ken in wateroplosbare componenten. Dit proces wordt voornamelijk gestuurd door extracellullairebacteriele enzymen. De tweede stap is de fermentatie (acidogenese). In deze stap worden de wa-teroplosbare componenten verder afgebroken tot intermediaire producten (kortketen vetzuren enalcoholen). Acetogenese is de derde processtap. Hier worden de intermediaire producten verderomgezet naar azijnzuur, H2 en CO2. In de laatste stap vindt methanogenese plaats of de finaleproductie van CH4 en CO2. Anaerobe vergisting resulteert in de afbraak van grote hoeveelhe-den organisch materiaal, met slechts een beperkte reproductie van bacteriele cellen en met zeerenergierijke restproducten (alcoholen, methaan, organische zuren, . . . ) (Naeyaert, 2007).


4.1.2 Grondstoffen voor vergisting

Biogas kan van bijna alle biologische materialen geproduceerd worden als deze niet gelignificeerdzijn (dus geen stro, hout, riet,. . . ). Dit betekent dat zowel energiegewassen als plantaardige endierlijke afvalstromen kunnen vergist worden, zolang deze gemakkelijk afbreekbaar zijn. Driebiomassastromen worden samengebracht in een biogasinstallatie, namelijk mest, energiegewassenen bijproducten van de agro- en bioindustrie. Deze grondstoffen worden in meer detail besprokenin de potentieelstudie (hoofdstuk 11) en de gevalstudie (hoofdstuk 7)

4.2 Toepassingsmogelijkheden voor biogas

4.2.1 Doelstellingen anaerobe vergisting

Een van de algemene trends in dierlijke productieactiviteiten die zich in Europa en andere ont-wikkelde landen voordoet, is het intensifieren van de dierlijke productie en het toenemen van dehoeveelheid vee. Dit gaat gepaard met de productie van aanzienlijke hoeveelheden mest die eenpotentiele bedreiging is voor het welzijn van het milieu.

Algemeen heeft een biogasproject in Vlaanderen als doelstelling om mest te verwerking in com-binatie met landbouwgerelateerde en organisch-biologische nevenstromen en energiegewassen. Deproductie van biogas leidt tot de productie van groene stroom, reductie van broeikasgassen en destimulatie van de energiewinning. Daarnaast ontstaat uit het digestaat een gestabiliseerde orga-nische meststof die gepasteuriseerd is en loosbaar en/of herbruikbaar water dat kan aangewendworden als proceswater of drinkwater voor dieren. Deze toepassingen worden verder toegelicht inde maatschappelijke en economische voordelen van het gebruik van biogas in paragraaf 10.1.

Anaerobe vergisting is een veelzijdige technologie die over het potentieel beschikt om een aan-tal nationale en Europese milieu-, landbouwkundige en energiebeleidsdoelstellingen in te vullen(Holm-Nielsen et al., 2009). Een overzicht van de waarde van biogas afkomstig van anaerobevergisting met betrekking tot de wetgeving wordt gegeven in tabel 4.1.

4.2.2 Omzetting van biogas naar duurzame nuttige energie

Biogas is een universele energiebron die kan gebruikt worden voor verschillende toepassingen wan-neer de gaskwaliteit aangepast is aan de specifieke vereisten voor de toegepaste techniek. Momen-teel wordt biogas door middel van een warmtekrachtkoppeling omgezet in warmte en elektriciteitna ontzwaveling en ontwatering. De elektriciteit wordt aan het openbaar net gevoed en de ther-male energie wordt gebruikt voor de verwarming van de biomassa in het vergistingsproces. Deefficientie van elektriciteitsgeneratie ligt tussen 35 en 50%. Voor het gebruik van biogas als eenvoertuigbrandstof en het toevoegen aan het publieke gasnet of het gebruik in brandstofcellen die-nen veel hogere kwaliteitseisen voldaan te zijn. Hoofdzakelijk dienen CO2, H2, S, NH3, water envaste partikels verwijderd te worden. Het gebruik van biogas als voertuigbrandstof en toevoegingin het publieke gasnet wordt reeds toegepast in Zweden, Zwitserland en Duitsland.


Tabel 4.1: De veelzijdige legislatieve waarde van biogas afkomstig van anaerobe vergisting inEuropa (Holm-Nielsen et al., 2009)

Behoefte Wetgeving

Milieu Klimaatsveranderingen- Reduceren van de energieconsumptie- Stopzetten van emissies afkomstig van:◦ Transportsector◦ Elektriciteitsproductie en -distributie◦ Dierlijke productie- Toename hernieuwbare energieproductie met 10% in 2010Waterkwaliteit- Reduceren risico diffuse N-verontreiniging (Nitraatrichtlijn 91/676/EEC)

Landbouw Nutrientenbeheer- Beperken van ammoniakemissies- Vereenvoudigd beheer van P205

- Reduceren van gebruik van minerale meststoffen

Gezondheid Gezondheid en hygiene- Toenemen bioveiligheid door reductie pathogenen(Richtlijn 1774/2002/EC betreffende dierlijke bijproducten)- Behandeling dierlijke producten en keukenafval en gebruikvoor energie- en bemestingsdoeleinden- Reduceren van bronnen van vliegen en knaagdieren- Reduceren van geur afkomstig van mest

Afvalvermindering, Afvalbeheer- Recuperatie en recyclage- Reduceren van hoeveelheid afval gebracht op stort(Richtlijn 1999/31/EG betreffende het storten van afvalstoffen)- Toenemen van recyclage en recuperatie(Richtlijn 94/62/EG inzake verpakking en verpakkingsafval)

Er zijn bijgevolg verscheidene gebruiksdoeleinden voor biogas:

• Productie van warmte en/of stoom (meest laagwaardige gebruik)

• Elektriciteitsproductie met warmtekrachtkoppeling

• Industriele energiebron voor warmte, stoom en/of elektriciteit en koeling

• Opwaarderen en gebruiken als brandstof voor wagens (Persson et al., 2006)

• Productie van chemicalien en/of proteınen (Born, 2005)


• Opwaarderen en injecteren in het aardgasnet (Kristensson et al., 2007)

• Brandstof voor brandstofcellen

Een opmerkelijk voorbeeld voor het opwaarderen van biogas en gebruik als brandstof in wagensis Zweden. De markt voor het gebruik van biogas heeft het afgelopen decennium een sterke groeigekend. In 2006 reden 15.000 wagens op opgewaardeerd biogas. De voorspellingen zijn dat tegen2012 in Zweden 70.000 wagens op biogas, geleverd door 500 tankstations, zullen rijden (Perssonet al., 2006).

Een efficiente manier om biogas te integreren in de energiesector is het opwaarderen van biogas totde kwaliteit van aardgas en dit in het aardgasnet te injecteren. Aangezien biogas niet altijd kangebruikt worden nabij de productiefaciliteiten, i.e. de landbouwgebieden, biedt dit de mogelijkheidom het bestaande aardgasnet uit te breiden en de intensief energieverbruikende streken te voorzienvan biogas.

Hoewel biogas aldus kan worden toegepast als brandstof voor voertuigen en de productie vanH2 die nodig is voor brandstofcellen, wordt biogas in Vlaanderen hoofdzakelijk gebruikt voorelektriciteit- en warmteproductie. Voor kleine hoeveelheden is dit de meest praktische omzetting.In dit geval wordt biogas verbrand in een motor die gekoppeld is aan een generator. Deze generatorproduceert op zijn beurt groene elektriciteit. Het overblijfsel na de vergisting (digestaat) wordtgescheiden in een vast en een vloeibaar residu. Het vaste residu wordt gedroogd met de warmtevan de motor. Het gedroogde residu dat zo wordt verkregen, is een exporteerbare meststof. Hetvloeibare residu wordt gefilterd tot zuiver hergebruikbaar water wat bovendien voldoet aan destrenge lozingsnormen van de VLAREM.

Deel III

Investeringsanalyse

20

Hoofdstuk 5

Verhandelbare

groenestroomcertificaten in

Vlaanderen

Sinds 1 januari 2002 geldt in het Vlaams Gewest een systeem van groenestroomcertificaten. Hier-mee wil Vlaanderen de productie van elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen bevorderen.Dit systeem bestaat uit twee delen. Enerzijds kunnen producenten van elektriciteit uit hernieuw-bare energiebronnen groenestroomcertificaten krijgen. Anderzijds is er een certificatenverplichtingof quotumverplichting voor elektriciteitslev eranciers: zij moeten een bepaald aantal groenestroom-certificaten inleveren (VREG 2010).

5.1 Actoren verantwoordelijke voor het energiebeleid in Bel-

gie

De situatie in Belgie is vrij gecompliceerd omwille van de institutionele complexiteit van hetland. ’Energie’ valt in Belgie onder de verantwoordelijkheid van zowel de federale overheid (zoalselektriciteitstransmissie) als de regionale overheden (zoals lokale transmissie en distributie vanelektriciteit (< 70 kV)) voor bepaalde aangelegenheden.

5.2 Doel van groenestroomcertificaten

Het hoofddoel van het wettelijk afdwingbare quota gebaseerde systeem is om de inbreng van eenvooraf gedefinieerde hoeveelheid elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen in de elektriciteits-markt te stimuleren.

21

HOOFDSTUK 5. VERHANDELBARE GROENESTROOMCERTIFICATEN IN VLAANDEREN22

Het voornaamste kenmerk van verhandelbare groenestroomcertificaten (GSC) is het creeren vaneen gescheiden markt voor de ’groenheid’ van de elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen,naast de fysieke markt voor elektriciteit. Elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen wordtbehandeld zoals elke andere vorm van elektriciteit in de fysieke elektriciteitsmarkt. De certificatenworden afzonderlijk verhandeld als financiele activa. De markt van de groenestroomcertificaten zalfunctioneren als een financiele. Hierbij dient wel opgemerkt te worden dat er een een-op-een linkis tussen het aantal groenestroomcertificaten en het aantal kWh geproduceerd door hernieuwbaretechnologieen (Verbruggen, 2004).

5.3 Algemene beschrijving van het GSC-systeem in Vlaan-

deren

Producenten van hernieuwbare elektriciteit zijn gecertificeerd voor het produceren van deze elek-triciteit. Voor de productie van elke eenheid hernieuwbare elektriciteit ontvangen zij een ver-handelbaar groenestroomcertificaat (GSC) van de regionale overheden. Aangezien dit certificaatuniek is, is dit het enige officiele bewijs en garantie dat een eenheid hernieuwbare elektriciteitgeproduceerd werd. In Vlaanderen geven de regionale overheden een GSC voor 1000 kWh uitvoor elke 1000 kWh hernieuwbare elektriciteit die door de hernieuwbare elektriciteitsproducentenwerd gegenereerd in de eigen regio.

Elke producent van hernieuwbare elektriciteit produceert dus twee afzonderlijke handelswaren:

• Fysieke elektriciteit die aan het net geınjecteerd en verkocht wordt aan marktprijzen op defysieke elektriciteitsmarkt.

• Verhandelbare groenestroomcertificaten waarbij elk groenestroomcertificaat een toegevoegdewaarde vertegenwoordigt voor een vooraf gedefinieerde hoeveelheid elektriciteit geproduceerduit hernieuwbare energiebronnen.

De vraag naar groenestroomcertificaten wordt opgelegd door de regionale overheid aan de elek-triciteitsleveranciers die certificaatplichtig zijn. In Vlaanderen is iedere elektriciteitsleverancierverplicht om een bepaalde hoeveelheid elektriciteit te leveren die uit hernieuwbare energiebronnenwordt opgewekt. Die hoeveelheid komt overeen met een bepaald percentage van de elektriciteit diehij in totaal levert aan zijn klanten. In 2002, het jaar waarin het systeem van kracht werd, bedroegdat minimumaandeel, ook wel quotum genoemd, 0,8% van zijn leveringen. Dit zal toenemen tot6% voor zijn leveringen in 2010 (VREG, 2010). De certificaatplichtige is verplicht een aantal groe-nestroomcertificaten voor te leggen aan de VREG in het kader van zijn certificatenverplichting.Om aan deze verplichting te voldoen dient elke elektriciteitsleverancier ofwel zelf elektriciteit teproduceren uit hernieuwbare bronnen ofwel een specifiek aantal GSC’s te kopen bij producentenvan groene elektriciteit overeenstemmend met het opgelegde percentage (quota) van hun totaleelektriciteitstoevoer aan de eindgebruikers gedurende een kalenderjaar. Aan het einde van elk jaarwordt een volume aan groenestroomcertificaten dat overeenstemt met de quota weggehaald van demarkt door de regionale overheden. Hierbij overhandigen de elektriciteitsleveranciers een zekere

HOOFDSTUK 5. VERHANDELBARE GROENESTROOMCERTIFICATEN IN VLAANDEREN23

hoeveelheid certificaten aan de regionale regulerende overheden. De producent van groene stroomheeft dus twee mogelijkheden, ofwel verkoopt hij de groenestroomcertificaten aan de wettelijkvastgelegde minimumeprijs aan de distributie- of transmissienetbeheerder, ofwel verkopen zij degroenestroomcertificaten op de vrije markt aan traders of leveranciers aan een te onderhandelenprijs. Ook de netbeheerders kunnen de gekochte certificaten op de vrije markt opnieuw verkopen.

De elektriciteitsleveranciers worden gestimuleerd om certificaten te kopen van de producenten,aangezien boetes worden opgelegd indien zij niet aan hun verplichtingen voldoen. Als een leveran-cier het juiste aantal groenestroomcertificaten indient, voldoet hij aan zijn certificatenverplichting.Als hij te weinig certificaten inlevert, zal hij per ontbrekend certificaat een administratieve boetevan 125 euro moeten betalen. De administratieve boetes worden gestort in het Energiefonds. Ditfonds wordt onder meer gebruikt voor het beleid inzake het rationeel energiegebruik, warmte-krachtkoppeling, de hernieuwbare energiebronnen en de flexibele mechanismen van het protocolvan Kyoto (Verbruggen, 2004).

Om voor de investeerders in hernieuwbare energieprojecten een zeker investeringsklimaat te creeren,worden minimumprijzen vastgelegd per certificaat en per MWh. Deze wordt bepaald in functievan de gebruikte productietechnologie.

Tabel 5.1: Minimumprijs per certificaat en per megawattuur (MWh)

Technologie Minimumprijs per certificaat(d/MWh)

Zonne-energie 450Waterkracht, getijden- en golfslagenergie, aardwarmte 95On-shore windenergie 80Organisch-biologische stoffen, al dan niet met coverbranding 80Vergisting van organisch-biologische stoffen in stortplaatsen 80Organisch-biologisch deel van afvalstoffen 80

Hoofdstuk 6

Investeringsanalyse

6.1 Investeringsbeslissing: theoretisch achtergrond

In het huidige perspectief van de liberalisatie van de energiesector en het stimuleren van onderne-merschap, wil de overheid niet zelf investeren in elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen. Deoverheid verwacht van private investeerders om hun fondsen toe te wijzen aan projecten inzakehernieuwbare enegie. In deze context is het goed om te analyseren hoe private investeerders huninvesteringsbeslissingen maken.

Volgens de netto-contantewaardemethode zal een investeerder een project aanvaarden indien deNetto Contante Waarde (NCW) positief is, of:

NCW (i, n) ≥ 0 (6.1)

waarbij i het vereist minimumrendement is en n de tijdsperiode waarover het project geanalyseerdwordt (Verbruggen, 2004).

Dit betekent dat een project wordt aanvaard (verworpen) indien de constante waarde van dekasontvangsten groter (kleiner) is dan de contante waarde van de kasuitgaven. Indien de NCWpositief is, dan betekent dit dat de toekomstige kasstromen meer waard zijn dan de initiele in-vesteringsuitgave, rekening houdend met een vooraf bepaald vereist rendement op de investering.De NCW van een project geeft weer hoeveel waarde het project creeert voor de aandeelhouders,bovenop het vereiste minimumrendement (Deloof et al., 2008). Dit betekent:

n∑j=0

inkomsten(j)(1 + i)j

−n∑

j=0

uitgaven(j)(1 + i)j

≥ 0 (6.2)

24

HOOFDSTUK 6. INVESTERINGSANALYSE 25

6.2 Inherente karakteristieken van hernieuwbare elektrici-

teit

Energietechnologieen op basis van hernieuwbare energiebronnen voldoen in grote mate aan de driecriteria van duurzame energie (Milieurapport Vlaanderen 2007):

• Geen schadelijke milieu-effecten (’schone’ technologieen). Ze verbranden geen fossiele brand-stoffen zodat ze geen of veel minder vervuilende stoffen uitstoten zoals CO2, NOx, SO2, N2O,CH4 en CO. Daarnaast produceren ze weinig of geen afval en zeker geen radio-actief afval;

• Geen uitputting van (energie)grondstoffen. Ze zorgen niet voor een uitputting van de eindigevoorraden fossiele brandstoffen en uranium- en thoriumisotopen op aarde;

• Bijdrage aan de socio-economische ontwikkeling. Ze verminderen de buitenlandse afhan-kelijkheid qua energiebevoorrading. Hun decentrale, modulaire aard laat een graduele enflexibele opbouw van vermogen toe. Hun kleinschaligheid vergemakkelijkt de combinatiemet andere menselijke activiteiten en de integratie in de gebouwde omgeving. Ze creerenarbeidsplaatsen op de lokale markt, en ze bieden de industrie kansen voor innovatie en export.

6.3 Aanpassingen aan model Verbruggen (2004) voor bio-

gas

In het model van Verbruggen (2004) wordt de kost van het project gedomineerd door de kapitaal-kost van de investering, aangezien de werking gebaseerd is op vrije energietoevoer. In dat modelworden de exploitatiekosten bijgevolg genegeerd. Dit is echter niet het geval voor biomassapro-jecten waarbij de exploitatiekosten een significante deel van de kosten uitmaken. Het model vanVerbruggen (2004) zal voor deze kosten aangepast worden.

De geınstalleerde capaciteit verwijst naar de specifieke capaciteit om vrije energiestromen op tevangen wanneer zij beschikbaar zijn binnen de ontwerpcondities en deze stromen om te zetten inelektriciteit. In biogasinstallaties dient een constante toevoer van organisch materiaal voorziente worden om de micro-organismen die instaan voor de vergisting te onderhouden. De biogasop-brengst is echter afhankelijk van het type organisch materiaal dat ingebracht wordt. Bijgevolgvarieert de elektriciteitsopbrengst in functie van het ingebrachte materiaal. Om redenen van ver-eenvoudiging wordt in de gevalstudie uitgegaan van een constante elektriciteitsgeneratie.

In het geval van biomassa kan niet altijd van vrije energietoevoer gesproken worden. Vrije energie-toevoer dient werkelijk ’vrij’ te zijn, waarbij de investeerder geen onderscheidende impact heeft omde toevoer te sturen (zoals wind en zon). Biomassa kan enkel als vrije bron worden aangebodenwanneer deze anders verspild zou worden (bv. als afval). In de praktijk wordt de toevoer vanbiomassa zeer sterk gestuurd, zowel in functie van wat beschikbaar is als in wat nodig is om eenoptimale biogasopbrengst te behalen om de WKK op volle capaciteit te laten draaien.


De prijs die de producent van hernieuwbare elektriciteit kan verkrijgen door deze te injecteren inhet elektriciteitsnet, wordt bepaald door de markt. In een competitieve markt zal op elke momentde waarde van de geleverde kWh gelijk zijn aan de korte-termijn marginale kosten. In het geval vanbiogasinstallatie wordt met de elektriciteitsleverancier een afgesproken prijs vooropgesteld vooreen afgesproken hoeveelheid te produceren elektriciteit. De prijs die de elektriciteitsproducentontvangt fluctueert op korte termijn bijgevolg niet onder in vloed van de competitieve markt.

6.4 Winstgevendheid van hernieuwbare elektriciteit onder

vrije marktcondities

Wanneer de leverancier van hernieuwbare elektriciteit kan deelnemen in de bestaande energie-markt, kan hij alle gegenereerde energie verkopen aan pe(t),t = 1,. . . , 8760 (prijs per uur). Om demarktopbrengsten in te schatten van een project, dient de investeerder in hernieuwbare elektriciteitde convolutie van de probabiliteitdensiteitsfunctie te bepalen van pe(t) en de probabiliteitdensi-teitsfunctie van gr(t), waarbij gr(t) de fysieke output van het project op elke uur t voorsteltmet t = 1,. . . , 8760. In principe dient de convolutie voor alle toekomstige jaren van de n-jarigelevensduur van het project geanalyseerd te worden.

Verbruggen (2004) geeft∫∫

pe(t).gr(t) op vereenvoudigde wijze weer door pe(j)Gr(j), waarbij pe(j)de verwachte (gewogen) gemiddelde prijs van de geleverde hernieuwbare elektriciteit in jaar jvoorsteld en Gr(j) de totale hoeveelheid gegeneerde hernieuwbare elektriciteit in jaar j. Met dezeassumptie en met OU(j) = de operationele uitgaven van het project gedurende jaar j, zal deinvesteerder de investering aanvaarden wanneer:

NCW =n∑

j=0

pe(j)Gr(j)−OU(j)(1 + i)j

− investering(jaar0) ≥ 0 (6.3)

Wanneer men deze methode aanwendt om projecten in hernieuwbare energie te evalueren, zalde evaluatie in veel gevallen leiden tot het besluit dat beter niet geınvesteerd wordt in groenestroomproductie.

Onder de operationele kosten voor een biogasinstallatie vallen de exploitatiekosten, de kostenvoor de inputstromen en de kosten voor de afzet van het digestaat. Deze worden in meer detailtoegelicht in de gevalstudie.

6.5 Winstgevendheid van hernieuwbare energieprojecten aan-

gepast in functie van het openbaar beleid

Het openbaar beleid promoot investeringen in groene stroom door private besluitvorming doorwijziging van formule 6.3.


NCW =n∑

j=0

[pe(j) + S(j)]Gr(j)−OU(j) + pgsc(j)Gr(j) + pwkc(j)Gth(j)(1 + i)j

− (Inv − SubInv) ≥ 0

(6.4)

waarbij pgsc(j) de verwachte prijs is per kWh geproduceerde groene elektriciteit afkomstig vande groenestroomcertificaten en S(j) de subsidie per kWh hernieuwbare elektriciteit gegenereerd.SubInv is een directe investeringssubsidie op het moment dat de investering gemaakt wordt. Dezedrie instrumenten kunnen simultaan toegepast worden om op die manier een rendabele investeringte bekomen. Aangezien voor de productie van elektriciteit uit biogas een prijs wordt vastgelegdmet de elektriciteitsleverancier, zal de term S(j) voor de rest van de analyse buiten beschouwinggelaten worden. Daarnaast wordt bij de productie van elektriciteit via een warmtekrachtkop-peling ook warmte geproduceerd die nuttig kan aangewend worden. Gth(j) stelt de totale hoe-veelheid gegenereerde nuttige warmte voor in jaar j en pwkc(j) stelt de verwachte prijs voor eenwarmtekrachtcertificaat voor. Warmtekrachtcertificaten worden toegekend voor elke 1.000 kWhwarmtekrachtbesparing. In de gevalstudie worden deze verschillende instrumenten in meer detailtoegelicht.

We focussen ons nu op het systeem van groenestroomcertificaten waarbij NCW = 0 en AW[. . . ]de actuele waarde van de kasstromen tussen haakjes voorstelt.

AW [pgsc(j)Gr(j)] = NettoInvestering −AW [pe(j)Gr(j)−OU(j) + pwkc(j)Gth(j)] (6.5)

Op deze manier kan de minimale prijs berekend worden waaraan de groenestroomcertificatenmoeten worden verkocht om voor een energie-project een break-even te bereiken.

pgsc =NettoInvestering

AW [Opwekking]− AW [V erkoop]−AW [OperationeleUitgaven] +AW [WKC]

AW [Opwekking](6.6)

pgsc =Kapitaalkost

kWh− NettoOpbrengst

kWh(6.7)

Elk individueel hernieuwbaar energieproject slaagt in de winstgevendheidstest als NCW = 0 wan-neer de prijs voor een certificaat de kloof overbrugt tussen de (gedeeltelijk gesubsidieerde) kapi-taalkost en de netto opbrengst per kWh.

Hoofdstuk 7

Gevalstudie

7.1 Doelstelling inplanting vergistingsinstallatie in agrarisch

gebied

Onderstaande gevalstudie is een toepassing van de afgeleide investeringanalyse uit hoofdstuk 6 opeen Vlaamse vergistingsinstallatie ingeplant in agrarisch gebied. Onderstaande paragrafen vormenhet maatschappelijk en wettelijk kader voor deze vergistingsinstallaties.

Mestverwerking zal een belangrijke piste blijven om het mestoverschot in Vlaanderen te elimine-ren. Vlaanderen is in het kader van de nitraatrichtlijn volledig een kwetsbare zone. Daarnaastis mestverwerking niet alleen belangrijk voor de aanpak van het mestoverschot, maar het draagtook bij tot een oplossing van het ammoniakprobleem in het kader van de Europese NEC-richtlijn(Omzendbrief RO/2006/01). Ondanks de inspanningen die de sector en de overheid de afgelopenjaren reeds heeft geleverd om via afbouw van de veestapel, mestbewerking en -verwerking, ex-port evenals voedertechnische maatregelen tot een duurzaam resultaat te komen, zijn bijkomendinspanningen noodzakelijk.

De energetische valorisatie van biomassa door vergisting heeft nog een groot potentieel en draagtbij tot de realisatie van de Vlaamse doelstelling op het gebied van hernieuwbare elektriciteitspro-ductie. In 2010 moet 6% van het elektriciteitsverbruik afkomstig zijn van hernieuwbare energie-bronnen (onder andere zon, wind, water, biogas, biomassa). Vergisting van biomassa (al dan nietmet mest) kan een belangrijke bijdrage leveren aan de invulling van dit potentieel (OmzendbriefRO/2006/01). Het vinden van geschikte inplantingsplaatsen voor dergelijke installaties voor mest-behandeling en vergisting in Vlaanderen is daarom zeer belangrijk (Omzendbrief RO/2006/01).

De omzendbrief RO/2006/01 benadrukt dat mestbehandeling en vergisting aanzien kunnen wor-den als agrarische activiteit in ruime zin. Mestbehandeling is een noodzakelijke schakel in hetagrarisch gebeuren en zal dit ongetwijfeld blijven. Vergisting op boerderijschaal is een nieuweondersteunende activiteit bij het normale bedrijfsgebeuren. In dit opzicht is een absoluut totaalmaximum tonnage van 60.000 ton inputmateriaal vanuit het oogpunt van een goede ruimtelijke

28

HOOFDSTUK 7. GEVALSTUDIE 29

ordening aanvaardbaar. Verdere uitbreiding van de capaciteit boven dit absoluut maximum inagrarisch gebied in niet mogelijk (Omzendbrief RO/2006/01).

Volgens de omzendbrief RO/2000/02 konden organische biologische afvalstoffen slechts behandeldworden wanneer ze noodzakelijk zijn als toeslagstoffen voor het mestbewerkings- of - verwer-kingsprocede. Uit technische (optimalisatie van het proces) en economische (meer zekerheid overde aanvoer) overwegingen is het nu mogelijk om in agrarisch gebied een bepaalde hoeveelheidorganisch biologische afvalstoffen te gaan co-verwerking. Ook met betrekking tot export biedt co-verwerking meer mogelijkheden om zo de samenstelling van het eindproduct en de bodemverbete-rende eigenschappen te optimaliseren. Frankrijk is momenteel het hoofdafzetgebied (OmzendbriefRO/2006/01).

7.2 Input

7.2.1 Wetgeving

Voor vergistingsinstallaties in agrarisch gebied dient een verhouding op gewichtsbasis van 60%stromen direct afkomstig van landen tuinbouw (zoals dierlijke mest en landen tuinbouwpro-ducten van plantaardige oorsprong) ten opzichte van 40% stromen niet afkomstig van de land-en tuinbouw (zoals secundaire grondstoffen voor gebruik in of als meststof of bodemverbeterendmiddel1 gerespecteerd te worden. Deze stromen worden gedefinieerd in Omzendbrief RO/2006/01en hier wordt dan ook niet dieper op ingegaan.

Resten uit de landbouwsector en energieteelten mogen zonder verdere regelgeving als co-substraatgebruikt worden en het eindproduct mag op het land gebracht worden. Indien er een co-substraatwordt gebruikt dat in de categorie als bioafval valt, dient aan speciale wetgeving (BioAbfalleVerordnung, BioAbfV) voldaan te worden. De BioAbfV bevat een lijst met stoffen die geschiktzijn voor gebruik in de landbouw. Deze lijst omvat onder andere residuen van graanverwerking,groente- en fruitafval van markten, resten van de voedselverwerkende industrie (OmzendbriefRO/2006/01, Bijlage 1).

Er zijn geen grenzen gesteld wat betreft de mengverhouding van mest en organische afvalstro-men. De normen voor mestverwerking worden opgelegd door de mestverwerkingsplicht volgenshet mestdecreet.

7.2.2 Inputstromen in gevalstudie

De biogasinstallatie die als gevalstudie wordt opgenomen in deze masterproef is gelegen in agrarischgebied waarbij een verwerkingspercentage voor mest van 20% wordt opgelegd.

1In principe kunnen secundaire grondstoffen voor gebruik in of als meststof of bodemverbeterend middel zonder

verdere behandeling afgezet worden in de landen tuinbouwsector. Echter in sommige gevallen kan het aangewezen

zijn de secundaire grondstoffen om technische (optimalisatie proces) en economische (energiewinning, valorisatie

eindproduct) redenen verder te behandelen. (Omzendbrief RO/2006/01)


De totale input bedraagt 27.000 ton organisch materiaal per jaar. Dit komt neer op een gemiddeldevan 74 ton per dag, waarbij de verhouding landbouwgerelateerde producten tot organische enbiologische afvalstoffen 60/40 bedraagt. Afhankelijk van de inputstroom brengt dit een inkomstof uitgave met zich mee. In onderstaande paragrafen wordt een inschatting van deze inkomstenen uitgaven gemaakt.

Mest

Er dient 20% mest verwerkt te worden. Kippenmest heeft een groot potentieel met een biogas-opbrengst van 275 Nm3/ton ten opzichte van traditionele mest (varkensmest) met een biogas-opbrengst van 30 Nm3/ton. In de gevalstudie wordt de verwerking van varkensmest afkomstigvan de eigen activiteiten aangevuld met kippenmest. De verhouding kippenmest/varkensmest be-draagt 50/50. De verwerking van de kippenmest brengt een kost met zich mee van 10 d/ton. Deverwerking van de eigen varkensmest is kostenloos.

Landbouwgerelateerde producten en energieteelten

De overige 40% van de landbouwgerelateerde producten wordt aangevuld met energiemaıs, waarbijzowel de stam als de kolf vergist worden. Dit brengt een hoge kost met zich mee van 27 d/ton.De biogasopbrengst bedraagt 180 Nm3/ton. De kost van het verwerken van energiemaıs bedraagtbijgevolg 27.000 ton x 40% x 27 d/ton = d291.600. Energiemaıs levert een opbrengst van 60ton/ha waardoor voor de benodigde hoeveelheid van 10.800 ton een oppervlakte van 180 ha nodigis.

Organisch-biologische afvalproducten (OBA)

Tenslotte wordt 40% aan organische en biologische afvalproducten (OBA) verwerkt. De toegela-ten producten worden weergegeven in de positieve lijst in Bijlage 1 van Omzendbrief RO/2006/01.In de gevalstudie bedragen deze afvalproducten onder andere zetmeel, percolaatwater en bioslib.Afhankelijk van het afvalproduct brengen zij een kost of een opbrengst met zich mee. Hun inputin de vergistingsinstallatie is afhankelijk van de beschikbaarheid. Gemiddeld leiden deze afvalpro-ducten niet tot significante kosten of opbrengsten en worden om die reden ook niet verder meeropgenomen in de berekeningen. De biogasopbrengst is echter wel van significante betekenis en kantot 30 a 40% van de totale opbrengst bedragen. Dit komt neer op ongeveer 115 Nm3/ton.

Wanneer deze 40% niet behaald kan worden met organische en biologische afvalproducten kandeze aangevuld worden met een industrieel bereidde biograanmix. De hoge biogasopbrengst van375 Nm3/ton gaat echter gepaard met een hoge kost van 60 d/ton. Het percentage biograanmixbedraagt echter niet meer dan 2% waardoor de bijdrage tot de kostprijs en de biogasopbrengstverwaarloosbaar is en niet verder in de berekeningen opgenomen wordt.


Overzicht inputstromen

In tabel 7.1 wordt voor de drie inputstromen het tonnage, de biogasopbrengst, de totale gasop-brengst en de kosten en opbrengsten weergegeven.

Tabel 7.1: Inputstromen

Totaal Gasopbrengst Totale gas- Kost/opbrengst Totale kost/Soort input tonnage Nm3/ton opbrengst Nm3 per ton (d/ton) opbrengst (d)

Energiemaıs 10.800 180 1.944.000 -27 -291.600Kippenmest 2.700 275 742.500 -10 -27.000Varkensmest 2.700 30 81.000 - -OBA 10.800 115 1.242.000 - -Totaal/gewogen 27.000 149 4.009.500 -318.600gemiddelde

Uit tabel 7.1 kan afgeleid worden dat de jaarlijkse kost voor het inputmateriaal d318.000 be-draagt. De gewogen gemiddelde biogasopbrengst van deze 27.000 ton inputmateriaal bedraagt149 Nm3/ton waardoor een totale biogasopbrengst van 4.009.500 Nm3 bekomen wordt.

7.3 Output

7.3.1 Energetische output

Het biogas wordt na ontwatering en ontzwaveling naar de gasmotor geleid. Het rendement vande gebruikte gasmotor bedraagt 2,29 kWe/Nm3 waarbij de methaaninhoud van het biogas 50 tot52% bedraagt. Het elektrisch vermogen dat hieruit gegenereerd wordt voor elke inputstroom isweergegeven in tabel 7.2.

Tabel 7.2: Elektrische output

Totale RendementSoort input gasopbrengst gasmotor Elektriciteitsproductie

Nm3/jaar kWe/Nm3 (kWe) (kWhe)

Energiemaıs 1.944.000 2,29 4.458.564Kippenmest 742.500 1.702.924Varkensmest eigen bedrijf 81.000 185.774OBA 1.242.000 2.848.527Totaal 4.009.500 9.195.788

Per jaar wordt uitgegaan van 8.000 draaiuren. Het biogasverbruik bedraagt bijgevolg 501 Nm3/uur.


De maximale elektrische uitput van de gasmotor op basis van de technische fiche bedraagt 1.130kWe, waarbij het elektrisch rendement 42,9% bedraagt.

Elektrische output

Op basis van de bekomen totale elektriciteitsproductie op jaarbasis in de gevalstudie in tabel 7.2,wordt een geınstalleerd vermogen van 1.149 kWe berekend. Het bekomen rendement ligt hogerdan het technisch haalbare. Het bekomen rendement ligt echter dicht bij het technisch haalbare,wat betekent dat de capaciteit ten volle benut wordt en er soms zelfs overproductie van biogasis. Deze overproductie dient afgefakkeld te worden, wat in de praktijk ook degelijk gebeurt. Vanhet gegenereerd elektrisch vermogen wordt ongeveer 7 tot 10% in het eigen proces verbruikt. Denetto elektrisch opbrengst dat ten slotte verkocht kan worden aan het net, bedraagt 1.057 kWe of8.460 MWhe op jaarbasis. Hiermee kunnen 2.417 gezinnen van stroom voorzien worden.

Thermische output

De thermische output van de gasmotor bedraagt 1.403 kWth op basis van de technische fiche. Hetthermisch rendement bedraagt hierbij 43,8%. Het thermische energie die op jaarbasis gegenereerdwordt, bedraagt bijgevolg 11.224 MWhth. Het totale energetisch rendement van de gasmotorbedraagt dankzij het principe van de warmtekrachtkoppeling 86,7%.

Opbrengsten

De opbrengsten uit de energetische output komen voort uit de verkoop van elektriciteit aan het net,verkoop van groenestroomcertificaten en de verkoop van warmtekrachtcertificaten. De bekomenprijs voor de verkoop van elektriciteit aan leveranciers bedraagt typisch 90% van de ENDEX. In degevalstudie is de prijs vastgelegd met de leverancier op 91% van de marktprijs. Deze overeengeko-men prijs bedraagt 41,2 d/MWh. Er worden minimumhoeveelheden vastgelegd die geproduceerdmoeten worden, indien hieraan niet wordt voldaan kunnen sancties volgen. De energieleverancierwaarmee in de gevalstudie wordt samengewerkt, werkt echter op basis van wederzijds vertrou-wen. Aangezien wegens een technisch defect niet altijd aan de minimumhoeveelheid kan wordenvoldaan, volgen dus niet noodzakelijk sancties.

De gemiddelde prijs die in de gevalstudie voor een groenestroomcertificaat bekomen wordt is 109d/MWh. Voor een warmtekrachtcertificaat bedraagt de gemiddelde prijs 45 d/MWh. In tabel7.3 wordt een overzicht van de energieopbrengsten weergegeven. Op jaarbasis bedragen dezed1.775.772.

7.3.2 Output van digestaat

Er zijn twee mogelijkheden om het digestaat te verwerken. De eerste mogelijkheid, die in degevalstudie wordt uitgevoerd, is het scheiden van het digestaat in een dikke en een dunne fractie


Tabel 7.3: Energetische output

Energie-opbrengsten d/MWh MWh d

Elektriciteit 41,2 8.460 348.552,00GSC 109 8.460 922.140,00WKC 45 11.224 505.080,00Totaal 1.775.772,00

door middel van centrifugatie. De dunne fractie wordt eerst op een biologische manier gezuiverddoor nitrificatie/denitrificatie, vervolgens ingedampt en ten slotte op de akker uitgereden. Dedikke fractie wordt gedeeltelijk afgevoerd voor compostering en gedeeltelijk op de akker gebracht.

De tweede mogelijkheid voor digestaatverwerking is indrogen van het digestaat tot 60 - 80% drogestof en exporteren. Dit gedroogde eindproduct is sterk in trek als meststof en bodemverbeteraar inde wijnteelt in Frankrijk. Bij export (buiten Vlaanderen) van de eindproducten van co-verwerkingis strikt genomen het VLAREA niet van toepassing. Aangezien in de gevalstudie geen verwer-kingsplichtige mest mee vergist wordt, is men niet verplicht om het digestaat te exporteren enwordt gekozen voor de eerste mogelijkheid. Bij de tweede mogelijkheid dient wel opgemerkt teworden dat er bij het indrogen gevaar bestaat voor stofexplosies. Dergelijke stofexplosies hebbenzich intussen reeds in vier biogasinstallaties in Vlaanderen voorgedaan.

In onderstaande paragrafen wordt de verwerking van de dikke en dunne fractie van het digestaatbehandeld, waarbij de toepasselijke wetgeving wordt toegelicht. Deze wetgeving heeft een groteimpact op de afzetmogelijkheden en de kost van de afzet.

Dikke fractie

Verwerking De dikke fractie wordt, zoals hoger vermeld, deels gecomposteerd en deels op deakker gebracht. Het doel van composteren, ook wel biothermisch drogen genoemd, is het bekomenvan kiemdoding door een verhoging van de temperatuur, de stabilisatie van het organisch materiaalen een vermindering van het volume en het gewicht door vochtverdamping (VCM, 2010). De prijsvoor compostering bedraagt 28 d/ton, inclusief transportkosten. Gezien er in de gevalstudie eenmesttekort is in de streek, is een interessante mogelijkheid het op het land brengen van de dikkefractie. Dit kost 10 d/ton, inclusief transportkosten. In de gevalstudie wordt de helft van dedikke fractie gecomposteerd en de helft op de akker gebracht. Belangrijk bij het uitrijden ophet land is de EG verordening 1774/2002. Deze verordening van het Europees Parlement ende Raad stelt de gezondheidsvoorschriften vast inzake niet voor menselijke consumptie bestemdedierlijke bijproducten. De verordening is van kracht sinds 1 mei 2003. Deze Verordening omvatzowel vereisten voor de mestverwerkingsinstallatie als voor de eindproducten. De installatiesmoeten onder andere erkend zijn in het kader van deze verordening door de Mestbank en deeindproducten zijn onderworpen aan vereisten zoals een verplichte hygienisatie op minstens 70 ◦Cgedurende minstens 1 uur. De dierlijke bijproducten waarop de verordening van toepassing is,worden onderverdeeld in 3 categorieen en dit op basis van mogelijke sanitaire risico’s. Mest is


conform deze verordening ingedeeld als ’categorie 2 -materiaal’ (VCM, 2010). Indien dit materiaalverwerkt wordt in een vergistingsinstallatie moet het eerst gesteriliseerd worden. Mest, de inhoudvan het maagdarmkanaal gescheiden van het maagdarmkanaal, melk en biest vormen hierop echtereen uitzondering en mogen echter onverwerkt in een erkende biogasinstallatie verwerkt worden.Voor de gevalstudie geldt bijgevolg dat de installatie niet onderworpen is aan de EG verordening1774/2002.

Verder moet elke meststof-bodemverbeteraar die in Belgie gebruikt wordt opgenomen zijn in eenlijst van het KB van 7 januari 1998. Indien dit niet zo is moet een ontheffing aangevraagd wordenbij het FOD Volksgezondheid, Veiligheid van de Voedselketen en Leefmilieu. Aangezien digestaatniet is opgenomen in die lijst, moet een ontheffing aangevraagd worden om het eindproduct van devergisting te mogen gebruiken in de landbouw. Voor de eindproducten na vergisting van categorie2 materiaal heeft het FOD beslist dat die slechts mogen gebruikt worden als bodemverbeteraar,niet als meststof. Mest vormt hier echter onder andere een uitzondering op (Biogas-E, 2010).

In het nieuwe VLAREA werd digestaat opgenomen in de lijst van de secundaire grondstoffen.Om als secundaire grondstoffen in aanmerking te komen dient men voor het digestaat te beschik-ken over een keuringsattest door de vzw VLACO of moet het digestaat onderworpen zijn aan eengelijkaardige kwaliteitscontrole. Indien men het digestaat dus wil gebruiken op Vlaamse landbouw-grond dient men zowel een ontheffing aan te vragen bij de FOD, als een keuringsattest bij VLACOvzw (Biogas-E, 2010). De eindproducten van anaerobe vergisting in het mestdecreet vallen onderde noemer stikstof uit andere meststoffen. Voor deze eindproducten gelden de bemestingsnormenzoals onder andere de maximaal toegelaten hoeveelheid nutrienten.

Binnen het mestdecreet wordt onderscheid gemaakt tussen digestaat afkomstig van een vergis-tingsproces met mest en digestaat afkomstig van een vergistingsproces zonder mest. Zodra ermest toegevoegd wordt aan de vergistingsinstallatie, valt het digestaat onder de bemestingsnormdierlijke mest. Wordt er echter geen mest gebruikt in het vergistingsproces, dan valt het digestaatonder de bemestingsnorm andere meststoffen. Deze andere meststoffen kunnen bovenop de toege-diende hoeveelheid dierlijke mest worden gebracht. Er moet echter steeds voor gezorgd worden datde norm voor totale stikstof en fosfaat niet overschreden wordt. De fosfaatnorm kan dikwijls ookbepalend zijn voor de hoeveelheid digestaat die maximaal mag toegediend worden. Voor digestaat(gedeeltelijk) op basis van dierlijke mest gelden dezelfde voorwaarden naar tijdstip van uitrij-den, aanwendingswijze, transport, . . . als voor dierlijke mest (Code Goede LandbouwpraktijkenDigestaat).

Digestaat als alternatief voor kunstmest? Een realistische toekomstmogelijkheid voor degedroogde dikke fractie is het opwaarderen als kunstmest. Momenteel is de afzet van de dikkefractie een kost, maar wanneer deze erkend zou worden als kunstmest, een duur product, kunnenhier veel inkomsten uit voorvloeien en biedt dit naast de inkomsten uit de generatie van elek-triciteit en warmte een verzekerd inkomen voor de landbouwer. Vergisting in de landbouwsectorkan namelijk enkel slagen als het eindproduct gevaloriseerd kan worden. In Vlaanderen zijn debodemverbeterende eigenschappen van digestaat evenwel nog onvoldoende gekend bij de landbou-wers. Momenteel zijn er onderzoeksprojecten gaande om de bemestingswaarde van digestaten tevergelijken met deze van drijfmest en/of minerale mest en om te onderzoeken in hoeverre diges-


taat een goed alternatief kan zijn voor kunstmest, zoals het project Digestaat als alternatief voorkunstmest (Vlaamse Overheid, Landbouw en Visserij, 2010).

Er bestaan geen eenduidige cijfers over de bemestingswaarde van digestaat. Veel hangt af vanhet ammoniumgehalte van het digestaat. De ammoniumstikstof is namelijk sneller beschikbaarvoor de plant dan de organische stikstof. Hoe hoger het aandeel ammoniumstikstof, hoe efficienterde mest kan ingezet worden voor stikstofbemesting. Door vergisting zal het digestaat een hogeraandeel ammoniumstikstof en een lager aandeel organische stikstof bevatten ten opzichte vande niet-vergiste input. De resterende organisch gebonden stikstof wordt door vergisting minderopneembaar. Voor digestaat op basis van verschillende inputstromen, zal de N-werkingscoefficiento.a. afhankelijk zijn van de samenstelling van de verschillende co-producten en de duur van devergisting. Digestaat wordt bij voorkeur enkele weken voor het groeiseizoen toegediend. Op diemanier wordt een maximale nutrientenbenutting bekomen en worden de verliezen beperkt. Door dehogere pH van het digestaat, bestaat er een verhoogd risico op ammoniakvervluchtiging. Injecterenis in geval van digestaat dus zeker aangewezen (Code Goede Landbouwpraktijken Digestaat).

Het Mestdecreet, dat de implementatie is van de Europese Nitraatrichtlijn in Vlaanderen, geeftaan dat Vlaanderen volledig kwetsbaar is sinds 1 januari 2007. Dit betekent concreet dat overaleen maximale bemestingsnorm van 170 kg N/ha/jaar geldig is. In de fosfaatverzadigde gebie-den is een bemestingsnorm van 40 kg P2O5/ha/jaar van toepassing. Zo vormde dierlijke mest,hoofdzakelijk onder vorm van mengmest, de basis van bemesting voor maıs. Tot voor kort kon devoedingsbehoefte van maıs volledig ingevuld worden met dierlijke mest. Met de nieuwe norm van170 kg N/ha wordt dit moeilijker. De stikstofbehoefte van maıs bedraagt 250 kg N/ha/jaar. Ditkan met kunstmest bijgestuurd worden, maar werkt kostprijsverhogend. De opwaardering van hetgedroogde en gehygieniseerde digestaat tot kunstmest zou bijgevolg tegengewicht kunnen biedenaan deze extra kost. Vlaanderen voert momenteel digestaat uit naar Noord-Frankrijk en voertkunstmest in, een dubbele kost dus. Daarnaast kennen de Vlaamse akkers een tekort aan orga-nische stof, terwijl dit rijkelijk aanwezig is in het digestaat. Tot slot de erkenning van digestaatals kunstmest de productie van kunstmest drastig kunnen reduceren. Deze productie is een zeerenergie-intensief proces. Op wereldniveau gaat 10% van het energieverbruik naar de productie vankunstmest (Sys, 2010). Door de vervanging van kunstmest door digestaat kan Vlaanderen op diemanier een bijdrage leveren tot het reduceren van het globale energieverbruik.

Dunne fractie

Het effluent is wat na zuivering van de dunne fractie wordt ingedampt met de warmte van de motor.Dit gebeurt in drie stappen door de rookgaskoeler (450◦C), de interkoeler (110◦C) en het koelwatervan de motor. Op die manier wordt de warmte optimaal benut en worden alle warmtekrachtcerti-ficaten verkregen. Warmtekrachtcertificaten worden toegekend voor elke 1.000 kilowattuur (kWh)warmtekrachtbesparing. De warmtekrachtbesparing wordt berekend als de primaire energiebespa-ring die wordt gerealiseerd door gebruik te maken van een warmtekrachtinstallatie in plaats vaneen elektriciteitscentrale en een ketel voor de gescheiden opwekking van elektriciteit en warmte(VREG, 2010). Belangrijk is hierbij dat voor de berekening van het thermisch rendement van dewarmtekrachtinstallatie wordt uitgegaan van de benutte warmte die wordt gebruikt als warmte-bron en die niet meer voor de verdere productie van elektriciteit of mechanische energie wordt


aangewend. Dit betekent dat geen WKC’s verkregen worden wanneer de warmte wordt aange-wend voor het opwarmen van de vergistingstank aangezien de vergistingstank deel uitmaakt vanhet productieproces van elektriciteit en warmte. Het biologisch gezuiverde en ingedampte effluentwordt uitgereden op de akkers aan een kost van 5 d/ton.

Totale output van digestaat

In de gevalstudie bedraagt de stroom van de dikke fractie van het digestaat 4.000 tot 5.000 ton/jaar.Momenteel wordt 2.500 ton gecomposteerd aan een kost van 28 d/ton en 2.500 ton op de akkergebracht aan een kost van 10 d/ton. Op jaarbasis komt dit neer op d95.000. De hoeveelheideffluent dat door middel van de WKK-warmte wordt ingedampt bedraagt ongeveer 10.000 ton/jaar.Het resterende effluent van 7.000 ton/jaar wordt aan een kostprijs van 5 d/ton uitgereden op deakker. In tabel 7.4 worden de resultaten voor de kost van de werking van het digestaat weergegeven.

Tabel 7.4: Resultaat digestaatverwerking

Verwerking Tonnage/jaar d/ton Totale kost (d)

Dikke fractieCompostering 2.500 28 70.000Akker 2.500 10 25.000Dunne fractieIndampen 10.000 WKC’s zie Paragraaf 7.3.1Uitrijden 7.000 5 35.000Totaal 130.000

7.4 Exploitatiekosten

De exploitatiekosten voor een biogasinstallatie ingepland in agrarisch gebied omvatten onder an-dere onderhoudskosten voor wisselstukken en centrifuge, vennootschapskosten, salaris voor dezaakvoerder, kosten voor de boekhouden, enzovoort. Op jaarbasis lopen deze kosten op tot on-geveer d200.000. Per hoeveelheid geınstalleerd elektrisch vermogen komt dit neer op d177 of 177d/kWe.

7.5 Subsidies

De belangrijkste steunmaatregelen waar men zich kan op beroepen bij het investeren van een bi-ogasinstallatie de ecologiepremie, verhoogde investeringsaftrek, steun voor demonstratieprojectenenergietechnologieen, groeipremie en VLIF-steun (Biogas-E, 2010). Enkel de ecologiepremie en deverhoogde investeringsaftrek komen in aanmerking voor de gevalstudie en enkel deze maatregelenworden bijgevolg verder toegelicht.


De ecologiepremie is een financiele tegemoetkoming aan bepaalde ondernemingen die bepaaldeecologie-investeringen zullen realiseren in het Vlaamse Gewest. de investering aan bepaalde voor-waarden voldoen inzake milieu-investeringen en investeringen op energiegebied. Aan de hand vaneen limitatieve lijst van technologieen kan men bepalen of de investering in aanmerking komtvoor een ecologiepremie. De ecologiepremie bedraagt 10% voor grote ondernemingen en 20% voorkleine- en middelgrote ondernemingen en kan oplopen tot maximum 1.500.000 euro per aanvraag.De steun wordt berekend op de ecologische meerkost van de in aanmerking komende investerings-componenten (Biogas-E, 2010). Voor de gevalstudie bedraagt de ecologiepremie bijgevolg 20% vande totale investering of d860.000.

Verhoogde investeringsaftrek is een bijkomende aftrek op de belastbare winst voor energiebespa-rende investeringen. Dit is een fiscaal voordeel waarbij een bijkomend percentage van de aanschaf-fingsprijs of beleggingswaarde van een investering vrijgesteld wordt van belasting. Aangezien hethier gaat om belastingsvoordeel en niet om een subsidie is deze fiscale steunmaatregel cumuleer-baar met de ecologiepremie (Biogas-E, 2010). De verhoogde investeringsaftrek bedraagt 14,5%van de totale investering (d623.500).

7.6 Investering

De brutoinvestering bedraagt 4,3 miljoen euro. Deze investering omvat alle zaken om de biogas-installatie operationeel te maken, zoals de aankoop van de grond, het bouwen van een opslagsiloen het aanleggen van de lagune voor het effluent.

Aangezien de aankoop van 1,6 ha grond in de investering wordt opgenomen, wordt voor de af-schrijvingen van de veronderstelling uitgegaan dat deze grond d100.000 kost, wat het afschrijfbaarbedrag op d4.200.000 brengt. Daarnaast wordt verondersteld dat de gemiddelde termijn voorafschrijving 10 jaar bedraagt. Deze veronderstelling is gebaseerd op analoge berekeningen voorhet bepalen van onrendabele toppen voor biogasinstallaties (Discussienota OT biogas, 2010).

7.7 Financiering

Voor het financieren van de investering wordt uitgegaan van de typische verhouding schuld/eigenvermogen van 70/30. De rente die op de lening betaald wordt bedraagt 5% en het vereist rendementop eigen vermogen bedraagt 15%. Deze veronderstellingen zijn opnieuw gebaseerd op analogeberekeningen voor het bepalen van onrendabele toppen voor biogasinstallaties (Discussienota OTbiogas, 2010). Dit brengt het totale vereiste rendement van de investering op 8%. Ten slottedient ook vennootschapsbelasting betaald te worden. Het tarief van de vennootschapsbelastingbedraagt 33,99% (Portaal Belgium, 2010).


7.8 Samenvatting en besluit

Tabel 7.5 geeft een overzicht van de investering, subsidies en financiering van de biogasinstallatie.

Tabel 7.5: Overzicht van de investering, subsidies en financiering

Totale investering d4.300.000Vereist 8%Investering in aanmerking voor investeringsaftrek d4.300.000Investeringsaftrek d623.500Investering in aanmerking voor ecologiepremie d4.300.000Ecologiepremie d860.000Ecologiepremie als % van totale investering 20%Aandeel lening d3.010.000Aandeel eigen vermogen d1.290.000

Tabel 7.6 geeft een overzicht van de inputvariabelen voor de investeringsanalyse.

In bijlage A is de uitgewerkte investeringsanalyse voor de gevalstudie weergegeven. De kasstro-men bestaan uit de inkomsten van de verkoop van elektriciteit, groenestroom- en warmtekracht-certificaten en subsidies, de uitgaven komen voort uit de verwerking en afzet van het digestaat,exploitatiekosten, inkopen van inputmateriaal en belastingen. In de tabel in bijlage A wordt naastde kasstromen voor de investeringsanalyse ook ter illustratie de aflossing van de lening toegelicht.Deze aflossing is irrelevant voor de investeringsanalyse.

Over de beschouwde periode van tien jaar wordt een interne redementsgraad van 15,61% behaald.Dit overstijgt sterk het vereist minimumrendement van 8% en maakt van de biogasinstallatieeen rendabele investering. De NCW geeft aan dat bovenop het vereist minimumrendement eenwaarde van d1.436.963 wordt gecreeerd voor de onderneming. De werkelijk NCW zal in realiteitnog een stuk hoger liggen, aangezien de levensduur van een biogasinstallatie langer dan tien jaaris. Door het feit dat de bestaande groenestroomcertificaten en warmtekrachtcertificaten slechtsvoor tien jaar gegarandeerd zijn en de wetgeving in Vlaanderen sterk aan wijzigingen onderhevigis, bestaat er een te grote onderzekerheid over de te schatten kasstromen op een termijn langerdan tien jaar. Daarnaast zijn ook de energieprijzen in de toekomst moeilijk te voorspellen en iser nog onzekerheid omtrent de erkenning van digestaat als kunstmeststof. Om deze reden geeftde investeringsanalyse slechts een betrouwbaar resultaat voor een termijn van 10 jaar. In dezemasterproef is echter geprobeerd toch een inschatting te maken van de kasstromen voor een termijnvan 20 jaar. De resultaten zijn weergegeven in tabel 7.7. Door het wegvallen van de groenestroom-en warmtekachtcertificaten vanaf jaar 11, zijn de kasstromen vanaf dan negatief. De NCW vooreen termijn van 15 en 20 jaar, bedraagt bijgevolg respectievelijk d1.097.801,27 en d866.973,45.Maar gezien de grote onzekerheid van de toekomstige kasstromen na 10 jaar, zijn deze cijfersweinig relevant.

De terugverdienperiode bedraagt 4 jaar en 42 dagen. Dit betekent dat de investering na dezetermijn terug verdiend is. De methode van terugverdientijd houdt echter met de tijdswaarde van


het geld, waardoor deze in werkelijkheid langer zal zijn. Een kortere terugverdienperiode beperktnamelijk het risico voor de onderneming en verhoogt de liquiditeit van het project.

Deze terugverdienperiode is kort. Dit wordt mogelijks veroorzaakt door een aantal redenen. Teneerste wordt - zoals reeds vermeld - geen rekening gehouden met de tijdswaarde van het geld enmet inflatie. De werkelijke terugverdientijd zal, rekening houdende met deze factoren, langer zijn.Daarnaast zijn de exacte kosten tot nu toe nog onvoldoende gekend aangezien de cijfers gebaseerdzijn op een bestaande biogasinstallatie die nog maar enkele maanden operationeel is. De kostenvoor de input van biomassa van OBA kan zeer sterk schommelen in functie van de stromen diebeschikbaar zijn. In de investeringsanalyse werd ervan uitgegaan dat, gezien een aantal stromeneen opbrengst met zich meebrengen en een aantal een uitgaven, er netto geen inkomsten of uitgavenzijn voor deze stroom. In de praktijk kan dit echter nog evolueren. Daarnaast wordt de warmtevan de WKK maximaal aangewend bij het indampen van het effluent, waardoor de inkomsten uitdeze bron groot zijn. Ten slotte is ook een schatting gemaakt van de kosten voor onderhoud. Inpraktijk zouden deze hoger kunnen zijn dan geschat, waardoor de terugverdienperiode alweer eenstuk verlengd worden. Toch dient opgemerkt dat de dimensionering van de biogasinstallatie in degevalstudie zeer goed is gebeurd. De WKK draait bijna continu op maximale capaciteit, waarbijslechts af en toe dient afgefakkeld te worden. De optimale benutting van de beschikbare capaciteitis een sleutelfactor in de winstgevendheid van een hernieuwbaar energieproject.


Tabel 7.6: Inputvariabelen investeringsanalyse

INPUTVARIABELEN Waarde Eenheid Bemerking

Unit grootte elektriciteit 1.130 kWeUnit grootte warmte 1.403 kWeBedrijfstijd 8.000 Uren/jaarEconomische levensduur 10 JaarElektrisch rendement 42,9%Thermisch rendement 43,8%Brutoinvestering 4.300.000 d

Investeringskosten per kWe 38.053 d/kWeExploitatiekosten 200.000 d/jaarExploitatiekosten per kWe 177 d/kWeINPUTEnergiemaıs 291.600 d/jaarKippenmest 27.000 d/jaarVarkensmest eigen bedrijf - d/jaarOBA - d/jaarKosten ingaande stoffen 318.600 d/jaarGewogen gemiddelde kost 12 d/ton 27.000 ton ingaande stoffenOUPUT DIGESTAATHoeveelheid dikke fractie digestaat per jaar 4.500 tonHoeveelheid effluent per jaar 7.000 tonKostprijs afzet digestaat (op land brengen) 10 d/tonKostprijs afzet digestaat (compostering) 28 d/tonKostprijs uitrijden effluent 5 d/tonOUTPUT ELEKTRICITEITMarktprijs stroom 41,2 d/MWhEigen verbruik stroom 8,0%Opbrengst elektriciteit 348.552 d/jaarGemiddelde prijs groenestroomcertificaat 109 d/MWhOpbrengst uit groenestroomcertificaten 922.140 d 8460 groenestroomcertificatenOUTPUT WARMTEGemiddelde prijs warmtekrachtcertificaat 45 d/MWhOpbrengst uit warmtekrachtcertificaten 505.080 d 11224 warmtekrachtcertificatenSUBSIDIEMAATREGELENInvesteringsaftrek 14,5% Tarief investeringsaftrekSteunpercentage ecologiepremie 12%Maximale ecologiepremie 1.750.000 d

FINANCIERINGRente 5%Vereiste rendement op eigen kapitaal 15%Aandel eigen kapitaal in investering 1.290.000 30% aandeel eigen kapitaalAandeel lening in investering 3.010.000 70% aandeel leningVennootschapsbelasting 33,99%Termijn lening 10 JaarAfschrijvingstermijn 10 JaarBeleidsperiode 10 Jaar Periode waarover steun

verleend wordt


Tabel 7.7: Voorspelde kasstromen

Kasstromen (d)

Jaar 0 -4300000,00Jaar 1 859374,54Jaar 2 1081236,69Jaar 3 807328,20Jaar 4 817262,70Jaar 5 827197,21Jaar 6 837131,71Jaar 7 847066,22Jaar 8 857000,72Jaar 9 866935,23Jaar 10 876869,73Jaar 11 -198061,68Jaar 12 -198061,68Jaar 13 -198061,68Jaar 14 -198061,68Jaar 15 -198061,68Jaar 16 -198061,68Jaar 17 -198061,68Jaar 18 -198061,68Jaar 19 -198061,68Jaar 20 -198061,68

Deel IV

Een toekomst voor biogas

42

Hoofdstuk 8

Opwerking van biogas tot

aardgaskwaliteit?

In dit hoofdstuk wordt nagegaan in hoeverre de mogelijkheid om biogas op te werken tot aardgas-kwaliteit praktisch haalbaar is in Vlaanderen. Als voorbeeld wordt het succesverhaal van Laholmin Zweden toegelicht in sectie 8.1. Hierbij wordt opgewerkt biogas geınjecteerd in het aardgasneten als transportbrandstof gebruikt. Vervolgens wordt een inschatting gemaakt van de economi-sche haalbaarheid voor injectie van groen gas in het aardgasnet in Vlaanderen op basis van depraktijkgegevens in Nederland waar opwerking en injectie reeds toegepast wordt. Tot slot wordtvoor Vlaanderen een evaluatie gemaakt voor de keuze tussen groene stroom, groene warmte engroen gas.

8.1 Inleiding

De geproduceerde energie uit biogas, dient zo dicht mogelijk bij de bron gebruikt te worden omtransportverliezen zoveel mogelijk tegen te gaan. Indien er dus warmteafzet aanwezig is op delocatie of op redelijke afstand in de buurt van de locatie, dan is afzet van warmte uit een WKK ofeen biogasgestookte ketel efficienter dan het opwerken van het biogas tot groen gas of het biogasalleen omzetten in elektriciteit. Als de mogelijkheid niet aanwezig is om de warmte af te zetten,dan is het opwerken van biogas tot groen gas en het leveren aan het aardgasnet efficienter danhet biogas alleen omzetten in elektriciteit (Welink et al., 2007). Groen gas wordt door Welinket al. (2007) als volgt gedefinieerd: groen gas is ’een gasvormige energiedrager uit hernieuwbarebiomassa met een kwaliteit gelijk aan de aardgaskwaliteit in het openbare net’. Groen gas ofbiomethaan is dus biogas (ongeveer 50%-70% CH4) die wordt opgewerkt tot aardgaskwaliteit(>95% CH4, eventueel met bijmenging van propaan). In Vlaanderen wordt echter het gebruikvan warmte gestimuleerd door het uitreiken van warmtekrachtcertificaten. Deze WKC’s wordentoegekend wanneer de warmte nuttig aangewend wordt bij het indrogen van het effluent of dedikke fractie. Hierbij dient opgemerkt dat hoe meer warmte hiervoor aangewend wordt, hoe meerWKC’s uitgereikt worden. Dit kan leiden tot het inefficient indrogen van het digestaat om op die

43

HOOFDSTUK 8. OPWERKING VAN BIOGAS TOT AARDGASKWALITEIT? 44

manier een maximaal aantal WKC’s uit de geproduceerde warmte te bekomen. Daarnaast is inVlaanderen nog geen wetgeving opgesteld voor een steunmaatregel voor biomethaan of groen gas.

In Europa zijn in Zweden en Zwitserland systemen gebouwd die biogas opwerken tot groen gas.In Duitsland en Oostenrijk wordt gestart met het opzetten van opwerkingssystemen. In Zwitser-land wordt de productie van groen gas gestimuleerd door vrijstelling van de energiebelasting. InDuitsland vindt de stimulering plaats door de gecertificeerde verkoop en levering van groen gasaan gasgestookte elektriciteitscentrales die er duurzame elektriciteit van maken, dat wel gesubsi-dieerd wordt (Welink et al., 2007). Groen gas vindt zowel zijn toepassing in het injecteren in hetbestaande aardgasnet als in de directe inzet als vervoersbrandstof.

8.2 Het succesverhaal van Laholm (Zweden)

In 1992 werd het project voor de biogasinstallatie in Laholm (Zweden) opgestart als maatregelom de toenemende eutrofiering in de baai van Laholm aan de westkust van Zweden te reduceren.Het doel van dit project was om biogas te produceren voor de stad Laholm en een certificeerdemeststof te produceren voor de landbouwers in de streek. In de jaren ’80 kreeg Laholm te ma-ken met toenemende problemen van lekverliezen van N uit de landbouwsector in de baaistreek.Maatregelen zoals de toegenomen seizoenale opslagcapaciteit van mest en het verbieden van mest-verspreiding buiten de lente waren niet voldoende om de gewenste reductie in stikstoftoevoer naarde Laholmbaai te verwezelijken. Verschillende supplementaire maatregelen werden bestudeerd omN-lekverliezen naar de baai te reduceren. Het meest veelbelovende alternatief was het bouwen vaneen biogasinstallatie in Laholm. De installatie zou niet enkel voorzien in de mogelijk om mest tebehandelen, maar zou ook een toegenomen opslagcapaciteit betekenen.

De Laholminstallatie is een co-fermentatie-installatie die jaarlijks 28.000 ton mest en 20.000 ande-re soorten organische afvalstoffen uit de regio ontvangt (zie tabel 8.1). De biogasinstallatie is eenconventionele gemengde tankreactor (2 250 m3, residentietijd 25 - 30 dagen, 38◦C, 7,5% DS) diegevoed wordt vanuit een voortank. Pasteurisatie wordt uitgevoerd in een batcheenheid door hetgeheel gedurende 1 uur op minimum 70◦C te brengen. De installatie produceert biologische mest-stof en biogas. De gasproductie bedraagt jaarlijks ongeveer 20 - 30 GWh met een methaaninhoudvan ongeveer 75%. Concreet betekent dit dat de totale jaarlijkse productie van biogas neerkomtom 2,4 Mm3. De injectie van biogas in het aardgasdistributienet vervangt 1,8 Mm3 aardgas perjaar.

Tot 2000 werd het biogas gebruikt in een regionale verwarmingsinstallatie. Dit had echter alsnadeel dat in periodes waarbij de warmtevraag laag was tot 40% van het biogas afgefakkeld werd.Sinds 2001 werd biogas geınjecteerd in het lokale aardgasdistributienet en vervangt momenteel on-geveer 30% van de regionale aardgasbehoefte waarbij de CO2-emissie jaarlijks met 3700 ton wordtgereduceerd. Het biogas van de Laholm-installatie wordt opgewaardeerd tot aardgaskwaliteit. Ditgebeurt in drie stappen. Eerst wordt zwavel verwijderd door middel van het Sulfatreat-proces. Ver-volgens wordt koolstofdioxide verwijderd in het Selexol-proces en tenslotte wordt de Wobbe-index1

1De Wobbe-index is een maat voor de uitwisselbaarheid van verschillende gassen op een bepaalde brander.

Gassen met eenzelfde Wobbe-index geven eenzelfde thermisch vermogen op een gegeven brander.


Tabel 8.1: Laholm biogas plant - inputs and outputs (2004)

Input (ton/year)Manure for pigs and cattle 28.000Abattoir waste 10.000Industrial waste 3.000Household waste 1.000Others 6,000Total 48.000

Output (ton/year)Bio fertilizer to farming 28.000Other 15.000Total 43.000

tot dat van aardgas gebracht door het toevoegen van 5 - 10% propaan en wordt het geınjecteerdin het aardgasnet. Het voordeel van biogas tegenover het gebruik aardgas is dat de verbrandingzuiverder gebeurd. Aardgas bevat naast methaan ook propaan, butaan,. . . . Dit maakt dat deverbranding minder volledig verloopt. Motoren waarin dus biogas verbrand wordt, gaan langermee.

De Laholm biogasinstallatie heeft substantieel bijgedragen tot het reduceren van de regionaleeutrofiering van het Laholmbaai. Daarnaast reduceert het de CO2-emissies met 3.700 ton perjaar door het vervangen van 18.000 MWh aardgas. Biogas wordt gedeeltelijk gebruikt in de stadLaholm voor verwarmingsdoeleinden in de industrie en in huizen. Een deel van het biogas wordtgebruikt als transportbrandstof in een tankstation aan de periferie van Laholm.

8.3 Opwerking van biogas tot groen gas

8.3.1 Opwerking en injectie

De opwerking van ruw biogas tot groen gas gebeurt grofweg in twee stappen. De eerste stap is dereinigingsstap waarbij de verontreinigingen (o.a. waterstofsulfide, koolwaterstoffen en ammonia)worden verwijderd. De tweede stap is het verhogen van het methaangehalte door CO2 te verwijde-ren tot een niveau waarbij het gas dezelfde verbrandingswaarde en Wobbe-index heeft als aardgas.Dit betekent dat CH4 en CO2 moeten worden gescheiden. Groen gas kan momenteel uit biogasworden gemaakt op basis van drie verschillende soorten technieken: membraantechniek, VacuumPressure Swing Adsorption (VPSA) en gaswassingstechniek. In de nabije toekomst is cryogenetechniek (gaskoeling) een veelbelovende goedkopere techniek. In Nederland zijn de ervaringen totnu toe positief met de bedrijfstechnische aspecten van het opwerken van biogas tot groen gas zijn.In 2007 werd groen gas in Nederland reeds door 5 installaties geleverd aan het lage en middendruk aardgasnet. Groen gas wordt nog niet geleverd aan het hoge druk net. Door levering van


groen gas aan het aardgasnet is levering van groen gas overal mogelijk. Hierdoor is de productievan groene warmte in principe overal mogelijk (Welink et al., 2007).

8.3.2 Economische haalbaarheid

Vlaanderen beschikt in tegenstelling tot Nederland enkel over een hoog calorisch net. Zo is inVlaanderen een methaangehalte van 95% vereist, terwijl dit in Nederland slechts 70 a 80% is. Ditmaakt de opwerking in Nederland gemakkelijker en goedkoper en bijgevolg ook rendabeler. In Ne-derland wijst een berekening voor ondersteuning van onrendabele toppen uit dat co-vergisting vanmaıssilage en reststromen op kleine schaal mogelijk zijn mits ondersteuning van een onrendabeletop van 9,5 cent/kWh (circa 32 cent/m3 groen gas). Co-vergisting van maıssilage en reststromenop een grote en middelgrote schaal zijn reeds mogelijk voor een ondersteuning van een onrendabeletop van 3,3 cent/kWh (circa 11 cent/m3 groen gas). De schaalgrootte van een installatie wordtniet alleen bepaald door bedrijfseconomische aspecten, maar ook door de benodigde logistiek vanhet aan te voeren materiaal en het af te voeren digestaat. Hierdoor is de schaalgrootte van eeninstallatie locatiegebonden (Welink et al., 2007).

In Vlaanderen werd voor verschillende vergistingstechnologieen de onrendabele top berekend voorde productie van groenestroom (Vito, 2010), deze zijn weergegeven in tabel 8.2.

Tabel 8.2: Onrendabele toppen in Vlaanderen (Vito, 2007)

Onrendabele Top: technologie cd/kWh

Stortgas -0,3RWZI/AWZI 31,3Vergisting van energiegewassen 9,9Co-vergisting mest en energieteelten 4,4Co-vergisting mest en organische afvalstoffen 4,4Vergisting van GFT en afval 10,8

Uit table 8.2 blijkt dat de onrendabele toppen in Vlaanderen voor groenestroomproductie doorco-vergisting vergelijkbaar zijn met de onrendabele toppen voor de productie van groen gas inNederland. De technologieen zijn bijgevolg vanuit bedrijfseconomisch standpunt concurrentieel.Hierbij dient opgemerkt dat het voor de productie van groen gas en injectie in het net gaat om hetlaagcalorische net. Verder doorgedreven zuivering zoals voor Vlaanderen nodig is, zal de kostenopdrijven waardoor economisch gezien groenestroomproductie rendabeler zal zijn. Een anderemogelijkheid voor Vlaanderen is om over te schakelen naar een laagcalorisch net. Economischgezien is het beter om groen gas te injecteren in een laagcalorisch net en een WKK te plaatsen daarwaar de warmte en elektriciteit nodig is in plaats van verschillende kleine WKK’s verspreid (Sys,2010). In het geval van kleine installaties dient vaak afgefakkeld te worden op momenten dat er teveel gasproductie is en dient de installatie stilgelegd te worden indien te weinig wordt geproduceerd.Dit maakt kleine installaties zowel energetisch als economisch inefficient. In Vlaanderen wordtmomenteel, door het systeem van warmtekrachtcertificaten, de vrijgekomen warmte benut op deeigen installatie. Mocht het via een laagcalorisch net mogelijk zijn het biogas te transporteren naar


verstedelijkte gebieden met een hogere warmtevraag, zou deze warmte mogelijks nuttiger kunnenaangewend worden.

8.4 Ontwikkelen groen gas in Vlaanderen

Om de ontwikkeling van groen gas uit biogas een plaats in de markt te geven, dient een certifice-ringsysteem opgezet te worden (analoog aan de garanties van oorsprong van duurzame elektriciteit,de groenestroomcertificaten). Deze certificering is een belangrijke stap om ook in de toekomst gro-tere volumes van verduurzaamd aardgas te kunnen realiseren (Welink et al., 2007). Deze groengas certificaten geven een garantie van oorsprong.

Voor de realisatie van projecten dienen de condities in de markt dusdanig te zijn dat initiatiefne-mers bereid zijn om te investeren. Om groen gas op korte termijn te ontwikkelen, zal met nameco-vergisting moeten worden gestimuleerd door subsidie op het groen gas te geven. Deze subsidiedient de onrendabele top te dekken, zoniet zal de ontwikkeling van groen gas niet tot stand komen.Het alternatief voor financiele stimulering is het verplicht stellen van de hoeveelheid groen gas inhet aardgasnet (Welink et al., 2007). Voor de overheid is hier dus een stimulerende rol weggelegd.

8.5 Groene stroom, groene warmte of groen gas?

8.5.1 Huidige situatie Vlaanderen

Gezien momenteel nog geen wettelijk kader is voorzien voor groen gas in Vlaanderen zijn er ookgeen praktijkgegevens om een sluitend antwoord te bieden op de vraag welke technologie het bestgeschikt zou zijn in Vlaanderen. In 2009 waren 29 installaties in werking of in (her)opstart. Daar-naast zijn 27 installaties vergund of in de bouwfase, maar nog niet operationeel (VoortgangsrapportBiogas-E, 2009). Op het einde van 2010 zouden er bijgevolg een 50-tal installaties operationeelkunnen zijn. Het geınstalleerd elektrisch vermogen heeft een bereik van 300 kWe tot > 3500 kWe.De nieuwe installaties in landbouwgebied zijn doorgaans groter, maar ook de bestaande installatiesin landbouwgebied breiden uit tot de maximale capaciteit van 60.000 ton/jaar (Voortgangsrap-port Biogas-E, 2009). In 2009 waren er ook 7 grote installaties met een geınstalleerd elektrischvermogen > 2 MWe. De trend is in Vlaanderen dus gezet om middelgrote of grootschalige co-vergistingsinstallaties in te planten op het landbouwbedrijf zelf.

8.5.2 Economische haalbaarheid van het gecombineerd toepassen van

groen gas en groene stroom

Een theoretische mogelijkheid zou zijn om tijdens de piekuren van het elektriciteitsverbruik hetbiogas via de generator en WKK om te zetten in groene stroom en groene warmte. Op die manierworden zowel de groenestroomcertificaten als de warmtekrachtcertificaten bekomen en een hogeinkomst uit de verkoop van de elektriciteit. Tijdens de daluren kan het biogas opgewaardeerd


worden tot groen gas en in het net geınjecteerd worden. Op deze manier zou men tot winst-maximalisatie kunnen komen door de drie afzettingsmogelijkheden voor het biogas optimaal tebenutten.

In praktijk zal zowel de technische als economische haalbaarheid bedenkelijk zijn. Economischgezien dient op die manier voor dezelfde hoeveelheid geproduceerd biogas een dubbele investering tegebeuren. Een eerste investering voor de generator met WKK en een tweede voor de opwaarderingvan het biogas tot groen gas. Aangezien op dit moment biogasinstallaties zonder steunmaatregelennog niet rendabel zijn, is een extra investering die niet noodzakelijk tot een grotere winst leidtniet gewenst.

Daarnaast is het twijfelachtig of de netleveranciers zullen toestaan dat biogasproducenten hungroene stroom enkel in de piekuren verkopen voor een hogere prijs. Momenteel wordt tussen debiogasproducent en de netleverancier contractueel vastgelegd welke hoeveelheid aan welke prijsgeleverd zal worden. Deze prijs bedraagt typisch 90% van de ENDEX. Wanneer de biogasproduc-ten een dergelijke regeling willen afdwingen, dienen ze zich te organiseren om een machtpositie tecreeren tegenover de netleveranciers.

Door de dubbele investering ontstaat een capaciteitsoverschot. De generator of de opwerkingsin-stallatie dienen steeds op piekbelasting berekend te worden, tenminste als men tijdens de piekurenhet biogas voor 100% als elektriciteit wil verkopen. Ook technisch is het gecombineerd en afwis-selend leveren van groene stroom en warmte en groen gas moeilijk realiseerbaar. Een generatordient namelijk zo weinig mogelijk stilgelegd te worden, normaal gezien enkel voor het noodzakelij-ke onderhoud. Stilleggen en terug opstarten van de generator leidt steeds tot een lagere efficientieen een grotere slijtage. Dus ook al wordt de generator minder gebruikt, door steeds stil te leggenen op te starten treedt snel slijtage op.

De keuze dient bijgevolg gemaakt te worden tussen het installeren van een generator met WKK,waarbij de generator zo continu mogelijk op vollast draait en de capaciteit op die manier maximaalbenut wordt. Of er dient gekozen te worden voor een opwerkingssysteem voor het biogas, waarbijdit groen gas vervolgens in het net geınjecteerd wordt.

8.5.3 De meest effiente aanwending van biogas

Welink et al. (2007) beschrijven 4 verschillende routes om biogas om te zetten in bruikbare energie(elektriciteit, warmte of gas):

• Elektriciteitsproductie uit biogas

• Warmteproductie uit biogas

• Elektriciteit en warmteproductie uit biogas (WKK)

• Groen gas uit biogas en injectie in het gasnet

Welink et al. (2007) vergeleken deze verschillende manieren van biogastransformatie onderlingdoor voor elke transformatie de besparing van aardgas te berekenen. De meest geschikte manier


om deze transformaties van biogas met elkaar te vergelijken is op basis van energie (MJ) in plaatsvan volume (Nm3) aangezien de energetische waarde van biogas verschilt van die van aardgas.

Productie van elektriciteit

Wanneer de productie van elektriciteit gebeurt door middel van een gasmotor met efficientie =0,38, produceert 1 MJ biogas 0,38 MJ elektriciteit. Zonder biogas zou de nodige elektriciteitgeproduceerd worden door een elektriciteitscentrale met efficientie = 0,55. 0,69 MJ aardgas isnodig om 0,38 MJ te produceren (transportverliezen buiten beschouwing gelaten). Dit betekentdat 2,23 Nm3 biogas 1 Nm3 aardgas kan vervangen.

Warmteproductie

Het verbranden van 1 MJ biogas in een ketel zou 0,90 MJth opleveren. 1MJ aardgas geeft hetzelfderesultaat. Wanneer dit biogas alweer een methaangehalte van 65% methaangas bevat, zou 1,54Nm3 1 Nm3 aardgas uitsparen.

Productie van elektriciteit en warmte door middel van een warmtekrachtkoppeling

1 MJ biogas geeft 0,50 MJth thermische energie en 0,38 MJe elektrische energie. De efficienties diegebruikt worden zijn waarden zoals ze in de praktijk voorkomen. Als biogas niet beschikbaar zouzijn, zou de warmte geproduceerd worden door een lokale ketel met een efficientie ηth = 0,90 en deelektriciteit in een elektriciteitscentrale met een efficientie ηe = 0,55. Verliezen bij het transportde van de elektriciteit werden niet in rekening gebracht. Dit betekent dat voor 0,50 MJth en 0,38MJe 1,24 MJ aardgas nodig zou zijn. Dit houdt in dat 1 MJ biogas een besparing van 1,24 MJaardgas oplevert. Wanneer dit biogas een methaangehalte van 65% methaangas bevat, zou 1,23Nm3 1 Nm3 aardgas uitsparen.

Opwaarderen van aardgas en injecteren in het gasnet

1MJ biogas geeft 0,75 - 0,91 groen gas. Deze waarde hangt af van de methode van opwaardering.Het proces van opwaardering vereist namelijk ook energie en afhankelijk van de methode verschiltook het vermogen waarmee methaan van de andere componenten kan gescheiden worden en tredenbijgevolg methaanverliezen op. Dit betekent dat 1,69 - 2,05 Nm3 biogas 1 Nm3 aardgas kanvervangen.

Toch dienen enkele opmerkingen gemaakt te worden over bovenstaande transformaties. Hoewelwarmtekrachtkoppeling en warmteproductie de meest efficiente methodes zijn om biogas aan tewenden, rijst het probleem dat warmte niet altijd kan aangewend worden op de locatie waar hetbiogas geproduceerd wordt. Daarnaast lijkt het gerechtvaardigd om verder onderzoek te verrichtenop vlak van opwaarderen van biogas naar aardgaskwaliteit, het zogenaamde groene gas, en dit teinjecteren in het gasnet. Vanuit het perspectief van efficientie, is de productie van groen gas en


injectie in het gasnet beter dan de productie van elektriciteit. Daarnaast dient het gebruik vanbiogas als brandstof in wagens (Persson et al., 2006) en voor het gebruik in brandstofcellen ookgeevalueerd te worden.

Hoofdstuk 9

Biogas ten opzichte van wind- en

zonne-energie

De drie hernieuwbare energietechnologieen wind, zon en biogas kunnen op verschillende vlakkenmet elkaar vergeleken worden, waarbij elke technologie zijn eigen uitgesproken voor- en nadelenheeft.

9.1 Zon, wind en biogas voor een landbouwbedrijf

Mermuys en Ghekiere (2006) vergelijken de drie technologieen aan de hand van een voorbeeld vaneen landbouwbedrijf met een groot elektriciteitsverbruik (200.000 kWh per jaar).

9.1.1 Zon

Een fotovoltaısch systeem zet licht om in elektriciteit. Dit systeem wekt gelijkstroom op die viaeen omvormer omgezet wordt in wisselstroom. Voor een optimaal rendement wordt de installatiezuidoost tot zuidwest georienteerd met een hellingshoek van 30◦. De levensduur van een fotovol-taısch systeem bedraagt ongeveer 30 jaar. De omvormer heeft een levensduur van ongeveer 11 jaar(Mermuys en Ghekiere, 2006). Na 25 jaar werkt installatie nog op 80% van de capaciteit.

Wanneer een PV-systeem wordt geınstalleerd met een vermogen van minder van 10 kWh aan wis-selstroomzijde (<100 m2), dan werkt de teller bi-directioneel. De teller meet dus de geproduceerdeelektriciteit (basis voor uitbetaling groenestroomcertificaten) en wanneer elektriciteit geproduceerdwordt, die niet zelf wordt verbruikt, dan wordt deze op het elektriciteitsnet geınjecteerd en draaitde teller terug. Het elektriciteitsnet doet op die manier dienst als een soort ’batterij’ voor degeproduceerde elektriciteit. De netto hoeveelheid elektriciteit die van het net genomen wordt,vermindert op die manier. Als op jaarbasis dus evenveel elektriciteit geproduceerd wordt door het

51

HOOFDSTUK 9. BIOGAS TEN OPZICHTE VAN WIND- EN ZONNE-ENERGIE 52

PV-systeem als dat er op jaarbasis overdag verbruikt wordt, wordt de factuur van het dagverbruikuitgespaard (Mermuys en Ghekiere, 2006).

In geval van een PV-systeem met een vermogen van meer dan 10 kWh aan de wisselstroomzijde(>100m2), zijn drie tellers nodig. Een teller meet de geproduceerde elektriciteit (basis voor deuitbetaling van de GSC) en twee tellers meten elk een richting. Hiervan meet de eerste teller (klas-sieke afname) de elektriciteit die van het elektriciteitsnet afnomen wordt en die aan de leverancierbetaald wordt. De tweede teller (injectie) registreert de stroom die op het net wordt geınjecteerd.De leverancier is echter niet verplicht om een minimumprijs te betalen voor deze elektriciteit.Daarom is het belangrijk de grootte van het PV-systeem zo goed mogelijk af te stemmen op deeigen elektriciteitsbehoefte overdag. Wat niet wordt verbruikt, wordt namelijk weggegeven aanhet net waardoor de enige inkomsten deze van de GSC zijn (Mermuys en Ghekiere, 2006).

Om een elektriciteitsverbruik van 200.000 kWh per jaar te vervangen door zonne-enerige, is eeninstallatie van ongeveer 235 kWp vereist. Dit komt overeen met een dakoppervlakte van 2.000 m2.De netto investering hiervoor bedraagt d741.210. Hierbij werd rekening gehouden met VLIF-steundie 30% bedraagt en een investeringskost van 4.500 d/kWp.

Mermuys en Ghekiere (2006) gaan ervan uit dat de helft van het elektriciteitsverbruik ’s nachtsplaatsvindt, waardoor overdag eigenlijk 100.000 kWh teveel geproduceerd wordt. Uit deze extra100.000 kWh zijn er enkel inkomsten uit de groenstroomcertificaten, indien de leverancier nietsvoor deze stroom wil betalen. Op basis hiervan berekenden Mermuys en Ghekiere (2006) eenterugverdientijd van 8,4 jaar, rekening houdende met de gegarandeerd opbrengst van de groene-stroomcertificaten voor 20 jaar (d450/MWh), de uitgespaarde kosten op de energiefactuur (0,09d/kWh voor 100.000 kWh) en de jaarlijkse kosten voor onderhoud (1% van de investering). Wan-neer rekening wordt gehouden met de investeringskost voor het vervangen van de omvormer in hetelfde jaar (14% van de totale investering), een inflatie van 2% en een rentevoet van 4% wordt eenterugverdientijd van 13 jaar bekomen.

Het PV-systeem kan ook gedimensioneerd worden volgens de maximale energiebehoefte van over-dag, zodat alle stroom die je overdag produceert verbruikt wordt. In dit geval bedraagt de dak-oppervlakte 1.000 m2 (118 kWp) of een netto investering van ongeveer d370.605 die in 7,6 jaarterugverdiend wordt. Het totale rendement ligt dus hoger bij kleinere systemen, aangezien jemet minder geld meer kan creeren bij systemen afgestemd op het dagverbruik. Een PV-systeemwordt bijgevolg dus het best gedimensioneerd op basis van de maximale energiebehoefte overdag(Mermuys en Ghekiere, 2006).

9.1.2 Wind

Om met een windmolen 200.000 kWh elektriciteit op te wekken, is een middenschalige windmolennodig met een vermogen van 100 kW (rotordiameter 20m, ashoogte 25m). In een windzone meteen windsnelheid van 7,2 m.s−1 op 75 m hoogte (Windplan Vlaanderen), kan jaarlijkst ongeveer200.000 kWh elektriciteit opgewekt worden. Dit vergt een totale investering van d400.000. Mer-muys en Ghekiere (2006) houden rekening met een eenmalige investeringsaftrek van 14,5% en eenecologiesteun van 10,5% en komen op die manier aan een netto investering van d300.000.


Deze investering is op 10,4 jaar terugverdiend, rekening houdend met de gegarandeerde opbrengstvan groenestroomcertificaten voor tien jaar (80 d/MWh), de uitgespaarde kosten aan de energie-factuur en de jaarlijkste kosten voor onderhoud (1,5% van de investering). Indien er rekening wordtgehouden met een inflatie van 2% en een rentevoet van 4% bedraagt de terugverdientijd 14 jaar.Een kleinschalige windmolen is bijgevolg minder snel terugverdiend dan een zonnesysteem aange-zien de jaarlijkse onderhoudskost hoger is, de vergoeding voor groenestroomcertificaten zesmaallager en de vergoeding slechts voor 10 jaar gegarandeerd is. De gemiddelde levensduur van eenwindmolen bedraagt 20 jaar. Een grootschalige windmolen (vanaf 1.000 kW, 80 m rotordiameteren 80 m ashoogte) kan in drie jaar worden terugverdiend omdat onder andere de energieoutput pervierkante meter veel groter is. Een dergelijke investering is vooral interessant voor cooperatieven(Mermuys en Ghekiere, 2006).

9.1.3 Biogas

Wanneer in een biogasinstallatie een WKK geplaatst wordt van 30 kW, dan wordt op jaarbasis30 kW x 7.500 draaiuren = 225.000 kWh elektriciteit geproduceerd. Doorgaans bedraagt eeninvestering 2.000 tot 5.000 d/kW WKK-vermogen, waarbij kleine installaties relatief meer kosten(5.000 d/kW) dan grote installaties (2.000 d/kW). Bijgevolg zijn erg kleine installaties relatiefduur. In de gevalstudie bedraagt de investering per eenheid geınstalleerd elektrisch vermogen3.805 d. Een biogasinstallatie vraagt ook randinfrastructuur zoals opslagsilo’s, aanvoerwegen,. . . Mermuys en Ghekiere (2006) stellen dat een investering in biogas pas verantwoord is voor eenWKK vanaf 100 kW. Indien aan de specifieke voorwaarden voldaan wordt, kan 30% VLIF-steunbekomen worden. Daarnaast worden groenestroomcertificaten ontvangen met een gegarandeerdebodemprijs van d80 gedurende de eerste tien jaar na opstart. Daarnaast kan de elektriciteit deelszelf gebruikt worden en deels op het net geınjecteerd worden. De verkoopprijs van de elektriciteitis sterk afhankelijk van de hoeveelheid die kan geleverd worden.

Heel belangrijk is dat in een biogasinstallatie naast elektriciteit ook warmte geproduceerd wordt.Per kWh elektriciteit wordt dus ongeveer 1,4 kWh warmte geproduceerd. Deze warmte kan ofwelzelf nuttig gebruikt worden ofwel doorverkocht worden naar bijvoorbeeld een serrebedrijf in debuurt waardoor stookkosten worden uitgespaard. Daarnaast wordt per MWh primaire energiedie op die manier wordt uitgespaard een WKK-certificaat bekomen (ongeveer 40 d/kWh). Vooreen installatie van 100 kW betekent dit op jaarbasis bijvoorbeeld 2.500 ton varkensdrijfmest en1.400 ton maıs. De aanvoer van biomassa is echter aanzienlijk en heeft zijn kostprijs, alsook deverwerking van het digestaat. Voor tuinbouwbedrijven die vaak niet over grote arealen akkerlandbeschikken is dit een hinderpaal. Mermuys en Ghekiere (2006) stellen dan ook een samenwerkingvoor tussen akkerbouwers en serrebedrijven om de aanvoer van biomassa en de afzet van digestaatte garanderen en de warmte maximaal te benutten. Ook de rookgassen kunnen na zuivering nuttigaangewend worden als CO2-bemesting. De werkelijke terugverdientijden hangen af van de groottevan de initiele investeringen, de variabele kosten en het al dan niet nuttig kunnen aanwendenvan de warmte. Tot de variabele kosten horen de toelevering van de biomassa, de afzet van hetdigestaat, de arbeidsbehoefte en het onderhoud van de WKK. Deze kosten kunnen sterk verschillenvan project tot project, maar in een goed project moet een terugverdientijd van acht tot twaalfjaar mogelijk zijn (Mermuys en Ghekiere, 2006).


In de gevalstudie wordt een terugverdientijd van 4 jaar en 42 dagen bekomen. Dit echter zonderrekening te houden met de tijdswaarde van het geld en inflatie, waardoor de werkelijk terugver-dientijd langer zal zijn. Daarnaast is deze periode vrij kort aangezien de kosten voor het aanvoerenvan organisch-biologische afvalstromen buiten beschouwing werden gelaten. De kosten hiervoorzijn namelijk moeilijk in te schatten. Sommige stromen brengen uitgaven met zich mee, andereninkomsten. Toch dient vermeld dat de geschatte terugverdientijd de werkelijk kan benaderen aan-gezien de WKC optimaal benut worden, op middelgrote schaal wordt gewerkt en bijna continu opmaximale capaciteit wordt gedraaid. Een goede dimensionering is bijgevolg zeer belangrijk voorde rendabiliteit van een biogasinstallatie.

Een overzicht van de verschillende parameters van de drie hernieuwbare energietechnologieen vooreen landbouwbedrijf met een elektriciteitsverbruik van 200.000 kWh wordt gegeven in tabel 9.1.

Tabel 9.1: Overzicht parameters biogas, zonne- en windenergie voor een landbouwbedrijf met eenelektriciteitsverbruik van 200.000 kWh (Mermuys en Ghekiere, 2006)

Zon Wind Biogas

Levensduur 30 jaar 20 jaarTotale investering d1.057.500 d400.000 d144.000 - d360.000Netto investering d741.210 d300.000Investering per eenheid 4.500 d/kWp 4.000 d/kW 2.000 - 5.000 d/kWgeınstalleerd vermogen (WKK-vermogen)Geınstalleerd vermogen 235 kWp 100 kW 30 kWeTerugverdientijd 8,4 jaar 10,4 jaar 8 - 12 jaar

9.2 Zon, wind en biogas in functie van de exploitatieruimte

Uit de cijfers van de Federale Overheidsdienst Economie blijkt dat in 2007 reeds 21,3% van hetVlaamse land bebouwd is. Dit maakt van Vlaanderen een dichtbevolkt gebied, waarbij het be-langrijk is de beschikbare gronden zo optimaal mogelijk te benutten. In dit kader is de ener-gieopbrengst van hernieuwbare energieprojecten per ingenomen exploitatieruimte van belang. Intabel 9.2 wordt een overzicht gegeven voor de energieopbrengst van biogas, wind en zon voor eeningenomen exploitatieruimte van 1,5 ha.

Tabel 9.2: Opbrengst energie per ingenomen 1,5 ha exploitatieruimte (Christiaens, 2009)

Biogas Wind Zon

Uren 8000 u 2000 u 850 uGeınstalleerd vermogen 3 MWe 2 MWe 0,6 MWeOpbrengst 24 GWh 4 GWh 0,53 GWhEnergiebehoefte 8000 gezinnen 1333 gezinnen 176 gezinnen


Per oppervlakte-eenheid voorziet een biogasinstallatie dus in de grootste energieopbrengst. Bio-gasinstallaties hebben echter wel met inplantingsproblemen te kampen. Er dient aan specifiekecriteria voldaan te zijn, waaronder dat het bedrijf die een biogasinstallatie wil installeren 1,5 hagrond beschikbaar heeft, het mag niet te dicht bij hindergevoelige gebieden, zoals woonzones ennatuurgebieden, gelegen zijn en de installatie dient goed bereikbaar te zijn voor de aanvoer vangrondstoffen zodat geen overlast van transport ontstaat. Windmolens zijn ook niet overal imple-menteerbaar. Er dient rekening gehouden te worden met bepaalde inplantingsaspecten zoals deslagschaduw, veiligheidsaspecten, de luchtvaart, het landschap en het elektriciteitsnet. Zonnepa-nelen zijn daarentegen overal implementeerbaar. Zij nemen daarentegen een grote ruimte in beslagom eenzelfde energieopbrengst als wind en biogas te leveren.

9.3 Biogas, zonne-energie of windenergie?

9.3.1 Fluctuerend energieaanbod

Het energie-aanbod van wind- en zonne-energie kan locatiegebonden en sterk variabel zijn, om-wille van het wisselend productieniveau en de discontinuıteit in functie van de seizoenen en dedag/nacht-cyclus. Dit maakt het opslaan van energie of de aansluiting van reservevermogenvaak noodzakelijk. Het effectief vermogen van een windturbine bijvoorbeeld is gelijk aan hetgeınstalleerd vermogen maal de productiefactor. De productiefactor geeft in procenten van hetmaximale vermogen het gemiddelde vermogen aan waarmee wordt geproduceerd. In ons windkli-maat kan men voor windkracht rekenen op een productiefactor van ongeveer 11 % in het binnen-land, ongeveer 23 % nabij de kust en ongeveer 34 % op zee. Het fluctuerend aanbod is tot opzekere hoogte statistisch voorspelbaar. Dit fluctuerend energie-aanbod, dat wind- en zonneprojec-ten soms parten speelt, kan volledig beheerst worden in een biogasinstallatie door een goed beleid.De ingaande biomassastromen en de procesparameters bepalen de biogasopbrengst. Wanneer de-ze factoren goed beheerd worden kan een constante output gegenereerd worden. Deze constanteoutput kan echter ook een nadeel zijn. Elektriciteit kan over het algemeen steeds in het netgeınjecteerd worden, maar het systeem voor warmtebenutting moet zodanig ontworpen zijn datdeze warmte ten allen tijde kan worden benut. Wanneer de warmte dus voor de verwarming vanserres en huizen wordt aangewend, zal zich in de zomer een overaanbod voordoen. Deze warmtein het proces benutten is een betere oplossing.

9.3.2 Implementatie

De energiedichtheid, i.e. de energie-inhoud per eenheid oppervlakte, van sommige stromingsbron-nen (vooral wind en zon) is relatief laag. Een groot potentieel aan wind en zon vereist voor eenland als Vlaanderen talrijke, grote windturbines op vrij grote oppervlaktes of grote oppervlakteszonnepanelen. Voor zonnepanelen is heel wat plaats beschikbaar op de daken van de huizen Eenwindturbine vereist een grondoppervlakte van ongeveer 100 m2, waarbij inpassing in de ruimtelij-ke ordening minder evident is. Daarnaast kunnen windturbines de landschapsbeleving aantasten(’horizonvervuiling’), geluidshinder veroorzaken, of een gevaar betekenen voor trekvogels. De


problemen rond geluidshinder en horizonvervuiling kan men gedeeltelijk opvangen door de wind-turbines off shore te plaatsen. De implementatie van biogasinstallaties is echter evenmin evident.Dit werd reeds uitvoerig besproken in de gevalstudie in hoofdstuk 7.

9.3.3 Energetisch rendement

Biogas heeft het voordeel dat via een WKK zowel elektriciteit als warmte kan gegenereerd wor-den. Het elektrisch rendement bedraagt ongeveer 40% en het thermisch rendement ongeveer 50%.Dit brengt het totaal energetisch rendement op ongeveer 90%. In de gewone types zonnecellenbedraagt het energetisch rendement slechts 6 tot 16%. In laboratoriumtests wordt intussen eenrendement van ongeveer 25% gehaald met de allerbeste (en allerduurste) zonnecellen. Het maxi-maal reeel rendement voor een windmolen bedraagt ongeveer 45%. Dit ligt hoger dan het elektrischrendement van een biogasinstallatie. Maar de draaiuren voor een biogasinstallatie bedragen opjaarbasis ongeveer 7.500 a 8.000 uren, terwijl een windmolen slechts 2.000 draaiuren heeft.

9.3.4 Andere factoren

Hoewel zonne-energie de laagste energetische output genereert, heeft deze technologie toch eenaantal niet te verwaarlozen voordelen. Van de drie technologieen is zonne-energie het gemakke-lijkst te implementeren. Er kunnen zowel standaardmodellen als maatwerk geınstalleerd worden.Daarnaast is zonne-energie volledig geluidloos. Het brongeluid bij een windturbine daarentegenbedraagt ongeveer 100 dBa dat pas na 200 m verwaarloosbaar is. Zonne-energie is de meesteenvoudige technologie naar onderhoud toe en er is, tenzij voor veldopstelling, geen vergunningvereist. Dit maakt de administratieve weg heel wat korter in vergelijking met wind en biogas. Totslot is zonne-energie een technologie die volledig beheerst wordt. Bij implementatie zijn hieraandus weinig risico’s verbonden. Dit aspect speelt biogas nog vaak parten. Niet alle technologieenzijn reeds even goed begrepen of al rendabel. Zo is thermofiele vergisting een delicaat proces,waarbij een grondige kennis en opvolging van de procesparameters vereist is.

9.3.5 Besluit

Zoals in bovenstaande paragrafen duidelijk tot uiting komt, hebben de drie technologieen elk hunvoor- en nadelen. Belangrijk is om in te zien dat een technologie niet de oplossing kan zijn voorhet invullen van de hernieuwbare energiedoelstelling. Het verhaal van hernieuwbare energie inVlaanderen is een en-en-verhaal. Enkel de combinatie van de verschillende technologieen kanVlaanderen in staat stellen om in 2020 de doelstelling van 13% van haar energiebehoefte uithernieuwbare bronnen te voorzien.

Hoofdstuk 10

Biogas - een betrouwbare en

flexibele energiebron

De doorbraak van biogas op de elektriciteitsmarkt zal ongetwijfeld versnellen wanneer de renda-biliteitsproblemen en de acceptatie op de markt overwonnen worden. Deze versnelling is reedsmerkbaar ten gevolge van het groeiend aandeel hernieuwbare energiebronnen in de mondiale ener-gievoorziening, inclusief de vraag naar betrouwbaarheid van energievoorziening. De snelheid waar-aan biogas de markt kan intreden is in hoge mate afhankelijk van het creeren van een bevorderlijknationaal, politiek en economisch kader. Volgens Holm-Nielsen et al. (2007) kan 25% van allegeproduceerde bio-energie in de toekomst geproduceerd worden door biogas afkomstig van nat-te organische materialen zoals dierlijke mest, kuilvoeder - zoals kuilgras en snijmaıs - en natteorganische voedsel- en veevoederresidu’s.

In dit hoofdstuk worden de belangrijkste maatschappelijke en economische voordelen van hetgebruik van biogas toegelicht, naast een aantal knelpunten waar biogas nog steeds mee te kampenheeft.

10.1 Maatschappelijke en economische voordelen

Biogas heeft duidelijke voordelen, zelfs vergeleken met andere alternatieven voor hernieuwbareenergie. Zo kan biogas geproduceerd worden wanneer nodig en gemakkelijk opgeslagen worden.Het kan verdeeld worden via het bestaande aardgasnet en gebruikt worden in dezelfde toepassingenals aardgas. Naast het gebruik van biogas voor de productie van elektriciteit en warmte, kan biogasfossiele brandstoffen vervangen in de transportsector.

De toekomstige ontwikkelingen van biogas uit co-digestie van mest en energiegewassen houdtook het gebruik in van zowel de toevoer van nieuwe types materiaal zoals bijproducten van devoedselindustrie, bioslurrie van de biobrandstofproductie als de biologische degradatie van toxi-sche organische afvalstromen van de farmaceutische industrie. Nauwgezette procescontrole door

57

HOOFDSTUK 10. BIOGAS - EEN BETROUWBARE EN FLEXIBELE ENERGIEBRON 58

on-linemetingen van belangrijke parameters zal het proces optimaliseren, de kwaliteit van de eind-producten garanderen en de biogasopbrengst maximaliseren. Het reduceren van de kapitaalkostenen de operationele kosten zijn daarnaast de doelstellingen voor de toekomstige ontwikkeling vanbiogassystemen.

Biogas is een technologie die bijgevolg over het potentieel beschikt om een bijdrage te leverenaan zowel maatschappelijke, economische als milieugerelateerde aspecten. De legislatieve kant vandeze aspecten werd reeds toegelicht in tabel 4.1 in hoofdstuk 4.

10.1.1 Landbouw

Het gebruik van de drie biomassastromen (mest, energiegewassen en bijproducten van de agro- enbio-industrie) levert rechtstreeks volgende voordelen voor de landbouwer:

Mest

Een middelgrote vergistingsinstallatie, zoals deze in de gevalstudie, verwerkt op jaarbasis ongeveer10.000 ton mest. Zo kunnen de 50 biogasinstallatie die tegen eind 2010 gepland, uitgaande dat degemiddelde installatie van middelgrote omvang is, 500.000 ton mest verwerken.

Om de vooropgestelde doelstellingen (tabel 4.1) te behalen vereiste de overheid een standstillin de landbouw, maar economisch is dit geen haalbare oplossing. Een biogasinstallatie biedtde mogelijkheid om mest op een directe, efficiente en betaalbare manier te verwerken, waardoorlandbouwbedrijven economisch leefbaar blijven. Door de betaalbare manier van mestverwerkingvia vergisting kunnen Vlaamse kwekers hun concurrentiepositie handhaven ten opzichte van hunbuitenlandse concurrenten.

Daarnaast laat de vergiste mest zich beter scheiden in een droge en een natte fractie dan niet-vergiste mest. Via een centrifuge/decanter kan ook een goede afscheiding van de fosfaatfractieverkregen worden, terwijl de natte fractie de meeste stikstof in ammoniale vorm (N-NH4) bevat.Hierdoor kan beter worden ingespeeld op de behoefte van de afzetmarkt van de mest.

Ten slotte sluit vergiste mest beter aan bij andere mestverwerkingstechnieken, zoals bijvoorbeeldomgekeerde osmose en biologische mineraalverwijdering. Essentieel hierbij is dat de mineralen-stroom beter kan worden gestuurd en beheerst, zowel wanneer de mest (deels) binnen het eigenbedrijf kan worden toegepast, als wanneer ze moet worden afgevoerd (biogas.nl, 2010). Door-dat vergiste mest een goede bemestingwaarde heeft en minder ziekteverwekkende pathogeen enonkruidzaden bevat, is het een veel waardevollere stof voor een afnemer dan gewone mest.

Energiegewassen

’Door de economische crisis hebben de graanprijzen in ons land het dramatisch lage niveau van1946 bereikt’ (Busschaert, 2009). In augustus 2009 kostte een ton tarwe slechts 92 euro. Alsde prijs dit lage niveau aanhoudt, is de situatie zwaar verlieslatend voor de Belgische telers.


Deze lage graanprijzen in combinatie met de dalende landbouwsubsidies veroorzaken steeds meereconomische moeilijkheden voor de Vlaamse landbouwers. Door het verbouwen van energiemaıs opbraakliggende gronden kunnen de landbouwers zich verzekeren van extra inkomen. De verwerkingvan energiegewassen in biogasinstallaties levert een verzekerd inkomen op door de productie vangroene stroom en groenestroomcertificaten (Eco-projects 2009).

Organische en biologische afvalstromen

In het verleden werden deze nevenproducten - zoals groentenresten - verwerkt in veevoeding, maarwegens de strenge regulering en de afgelopen crisissen (BSE, mond- en klauwzeer, dioxinecrisis) isdit geen vanzelfsprekendheid meer. Anaerobe vergisting van deze producten in een biogasinstallatiekan een alternatieve verwerkingsmethode zijn voor stromen (Biogas-E, 2010). De mogelijkheidbestaat om van deze producten op een industriele manier een energiemix te maken met een gekendebiogasopbrengst. Op die manier is de biogasopbrengst en het proces van vergisting beter tebeheersen.

Imago

Het imago van de landbouwer staat onder grote druk, zowel in Belgie als daarbuiten. Dit komtmede doordat er in de EU een voedseloverschot is. Door de globalisering zijn consumenten nietlanger afhankelijk van de regionale-, landelijke- of EU-productie. Dit in tegenstelling tot hetverleden, wanneer men rechtstreeks afhankelijk was van de landbouwers. Daarnaast wordt vaakmet een beschuldigende vinger gewezen naar landbouwbedrijven wanneer milieuschade vastgesteldwordt. Wanneer de landbouwer niet alleen voedsel zou produceren, maar ook een energiebouwerwordt die schone en duurzame energie produceert met een positief effect op het milieu, wordt demaatschappij weer afhankelijk van de landbouwbedrijven.

10.1.2 Mobiliteit

Mesttransport over lange afstanden wordt beperkt door de decentralisatie die het gevolg is van deinplanten van lokale biogasinstallaties in gebieden met de hoogste mestoverschotten. Dit is eenontlasting van de reeds overbelaste Vlaamse wegen. Uit de cijfers van de Mestbank blijkt dat inhet hoogseizoen (april/mei en juli/augustus) dagelijks 5.200 mesttransporten worden uitgevoerddoor middel van vrachtwagens, vooral vanuit de gevoelige gebieden zoals West-Vlaanderen naarde provincies Vlaams-Brabant en Limburg. Door de decentralisatie kan dit transport met 94%verminderd worden (Eco-Projects, 2009).

10.1.3 Recyclage van afvalstoffen met natuurvriendelijke energierecu-

peratie

Biogasinstallaties spelen een belangrijke rol bij het verlagen van de CO2-uitstoot, aangezien deenergie die opgewekt wordt niet uit fossiele brandstoffen gehaald moet worden. Per installatie


(20.000 MWh) wordt 7.400.000 kilo CO2 minder uitgestoten per jaar. Dit komt overeen meteen equivalente besparing van 740 ha bos per jaar (Eco-projects, 2009). Door de grootschaligetoepassing van fossiele brandstoffen stijgt de concentratie CO2 in de atmosfeer (het broeikaseffect).Biomassa is een brandstof die CO2-neutraal is: planten en bomen nemen tijdens hun groei CO2

dat weer vrijkomt bij de verbranding.

Daarnaast volgt de productie van biogas de principes van cradle-to-cradle, aangezien geen afval-stromen ontstaan. Elk product dat ontstaat is een grondstof voor een ander proces en wordtnuttig aangewend. Sommige organisch-biologische afvalstromen zijn namelijk niet of minder ge-schikt als veevoeder. Deze stromen worden heden direct gebruikt op het land (wat verboden isvolgens Vlarea), gecomposteerd of verbrand. In een vergistingsinstallatie wordt nog energie gere-cupereerd en wordt er een waardige meststof geproduceerd die wel via de Vlarea erkend is. Eenkwaliteitssysteem kan de zekerheid geven op een kwalitatief goed digestaat (Biogas-E, 2010).

De mest die in de biogasinstallatie vergist wordt, is een prima, homogeen eindproduct. Een grootdeel van organisch gebonden stikstof is omgezet in de minerale vorm (NH4), waardoor de vergistemest zich meer gedraagt als stikstof-kunstmest, met andere woorden de mest komt sneller en beterbeschikbaar voor de plant. Vergiste mest heeft geen nacompostering nodig van de vaste fractie,waardoor achteraf geen nitraatvorming en stikstofverlies optreedt. Bij vergiste mest komt weinigtot geen blad- en wortelverbranding voor (Biogas-E, 2010).

In tegenstelling tot composteren, leidt het vergisten van organisch afval tot de netto productievan energie. Op deze manier wordt een extra uitstoot van CO2 vermeden in vergelijking met deoxidatieve afbraak bij compostering (Biogas-E, 2010). Daarnaast heeft Vlaanderen als doelstellingom in 2010 6% van het elektriciteitsverbruik afkomstig te laten zijn van hernieuwbare energiebron-nen. Een biogasinstallatie zoals in de gevalstudie produceert op jaarbasis ongeveer 9.000 MWhelektriciteit. Dit is voldoende om ongeveer 2.500 gezinnen van stroom te voorzien. De 50 voor delandbouw geplande installaties zouden volgend Eco-projects (2009) samen bijna 1 TWh opwekken,waarmee 200.000 gezinnen of 10% van alle gezinnen in Vlaanderen van stroom kunnen voorzienworden.

10.1.4 Beperking van methaanemissies uit afval- en mestopslag

Het uitrijden en injecteren van vergiste mest heeft een aanzienlijk lagere emissie en de geuroverlastwordt aanzienlijk verminderd. Daarnaast wordt bij de langdurige opslag van afval en mest reedsmethaan gevormd. Deze komt meestal gewoon in de atmosfeer terecht. Methaan is een gas datals broeikasgas 21 keer sterker is dan koolstofdioxide. Via het vergisten worden deze emissies nietalleen vermeden, maar het methaan wordt daarenboven nog gebruikt om opnieuw energie uit teproduceren (Biogas-E, 2010).

10.1.5 Vermindering emissies naar gronden oppervlaktewater

In het digestaat komen de stikstofverbindingen grotendeels voor als ammonium en wordt eendeel van de fosfaatverbindingen beter beschikbaar gemaakt voor de plant. Op gebied van nu-


trientenbeschikbaarheid is de werking van digestaat aldus te vergelijken met die van kunstmest.Hierdoor is de bemesting efficienter dan bij het uitspreiden van ruwe mest. De kans op uitspoelendoor overbemesting wordt kleiner en er zal minder kunstmest nodig zijn na een basisbemestingmet digestaat ten opzichte van basisbemesting met ruwe mest. Aangezien ammonium positief ge-laden is en zich zo makkelijk aan klei-humus complexen bindt, spoelt het ook minder gemakkelijkuit naar het grondwater dan nitraat (Biogas-E, 2010).

10.1.6 Export

Het digestaat resulteert enerzijds in zuiver water en anderzijds in een vast residu met een hogenutrientenwaarde voor planten. Dit vast residu werd gepasteuriseerd door het gedurende 1 uurop een temperatuur hoger dan 70◦C te brengen, waardoor het vrij is van pathogenen en onkruid-zaden. Deze meststof is zeer gegeerd in de wijnbouw en wordt voornamelijk afgezet in Frankrijk(Christiaens, 2009).

10.1.7 Water

Het water van het digestaat dat gezuiverd wordt kan na filtratie gebruikt worden o.a. voor irrigatievan velden, reiniging van stallen, drinkwater voor het vee en proceswater. Dit water voldoet aande zeer strenge lozingsnormen van de VLAREM. Dit is bevestigd door onderzoek dat uitgevoerdwerd door de Universiteit Gent. Landbouwers moeten hierdoor ook veel minder aanspraak makenop het grondwater (Christiaens, 2009).

10.2 Knelpunten

Natuurlijk zijn er ook potentiele nadelen bij de implementatie van anaerobe vergisting. Maar mitseen goed design, een passende technologie en een goed management kunnen alle negatieve milieu-en economische factoren verminderd of geheel geelimineerd worden. Dat dit effectief ook mogelijkis, wordt bewezen in landen als Denemarken en Duitsland.

10.2.1 Financieel

De realisatie van een biogasinstallatie vergt een grote investering. De operationele kosten kunneneveneens groot zijn. De investering is vaak de moeite waard aangezien er een hoog en gegarandeerdrendement te behalen valt. De opbrengsten van de biogasinstallatie worden gevormd doordat eendeel van de geproduceerde energie kan gebruikt worden op het bedrijf zelf, waardoor op energie-kosten bespaard wordt. De rest van de geproduceerde energie kan in de vorm van groene stroomgeleverd worden aan het energienet. Daarnaast zijn er inkomsten uit groenestroom- en warmte-krachtcertificaten. Zoals uit de investeringsanalyse blijkt, is een biogasinstallatie een rendabeleinvestering indien deze goed ontworpen en beheerd wordt.


10.2.2 Emissies

In de omgeving van de installatie kan zich door de opslag van mest een zekere geuroverlast voor-doen. Deze overlast kan echter beperkt worden door aan- en afvoer in gesloten ruimtes die continuafgezogen worden.

10.2.3 Transport

De aanvoer van de grondstoffen voor vergisting en de afvoer van digestaat gebeurt meestal pervrachtwagen. Om deze reden is de ligging van de vergistingsinstallatie belangrijk om de trans-portafstanden en de hinder zoveel mogelijk te beperken.

10.2.4 Gezondheid en veiligheid

Om risico’s op gebied van gezondheid en veiligheid te vermijden moeten hoge concentraties CO2,CH4, H2S en NH3 vermeden worden. Metingen, afzuigingen en persoonlijke beschermmiddelenkunnen hierbij helpen. Sommige gassen kunnen gemakkelijk verwijderd of omgezet worden. Ophygienisch vlak moet gezorgd worden dat er geen kruisbesmetting kan ontstaan van ziektekiemenen virussen tussen landbouwbedrijven. Bepaalde hygienische maatregelen, zoals gescheiden aan-en afvoer, een pasteurisatiestap of een andere evenwaardige hygienisatiestap kunnen deze kansensterk beperken. Algemeen kan gesteld worden dat een scheiding tussen een hygienische en eenonhygienische zone noodzakelijk is, evenals maatregelen bij het overschreiden van de grenzentussen deze zones (bvb. ontsmetting werktuigen) (biogas.nl, 2010).

10.2.5 Teelt van energiegewassen

De teelt van energiegewassen moet in Vlaanderen concurreren met andere gewassen aangezienhet beschikbaar landbouwareaal beperkt is. Er dient echter op gewezen te worden dat de totalemassa energiegewassen die gebruikt wordt voor vergistingsinstallaties beperkt is. Zelfs indienbij de huidige capaciteit de invoer bestaat uit 30% energiegewas, dan beslaat de oppervlaktevolgens de berekening van Biogas-E vzw (Voorgangsrapport Biogas-E, 2009) slechts 0,8% van hetVlaamse landbouwareaal. Op dit moment is geen 30%, maar minder dan 8% van de invoer vanbiogasinstallaties energiegewas.

De teelt van energiegewassen is in de regel nog vrij in het handelsverkeer en kan dus internati-onaal verhandeld worden. Het is echter belangrijk om door de teelt van energiegewassen geenvoedselschaarste te stimuleren in derde wereld landen, waardoor dit niet de juiste weg. Biogas-Eformuleert deze basisgedachte als duurzame energie van eigen bodem.

Ten slotte hebben we in Vlaanderen en Europa op dit moment een overproductie aan voedsel metlage prijzen voor landbouwproducten als gevolg. Hierdoor staat de landbouw onder hoge druk.De productie van energie uit biomassa geeft de landbouwsector de kans om de activiteiten uit tebreiden naar duurzame energieproductie, zonder daarom in sterke concurrente te treden met de


voedselproductie. De stabiliteit van inkomsten uit biogasproductie en -valorisatie maakt dit eenaantrekkelijke optie (Voortgangsrapport Biogas-E, 2009).

Dit jaar moet er een nieuw klimaatakkoord komen om het aflopende Kyotoprotocol op te van-gen. Zowel kleine investeerders als olie- en agro-giganten geloven dat energiegewassen binnen datnieuwe akkoord aan belang zullen winnen, waardoor contracten worden gesloten en grote kapita-len worden geınvesteerd in de Afrikaanse energielandbouw (Valentino en Ihaddadene, 2010). DeEuropese Unie wil tegen 2020 tien procent van haar petroleumverbruik vervangen door groenebrandstoffen. De Verenigde Staten mikken op vijftien procent tegen 2017. Om deze ambities waarte maken zullen beide economische grootmachten een aanzienlijk deel van de biobrandstoffen moe-ten invoeren. In Afrika lopen momenteel minstens zeventig biobrandstof-projecten in 28 landen,gefinancierd door een veertigtal Amerikaanse en Europese investeerders. Samen zijn deze projec-ten goed voor meer dan 2 miljoen hectare (Valentino en Ihaddadene, 2010). De Wereldbank schatdat de bio-energie-industrie tijdens de acute voedselcrisis in 2008 verantwoordelijk was voor 75%van de voedselprijsstijgingen. De toenemende vraag naar granen en landbouwgrond voor voed-sellandbouw en energiegewassen jaagt de prijzen de hoogte in. De Afrikaanse landen bevindenzich dus in een tweestrijd. Ze willen enerzijds mee profiteren van de beloften die energiegewasseninhouden, anderzijds willen ze de belangen van de lokale gemeenschappen niet in het gedrangbrengen (Valentino en Ihaddadene, 2010).

Deel V

Potentieelstudie

64

Hoofdstuk 11

Inventarisatie van inputstromen

11.1 Doelstelling en werkwijze

In Europa is Duitsland met ongeveer 4000 operationele biogasinstallaties de koploper op vlakvan het aantal geınstalleerde biogasinstallaties. In Duitsland wordt biogas net als in Vlaanderenvoornamelijk geproduceerd op basis van mest, organisch afval van huishoudens, voedsel- en agro-industrie en in het bijzonder gecultiveerde energiegewassen. Dit resulteert in energie-onafhankelijkedorpen, een concept waarin Duitsland sterk het voortouw neemt. Op termijn kan dit betekenendat Duitsland volledig onafhankelijk wordt van fossiele en kernenergie. In deze potentieelstudiewordt onderzocht in hoeverre Vlaanderen onafhankelijk kan worden van fossiele en kernenergie opbasis van zijn biomassa-stromen.

Een potentieelstudie voor biogas in Vlaanderen kan vanuit drie uitgangspunten benaderd worden.Ten eerste kan uitgegaan worden van de theoretische haalbaarheid op basis van de biomassa die terbeschikking is. Dit betekent dat al deze organisch-biologische stromen dienen gesommeerd te wor-den in verhouding tot hun biogasopbrengst. Een tweede uitgangspunt is het technische potentieeldat zich voornamelijk richt op de haalbaarheid van de voorgenomen technische uitvoering (hetdaadwerkelijk bouwen) van de biogasinstallaties in functie van de verscheidenheid aan biomas-sastromen die aangeleverd worden. Zo is het op labo-schaal perfect mogelijk veren uit slachterijenvan pluimvee te vergisten. De condities waaronder deze vergisting gebeurt dienen echter goedgecontroleerd te worden, waardoor de technische haalbaarheid op industriele schaal twijfelachtigis. Ten slotte is er het maatschappelijk potentieel. Hierbij worden ethische kwesties aangehaaldzoals ’food vs fuel’ en dient afgewogen te worden in hoeverre de maatschappij dient bij te dragenin het rendabel maken van deze nieuwe technologie door middel van overheidssubsidies.

Binnen deze potentieelstudie wordt gewerkt op basis van het eerste en tweede uitgangspunt. Deorganische-biologische afvalstromen binnen Vlaanderen worden geanalyseerd. Dit analyseren be-staat uit het inschatten van de hoeveelheid die beschikbaar is voor elke stroom en de biogasop-brengst voor deze stroom. Van belang hierbij is de juridische haalbaarheid, dit wil zeggen dater onderzocht moet worden of de voorgenomen te vergisten biomassa niet in strijd is met wette-lijke bepalingen en regelgeving. Daarnaast dient de economische en financiele haalbaarheid van

65

HOOFDSTUK 11. INVENTARISATIE VAN INPUTSTROMEN 66

een biomassastroom onderzocht te worden in relatie tot de budgetten die zijn vastgelegd in deinvesteringsopzet in relatie tot de mogelijke opbrengsten en exploitatiekosten. Een dergelijke in-vesteringsanalyse is uitgewerkt in hoofdstuk 6 en wordt bijgevolg niet verder toegelicht in dezepotentieelstudie. Uit gevoeligheidsanalyses blijkt dat de inputstromen doorslaggevend zijn voorde rendabiliteit van biogasinstallaties. Bijgevolg dient duidelijk een afweging gemaakt te wordentussen de steeds stijgende kosten voor het innemen van de producten enerzijds, en de opbrengst uitde producten anderszijds (Voortgangsrapport Biogas-E, 2009). Ten slotte dient ook de functionelehaalbaarheid geevalueerd te worden. Door er voor te zorgen dat het biogasproject in alle opzichtenfunctioneel beantwoordt aan de wensen en eisen van de toekomstige gebruiker en eigenaren, maarook aan de eisen die de omgeving (bijvoorbeeld inzake geur- en transporthinder) stelt, wordt defunctionele haalbaarheid vastgesteld. Het maken van een functioneel ontwerp is hierbij een goed(communicatie)middel. Het uitwerken van een functionele haalbaarheidsstudie valt echter buitenhet bereik van deze masterproef.

Binnen dit uitgangspunt wordt gewerkt met verschillende scenario’s. Om de verschillende sce-nario’s op te bouwen, worden telkens een aantal aannames gedaan betreffende de verschillendeorganische inputbronnen voor anaerobe vergisting via co-fermentatie. Sommige van deze aanna-mes zijn gestaafd op bestaande literatuurgegevens, andere aannames zijn wegens het ontbrekenvan referenties grove schattingen.

De drie scenario’s gaan uit van ten eerste, een minimaal haalbaar scenario, zoals deze nu reedsbestaat of zonder extra moeite haalbaar zou moeten zijn, ten tweede, een praktische realiseer-baar scenario dat met een extra inspanning zeer realistisch is voor Vlaanderen en ten slotte, eenmaximaal scenario binnen de grenzen van het realiseerbare.

Bij vergisting worden in principe voor elke stroom groenestroomcertificaten toegekend. Niet elkestroom leent zich tot echter vergisting. Bovendien moeten de inputstromen bij vergisting voldoenaan de voorwaarden van het VLAREA (Hoofdstuk 4, secundaire grondstoffen) en dient men steedsin het achterhoofd te houden dat deze vergisting gebeurt met het oog op het produceren van eenbodemverbeterend middel (VREG, 2010).

Van nature kunnen alle landbouwkundige gewassen gebruikt worden voor biogasproductie als degewassen niet gelignificeerd zijn en een hoge droge stof opbrengst per hectare hebben. De fer-mentatie van mest alleen resulteert in relatief lage biogasopbrengsten, maar het heeft een positiefeffect op het stabilisatieproces door zijn hoge buffercapaciteit en zijn hoog gehalte aan sporen-elementen. Om de biogasopbrengst te verhogen functioneren de meeste biogasinstallatie op ba-sis van co-fermentatie van mest samen met niet-landbouwgerelateerde organische afvalstromen,oogstresidu’s en energiegewassen (Weiland 2006). Enkele typische gewassen die geschikt zijn voorbiogasproductie zijn maıs, graan, voederbieten, suikerbieten, klaver, grassen en zonnebloem (Wei-land 2006). De biogasopbrengst van deze verschillende substraten is afhankelijk van het type ende concentratie van organische materie.


11.2 Energiegewassen

Voorbeelden van energiegewassen zijn energiemaıs, koolzaad en suikerbieten. Naast de biogasop-brengst per ton is ook de potentiele opbrengst per hectare en de teeltkosten van belang. Zo moetenbepaalde producten, zoals bieten en aardappelen, na de oogst nog behandeld worden vooraleer zijde vergistingsinstallatie in kunnen. Dergelijke voorbehandeling betreft voornamelijk verwijderenvan aarde en verkleinen van het materiaal. Maıs en raaigras vormen in Duitsland gewilde in-putstromen voor vergisting. De biogasopbrengst van deze gewassen is hoog, de teeltkosten matigen na oogst zijn deze gewassen direct klaar voor gebruik en kunnen zij daarnaast ook gemakkelijkvoor lange tijd bewaard worden door in te kuilen (Naeyaert, 2007).

Energiegewassen voor anaerobe vergisting kunnen van verschillende aard zijn. Het gewas dat echterop de meeste aandacht kan rekenen is maıs. Naast een hoge gasopbrengst, dient een landbouwgewasaan vier belangrijke voorwaarden te voldoen om in aanmerking te komen voor biogasproductie.Ten eerste is een hoge biomassaproductie per eenheid oppervlakte vereist. Dit dient gepaardte gaan met lage teeltkosten, een goede afbreekbaarheid in het anaeroob proces en een goedebewaarbaarheid (Energiebouw Vlaanderen, 2010). Dit maakt dat op dit moment grasachtige hetmeest voor de hand liggend zijn voor energiebouw. Vooral maıs is een veelbelovend gewas.

11.2.1 Vergelijkende studie voor energiegewassen

Energiebouw Vlaanderen (2010) heeft een potentieelberekening uitgevoerd om na te gaan wat demogelijkheden in Vlaanderen zijn voor energieproductie door anaerobe vergisting van landbouw-gewassen. Het doel van deze potentieelberekening is nagaan wat de mogelijkheden in Vlaanderenzijn voor energieproductie door anaerobe vergisting van landbouwgewassen. Er werd voornamelijkvan uitgegaan dat de Vlaamse landbouwer in eerste instantie zal kiezen voor het telen van gekendegewassen voor de vergisting ervan. In deze masterthesis wordt ter illustratie van hetzelfde principeuitgegaan. Het totale areaal dat als dusdanig in aanmerking kan komen voor energiebouw dooranaerobe vergisting wordt weergegeven in tabel 11.1 en is gebaseerd op de landbouwgegevens uit2009 opgesteld door de Federale Overheidsdienst Economie voor het Vlaamse Gewest. Naast hetareaal van landbouwgewassen die in aanmerking komen voor de productie van biogas, wordt ookbraakland opgenomen.

Het gehele landbouwareaal is echter niet beschikbaar voor energiebouw. Daarom wordt doorEnergiebouw Vlaanderen de biogaspotentielen van deze gewassen berekend voor 5% benutbaarareaal voor louter energiebouw en ook voor 15% en 25% van het areaal. In deze studie wordtgeschat dat 1 ton met een gemiddelde samenstelling uit tabel 11.1 een elektrische opbrengst geeftvan 0,40 MWh. Naast een elektrische opbrengst is er bij gebruik van een WKK ook een thermischeopbrengst die typisch een factor 1,1 a 1,2 hoger ligt dan het elektrisch potentieel (Sys, 2010).

In tabel 11.2 worden de resultaten voor de verschillende elektrische opbrengsten weergegeven.

Het gemiddeld energieverbruik van een Vlaams gezin bedraagt 3.500 kWh/jaar. Dit betekent datvoor de 3 verschillende scenario’s op basis van eigen berekeningen aan de energiebehoefte vanrespectievelijk 58.571, 176.257 en 293.714 gezinnen kan voldaan worden door middel van biogas-


Tabel 11.1: Totale areaal aan landbouwgewassen dat in aanmerking kan komen voor energiebouwin Vlaanderen (Federale Overheidsdienst Economie)

Teelten Aard van de opbrengst Oppervlakte Opbrengst Productie(ha) (100 kg per ha) (ton)

1. Granen voor de korrelWintertarwe korrel 73.358 88,3 647.841

stro 43,5 319.388Zomertarwe korrel 1.032 70,8 7.310

stro 35,4 3.657Rogge korrel 260 49,4 1.285

stro 35,8 931Wintergerst korrel 12.080 78,3 94.601

stro 36,3 43.892Zomergerst korrel 1.385 58,1 8 051

stro 31,5 4.368Vochtig geoogste korrelmaıs korrel 30.695 121,5 373.016Drooggeoogste korrelmaıs korrel 35.923 117,0 420.196

2. NijverheidsgewassenSuikerbieten wortelen 22.218 697,0 1.548.586

3. VoedergewassenVoederbieten wortelen 3.144 1.018,0 320.064Voedermaıs - volledige plant groene massa 114.644 496,6 5.693.374

4. GraslandTijdelijk grasland droge stof 50.344 74,8 376.722Blijvend grasland droge stof 70.866 59,1 418.724

5. Braakland12.319

productie op basis van de huidige teelten. Deze resultaten stemmen in grootteorde overeen metde resultaten van het project Energiebouw Vlaanderen. Het percentage van de netto energie-productie in Vlaanderen is gebaseerd op een totale elektriciteitsproductie in Vlaanderen van 47550 GWh/jaar. Dit zijn cijfers van het VREG in 2004. Hierdoor wordt op basis van de eigenberekeningen in respectievelijk van de Vlaamse elektriciteitsbehoefde voorzien.


Tabel 11.2: Elektriciteitsproductie bij 5%, 15% en 25% inzet van het areaal dat in aanmerkingkomt voor energiebouw

5% van het areaal wordt ingezet voor energiebouwBerekening Energiebouw Vlaanderen

Biomassa 514.100,3 ton/ jaar 852 270,5 ton/jaarElektriciteitsproductie 205,6 GWh/jaar 348,88 GWh/jaarThermische energie 236,4 GWh/jaar niet beschikbaarAantal gezinnen 58.571 >90.000% van netto elektriciteitsproductie 0,43% 0,73%


Biomassa 1.542.300,9 ton/ jaar 2.323.161,5 ton/jaarElektriciteitsproductie 616,9 GWh/jaar 939,3 GWh/jaarThermische energie 709,4 GWh/jaar niet beschikbaarAantal gezinnen 176,257 >268.000% van netto elektriciteitsproductie 1,30% 2,20%


Biomassa 2.570.501,5 ton/ jaar 3.794.052,6 ton/jaarElektriciteitsproductie 1028,2 GWh/jaar 1 529,7 GWh/jaarThermische energie 1182,4 GWh/jaar niet beschikbaarAantal gezinnen 293.714 >437.000% van netto elektriciteitsproductie 2,16% 3,67%

11.2.2 Energiegewassen voor de integrale potentieelstudie

Voor de integrale potentieelstudie wordt in deze masterproef echter van uitgegaan dat respec-tievelijk 2%, 5% en 8% van het totale Vlaamse landbouwareaal, inclusief braakgronden, wordtgebruikt voor de teelt van energiemaıs in plaats van de gewassen die momenteel geteeld worden.Gebruik van gewassen die geselecteerd worden voor energieproductie geeft de mogelijkheid omhet beschikbaar areaal efficienter te gebruiken in functie van een maximale energieopbrengst. Hettotale aangegeven areaal landbouwgrond in Vlaanderen in 2008 bedroeg 682.495 ha. Dit is eentoename van ongeveer 4.600 ha ten opzichte van het totale landbouwareaal in 2007, zoals gerappor-teerd in het Voortgangsrapport 2008. De opbrengst van energiemaıs bedraagt 60 ton/ha, waarbijvergisting 180 Nm3/ton biogas oplevert.

Dit in acht genomen leveren de drie scenario’s respectievelijk 147.106 Nm3 biogas, 369.106 Nm3

biogas en 590.106 Nm3 biogas op.


11.3 Biomassa-afvalstromen of bijproducten van de agro-

en bioindustrie

Deze bijproducten zijn strikt gelimiteerd. Het gaat om producten zoals schillen, pitten, slibuit filters, hetgeen niet meer in de agro- en/ of bio-industrie zelf verwerkt kan worden. Dezeproducten kunnen op een industriele locatie vooraf gemengd tot een energiemix. Dit kunnen ookbepaalde groenresten van steden en gemeenten zijn (Eco-Projects, 2010). De biogasopbrengstper ton afvalstof is sterk afhankelijk van het type afvalstof, zoals ook blijkt uit figuur 11.1. Detypische afvalstromen die op landbouwbedrijven voorkomen (spruitstokken, prei-afval, afgestoktewitloofwortelds,. . . ) hebben eerder een beperkte biogasopbrengst. Toch kan het verwerken vandeze afvalstoffen in een vergistingsinstallatie een extra valorisatie van dit afvalbeteken (Naeyaert,2007) en kunnen de bio-afvalstromen in hun geheel leiden tot een significantie biogasopbrengstzoals uit de potentieelstudie zal blijken. Daarnaast zijn de afvalstoffen doorgaans goedkoperdan de energiegewassen. Het verwerken van sommige afvalstoffen (zoals slib) kan zelfs een extrainkomen genereren.

Figuur 11.1: Biogasopbrengst van uiteenlopende types biomassa (Naeyaert, 2007)

Dit maakt dat meer dan 70% van de invoerstromen rechtstreeks afkomstig zijn uit de landbouw.De overige 30% zijn afkomstig uit de voedsel- en voederindustrie. (vb. aardappelschilen, pitten,korsten,. . . ). Het combineren van deze drie stromen is van belang om een optimale C/N verhoudingte bekomen om de biogasopbrengst te maximaliseren (Eco-Projects, 2010).

De inschatting van de hoeveelheden biomassa-afvalstromen die beschikbaar zijn voor vergistingworden gebaseerd op de inventarisatie van biomassa opgesteld door OVAM (2005). Deze inventari-satie kadert in het Actieplan Groene Stroom van de Vlaamse Regering, meer bepaald het Actieplanvoor het wegwerken van juridische en praktische belemmeringen die zich kunnen voordoen in hetkader van de realisatie van de groenestroomdoelstelling.

Voor bepaalde biomassa-afvalstromen bestaat er een spanningsveld tussen de verwerkingsmetho-


den richting materiaalrecyclage versus energierecuperatie. Beide markten vragen kwaliteitsvolleafvalstromen waar liefst reeds een uitgebouwd logistiek circuit voor bestaat. De stimulering viade groenestroomcertificaten stuurt de markt voor bepaalde afvalstromen richting energierecupera-tie. Hierdoor kunnen belangrijke eigenschappen van de organisch-biologische afvalstoffen verlorengaan, zoals de organische stof, de nutrienten, de CO2-vastlegging en het grondstofaanbod voorsectoren als spaanplaatindustrie, diervoeding, papierindustrie,. . . Een stabiel evenwicht moet zichvormen. Het Vlaams afvalstoffenbeleid, o.a. vastgelegd in het Decreet van 2 juli 1981 betreffendede voorkoming en het beheer van afvalstoffen, kiest volgens de hierarchische principes, gebaseerdop de ladder van Lansink, voor materiaalrecyclage (inclusief vergisting) boven verbranding metenergierecuperatie. Wanneer stromen voor materiaalrecyclage in aanmerking komen en de ener-getische valorisatie niet past binnen het betrokken uitvoeringsplan, worden volgens het besluitvan de Vlaamse Regering van 5 maart 2004 geen groenestroomcertificaten toegekend. Daardoorworden de stromen die in aanmerking komen voor materiaalrecyclage en die volgens het betrokkenuitvoeringsplan niet bestemd zijn voor energetische valorisatie, niet aangemoedigd door groene-stroomcertificaten om naar de energiemarkt te gaan (OVAM, 2010).

11.3.1 Huishoudelijke afvalstoffen

Groenafval afkomstig van particuliere tuinen

In 2004 bedroeg de totale hoeveelheid selectief ingezameld groenafval 541.687 ton, waarvan 69%gemengd tuinafval, 28% snoeihout en 3% houtafval (OVAM, 2005). Vergisting van deze stroomin zijn totaliteit is technisch niet mogelijk gezien de grote hoeveelheid hout die hierin aanwezig is.Enkel de stroom gemengd tuinafval komt in aanmerking om te verwerken via anaerobe vergisting.Deze stroom bedraagt in zijn totaliteit 373.764 ton.

Voor de drie verschillende scenario’s wordt verondersteld dat respectievelijk 20%, 40% en 60% vande 373.764 ton vrijkomt voor anaerobe vergisting. De biogasopbrengst voor gemengd tuinafvalbedraagt 111 Nm3/ton. Dit zijn praktijkgegevens van de installatie in Igean waar GFT wordtverwerkt (Vanderweyer et al., 2008).

Huishoudelijk GFT-afval, gescheiden ingezameld

In 2004 werd in totaal 326.500 ton GFT selectief ingezameld. Hiervan werd 70.000 ton vergist.Het vergisten van 70.000 ton levert een elektrisch vermogen van 2770 kWe (OVAM, 2005).

Voor de scenario’s wordt uitgegaan van anaerobe verwerking van 70.000 ton voor het minimalescenario, 50% of 163.250 ton voor het praktisch realiseerbaar scenario en 80% of 261.200 tonvoor het maximale scenario. Voor de biogasproductie wordt gerekend met 111 Nm3 biogas/ton(Vanderweyer et al., 2008). Vanderweyer et al. (2008) baseren dit cijfer op praktijkgegevens vande installatie in Igean.


Gebruikte frituurvetten en -olien van huishoudelijke oorsprong (GFVO)

In Vlaanderen wordt ongeveer 4.800 ton GFVO van huishoudelijk oorsprong ingezameld. Slechtseen deel van de GFVO vallen onder het toepassingsgebied van de Europese verordening (EG) nr1774/2002 van het Europees Parlement en de Raad van 3 oktober 2002 tot vaststelling van degezondheidsvoorschriften inzake niet voor menselijke consumptie bestemde dierlijke bijproductenen mogen niet vergist worden. GFVO die afkomstig zijn van huishoudelijk/particulier en diebestemd zijn voor dierenvoeding of compostering en vergisting, vallen volgens deze verordeningonder de definitie van keukenafval en etensresten. Keukenafval en etensresten niet afkomstig vaninternationale transporten vallen onder categorie 3-afval. Voor deze gebruikte frituurvetten en-olien (GFVO) kunnen groenestroomcertificaten worden bekomen voor vergisting. GFVO die nietzuiver plantaardig zijn en die niet afkomstig zijn van de voedingsmiddelenindustrie, vallen namelijkonder het verbrandingsverbod (VREG, 2010).

Momenteel wordt het grootste gedeelte echter uitgevoerd met als bestemming de oleochemie ende productie van biodiesel. Hierbij dient opgemerkt dat de afvalverwerkingshierarchie dient geres-pecteerd te worden. Als de olien kunnen gerecycleerd en hergebruikt worden, heeft dit voorrangop energetische valorisatie.

Om die reden zal voor de drie scenario’s respectievelijk 5%, 10% en 50% van de jaarlijks 4.800 toningezamelijke GFVO als inputstroom voor vergisting gebruikt worden. De biogasopbrengst vandeze GFVO is heel hoog, namelijk 960 Nm3/ton (Weiland, 2006).

Organisch-biologische fractie van het restafval

Onder restafval wordt de organische fractie verstaan die zich nog in de huisvuilzakken bevindt.Indien er meer doorgedreven selectief zou ingezameld worden, zou op die manier 150.000 ton GFTextra beschikbaar komen (Vanderweyer et al., 2008).

Voor de verschillende scenario’s wordt aangenomen dat van deze geschatte 150.000 ton GFTrespectievelijk 10%, 15% en 20% ter beschikking komt voor anaerobe vergisting. Ook hier wordtgewerkt met een biogasopbrengst van 111 Nm3/ton.

11.3.2 Bedrijfsafvalstoffen

Groenafval

OVAM beschikt nog niet over de gegevens omtrent de hoeveelheden groenafval die geproduceerdworden. Een groot gedeelte van deze stroom bevat echter snoeihout. Dit maakt het groenafvalniet geschikt voor vergisting. Deze stroom wordt dan ook verder niet in rekening gebracht.


(Berm)maaisel

Enerzijds gaat het over bermaaisel afkomstig van bermen onderworpen aan het Bermbesluit (zowelwater- als wegbermen), anderzijds gaat het ook over maaisel met een gelijkaardige samenstelling,afkomstig van het beheer van bepaalde natuurgebieden en (publieke) groendomeinen.

Er is voor (berm)maaisel een groot verschil tussen de geraamde hoeveelheden en de werkelijkvrijgekomen hoeveelheden. Een groot deel wordt wellicht niet afgevoerd en blijft, in strijd methet Bermbesluit, op de berm achter. Bermbesluit (Artikel 3) ”Begraasde bermen mogen niet voor15 juni gemaaid worden. Een eventuele tweede maaibeurt mag slechts uitgevoerd worden na 15september. Het maaisel dient verwijderd te worden binnen de tien dagen na het maaien.”

Op basis van ramingen in het Actieplan Maaisel wordt een theoretische hoeveelheid maaisel voor debermen bekomen die varieert tussen 248.438 ton vers gewicht/jaar en 453.610 ton vers gewicht/jaar(OVAM, 2010). In praktijk ligt de totale afgevoerde hoeveelheid bermmaaisel heel wat lager.

Dit bermmaaisel kan gebruikt worden als veevoeder, compostering, vergisting,. . . Het is geen ge-geerde stroom om via verbrandingsprocessen om te zetten tot energie, aangezien er zich corrosie-problemen kunnen voordoen (OVAM, 2010). Bij composteringsinstallaties levert dit ook typischeproblemen op. Aangezien het maaisel snel compacteert ontstaan namelijk anaerobe zones. Bij hetkeren van de compost kan op die manier geurhinder ontstaan. Dit maakt van bermmaaisel eenaantrekkelijke stroom voor biogasinstallaties.

Indien er van uitgegaan wordt dat, zoals in het Actieplan Maaisel voorop gesteld wordt, 70% vanhet maaisel wordt opgeraapt, dan is er een aanbod van maaisel dat tussen de 173.907 en 317.527 tonvers gewicht/jaar ligt. Hiervoor is momenteel in Vlaanderen onvoldoende verwerkingscapaciteit(Vandeweyer et al., 2008).

Voor de potentieelstudie wordt aangenomen voor de drie scenario’s respectievelijk 30%, 70% en90% van de gemiddelde hoeveelheid van 245.717 ton verwijderde bermmaaisel in aanmerking komtvoor het biogaspotentieel.

Voor het biogaspotentieel van bermmaaisel wordt 150 Nm3 biogas/ton gerekend. Dit is een gang-bare waarde die in overeenstemming is met literatuurgegevens (Vandeweyer et al., 2008). Hierinkunnen echter zeer grote variaties optreden naargelang standplaats, bodem, seizoen, behandelingen dergelijke. Dit biogaspotentieel wordt als gemiddelde genomen, op voorwaarde dat het maaiselcorrect afgevoerd en opgeslagen wordt (Vandeweyer et al., 2008).

Gebruikte frituurvetten en - olien (GFVO)

In Vlaanderen wordt 8.000 a 9.000 ton GFVO opgehaald, afkomstig van de professionele sector(frituren, restaurants,. . . ). GFVO afkomstig van de voedingsmiddelenindustrie (aardappelver-werkende industrie,. . . ) is beperkt, aangezien in de meeste bedrijven niet met batchsystemenmaar met continue systemen wordt gewerkt. In 2000 werd deze hoeveelheid ingeschat op 400 ton(OVAM, 2010). De gebruikelijke bestemmingen van GFVO van de voedingsmiddelenindustrie zijn


diervoeding, oleochemie, pershoutindustrie en stilaan ook omzetting tot biodiesel. Deze stroomwordt daarom ook buiten beschouwing gelaten (OVAM, 2005).

GFVO van de professionele sector kunnen naar analogie aan de huishoudelijke GFVO niet naarde diervoeding, maar wel naar de vergistingsinstallatie.

Voor de drie scenario’s zal analoog aan de huishoudelijke GFVO respectievelijk 5%, 10% en 50%van de jaarlijks 8.000 ton ingezamelijke professionele GFVO als inputstroom voor vergisting ge-bruikt worden.

Hout

Het aanbod van houtafval in Vlaanderen in 2001 bedroeg 1.311.560 tot 1.571.560 ton. Het is echtertechnisch niet mogelijk hout te vergisten.

Dierlijk afval

Er dient rekening te worden gehouden met het Besluit Dierlijk Afval wanneer bij de vergistingdierlijke bijproducten mee worden verwerkt. Dit Vlaams Besluit legt voorwaarden op voor deverwerking van dierlijk afval. Belangrijk daarbij zijn de sterilisatienormen voor de verwerking vandierlijk afval. Er moet bij de verwerking van dierlijk afval ook voldaan worden aan de specifiekesectorale voorwaarden uit Vlarem II (Biogas-E, 2010).

De Europese Verordening (EG) Nr. 1774/2002 van het Europees Parlement en de Raad van 3oktober 2002 tot vaststelling van gezondheidsvoorschriften inzake niet voor menselijke consump-tie bestemde dierlijke bijproducten deelt de dierlijke bijproducten in in 3 categorieen. Dierlijkebijproducten die tot categorie 1 behoren, moeten volledig verwijderd worden door verbranding,medeverbranding of storting en komen bijgevolg niet in aanmerking voor vergisting.

Dierlijke bijproducten die tot categorie 2 behoren, mogen gerecycleerd worden voor bepaaldeandere doeleinden dan diervoeder (d.w.z. biogasproductie, compost, meststoffen of oleochemischeproducten, een en ander na adequate warmtebehandelingen). Indien ze verwerkt worden in eenvergistingsinstallatie moeten ze eerst gesteriliseerd worden (Biogas-E, 2010). Mest, de inhoud vanhet maagdarmkanaal gescheiden van het maagdarmkanaal, melk en biest mogen onverwerkt in eenerkende biogasinstallatie verwerkt worden. Een erkende biogasinstallatie betekent echter dat eenpasteurisatie-eenheid moet aanwezig zijn die niet te by-passen valt (Biogas-E, 2010). Mest wordtverder besproken in sectie 11.4 en wordt bijgevolg hier niet verder behandeld.

Dierlijke bijproducten uit categorie 3 mogen verwerkt worden in een vergistingsinstallatie waarbijhet materiaal eerst gepasteuriseerd wordt.

Een gedetailleerde beschrijving omtrent de toegestane dierlijke bijproducten voor vergisting is tevinden in de bepalingen beschreven in de Verordening (EG) Nr. 1774/2002 omtrent de verwer-king van dierlijke bijproducten in een biogasinstallatie. In het kader van deze potentieelstudiewordt rekening gehouden met de hoofdlijnen van Verordening (EG) Nr. 1774/2002 aangezien


gedetailleerde gegevens van dierlijk afval niet openbaar zijn en de gedetailleerde wetgeving geenmeerwaarde biedt in deze studie.

De hoeveelheden diermeel in 2004 bedroegen in totaal 170.000 ton. Hiervan ging 39.000 ton naarde landbouw, 55.000 ton naar de petfood en de rest, 72.000 ton naar coverbranding in de cement-,elektriciteits- of staalproductie. Dierlijke vetten en olien bedroegen in 2004 ongeveer 105.000 ton.Hiervan ging 79.000 ton naar de veevoeding en 4.500 ton naar de oleochemie. 22.000 ton werdingezet in verbrandingsinstallaties.

Dierlijk vet en diermeel van categorie 1 en 2 mag op basis van de Europese Verordening nr.1774/2002 (inzake dierlijke bijproducten niet geschikt voor menselijke consumptie) onder geenbeding naar vergisting. Op basis hiervan is het niet realistisch dat er groenestroomcertificatenworden toegekend voor de vergisting van dierlijk vet en diermeel van categorie 1 en 2 (VREG,2010). Dierlijk vet van categorie 3 valt volgens artikel 5.4.2. van het VLAREA onder het verbran-dingsverbod. Verbranding van deze stroom is dus verboden. Vergisting van categorie 3 dierlijkvet komt in praktijk nauwelijks voor aangezien het naar veevoeding en de oleochemie gaat.

Vergisting van diermeel is technisch niet mogelijk. Niet alle diermeel van categorie 3 vindt zijnafzet in de petfood en de meststoffen of bodemverbeterende middelen. Wat niet naar recyclagekan, mag verbrand worden.

Om bovenstaande redenen wordt de vergisting van dierlijk afval buiten beschouwing gelaten.

Slib

Slib ontstaat op verschillende manieren, zoals rioolwaterzuivering, voedingsindustrie, ontinkings-slib en afvalwaterzuiversslib van de papierindustrie en slib van de textielindustrie. Voor 2010schat men een RWZI-slibproductie van 110.500 ton droge stof en slibproductie in de voedingsin-dustrie van 28.000 ton droge stof. Ongeveer 35% van de totale slibhoeveelheid die 164.500 tonbedraagt, gaat momenteel naar hergebruik of recyclage, 54% wordt verbrand en 10% wordt gestort(OVAM, 2005). Aquafin beschikt over waterzuiveringsinstallaties met een anaerobe fase waarbijbiogas wordt geproduceerd. In 1999 werd in totaal 21.776 ton RWZI-slib (droge stof) vergist,wat overeenstemt met 26% van de totale RWZI-slibproductie. In 2004 bedroeg de capaciteit voorvergisting reeds 59.750 ton droge stof (OVAM, 2005).

De prognoses van het Slibplan voor 2010 maken een schatting van 110.500 ton RWZI-slib en28.000 ton slib van de voedingsindustrie. Doorgaans wordt ontinkingsslib en slib van de textielin-dustrie verbrand of gestort waardoor deze stromen verder niet meer in rekening worden genomen.Wanneer RWZI-slib wordt verwerkt in de vergistingsinstallatie zal het eindproduct bepaalde ge-bruikbeperkingen opgelegd krijgen voor gebruik in de landbouw. Deze gebruiksbeperkingen staanvermeld in de Vlarea (afdeling 4.2, art. 4.2.1.2). Een van de gebruiksbeperkingen is het verbodop weideland dat wordt beweid door dieren of op velden voor de teelt van voedergewassen alsdie worden geoogst voor het verstrijken van een wachttermijn van tenminste 6 weken. Daarnaastdient de concentratie aan zware metalen in het oog te worden gehouden. De Vlareanormen mogenniet overschreden worden indien de slibs vergist worden in een installatie die haar eindproducttoepast in de landbouw (Biogas-E, 2010). Dus op voorwaarde dat de slibgisting wordt uitgevoerd


volgens de voorwaarden gegeven in Bijlage 4.2.1.C van Vlarea, wordt uitgegist slib door Vlareabeschouwd als behandeld (zuiverings)slib, waardoor het onder bepaalde voorwaarden als meststofof bodemverbeterend middel mag worden gebruikt (Slibgisting Emis Vito, 2001). Voor RWZI-sliben waterzuiveringsslib uit de voedingsindustrie stelt zich hier in het algemeen geen probleem (Slib-gisting Emis Vito, 2001). Voorafgaande indikking van het slib in niet noodzakelijk, maar maaktwel kleinere reactoren mogelijk, en heeft bovendien een gunstig effect op de energiebalans omdathet op te warmen volume kleiner wordt.

Voor de drie scenario’s wordt respectievelijk verondersteld dat 50%, 60% en 80% van de 110.500ton RWZI-slib wordt vergist en 85%, 90% en 95% van de 28.000 ton slib uit de voedingstechnologie.De biogasopbrengst uit slib ligt laag en bedraagt slechts 60 Nm3/ton.

Plantenschroot

De hoeveelheid plantenschroot (bv. wat overblijft van de plant na het uitpersen van olie) in 2004in Vlaanderen bedroeg 5.023 ton waarvan 3.913 ton werd gecomposteerd. Plantenschroot kan ge-bruikt worden voor materiaalrecyclage (landbouw, compostering, vergisting) en energieproductie.Wegens een te hoog solventresidu zijn deze stromen nu niet meer opgenomen in de nieuwe lijstvan het VLAREA voor secundaire grondstoffen, dus verwerking zoals compostering of vergisting isvereist vooraleer het schroot naar de landbouw kan. Op zich is de mogelijkheid om naar compos-tering of vergisting te gaan met deze stroom geen vrijgeleide voor wat het solventresidu betreft.Het plantenschroot moet immers voldoen aan de voorwaarden van het VLAREA vooraleer hettoegelaten kan worden tot een composterings- of vergistingsinstallatie (OVAM, 2005).

Voor de verschillende scenario’s worden respectievelijk volgende percentages van de 5.023 tonplantenschroot gehanteerd, 40%, 60% en 80%. Analoog aan de vergisting van GFT wordt voor debiogasopbrengst van plantenschroot 111 Nm3/ton gebruikt.

Andere organisch-biologische afvalstromen

De hoeveelheden die beschikbaar zijn voor energetische valorisatie zijn deze die verwerkt kunnenworden in de vergistingsinstallaties en bedragen ongeveer 12.000 ton op jaarbasis.

De selectieve inzameling van deze organisch-biologische bedrijfsafvalstromen zal in de toekomstnog toenemen, waardoor voor de drie scenario’s met respectievelijk met 12.000 ton, 15.000 ton en18.000 ton wordt gewerkt. Ook hier wordt gewerkt met een biogasopbrengst van 111 Nm3/ton.

11.4 Mest

De mest van de omliggende landbouwbedrijven kunnen rechtstreeks verwerkt worden in een bio-gasinstallatie, maar aangezien 1 ton verse mest 7 tot 10 maal minder biogas opbrengt dan 1 tongekuilde maıs, heeft mest in belangrijke mate veld moeten ruimen voor afvalstoffen en energiege-wassen (Naeyaert, 2007). Toch levert mest een belangrijke bijdrage. Het vormt immers een goedsubstraat voor de bacterien, waardoor het bijdraagt tot de stabiliteit van het vergistingsproces.


In 2008 telde Vlaanderen 32,1 miljoen dieren, waarvan 24,6 miljoen stuks pluimvee, 5,98 mil-joen varkens, 1,33 miljoen runderen en 179.000 andere dieren (voornamelijk schapen, paardenen nertsen). Net zoals in de voorgaande jaren, komt het grootste aantal dieren voor in de pro-vincie West-Vlaanderen (12,8 miljoen), gevolgd door de provincies Antwerpen (8,9 miljoen) enOost-Vlaanderen (5,8 miljoen) (Voortgangsrapport Mestbank, 2009).

De maximale afzetruimte voor dierlijke mest op Vlaamse landbouwgrond wordt berekend op basisvan de gewasarealen en de maximale bemestingsnormen voor dierlijke mest. De maximale be-mestingsnormen houden rekening met onder meer de gewasgroep, de ligging van de percelen innatuurgebieden, fosfaatverzadigde gebieden,. . . en met eventuele gesloten beheerovereenkomsten.De maximale plaatsingsruimte voor dierlijke mest in Vlaanderen in 2008 bedroeg 116,2 miljoen kgN en 60,7 miljoen kg P2O5. Bij deze berekening wordt verondersteld dat elke m2 landbouwgrondbemest wordt tot aan de maximale bemestingsnormen voor N en P2O5. In de praktijk is dituiteraard niet zo (Voortgangsrapport Mestbank, 2009). Zo is er een verschil tussen de maximaleen de reele afzetruimte. De reele afzetruimte voor dierlijke mest in Vlaanderen in 2008 bedroeg104,6 miljoen kg N en 49,2 miljoen kg P2O5.

Mestverwerking wordt vanuit een technisch oogpunt gezien als het behandelen van mest op eenzodanige manier dat de nutrienten in de mest gestabiliseerd of gemineraliseerd worden zodat debekomen eindproducten buiten Vlaanderen geexporteerd kunnen worden. Mestverwerking bestaatmeestal uit een combinatie van technieken. Afhankelijk van de mestsoort, worden verschillendeverwerkingstechnieken toegepast. Praktijkervaring heeft ertoe geleid dat bepaalde stabiele ver-werkingstechnieken courant toegepast worden voor een bepaalde mestsoort. Een overzicht van desamenhang tussen verschillende technieken is voorgesteld in figuur 11.2. Vertrekkende van de ruwemest, vast of vloeibaar (groene vakken in figuur 11.2), kunnen er bij mestverwerking nevenstromenontstaan zoals digestaat, dikke fractie, dunne fractie (oranje vakken in figuur 11.2), maar ook gas.Deze nevenstromen worden verder verwerkt (Voortgangsrapport Mestbank, 2009).

Tabel 11.3 geeft de evolutie van de operationele mestverwerkingscapaciteit weer sinds 2003 permestsoort. Voor pluimveemest wordt ook de export van zuivere pluimveemest vermeld omdat dezeals verwerkt beschouwd wordt in het Mestdecreet.

De Vlaamse mestbalans geeft het verschil weer tussen het aanbod van dierlijke mest in Vlaanderenen de afzetruimte voor dierlijke mest op Vlaamse landbouwgrond. Als het aanbod groter is dan deafzetruimte, is er een overschot van dierlijke mest en is de mestbalans niet in evenwicht. In 2007was de Vlaamse mestbalans in evenwicht, met nog een klein overschot van 1 miljoen kg P2O5. In2008 was de Vlaamse mestbalans volledig in evenwicht (Voortgangsrapport Mestbank, 2009).


Figuur 11.2: Overzicht van verschillende mestverwerkingstechnieken (Voortgangsrapport Mest-bank, 2009)

Tabel 11.3: Evolutie van operationele mestverwerkingscapaciteit in ton/jaar van 2003 tot 2009(Voortgangsrapport Mestbank, 2009)

Mestsoort juli ’03 juli ’04 juli ’05 juli ’06 juli ’07 juli ’08juni ’04 juni ’05 juni ’06 juni ’07 juni ’08 juni ’09

Varkensmest Totale verwerking 47.547 72.418 90.845 92.766 121.317 198.555Verwerking dunne fractie 149.032 230.189 275.312 453.158 789.719 958.730Verwerking dikke fractie 55.053 47.698 96.575 81.291 140.685 137.290

Pluimveemest Verwerking pluimveemest 196.957 219.365 239.830 342.569 300.309 342.005Export zuivere mest 177.290 189.541 166.583 112.200 131.295 171.881

Rundveemest 4.500 0 3.490 4.800 43.571 61.343Kalvergier 31.296 30.608 29.000 33.513 31.377 52.000Paardenmest / / / / 100.776 302.760Andere mest 5.500 500 500 400 11.260 25.349


Voor de potentieelstudie wordt uitgegaan van de operationele mestverwerkingscapaciteit uit tabel11.3 in de periode juli ’08 tot juni ’09. Daarboven wordt ongeveer 10% van de mest naar hetbuitenland uitgevoerd. Een aanname die hierbij gemaakt wordt is, aangezien de mestbalans inevenwicht is, er verder geen mestoverschot is dat ook in aanmerking komt voor anaerobe vergisting.Voor de verschillende scenario’s wordt verondersteld dat respectievelijk 30%, 50% en 70% van dehuidige operationele mestverwerkingscapaciteit via anaerobe co-fermentatie zal gebeuren. Hierbovenop komt nog de extra 10% of 249.990 ton die geexporteerd wordt naar het buitenland.De biogasopbrengst van mest verschilt sterk naargelang de soort mest en de voorbehandeling diehet heeft begaan. In deze studie wordt uitgegaan dat de mest vers naar de installatie wordtaangebracht, waardoor het biogaspotentieel maximaal is. De biogasopbrengst voor koeienmest,varkensmest en kippenmest bedraagt respectievelijk 25 m3/ton, 30 m3/ton en 275 m3/ton (Wei-land, 2006). Voor kalvergier, paardenmest en andere mest wordt een biogasopbrengst van 25m3/ton aangenomen.

In de praktijk wordt vooral varkensmest verwerkt. Dit is historische gegroeid. De verwerkingsplichtis gelinkt aan de mestproductie en aan de grond verbonden aan het bedrijf. Varkens wordenop kleine oppervlakte gekweekt, waardoor de verwerkingsplicht hoog is. Runderen worden opgrote oppervlakte gekweekt waardoor de verwerkingsplicht veel lager is. Mest van pluimvee kangoedkoop geexporteerd worden waardoor hiervoor niet veel verwerking nodig is (Meers, 2010). Inde berekeningen van de potentieelstudie wordt omwille van de complexiteit van verwerkingsplichtuitgegaan van gelijke verwerkingspercentages in anaerobe vergisting van alle soorten mest. Debiogasopbrengst per soort mest wordt wel gedifferentieerd.

Hoofdstuk 12

Potentiele biogasproductie in

Vlaanderen

12.1 Aannames en berekeningswijze

Biogas bestaat hoofdzakelijk uit CH4 (methaan) en CO2, met daarnaast nog enkele sporen vangassen. Het aandeel CH4 is bepalend voor de energie-inhoud van het biogas. Het gehalte H2S iseveneens een belangrijke kwaliteitsparameter: in te hoge concentraties beschadigt dit corrosievegas de gasmotor. De gehalten aan CH4 en H2S kunnen voor een stuk gestuurd worden via dekeuze van de inputstromen. Het biogas wordt ontzwaveld en ontwaterd voor gebruik in de WKK(Naeyaert et al., 2007).

In deze potentieelstudie wordt aangenomen dat de gemiddelde methaaninhoud 60% bedraagt.

12.1.1 Vuistregel 1

Een vuistregel voor het berekenen van de energetische output is dat 1 Nm3 aan 100% methaan 10kWh levert, bijgevolg geeft 1 Nm3 aan 60% methaan 6 kWh (Meers, 2010). Om deze vuistregel testaven aan de praktijk, wordt verwezen naar de gevalstudie die besproken wordt in hoofdstuk 7. Deelektrische output hierbij bedraagt 1130 kW en de thermische output 1403 kW. Het gasverbruikbedraagt 495 tot 515 Nm3/uur, met een methaangehalte van 50 tot 52%. Voor de elektrischeoutput zou dit betekenen dat 1 Nm3 aan 100% methaan 4,5 kWh genereerd. De thermischeoutput voor 1 Nm3 aan 100% methaan levert 5,6 kWh. Dit brengt het totaal van 1 Nm3 aan100% methaan op 10,1 kWh en sluit bijgevolg zeer dicht aan bij de vuistregel.

80

HOOFDSTUK 12. POTENTIELE BIOGASPRODUCTIE IN VLAANDEREN 81

12.1.2 Vuistregel 2

Een tweede vuistregel bestaat erin om het elektrisch en thermisch rendement uit de WKK tebepalen. Voor het elektrisch rendement wordt algemeen 40% beschouwd, terwijl het thermischrendement ongeveer 50% bedraagt. Dit brengt de totale energetische efficientie op 90% Ook dezevuistregel kan opnieuw gestaafd worden aan de gevalstudie in hoofdstuk 7. Hierbij bedraagt hetelektrisch rendement 42,9% en het thermisch rendement 43,8%. Dit brengt het totale rendementop 86,7% dat iets onder de 90% van de vuistregel ligt.

12.2 Resultaten

De uitgebreide resultatentabellen voor de drie scenario’s zijn weergegeven in Bijlage B.

12.2.1 Aandeel inputstromen

Hierin valt op dat de energiegewassen procentueel gezien een groot aandeel van de inputstromenuitmaken, gaande van 40 tot 55%. Hun aandeel in de biogasproductie ligt, gezien de relatief hogerebiogasopbrengst ten opzichte van de andere stromen, nog hoger dan hun massapercentage. Ditaandeel in de biogasproductie gaat van 60% tot 70%. Ondanks dit belangrijke aandeel van de ener-giegewassen vormen organisch-biologische afvalstromen (OBA) en mest samen ook een belangrijkepotentiele bron. Mest op zich is moeilijk rendabel te vergisten, om die reden is het belangrijk involdoende stromen voor co-vergisting te voorzien. Deze studie maakt het belang van energiege-wassen aldus duidelijk. In mijn visie dienen energiegewassen dan ook ter ondersteuning van hetvergistingsproces van mest en OBA geproduceerd te worden en niet andersom. Vlaanderen zal opbasis van de geproduceerde biomassa nooit energie-onafhankelijk kunnen worden, gezien het kleinelandbouwareaal. Daarnaast zou een monocultuur van energiegewassen de schaarse diversiteit nogverder doen afnemen. Door middel van het proces van anaerobe vergisting kan materiaalrecu-peratie en energetische valorisatie gecombineerd worden. Andere technieken bieden vaak maareen mogelijkheid. Zo leidt compostering enkel tot materiaalrecuperatie en verbranding enkle totenergetische valorisatie. Momenteel wordt een groot deel van potentiele inputstromen voor ver-gisting naar de compostering gebracht. Hierdoor gaat een grote hoeveelheid energie verloren dievia vergisting kan gecapteerd worden. De productie van energiegewassen dient dan ook in ditkader gezien te worden. Energiegewassen moeten het potentieel van OBA en mest optimaliseren.Daarnaast bieden zij voor de landbouwer een verzekerd inkomen. Dit is niet steeds het geval bijde productie van gewassen bedoeld voor menselijke consumptie gezien de lage voedselprijzn.

12.2.2 Energie

De geschatte hoeveelheid elektriciteit voor de verschillende scenario’s bedraagt respectievelijk592.148 MWh, 1.301.099 MWh en 2.005.523 MWh. In acht genomen dat het gemiddeld ener-gieverbruik van een Vlaams gezin 3500 kWh/jaar is, kunnen respectievelijk 169.185, 371.742 en573.006 gezinnen van elektriciteit voorzien worden.

HOOFDSTUK 12. POTENTIELE BIOGASPRODUCTIE IN VLAANDEREN 82

12.2.3 Aandeel biogasinstallaties

Om een inschatting te maken van het potentieel aantal biogasinstallaties wordt rekening gehoudenmet een gemiddelde schaalgrootte van 1130 kWel, op basis van de gevalstudie. Op deze manierwordt voor de drie scenario’s gevonden dat Vlaanderen respectievelijk 65, 143 en 221 installatieskan ondersteunen. In de potentieelstudie van Vandeweyer et al. (2008) wordt uitgegaan van eengeınstalleerd elektrisch vermogen van 500 kW per installatie. Zij bekomen dat Vlaanderen opdie manier 197 tot 1136 van dergelijke kleinschalige installaties kan ondersteunen. Wanneer in depotentieelstudie uitgevoerd voor deze masterproef een aanname van 500 kWel per installatie wordtgemaakt als gemiddelde schaalgrootte, worden 148 tot 501 installaties bekomen. De voorkeur indeze masterproef gaat uit naar de grotere schaalgrootte van 1130 kWel aangezien de rendabiliteitstijgt bij toenemende schaalgrootte. Dit financiele aspect is van groot belang bij de implementatievan biogasinstallaties.

Een kort overzicht van bovenstaande resultaten is weergegeven in tabel 12.1.

Tabel 12.1: Overzicht resultaten potentieelstudie

Scenario Laag Gemiddeld Hoog

Elektrische output (MWh) 592.148 1.301.099 2.005.523Aantal Vlaamse gezinnen 169.185 371.742 573.006Aantal biogasinstallaties (1130 kWel) 65 143 221% van de netto elektriciteitsproductie 1,25% 2,74% 4,22%

Hoofdstuk 13

Algemeen besluit

Algemeen heeft een biogasproject in Vlaanderen als doelstelling om mest te verwerken in combi-natie met landbouwgerelateerde en organisch-biologische nevenstromen en energiegewassen. Deproductie van biogas leidt tot de productie van groene stroom, reductie van broeikasgassen ende stimulatie van de energiewinning. Daarnaast ontstaat uit het digestaat een gestabiliseerdeorganische meststof die gepasteuriseerd is en loosbaar en/of herbruikbaar water dat kan aange-wend worden als proceswater of drinkwater voor dieren. Deze maatschappelijke, economische enmilieutechnische voordelen van biogas winnen aan belang in Vlaanderen, wat de acceptatie vanbiogasinstallaties ten goede komt. Voor 2010 zijn dan ook reeds 50 installaties gepland om opera-tioneel te zijn op het einde van het jaar. De energetische valorisatie van biomassa door vergistingheeft nog een groot potentieel en draagt bij tot de realisatie van de Vlaamse doelstelling op hetgebied van hernieuwbare elektriciteitsproductie.

Biogas is een universele energiebron die kan gebruikt worden voor verschillende toepassingen wan-neer de gaskwaliteit aangepast is aan de specifieke vereisten voor de toegepaste techniek. Momen-teel wordt biogas door middel van een warmtekrachtkoppeling omgezet in warmte en elektriciteitna ontzwaveling en ontwatering, maar kan ook toegepast worden als brandstof voor voertuigen ofvoor de productie van waterstof die nodig is in brandstofcellen. Biogasproductie in de landbouw-sector is een sterk groeiende markt in veel Europese landen.

In de investeringsanalyse werd duidelijk dat biogas op een aantal punten sterk verschilt ten opzichtevan andere hernieuwbare methode om elektriciteit te produceren. Zo maken de exploitatiekostenen de kost voor de afzet van het digestaat een significant deel uit van de kosten. Daarnaast zijn devrije energiestromen in het geval van biogas niet volledig vrij te noemen. Ze worden gestuurd dooreen constante toevoer van organisch materiaal te voorzien om de micro-organismen die instaanvoor de vergisting te onderhouden en een continue output van biogas en bijgevolg warmte enelektriciteit te genereren. Daarnaast brengen de inputstromen een kost met zich mee en zijn dusin tegenstelling tot zon en wind niet kosteloos.

De investeringsanalyse werd uigevoerd op een biogasinstallatie ingepland in agrarisch gebied dieintussen reeds een klein jaar operationeel is. De mestverwerkingsplicht bedraagt hierbij 20% vande inputstromen, aangevuld met 40% energiegewassen en 40% organische en biologische afval-

83

HOOFDSTUK 13. ALGEMEEN BESLUIT 84

stromen. De installatie vereist 27.000 ton invoer aan biomassa op jaarbasis met een gemiddeldebiogas opbrengst van 149 Nm3/ton. Dit brengt de totale biogasopbrengt op 4.009.500 Nm3. Hettotale energetisch rendement van de gasmotor bedraagt dankzij het principe van de warmtekracht-koppeling 86,7%. Het gegenereerde elektrische vermogen op jaarbasis bedraagt 8.460 MWhe ende gegenereerde thermische energie 11.224 MWhth. Deze biogasinstallatie kan bijgevolg 2.417gezinnen van stroom voorzien. De inkomsten die voortkomen uit de energetische output zijn afge-komstig uit de verkoop van elektriciteit aan het net, groenestroom- en warmtekrachtcertificaten.De totale opbrengst hiervan bedraagt d1.775.772. Over de beschouwde periode van tien jaar wordteen interne redementsgraad van 15,61% behaald. Dit overstijgt sterk het vereist minimumrende-ment van 8% en maakt van de biogasinstallatie een rendabele investering. De NCW geeft aan datbovenop het vereist minimumrendement een waarde van d1.436.963 wordt gecreeeerd voor de on-derneming. De werkelijke NCW zal in realiteit nog een stuk hoger liggen, aangezien de levensduurvan een biogasinstallatie langer dan tien jaar is. De terugverdienperiode voor het project bedraagt4 jaar en 42 dagen.

Omtrent de optimale aanwending van biogas bestaat nog heel wat discussie. De geproduceerdeenergie uit biogas, dient zo dicht mogelijk bij de bron gebruikt te worden om transportverliezenzoveel mogelijk tegen te gaan. Indien er dus warmteafzet aanwezig is op de locatie of op redelijkeafstand in de buurt van de locatie, dan is afzet van warmte uit een WKK of een biogasgestookteketel effcienter dan het opwerken van het biogas tot groen gas of het biogas alleen omzettenin elektriciteit. Als de mogelijkheid niet aanwezig is om de warmte af te zetten, dan is hetopwerken van biogas tot groen gas en het leveren aan het aardgasnet efficienter dan het biogasalleen omzetten in elektriciteit. In Vlaanderen wordt echter het gebruik van warmte gestimuleerddoor het uitreiken van warmtekrachtcerti

caten. Deze WKC’s worden toegekend wanneer de warmte nuttig aangewend wordt bij het indro-gen van het effuent of de dikke fractie. Hierbij dient opgemerkt dat hoe meer warmte hiervooraangewend wordt, hoe meer WKC’s uitgereikt worden. Dit kan leiden tot het ineffcient indrogenvan het digestaat om op die manier een maximaal aantal WKC’s uit de geproduceerde warmtete bekomen. Daarnaast is in Vlaanderen nog geen wetgeving opgesteld voor een steunmaatregelvoor biomethaan of groen gas. De energetisch meest efficiente aanwending voor biogas is echterde productie van elektriciteit en warmte door middel van een warmtekrachtkoppeling.

Voor wat betreft de injectie van groen gas in het aardgasnet, beschikt Vlaanderen in tegenstellingtot Nederland enkel over een hoog calorisch net. Zo is in Vlaanderen een methaangehalte van95% vereist, terwijl dit in Nederland slechts 70% a 80% is. Dit maakt de opwerking in Nederlandgemakkelijker en goedkoper en bijgevolg ook rendabeler. Verder doorgedreven zuivering zoals voorVlaanderen nodig is, zal de kosten opdrijven waardoor economisch gezien groenestroomproductierendabeler zal zijn. Een andere mogelijkheid voor Vlaanderen is om over te schakelen naar eenlaagcalorisch net. Economisch gezien is het beter om groen gas te injecteren in een laagcalorisch neten een WKK te plaatsen daar waar de warmte en elektriciteit nodig is in plaats van verschillendekleine WKK’s verspreid.

Bij de keuze tussen groen gas, groene warmte of groene stroom bestaat de theoretische mogelijk-heid om tijdens de piekuren van het elektriciteitsverbruik het biogas via de generator en WKKom te zetten in groene stroom en groene warmte. Op die manier worden zowel de groenestroom-

HOOFDSTUK 13. ALGEMEEN BESLUIT 85

certificaten als de warmtekrachtcertificaten bekomen en een hoge inkomst uit de verkoop van deelektriciteit. Tijdens de daluren kan het biogas opgewaardeerd worden tot groen gas en in het netgeınjecteerd worden. Op deze manier zou men tot winstmaximalisatie kunnen komen door de drieafzettingsmogelijkheden voor het biogas optimaal te benutten. In praktijk zal zowel de technischeals economische haalbaarheid bedenkelijk zijn. Er dient voor dezelfde hoeveelheid geproduceerdbiogas een dubbele investering te gebeuren die een capaciteitsoverschot tot gevolg heeft. De keuzedient bijgevolg gemaakt te worden tussen het installeren van een generator met WKK, waarbijde generator zo continu mogelijk op vollast draait en de capaciteit op die manier maximaal benutwordt. Of er dient gekozen te worden voor een opwerkingssysteem voor het biogas, waarbij ditgroen gas vervolgens in het net geınjecteerd wordt.

De drie technologieen, zon, wind en biogas, werden aan de hand van een voorbeeld van eenlandbouwbedrijf met een groot elektriciteitsverbruik (200.000 kWh per jaar) met elkaar vergeleken.De kost voor investering per eenheid geınstalleerd vermogen is het hoogst voor zonne-energie.Daarnaast is het vereist geınstalleerd vermogen van zonne-energie ook een stuk hoger dan voorwind en biogas. Dit maakt zonne-energie de duurste technologie wat investering betreft. Toch heeftzonne-energie, dankzij de lage onderhoudskosten en de hoge prijs voor groenestroomcertificaten,de kortste terugverdientijd. Een andere manier om de drie technologieen te vergelijken is via deopbrengst van energie per ingenomen 1,5 ha exploitatieruimte. Hierbij vallen de voordelen vanbiogas duidelijk op. Biogas genereert op eenzelfde oppervlakte het hoogst aantal draaiuren met hethoogste geınstalleerde vermogen, wat leidt tot de hoge energie-opbrengst. Daarnaast kan energie-aanbod van wind- en zonne-energie locatiegebonden en sterk variabel zijn. Een nadeel is echterdat biogas, net zoals wind, met inplantingsproblemen te kampen heeft. Hoewel zonne-energie duseen dure technologie is, heeft zij ook duidelijke voordelen ten opzichte van biogas en wind. Het isde meest eenvoudige technologie naar onderhoud toe en er is geen vergunning vereist. Daarnaastzijn aan de implementatie weinig risico’s verbonden aangezien de technologie volledig beheerstis. In dit verhaal is het voornamelijk belangrijk om in te zien dat enkel de combinatie van deverschillende technologieen Vlaanderen in staat kan stellen om in 2020 de doelstelling van 13%van haar energiebehoefte uit hernieuwbare bronnen te voorzien.

In de potentieelstudie wordt voor de drie scenario’s (minimaal scenario, praktische realiseerbaarscenario, maximaal scenario) berekend dat een respectievelijke elektrische output van 592.148MWh, 1.301.099 MWh en 2.005.523 MWh kan gerealiseerd worden. Hierdoor zou in de elektrici-teitsbehoefte van respectievelijk 169.185, 371.742 en 573.006 gezinnen voorzien worden. Uitgaandevan een geınstalleerd elektrisch vermogen van 1130 kWe, zoals in de gevalstudie, betekent dit datVlaanderen respectievelijk 65, 143 en 221 biogasinstallaties kan ondersteunen.

Deel VI

Bijlagen

86

Bijlage A

Investeringsanalyse

A.1 Investeringsanalyse (jaar 0 tot jaar 3)

87

BIJLAGE A. INVESTERINGSANALYSE 88

Tab

elA

.1:

Uit

gew

erkt

ein

vest

erin

gsan

alys

eja

ar0

tot

jaar

3

Jaar

01

23

Inve

ster

ing

Ad

-4.3

00.0

00,0

0

Ele

ktri

cite

itso

pbre

ngst

Bd

348.

552,

00d

348.

552,

00d

348.

552,

00O

pbre

ngst

GSC

Cd

922.

140,

00d

922.

140,

00d

922.

140,

00O

pbre

ngst

WK

Kce

rtifi

cate

nD

d50

5.08

0,00

d50

5.08

0,00

d50

5.08

0,00

Tot

ale

ener

gieo

pb

rengs

tE

=B

+C

+D

d1.

775.

772,

00d

1.77

5.77

2,00

d1.

775.

772,

00E

xplo

itat

ieko

sten

Fd

-200

.000

,00

d-2

00.0

00,0

0d

-200

.000

,00

Kos

tpri

jsin

puts

trom

enG

d-3

18.6

00,0

0d

-318

.600

,00

d-3

18.6

00,0

0K

ostp

rijs

dige

staa

tafz

etH

1d

-95.

000,

00d

-95.

000,

00d

-95.

000,

00K

ostp

rijs

uitr

eden

efflue

ntH

2d

-35.

000,

00d

-35.

000,

00d

-35.

000,

00T

otal

eko

stpr

ijsou

tput

L=

H1

+H

2d

-130

.000

,00

d-1

30.0

00,0

0d

-130

.000

,00

Eco

logi

epre

mie

Md

430.

000,

00d

430.

000,

00

Inko

men

tota

alN

=E

+M

d2.

205.

772,

00d

2.20

5.77

2,00

d1.

775.

772,

00K

oste

nto

taal

O=

F+

G+

Ld

-648

.600

,00

d-6

48.6

00,0

0d

-648

.600

,00

Bru

toin

kom

enP

=N

+O

d-4

.300

.000

,00d

1.55

7.17

2,00

d1.

557.

172,

00d

1.12

7.17

2,00

Afs

chri

jvin

gQ

d-4

20.0

00,0

0d

-420

.000

,00

d-4

20.0

00,0

0R

ente

Rd

-150

.500

,00

d-1

35.4

50,0

0d

-120

.400

,00

Aflo

ssin

gS

d-3

01.0

00,0

0d

-301

.000

,00

d-3

01.0

00,0

0T

otal

ela

sten

leni

ngT

=R

+S

d-4

51.5

00,0

0d

-436

.450

,00

d-4

21.4

00,0

0In

vest

erin

gsaf

trek

Ud

623.

500,

00B

elas

tbaa

rin

kom

enV

=P

+Q

+R

+U

d1.

610.

172,

00d

1.00

1.72

2,00

d58

6.77

2,00

Bel

asti

ngbe

drag

Wd

-547

.297

,46

d-3

40.4

85,3

1d

-199

.443

,80

Net

toin

kom

enn

ab

elas

tin

gX

=V

+W

d-4

.300

.000

,00d

1.06

2.87

4,54

d66

1.23

6,69

d38

7.32

8,20

Kas

stro

men

Y=

P+

R+

Wd

-4.3

00.0

00,0

0d

859.

374,

54d

1.08

1.23

6,69

d80

7.32

8,20


Tab

elA

.2:

Uit

gew

erkt

ein

vest

erin

gsan

alys

eja

ar4

tot

jaar

7

Jaar

45

67

Inve

ster

ing

Ele

ktri

cite

itso

pbre

ngst

d34

8.55

2,00

d34

8.55

2,00

d34

8.55

2,00

d34

8.55

2,00

Opb

reng

stG

SCd

922.

140,

00d

922.

140,

00d

922.

140,

00d

922.

140,

00O

pbre

ngst

WK

Kce

rtifi

cate

nd

505.

080,

00d

505.

080,

00d

505.

080,

00d

505.

080,

00T

otal

een

ergi

eop

bre

ngs

td

1.77

5.77

2,00

d1.

775.

772,

00d

1.77

5.77

2,00

d1.

775.

772,

00E

xplo

itat

ieko

sten

d-2

00.0

00,0

0d

-200

.000

,00

d-2

00.0

00,0

0d

-200

.000

,00

Kos

tpri

jsin

puts

trom

end

-318

.600

,00

d-3

18.6

00,0

0d

-318

.600

,00

d-3

18.6

00,0

0K

ostp

rijs

dige

staa

tafz

etd

-95.

000,

00d

-95.

000,

00d

-95.

000,

00d

-95.

000,

00K

ostp

rijs

uitr

eden

efflue

ntd

-35.

000,

00d

-35.

000,

00d

-35.

000,

00d

-35.

000,

00T

otal

eko

stpr

ijsou

tput

d-1

30.0

00,0

0d

-130

.000

,00

d-1

30.0

00,0

0d

-130

.000

,00

Eco

logi

epre

mie

Inko

men

tota

ald

1.77

5.77

2,00

d1.

775.

772,

00d

1.77

5.77

2,00

d1.

775.

772,

00K

oste

nto

taal

d-6

48.6

00,0

0d

-648

.600

,00

d-6

48.6

00,0

0d

-648

.600

,00

Bru

toin

kom

end

1.12

7.17

2,00

d1.

127.

172,

00d

1.12

7.17

2,00

d1.

127.

172,

00A

fsch

rijv

ing

d-4

20.0

00,0

0d

-420

.000

,00

d-4

20.0

00,0

0d

-420

.000

,00

Ren

ted

-105

.350

,00

d-9

0.30

0,00

d-7

5.25

0,00

d-6

0.20

0,00

Aflo

ssin

gd

-301

.000

,00

d-3

01.0

00,0

0d

-301

.000

,00

d-3

01.0

00,0

0T

otal

ela

sten

leni

ngd

-406

.350

,00

d-3

91.3

00,0

0d

-376

.250

,00

d-3

61.2

00,0

0In

vest

erin

gsaf

trek

Bel

astb

aar

inko

men

d60

1.82

2,00

d61

6.87

2,00

d63

1.92

2,00

d64

6.97

2,00

Bel

asti

ngbe

drag

d-2

04.5

59,3

0d

-209

.674

,79

d-2

14.7

90,2

9d

-219

.905

,78

Net

toin

kom

enn

ab

elas

tin

gd

397.

262,

70d

407.

197,

21d

417.

131,

71d

427.

066,

22K

asst

rom

end

817.

262,

70d

827.

197,

21d

837.

131,

71d

847.

066,

22


Tab

elA

.3:

Uit

gew

erkt

ein

vest

erin

gsan

alys

eja

ar8

tot

jaar

10

Jaar

89

10In

vest

erin

g

Ele

ktri

cite

itso

pbre

ngst

d34

8.55

2,00

d34

8.55

2,00

d34

8.55

2,00

Opb

reng

stG

SCd

922.

140,

00d

922.

140,

00d

922.

140,

00O

pbre

ngst

WK

Kce

rtifi

cate

nd

505.

080,

00d

505.

080,

00d

505.

080,

00T

otal

een

ergi

eop

bre

ngs

td

1.77

5.77

2,00

d1.

775.

772,

00d

1.77

5.77

2,00

Exp

loit

atie

kost

end

-200

.000

,00

d-2

00.0

00,0

0d

-200

.000

,00

Kos

tpri

jsin

puts

trom

end

-318

.600

,00

d-3

18.6

00,0

0d

-318

.600

,00

Kos

tpri

jsdi

gest

aata

fzet

d-9

5.00

0,00

d-9

5.00

0,00

d-9

5.00

0,00

Kos

tpri

jsui

tred

eneffl

uent

d-3

5.00

0,00

d-3

5.00

0,00

d-3

5.00

0,00

Tot

ale

kost

prijs

outp

utd

-130

.000

,00

d-1

30.0

00,0

0d

-130

.000

,00

Eco

logi

epre

mie

Inko

men

tota

ald

1.77

5.77

2,00

d1.

775.

772,

00d

1.77

5.77

2,00

Kos

ten

tota

ald

-648

.600

,00

d-6

48.6

00,0

0d

-648

.600

,00

Bru

toin

kom

end

1.12

7.17

2,00

d1.

127.

172,

00d

1.12

7.17

2,00

Afs

chri

jvin

gd

-420

.000

,00

d-4

20.0

00,0

0d

-420

.000

,00

Ren

ted

-45.

150,

00d

-30.

100,

00d

-15.

050,

00A

floss

ing

d-3

01.0

00,0

0d

-301

.000

,00

d-3

01.0

00,0

0T

otal

ela

sten

leni

ngd

-346

.150

,00

d-3

31.1

00,0

0d

-316

.050

,00

Inve

ster

ings

aftr

ekB

elas

tbaa

rin

kom

end

662.

022,

00d

677.

072,

00d

692.

122,

00B

elas

ting

bedr

agd

-225

.021

,28

d-2

30.1

36,7

7d

-235

.252

,27

Net

toin

kom

enn

ab

elas

tin

gd

437.

000,

72d

446.

935,

23d

456.

869,

73K

asst

rom

end

857.

000,

72d

866.

935,

23d

876.

869,

73

Bijlage B

Potentieelstudie

B.1 Potentieelstudie Minimale Scenario

93

BIJLAGE B. POTENTIEELSTUDIE 94

Tab

elB

.1:

Min

imal

eSc

enar

io

Inpu

tstr

omen

Mas

saM

assa

%N

m3

biog

asE

nerg

etis

che

%/t

otaa

lE

lekt

risc

heT

herm

isch

e(t

on)

/tot

aal

outp

ut(M

Wh)

ener

gie

(MW

h)en

ergi

e(M

Wh)

ηel

=40

%ηth

=50

%

1.E

ner

gieg

ewas

sen

Ene

rgie

maı

s81

8.99

439

,54%

147.

418.

920

884.

514

59,7

5%35

3.80

544

2.25

7T

otaa

lE

nerg

iege

was

sen

818.

994

39,5

4%14

7.41

8.92

088

4.51

459

,750

%35

3.80

544

2.25

72.

Org

anis

ch-b

iolo

gisc

he

afva

lstr

omen

Hui

shou

delij

keaf

vals

toffe

nG

roen

afva

lpa

rtic

ulie

retu

inen

74.7

533,

61%

8.29

7.58

349

.785

3,36

%19

.914

24.8

93G

FT

gesc

heid

enin

geza

mel

d70

.000

3,38

%7.

770.

000

46.6

203,

15%

18.6

4823

.310

Geb

ruik

tefr

ituu

rvet

ten

enol

ien

240

0,01

%23

0.40

01.

382

0,09

%55

369

1O

rgan

isch

-bio

logi

sche

frac

tie

rest

afva

l15

.000

0,72

%1.

665.

000

9.99

00,

67%

3.99

64.

995

Bed

rijf

safv

alst

offen

(Ber

m)m

aais

el73

.715

3,56

%11

.057

.265

66.3

444,

48%

26.5

3733

.172

Geb

ruik

tefr

ituu

rvet

ten

enol

ien

400

0,02

%38

4.00

02.

304

0,16

%92

21.

152

Slib

79.0

503,

82%

4.74

3.00

028

.458

1,92

%11

.383

14.2

29P

lant

ensc

hroo

t2.

009

0,10

%22

2.99

91.

338

0,09

%53

566

9A

nder

eor

gani

sch-

biol

ogis

che

afva

lstr

omen

12.0

000,

58%

1.33

2.00

07.

992

0,54

%3.

197

3.99

6T

otaa

lO

BA

327.

167

15,8

0%35

.702

.247

214.

213

14,4

7%85

.685

107.

107

3.M

est

Var

kens

mes

t38

8.37

318

,75%

11.6

51.1

7569

.907

4,72

%27

.963

34.9

54P

luim

veem

est

154.

166

7,44

%42

.395

.595

254.

374

17,1

8%10

1.74

912

7.18

7R

undv

eem

est

18.4

030,

89%

460.

073

2.76

00,

19%

1.10

41.

380

Kal

verg

ier

15.6

000,

75%

390.

000

2.34

00,

16%

936

1.17

0P

aard

enm

est

90.8

124,

38%

2.27

0.29

513

.622

0,92

%5.

449

6.81

1A

nder

em

est

7.60

50,

37%

190.

118

1.14

10,

08%

456

570

Gee

xpor

teer

dem

est

249.

990

12,0

7%6.

249.

750

37.4

992,

53%

14.9

9918

.749

Tot

aal

mes

t92

4.94

844

,66%

63.6

07.0

0538

1.64

225

,78%

152.

657

190.

821

Tot

aal

2.07

1.10

910

0%24

6.72

8.17

21.

480.

369

100%

592.

148

740.

185


B.2 Potentieelstudie Praktisch Realiseerbaar Scenario


Tab

elB

.2:

Pra

ktis

chR

ealis

eerb

aar

Scen

ario

Inpu

tstr

omen

Mas

saM

assa

%N

m3

biog

asE

nerg

etis

che

%/t

otaa

lE

lekt

risc

heT

herm

isch

e(t

on)

/tot

aal

outp

ut(M

Wh)

ener

gie

(MW

h)en

ergi

e(M

Wh)

ηel

=40

%ηth

=50

%

1.E

ner

gieg

ewas

sen

Ene

rgie

maı

s2.

047.

485

50,6

7%36

8.54

7.30

02.

211.

284

67,9

8%88

4.51

41.

105.

642

Tot

aal

Ene

rgie

gew

asse

n2.

047.

485

50,6

7%36

8.54

7.30

02.

211.

284

67,9

8%88

4.51

41.

105.

642

2.O

rgan

isch

-bio

logi

sch

eaf

vals

trom

enH

uish

oude

lijke

afva

lsto

ffen

Gro

enaf

val

part

icul

iere

tuin

en14

9.50

63,

70%

16.5

95.1

6699

.571

3,06

%39

.828

49.7

85G

FT

gesc

heid

enin

geza

mel

d16

3.25

04,

04%

18.1

20.7

5010

8.72

53,

34%

43.4

9054

.362

Geb

ruik

tefr

ituu

rvet

ten

enol

ien

480

0,01

%46

0.80

02.

765

0,08

%1.

106

1.38

2O

rgan

isch

-bio

logi

sche

frac

tie

rest

afva

l22

.500

0,56

%2.

497.

500

14.9

850,

46%

5.99

47.

493

Bed

rijf

safv

alst

offen

(Ber

m)m

aais

el17

2.00

24,

26%

25.8

00.2

8515

4.80

24,

76%

61.9

2177

.401

Geb

ruik

tefr

ituu

rvet

ten

enol

ien

800

0,02

%76

8.00

04.

608

0,14

%1.

843

2.30

4Sl

ib91

.500

2,26

%5.

490.

000

32.9

401,

01%

13.1

7616

.470

Pla

nten

schr

oot

3.01

40,

07%

334.

554

2.00

70,

06%

803

1.00

4A

nder

eor

gani

sch-

biol

ogis

che

afva

lstr

omen

15.0

000,

37%

1.66

5.00

09.

990

0,31

%3.

996

4.99

5T

otaa

lO

BA

618.

052

15,3

0%71

.732

.055

430.

392

13,2

3%17

2.15

721

5.19

63.

Mes

tV

arke

nsm

est

647.

288

16,0

2%19

.418

.625

116.

512

3,58

%46

.605

58.2

56P

luim

veem

est

256.

943

6,36

%70

.659

.325

423.

956

13,0

3%16

9.58

221

1.97

8R

undv

eem

est

30.6

720,

76%

766.

788

4.60

10,

14%

1.84

02.

300

Kal

verg

ier

26.0

000,

64%

650.

000

3.90

00,

12%

1.56

01.

950

Paa

rden

mes

t15

1.35

33,

75%

3.78

3.82

522

.703

0,70

%9.

081

11.3

51A

nder

em

est

12.6

750,

31%

316.

863

1.90

10,

06%

760

951

Gee

xpor

teer

dem

est

249.

990

6,19

%6.

249.

750

37.4

991,

15%

14.9

9918

.749

Tot

aal

mes

t1.

374.

920

34,0

3%10

1.84

5.17

561

1.07

118

,79%

244.

428

305.

536

Tot

aal

4.04

0.45

610

0%54

2.12

4.53

03.

252.

747

100%

1.30

1.09

91.

626.

374


B.3 Potentieelstudie Maximale Scenario


Tab

elB

.3:

Max

imal

eSc

enar

io

Inpu

tstr

omen

Mas

saM

assa

%N

m3

biog

asE

nerg

etis

che

%/t

otaa

lE

lekt

risc

heT

herm

isch

e(t

on)

/tot

aal

outp

ut(M

Wh)

ener

gie

(MW

h)en

ergi

e(M

Wh)

ηel

=40

%ηth

=50

%

1.E

ner

gieg

ewas

sen

Ene

rgie

maı

s3.

275.

976

55%

589.

675.

680

3.53

8.05

470

,57%

1.41

5.22

21.

769.

027

Tot

aal

Ene

rgie

gew

asse

n3.

275.

976

55%

589.

675.

680

3.53

8.05

470

,57%

1.41

5.22

21.

769.

027

2.O

rgan

isch

-bio

logi

sch

eaf

vals

trom

enH

uish

oude

lijke

afva

lstr

omen

Gro

enaf

val

part

icul

iere

tuin

en22

4.25

83,

75%

24.8

92.6

3814

9.35

62,

98%

59.7

4274

.678

GF

Tge

sche

iden

inge

zam

eld

261.

200

4,37

%28

.993

.200

173.

959

3,47

%69

.584

86.9

80G

ebru

ikte

frit

uurv

ette

nen

olie

n2.

400

0,04

%2.

304.

000

13.8

240,

28%

5.53

06.

912

Org

anis

ch-b

iolo

gisc

hefr

acti

ere

staf

val

30.0

000,

50%

3.33

0.00

019

.980

0,40

%7.

992

9.99

0be

drijf

safv

alst

rom

en(B

erm

)maa

isel

221.

145

3,70

%33

.171

.795

199.

031

3,97

%79

.612

99.5

15G

ebru

ikte

frit

uurv

ette

nen

olie

n4.

000

0,07

%3.

840.

000

23.0

400,

46%

9.21

611

.520

Slib

115.

000

1,92

%6.

900.

000

41.4

000,

83%

16.5

6020

.700

Pla

nten

schr

oot

4.01

80,

07%

445.

998

2.67

60,

05%

1.07

01.

338

And

ere

orga

nisc

h-bi

olog

isch

eaf

vals

trom

en18

.000

0,30

%1.

998.

000

11.9

880,

24%

4.79

55.

994

Tot

aal

OB

A88

0.02

114

,71%

105.

875.

631

635.

254

12,6

7%25

4.10

231

7.62

73.

Mes

tV

arke

nsm

est

906.

203

15,1

5%27

.186

.075

163.

116

3,25

%65

.247

81.5

58P

luim

veem

est

359.

720

6,01

%98

.923

.055

593.

538

11,8

4%23

7.41

529

6.76

9R

undv

eem

est

42.9

400,

72%

1.07

3.50

36.

441

0,13

%2.

576

3.22

1K

alve

rgie

r36

.400

0,61

%91

0.00

05.

460

0,11

%2.

184

2.73

0P

aard

enm

est

211.

894

3,54

%5.

297.

355

31.7

840,

63%

12.7

1415

.892

And

ere

mes

t17

.744

0,30

%44

3.60

82.

662

0,05

%1.

065

1.33

1G

eexp

orte

erde

mes

t24

9.99

04,

18%

6.24

9.75

037

.499

0,75

%14

.999

18.7

49T

otaa

lm

est

1.82

4.89

130

,51%

140.

083.

345

840.

500

16,7

6%33

6.20

042

0.25

0T

otaa

l5.

980.

889

100%

835.

634.

656

5.01

3.80

810

0%2.

005.

523

2.50

6.90

4

Deel VII

Literatuurlijst

99

100

A

B

Biogas.nl <www.biogas.nl>.

Born J (2005). From Sugar Factories to Biorefineries. Baltic Biorefinery Symposium, pp. 23-32.ISBN: 87-7606-009-8.

Braun R, Wellinger A (2005). Injection of biogas into the natural gas grid in Laholm, Sweden.IEA Bioenergie, Task 37 - Energy from biogas and landfill gas. <www.IEA-biogas.net>.

C

Christiaens, Patrick. Eco-projects. Persoonlijke communicatie, Energiedag 7/12/09.

Code van Goede Landbouwpraktijk Digestaat. Vlaamse Overheid.

Commissie voor de Regulering van de Elektriciteit en het Gas (CREG), jaarverslag 2007, april2008.

Commissie voor de Regulering van de Elektriciteit en het Gas (CREG) (2010) <www.creg.be>

D

Deloof M, Manigart S, Ooghe H, Van Hylle C (2008). Handboek bedrijfsfinanciering. Intersentia,Antwerpen-Oxford.

E

Energiebouw Vlaanderen (2010) <www.energiebouw.be>.

F

G

H

Holm-Nielsen JB, Al Seadi T, Oleskowicz-Popiel P (2009). The future of anaerobic digestion andbiogas utilization. Bioresource Technology 100, pp. 5478-5484.

Holm-Nielsen JB, Oleskowicz-Popiel P, Al Seadi T (2007). Energy crop potentials for the futurebioenergy in EU-27. In: Proceedings of the 15th European Biomass Conference, 7-11 May 2007,Berlin, Germany. ISBN: 3- 936338-21-3.

I

J

Jespers K, Cornelis E, Aernouts K, Renders N, Vangeel S (2009). Inventaris duurzame energie inVlaanderen 2008. 2009/TEM/R/129.

101

K

Kristensson I (2007). Biogas pa gasnatet utan propantillsats. Rapport SGC 176, 1102-7371, ISRNSGC-R-176-SE, pp. 6-18.

L

Laherrere Jean (2006) Oil and gas: what future?, ASPO (Association for the Study of Peak Oil& gas) & ASPO France, Groningen annual Energy Convention, 21 November 2006.

Busschaert L. Brood niet goedkoper ondanks forse daling graanprijs. De Morgen, 21 augustus2009.

M

Meers, Erik (2010). Gastprofessor Universiteit Gent, faculteit Bio-ingenieurswetenschappen. Per-soonlijke communicatie, 23/02/2010.

Mermuys K en Ghekiere G (2006). Groene elektriciteitsproductie op het tuinbouwbedrijf: zon,wind of biogas? Proeftuinnieuws 19, 13 oktober 2006.

Milieurapport Vlaanderen Achtergronddocument Sector Energie (MIRA) (2007). Johan Couder,Aviel Verbruggen, Hilde Wustenberghs, Sven Defrijn, Johan Brouwers, november 2007.

N

Naeyaert (2007) Vergisting op boerderijschaal. Provincie West-Vlaanderen.

Neyens J, Devriendt N, Nijs N, Dewilde L, Dooms G (2004). Is er plaats voor hernieuwbare energiein Vlaanderen?, studie in opdracht van het viWTA, Brussel, december 2004.

Neyens J (2006). Is er plaats voor hernieuwbare energie in Vlaanderen? , in : UVV-info, jan-feb2006, pp. 22-25.

O

P

Persson M, Jonsson O, Wellinger A (2006). Biogas upgrading to vehicle fuel standards and gridinjection. IEA Bioenergy, Task 37 - Energy from Biogas and Landfill Gas.

Portaal Belgium <http://www.belgium.be>.

Q

R

S

Scientific American (2006) Laatste kans voor het klimaat, nummer 6, 2006, pp. 16-25.

Slibgisting, BBT-kenniscentrum, VITO (2001).

102

Sys, Kurt (2010). Medewerker vzw Biogas-E . Persoonlijke communicatie, 03/03/2010.

T

U

V

Valentino S en Ihaddadene L (2010). Wedloop op biobrandstoffen. Mondiaal Magazine, maart2010, pp.26-29.

Vandeweyer H, Baert R, Ryckebosch E, Leenknegt J, Drouillon M, Vanvaeren H (2008). Bio-methaan - Opwerken van biogas tot aardgaskwaliteit. Hogeschool West-Vlaanderen. pp. 59 - 73ISBN: 978-90-8135-520-9.

VCM vzw (2004). Knelpuntennota Mestverwerking. <www.vcm-mestverwerking.be>.

Verbruggen A (2004). Tradable green certificates in Flanders (Belgium). Energy Policy 32, 165-176.

Vlaamse instelling voor technologisch onderzoek (Vito) (2010). Onrendabele toppen. <www.vito.be>.

Vlaamse overheid, Landbouw en Visserij (2010). <http://lv.vlaanderen.be>.

Vlaamse Reguleringsinstantie voor de elektriciteits- en gasmarkt (VREG) (2010). <www.VREG.be>.

Vlaamse Reguleringsinstantie voor de elektriciteits- en gasmarkt (VREG), jaarverslag 2008.

Voortgangsrapport vzw Biogas-E (2009).

Voortgangsrapport Mestbank (2009).

W

Weiland P (2006). Biomass digestion in agriculture: A succesfull pathway for the energy produc-tion and waste treatment in Germany. Engineering in Life Sciences, 6, no 3.

Welink JH, Dumont M, Kwant K (2007) Groen gas - Gas van aardgaskwaliteit uit biomassa (Greengas - Gas of natural gas quality from biomass). Update of a study from 2004.

X

Y

Z

Biogas in Vlaanderen: een SWOT-analyse -...

Documents

Transcript of Biogas in Vlaanderen: een SWOT-analyse -...