Haalbaarheid van mestvergisting en restwarmteafzet voor een ...

DLV Bouw, Milieu en Techniek BV

DLV Bouw, milieu en techniek BV Pagina 1 van 54 1 november 2004

Haalbaarheid van mestvergisting en restwarmteafzet voor een mestdistributiebedrijf

Naam : H. van Oosten Intermediair en Logistiek B.V. Adres : Duurakker 25 Woonplaats : 9651 DB MEEDEN Telefoon : 0598 - 625817 Fax : 0598 - 622317 "Aan dit project is in het kader van het Besluit milieusubsidie en Subsidieregeling milieugerichte technologie, een subsidie verleent uit het programma Reductie Overige Broeikasgassen (ROB) dat gefinancierd wordt door het Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer. SenterNovem beheert deze regeling". SenterNovem projectnummer 0377-03-01-01-020 DLV Adviesgroep NV Agro Business Park 65 Postbus 7001 6700 CA Wageningen Telefoon : 0317 – 491 539 Fax : 0317 – 460 400 Gemaakt door: Ing. J.J.M. Schellekens, DLV Bouw, Milieu en Techniek B.V.

Ing. A.J. Albers, DLV Bouw, Milieu en Techniek B.V.

In Samenwerking met: BiogaS International Advies B.V.

M.Stroeve M.Vos


Inhoudsopgave 1 VERKORTE SAMENVATTING......................................................................................................4 1 SHORT SUMMARY.......................................................................................................................4 2 INLEIDING ....................................................................................................................................6

2.1 AANLEIDING EN PROBLEEMSTELLING VAN HET PROJECT ...............................................................6 2.2 DOELSTELLING VAN HET PROJECT..............................................................................................6 2.3 SAMENWERKING MET PARTNERS EN DERDEN ..............................................................................7 2.4 OVERZICHT VAN INDELING RAPPORT ..........................................................................................7

3 BESCHRIJVING VAN DE DUURZAME TECHNOLOGIE ..............................................................8 3.1 BROEIKASGASSEN ...................................................................................................................8 3.2 REDUCTIE ...............................................................................................................................8 3.3 TECHNISCHE OMSCHRIJVING BIOGASINSTALLATIE ........................................................................8

4 HAALBAARHEID VAN DE MONTAGE EN GEBRUIK VAN EEN VERGISTINGINSTALLATIE IN

BESTAANDE MESTSILO’S.........................................................................................................11 4.1 RELEVANTE SPECIFICATIES VAN VERGISTER IN BESTAANDE MESTSILO’S .......................................11

4.1.1 Beschrijving huidige situatie.............................................................................................11 4.1.2 Benodigde werkzaamheden voor ombouw geëmailleerde silo tot vergister ......................11 4.1.3 Overige aandachtspunten................................................................................................13 4.1.4 Knelpunten......................................................................................................................13

4.2 ORGANISATORISCHE/LOGISTIEKE GEVOLGEN MEST VERGIST.......................................................14 4.2.1 Selectie van leveranciers.................................................................................................14 4.2.2 Logistieke gevolgen aanvoer verse mest .........................................................................15

5 HAALBAARHEID VAN MESTVERGISTING MET RESTWARMTELEVERING............................16 5.1 RESTWARMTE NAAR WASSTRAAT VOOR PERSONENAUTO’S .........................................................16

5.1.1 Milieueffecten en milieurendement ..................................................................................16 5.1.2 Technische haalbaarheid.................................................................................................16 5.1.3 Economische haalbaarheid .............................................................................................19 5.1.4 Conclusie ........................................................................................................................19

5.2 RESTWARMTE NAAR EEN NAAST GELEGEN KOELCELBEDRIJF .......................................................20 5.2.1 Milieueffecten en milieurendement ..................................................................................20 5.2.2 Technische haalbaarheid.................................................................................................21 5.2.3 Economische haalbaarheid .............................................................................................22 5.2.4 Conclusie ........................................................................................................................23

5.3 RESTWARMTE NAAR NOG TE BOUWEN WASSTRAAT VOOR VRACHTAUTO’S.....................................23 5.3.1 Milieueffecten en milieurendement ..................................................................................23 5.3.2 Technische haalbaarheid.................................................................................................23 5.3.3 Economische haalbaarheid .............................................................................................24 5.3.4 Conclusie ........................................................................................................................24

5.4 RESTWARMTE NAAR EEN TRANSPORTBEDRIJF ...........................................................................24 5.5 RESTWARMTE NAAR EEN OP TE RICHTEN VARKENSHOUDERIJ......................................................26

5.5.1 Milieueffecten en milieurendement ..................................................................................26 5.5.2 Technische haalbaarheid.................................................................................................26 5.5.3 Economische haalbaarheid .............................................................................................27 5.5.4 Conclusies ......................................................................................................................27

5.6 RESTWARMTE EN CO2 NAAR GLASTUINBOUWBEDRIJF ................................................................27 5.6.1 Milieueffecten en milieurendement ..................................................................................27 5.6.2 Technische haalbaarheid.................................................................................................27 5.6.3 Economische haalbaarheid .............................................................................................28 5.6.4 Conclusie ........................................................................................................................28


5.7 RESTWARMTE VOOR DROGEN DIERLIJKE MEST OF AKKERBOUW- PRODUCTEN. .........................28 5.7.1 Milieueffecten en milieurendement ..................................................................................29 5.7.2 Technische haalbaarheid.................................................................................................29 5.7.3 Economische haalbaarheid .............................................................................................30 5.7.4 Conclusie ........................................................................................................................31

5.8 GEBRUIK RESTWARMTE VOOR OVERIGE DOELEINDEN, BV HORECA...............................................31 5.8.1 Technische haalbaarheid.................................................................................................32 5.8.2 Economische haalbaarheid .............................................................................................32 5.8.3 Conclusie ........................................................................................................................33

6 HAALBAARHEID SAMENWERKING DIVERSE PARTIJEN .......................................................34 6.1 HAALBAARHEID SAMENWERKING MET VRACHTWAGENBEDRIJF.....................................................34 6.2 HAALBAARHEID SAMENWERKING MET BUURBEDRIJF MET KOELCELLEN .........................................34 6.3 HAALBAARHEID SAMENWERKING MET (EEN) VARKENSHOUDER(S) ................................................34 6.4 HAALBAARHEID SAMENWERKING MET GLASTUINDERS.................................................................34 6.5 HAALBAARHEID SAMENWERKING MET HORECA-ONDERNEMERS ...................................................34

7 REDUCTIE OVERIGE BROEIKASGASSEN ...............................................................................35 7.1 REDUCTIE METHAANGASEMISSIE UIT MESTSILO’S.......................................................................35 7.2 GEBRUIK VAN METHAANGAS VOOR PRODUCTIE DUURZAME ELEKTRICITEIT EN WARMTE..............37 7.3 BESPARING KUNSTMESTSTIKSTOF DOOR GEBRUIK DIGESTAAT ....................................................37

8 HAALBAARHEIDSBEREKENINGEN MEST VERGISTEN..........................................................39 8.1 ALGEMEEN............................................................................................................................39 8.2 INVESTERINGEN.....................................................................................................................39 8.3 RENTABILITEIT.......................................................................................................................41 8.4 CONCLUSIES .........................................................................................................................43

9 HAALBAARHEID VERGUNNINGSPROCEDURE.......................................................................44 9.1 BESTEMMINGSPLAN ...............................................................................................................44 9.2 MILIEUVERGUNNING ...............................................................................................................44 9.3 BOUWVERGUNNING................................................................................................................44

10 UITGEBREIDE SAMENVATTING ...............................................................................................45 11 CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN ........................................................................................47

11.1 CONCLUSIES .........................................................................................................................47 11.2 AANBEVELINGEN....................................................................................................................48

12 VERSPREIDING VAN OPGEDANE KENNIS ..............................................................................49

BIJLAGEN Bijlage 1 Absorptiekoeling ............................................................................................................50 Bijlage 2 Rendementsberekening vergistinginstallatie met 10% lagere biogasopbrengst..............51 Bijlage 3 Rendementsberekening vergistinginstallatie zonder afdekking overige 4 mestsilo’s.......52 Bijlage 4 Rendementsberekening vergistinginstallatie zonder afdekking overige 4 mestsilo’s en een kleinere WKK-installatie (-€75.000). ........................................................................53 Bijlage 5 Literatuurlijst. .................................................................................................................54


1. VERKORTE SAMENVATTING Dit project onderzoekt de haalbaarheid van mestvergisting en restwarmteafzet voor de gegeven situatie bij het bedrijf H. van Oosten Intermediair en Logistiek B.V. te Veendam op basis van een capaciteit van 25.000 m3 mest vergisten per jaar. Uit de 6 aanwezige mestsilo’s, met een totale opslagcapaciteit van 17.700 m3, kan ca. 287.000 m3 methaangas ontstaat via spontane omzetting van organische stof. Vergisten van 25.000 m3 mest levert ca. 710.000 m3 extra biogas op. Door verbranding in een WKK-installatie ontstaat hieruit naast ca. 2,6 miljoen kWh duurzame elektriciteit ca. 3,2 miljoen kWh per jaar aan bruikbare restwarmte. De totale reductiemogelijkheid onder optimale omstandigheden voor de combinatie van actief mest vergisten in combinatie met opvang methaangas uit de overige 4 mestsilo’s is ca. 5.589 ton CO2-equivalenten per jaar, op voorwaarde dat de restwarmte effectief is in te zetten ter vervanging van fossiele brandstof. Hiertoe zijn in deze studie potentiële afzetmogelijkheden van de beschikbare restwarmte nader onderzocht op technische en economische haalbaarheid. De algemene conclusie is dat warmtetransport momenteel in de meeste onderzochte situaties economisch (nog) niet aantrekkelijk is. Knelpunten zijn het optredende warmteverlies, de hoge kosten voor aanleg van transportleidingen en de bestaande (ondergrondse) infrastructuur en bebouwing. Het omslagpunt ligt in de orde van 500 à 800 meter bij een warmtebehoefte op jaarbasis van ca. 100.000 m3 à 250.000 m3 aardgasequivalenten. Indien potentiële warmteafnemers, bijvoorbeeld transport-, varkenshouderij of glastuinbouwbedrijven zich binnen deze straal bevinden, kan toelevering economisch interessant worden. De terugverdientijd (TVT) van de benodigde investeringen voor mest vergisten in de onderzochte omvang met alleen mest zal ca. 9 jaar bedragen en 8 jaar indien EIA-subsidie mogelijk is. Het netto resultaat en het rendement is sterk afhankelijk van de te realiseren biogasproductie en omvang van het object. Op de betreffende bouwlocatie is sprake van de bestemming “Industrie” en er kan gebouwd worden tot een hoogte van 15 meter. Er zullen daarom naar verwachting weinig tot geen problemen ontstaan bij het verkrijgen van een bouwvergunning. Op het gebied van de aanvraag van de milieuvergunning lijken er goede mogelijkheden te zijn voor de realisatie van dit project, binnen de aangegeven kaders.

1 SHORT SUMMARY This project research the feasibility of animal manure fermenting and options for heatdelivery in the given situation on the enterprise H. van Oosten Intermediair en Logistiek B.V. in Veendam. Based on a storagecapacity of 25.000 m3 manure fermenting pro year. Out of the six present elevators with a storagecapacity from 17.700 m3 approx. 287.000 m3 biogas can be produced by spontane conversion of the organic matter. Fermenting 25.000 m3 manure gives about 710.000 m3 extra biogas. When the biogas will be used for heat and power generation about 3,2 mill. kWh useful heat can be produced. The total reductionposibillity under optimal circumstances for the combination active manure fermenting in combinations with the collection of biogas from the remaining four elevators is about 5.589 tons CO2 equivalent pro year under condition that the rest heating can be used effectief in stead off fossil fuel. For this are in this studie potential heatdelivery possibility examined on technical en enomical feasibility. The general conclusion is that heattransport at the moment in de most examinated situations is not attractive yet. Bottle-necks are the heat lost, the high cost for conduit-pipes


and the existing (underground) infrastructure and build area’s.The break even point lies at 500 to 800 metres with a heatdemand on yearscale from about 100.000 m3 to 250.000 m3 natural gas equivalent. When potential heatcustomers like a transportcompany, pigfarm or glasshouses are situated within this circle from 500 to 800 metres delivery can be economicaly interesting. The pay back period for the needed investments in the researched scale with only animal manure will be about 9 years and 8 years when fiscal facilities, like EIA, can be used. The netto result and also the rendement is strongly depended of the realised biogasproduction and the scale of the plant. On the mentioned buildinglocation has the destination ‘industry’ been given by the goverment. The owner of the plant can built to a height of 15 metres. Because of this there were no probems expeceted for getting licences to built the plant. So there are good posibilities for realisation within the given situation. 10 TREFWOORDEN Nederlands Engels Mestvergisting manure fermentation Restwarmteafzet residual heat application Biomassavergistinginstallaties biomass fermentation installation Methaangasemissie methane gas emission Biogasproductie biogas production Warmtekrachtkoppeling (WKK)-installatie combined heat&power installation Absorptiekoeling absorption refrigeration Duurzame elektriciteit- en warmteproductie sustainable energie-heat production Bestemmingsplan destination plan Milieuvergunning environmental license Bouwvergunning construction license Terugverdientijd breakeven point .


2 INLEIDING

2.1 Aanleiding en probleemstelling van het project

De onderneming H. van Oosten Intermediair en Logistiek B.V. is gevestigd in Veendam (Gr.) op de rand van klei en zand (veenkoloniën) en gestart in 1978. Het bedrijf heeft zich vanaf 1986 gespecialiseerd in het aanwenden van mest bij akkerbouwers. Voor deze activiteiten is een mestopslag gebouwd, waarin jaarlijks ca. 150.000 m³ drijfmest wordt overgeslagen voor afzet in de directe omgeving op bouwen grasland. De huidige weten regelgeving heeft tot gevolg dat de perioden van aanwending van drijfmest steeds meer worden beperkt, waardoor de onderneming genoodzaakt is hierop in te spelen, door het op tijd vergroten van de capaciteit van de huidige opslag. Dit om voldoende drijfmest ten tijde van aanwending in de regio beschikbaar te hebben.

De investeringen voor extra mestopslag kunnen (gedeeltelijk) terugverdiend worden door de mest te vergisten tijdens de opslag in de silo’s. In een biogasinstallatie wordt biogas geproduceerd wat gebruikt kan worden om in een WKK installatie elektriciteit en warmte te produceren. Een biogasinstallatie reduceert op deze wijze tevens de uitstoot van overige broeikasgassen.

Er mag maximaal 25.000 m3 worden vergist in een biomassa vergistinginstallatie, ten behoeve van het produceren van biogas, omdat tot deze hoeveelheid de gemeente Veendam bevoegd gezag is volgens de huidige wetgeving. Bij overschrijding van de tonnage zal de Provincie bevoegd gezag zijn, wat betekent dat in verband met lange procedures de realisatie van de installatie langer op zich kan laten wachten.

De aangevoerde biomassa bestaat voornamelijk (ca. 90%) uit varkensmest. Wel wordt onderscheid gemaakt tussen energierijke en energiearme mest, afhankelijk van herkomst. De aanwezige scheepvaart zorgt ervoor dat in een korte tijd relatief veel mest kan worden vervoerd, waardoor de transportdruk op de weg beperkt blijft. In de huidige inrichting zijn een zestal metalen mestopslagsilo’s aanwezig, allen voorzien van kappen. 3 silo’s hebben een diameter van 26 meter, een hoogte van 4,8 meter en een inhoud van 2.600 m.3 De overige 3 silo’s hebben een diameter van 26 meter, een hoogte van 6,0 meter en een inhoud van 3.300 m3 . Het bedrijf van H. Van Oosten is gelegen op een industrieterrein. De combinatie van de grote omvang van het bedrijf, de transportmogelijkheden via water en de huidige inrichting (aanwezigheid van silo’s) maakt dat de opwekking van duurzame energie door vergisting van biomassa (zeer) interessant kan zijn voor de onderneming.

2.2 Doelstelling van het project Onderzoeken van de haalbaarheid van mestvergisting en restwarmteafzet voor het mestdistributiebedrijf H. van Oosten Intermediair en Logistiek B.V.


2.3 Samenwerking met partners en derden Het haalbaarheidsonderzoek is in samenwerking uitgevoerd door onderstaande bedrijven met de hierna aangegeven taakverdeling:

• dhr. H. van Oosten van H. van Oosten Intermediair en Logistiek B.V. voor projectmanagement, onderzoek naar de haalbaarheid in samenwerking met diverse partijen en onderzoek naar de organisatorische (voornamelijk logistieke) haalbaarheid van gedifferentieerd mesttransport;

• de firma Biogas International Advies B.V. voor het technische en financiële onderzoek naar de mogelijkheden voor afdekken van de bestaande mestsilo’s en de ombouw ervan tot vergister(s) en de economische haalbaarheid en technische aspecten omtrent onder andere warmtetransport;

• DLV Bouw, Milieu en Techniek B.V. voor het uitvoeren van de wettelijke mogelijkheden op het gebied van milieu en ruimtelijke ordening, economische rendementsberekening van zowel het vergisten van de dierlijke mest als ook de haalbaarheid van de afzet van restwarmte in de directe omgeving. Berekening van de milieueffecten en milieurendementen als het verzorgen van de kennisoverdracht van de opgedane kennis in de vorm van publicaties e.d. in vakbladen en het gebruiken van de kennis in o.a. groepsvoorlichting over vergisting op agrarische bedrijven en bedrijven in de periferie van de agrarische sector.

De diverse onderdelen van het onderzoek zijn zoveel mogelijk in nauwe samenwerking uitgevoerd in de specifieke aanwezige kennis en ervaring bij de uitvoerende medewerkers te gebruiken.

2.4 Overzicht van indeling rapport In dit rapport wordt ingegaan op de mogelijkheden van mestvergisting in combinatie met duurzame energieproductie. Daarna wordt ingegaan op de mogelijkheden van het gebruik van restwarmte in de directe omgeving.


3 BESCHRIJVING VAN DE DUURZAME TECHNOLOGIE

3.1 Broeikasgassen In Nederland is de agrarische sector een grote bron van lachgas- en methaanemissies. Lachgas (N2O) komt voornamelijk vrij uit de bodem. In 1995 wordt de totale emissie van lachgas door de landbouw geschat op 9 Mton CO2-eq. Methaan (CH4) komt vrij bij pensvergisting (80%) en vergisting van dierlijke mest in de opslag. De omvang van de CH4-emissie veroorzaakt door landbouwactiviteiten wordt geschat op ongeveer 10 Mton CO2-eq.

3.2 Reductie

Instituten onderzoeken momenteel wat de exacte omvang van de uitstoot van N2O en CH4 in de landbouw is en waar dit precies plaatsvindt. In deze studies hopen zij ook te kunnen vaststellen of een introductie van nieuwe technieken op boerenbedrijven kans van slagen heeft. Doel is deze technieken in het huidige mestbeleid op te nemen. De reductietechnieken zijn onder te verdelen in drie groepen:

1. lachgasreductie door ontwikkeling best-management practices; 2. technieken die zich richten op het beperken van de N2O-emissie door minder aanvoer van

stikstof. Van belang zijn onder andere: de manier van bemesten, waterbeheer, vermindering van herinzaai en de reductie van methaangasemissie tijdens mestopslag Een andere wijze van verwerken en opslaan van mest kan leiden tot minder methaangas-emissie. Ook verwerking van mest in mestvergistinginstallaties kan de emissie van CH4 beperken;

3. veevoedermaatregelen Verteringsprocessen in de pens veroorzaken methaanemissie door (rund)vee. Zo kan de samenstelling van het voer invloed hebben op het verminderen van de methaanproductie in de pens.

Een zogenaamde biomassa vergistinginstallatie of biogasinstallatie, kan op het gebied van duurzame energieproductie uitkomst bieden. Bij het vergistingproces komt een grote hoeveelheid biogas vrij dat wordt verbrand in een verbrandingsmotor waarmee elektrische energie en warmte wordt opgewekt. Bij de verbranding van biogas komt o.a. CO2 vrij, maar ten gevolge van het kringloopeffect is de netto CO2-emissie te verwaarlozen. Het biomassa vergistingproces levert dus geen netto bijdrage aan het broeikaseffect, maar wel een bijdrage in de opwekking van duurzame energie. Overlast ten gevolge van andere ongewenste geuren zal verminderen, doordat tijdens het vergistingproces geuren worden gereduceerd 1.

3.3 Technische omschrijving biogasinstallatie In een biogasinstallatie vindt een natuurlijk proces plaats waarmee uit biomassa energie wordt verkregen. Door middel van anaërobe bacteriële vergisting of fermentatie van organische stof wordt biogas gevormd. Het biogas wordt via een WKK-installatie omgezet in elektrische en thermische energie.

De ombouw van 2 bestaande mestsilo’s tot een biomassa vergistinginstallatie, zie figuur 1: Schema biogasproces, stelt de ondernemer in staat om in een deel van zijn eigen energiebehoefte te voorzien en eventueel een hoeveelheid elektriciteit te leveren aan het net of


andere energieverbruikers. Hierdoor kan de uitstoot van broeikasgassen, met name CH4 (methaangas) en NH3 (ammoniak) worden gereduceerd.

Figuur 1: Schema biogasproces

Door de overkapping van de silo’s gasdicht te maken, kunnen vrijkomende gassen worden opgevangen en verwerkt tot biogas. Dit zal een aanzienlijke reductie betekenen van emissies van overige broeikasgassen, waaronder CH4 (methaangas). De biomassa(drijfmest) wordt net als in de huidige situatie door vrachtschepen en vrachtwagens naar de inrichting getransporteerd, waarna het in de vooropslag wordt opgevangen. Het overgrote deel van de biomassa zal rechtstreeks worden opgeslagen in de gangbare opslag. Slechts 25.000 m³ zal door de vergister worden geleid, waarna het eindproduct (digestaat) zal worden opgeslagen in de (na)opslag, van waaruit het digestaat uiteindelijk wordt afgevoerd. Uiteraard zal de mest met de hoogste energiewaarde zoveel mogelijk worden vergist, om de biogasopbrengst te optimaliseren, en tevens de uitstoot van overige broeikasgassen zoveel mogelijk te reduceren.

In de 2 vergisters, zie Figuur 2: zijaanzicht doorsnede staande vergister, wordt het organische materiaal geroerd en gehomogeniseerd door de aanwezige roerwerken. Hier vindt tevens vergisting plaats. Hier ontstaat een groot aandeel van het biogas, dat door een membraan wordt afgescheiden en in de gashouder wordt opgeslagen. Hierna wordt het biogas naar de warmtekrachtkoppeling(WKK)-installatie gevoerd.

Na een biologische ontzwaveling wordt het biogas verbrand in de gasmotoren (warmtekrachtkoppeling) die op hun beurt een generator aandrijven. Hierbij ontstaat elektriciteit en warmte. De elektriciteit zal grotendeels worden geleverd aan het elektriciteitsnet (85 à 95%)


en deels worden gebruikt ten behoeve van de biogasinstallatie zelf (ca. 5 à 15%). Met de vrijkomende warmte uit de gasmotoren wordt de biomassa in de vergisters op juiste temperatuur worden gehouden en kan mogelijk ook indikken van het eindproduct worden verkregen of worden afgezet in de directe omgeving. Het verwijderen van vocht en dus massa kan een besparing opleveren in de transportbewegingen en dus brandstofgebruik.

Figuur 2 : Zijaanzicht doorsnede staande vergister

De 4 overige silo’s vormen naast de gangbare opslag tevens eventueel de eindopslag van digestaat. Na vergisting kan het eindproduct uit de silo’s worden verpompt en worden aangewend voor de bemesting van akkers in de omgeving. Omdat er veel meer mest tijdelijk wordt opgeslagen in de mestsilo’s, zal het grootste deel niet vergist worden aangewend op het land.


4 HAALBAARHEID VAN DE MONTAGE EN GEBRUIK VAN EEN VERGISTINGINSTALLATIE IN BESTAANDE MESTSILO’S

4.1 Relevante specificaties van vergister in bestaande mestsilo’s

4.1.1 Beschrijving huidige situatie Momenteel zijn er op het terrein 6 mestsilo’s geplaatst met de volgende kenmerken: Silonr. Aantal

ringen Diameter In meter

Hoogte (vanaf voet) In meter

Inhoud Totale inhoud

1,2,3 4 26,4 4,8 2.600 m³ 7.800 m³ 4,5,6 5 26,4 6,0 3.300 m³ 9.900 m³ Totaal 17.700 m³

Tabel 1. specificaties van de aanwezige mestsilo’s Alle silo’s zijn nu in gebruik en bestemd voor mestopslag.

4.1.2 Benodigde werkzaamheden voor ombouw geëmailleerde silo tot vergister

Om een geëmailleerde metalen silo om te kunnen bouwen tot vergister zijn de volgende punten van belang:

Vervangen bovenste ring silo De vergister in nieuwe vorm zal tot ca. 1 meter onder de rand gevuld worden met biomassa. Boven deze massa en onder het gasmembraam zal het biogas opgevangen worden. Gezien de agressieve werking van biogas op metaal is het noodzakelijk dat er een ring gemonteerd word die hiertegen bestand is (speciale RVS legering). Tevens een reden voor het vervangen van de bovenste ring is dat deze zodanig ontworpen moet zijn voor montage van een gashouder.

Isolatie aan de buitenzijde Het vergisten van biomassa in een zo eenvoudig mogelijk en minst gevoelige uitvoering geschiedt het beste bij een temperatuur van ongeveer 39°C (mesofiele vergisting). In principe is het ook mogelijk om mest te vergisten bij ca. 55oC (thermofiele vergisting). Echter de bedrijfsvoering hiervan is veelal ingewikkelder en gevoeliger dan bij mesofiele vergisting2. Omdat het in deze opzet gaat om alleen mest vergisten, op een locatie zonder (bedrijfs)woning, is het beter om te kiezen voor mesofiele vergisting. Het isoleren van de buitenzijde is hierop afgestemd. De benodigde warmte wordt verkregen via de WKK-installaties. Om deze warmte goed te behouden en zo weinig mogelijk verliezen te realiseren, dient de buitenzijde van de silo’s


geïsoleerd te worden. In de opstartfase zal een groot gedimensioneerde CV-ketel voor de verwarming zorgen.

Verwarmingsleidingen aan binnenzijde vergisters Om de biomassa snel op temperatuur te kunnen brengen en te houden, wordt er aan de binnenzijde van de wand een ringleidingsysteem aangebracht. Het koelwater van de WKK’s zal door een warmtewisselaar de warmte afgeven aan water in het ringleidingsysteem. Zo blijft het koelwater van de WKK’s in een eigen, schoon circuit evenals het water in de ringleiding.

Monteren van gashouder en gasmembraam voor gasopvang Op de bovenste ring van de vergister wordt een zogenaamde ‘gashouder’ gemonteerd. In deze gashouder bevindt zich een rekbaar gasmembraam, die als het ware vlak op de vergister ligt. Dit gasmembraam komt niet in aanraking met de biomassa omdat deze, indien er geen gasvoorraad is, wordt opgevangen door een frame bovenop de vergister. De buitenlaag (zichtbare ronding) wordt continu op druk gehouden door een elektrisch aangedreven blower. Er wordt dus een overdruk gecreëerd tussen de buitenlaag (gashouder) en het gasmembraam. Hierdoor heeft de wind minder vat op het al of niet gevuld zijn met biogas van de gasvoorraad. Tevens wordt door de geringe overdruk het geproduceerde biogas zonder pomp naar de WKK’s gedrukt. Door vergisting van de biomassa zal het vrijgekomen gas het gasmembraam omhoog drukken. Het vrijgekomen en opgevangen biogas kan nu verder worden getransporteerd.

2.2.1. 2.2.2. 2.2.3. 2.2.4. 2.2.5. 2.2.6. 2.2.7. 2.2.8. 2.2.9. 2.2.10. 2.2.11. 2.2.12. 2.2.13. 2.2.14. 2.2.15. 2.2.16. 2.2.17.

Figuur 3. Montagefoto om een beeld te geven van de uitvoering van ombouw mestsilo’s tot (na)vergisters De (samenwerkingspartners) van de firma Biogas International Advies B.V. hebben al de nodige ervaring in Duitsland met het vervangen of plaatsen van gasmembramen op bestaande mestsilo’s. Alle silo’s op de locatie van H. van Oosten zijn uitgevoerd met geëmailleerde metalen platen en een ondersteuningsrand. Door deze rand aan te passen, is het mogelijk om hierop het gasmembraam aan te brengen en daarover heen het afdekzeil. Nader onderzoek naar het al of


niet aan kunnen brengen van de gasmembramen is niet nodig gebleken. Wel is het voor de levensduur van de bestaande silowanden essentieel dat de emaillelaag niet is beschadigd. Is dit wel het geval, dan is te overwegen om de bovenste ring te vervangen door speciaal RVS platen.

Monteren van grootvleugel-roerwerken Om een homogene biomassa te genereren en een cultuur waarin de methaanbacteriën het beste functioneren is het van belang dat de biomassa op gezette tijden wordt geroerd. Nu zijn de bestaande silo’s uitgevoerd met dompelroerwerken. Deze hebben op zich goede capaciteiten, maar hebben als nadeel dat ze niet zijn ontworpen voor veelvuldige inzet en ze zijn ontworpen om vooral drijvende lagen en korsten tegen te gaan. Grootvleugelroerwerken zijn ook bedoeld om drijvende lagen en korsten tegen te gaan maar zijn speciaal ontworpen voor biogasinstallaties met hogere droge stofgehalten. Deze typerende roerwerken zijn zodanig geconstrueerd dat ze met een lage energiebehoefte veelvuldig ingezet kunnen worden en de biomassa met een laag toerental roert om de bacteriecultuur niet te ‘storen’. Met een laag toerental wordt bedoeld enkele tientallen omwentelingen per minuut tegenover bijvoorbeeld 1.500 van een conventioneel dompelroerwerk. Een grootvleugelroerwerk kan een propellerdiameter hebben van meer dan 2,5 meter doorsnee.

Nieuwe distributieleidingen voor mest en digestaat Qua mestdistributie zal het noodzakelijk zijn de leidingen te verleggen of nieuw te bouwen. In de nieuwe situatie zal het namelijk goed mogelijk moeten zijn om vanuit de vergisters, willekeurig, naar de eindopslag te kunnen pompen. De voorkeur gaat dan ook uit naar een ringleiding waarvan alle kleppen/afsluiters op afstand gestuurd kunnen worden al dan niet door een PLC-besturing. Voor meer flexibiliteit en zekerheid is het verstandiger om 2 ringleidingen aan te leggen. Alle aan- en afvoer van biomassa, digestaat en drijfmest zal zich voltrekken op één centraal punt.

4.1.3 Overige aandachtspunten Om de WKK’s onder te kunnen brengen zal er een ruimte benodigd zijn van ca. 10 meter bij 5 meter. Op zich is deze ruimte flexibel in richten zodat bij eventueel minder of meer WKK’s de ruimte is aan te passen. Verder zal er op het terrein een pomptechniek ruimte aanwezig moeten zijn als een meet- en controleruimte om het proces te bewaken.

4.1.4 Knelpunten Eventuele knelpunten voor het ombouwen van een geëmailleerde silo tot vergister; Afschrijving/levensduur van bestaande silo’s Bedrijfseconomisch is het niet interessant om ringen van de bestaande geëmailleerde silo’s te vervangen. De huidige silo’s die omgebouwd moeten worden tot vergister dateren van 1993. Bedrijfseconomisch gezien zijn deze dus al vrijwel afgeschreven. Ongeacht of er nieuwe ringen gemonteerd worden zal dit ook zo blijven. Het risico is dat de totale levensduur van de vergisters dan aanzienlijk wordt verkort, waardoor de investering in ombouw niet of minder renderend is. Bovendien is een goede garantieconstructie moeilijk tot stand te brengen tussen leverancier en ondernemer.


Nu vlakke betonvoet, dient conisch te zijn Om een goede menging te garanderen en op zijn tijd de vergister goed te kunnen ledigen, is het van belang dat er een conische vloer gemonteerd wordt met een gebruikelijke hellingshoek van ca. 5°. Om de bestaande vloer te vervangen dient dus de silo in zijn geheel te worden gedemonteerd om dit tot stand te kunnen brengen. Plaats, diameters en inhouden van de silo’s De huidige situering van de silo’s is nadelig voor aanleg van een goed distributiestelsel voor mest en digestaat. Bovendien wordt de grootte van het te bebouwen bouwblok niet voldoende benut. Een nadeel van het ombouwen van de silo’s is bovendien dat deze dan niet gewijzigd kunnen worden wat diameter betreft. Belemmering huidige bedrijfsprocessen tijdens aanpassing Om de mestdistributieactiviteiten van de ondernemer niet te belemmeren, evenals de totale mestopslagcapaciteit, is het van belang dit tijdens de verwezenlijking van het project niet in gevaar te brengen. Een goed doordacht tijdschema en berekening van de verwachte opslagcapaciteit is dan ook een belangrijk onderdeel.

4.2 Organisatorische/logistieke gevolgen mest vergist

4.2.1 Selectie van leveranciers H. van Oosten Intermediair en Logistiek B.V. heeft zich vanaf 1986 gespecialiseerd in het aanwenden van dierlijke mest bij akkerbouwers in de omgeving van de tussenmestopslagen in onder andere Veendam. Omdat de afnemers van mest door de eisen aan bemestingswaarde en het moeten terugdringen van het mineralenverlies steeds hogere wensen hebben, heeft het bedrijf hier in het verleden al zo goed mogelijk op ingespeeld. Dit heeft er toe geleid dat alleen mest met hoge gehalten aan stikstof, fosfaat en kali worden opgehaald bij veehouderijbedrijven op grotere afstand. Ca. 90% van de mest is afkomstig van varkenshouderijbedrijven. De overige 10% wordt opgehaald bij rundveehouderijbedrijven. Door wettelijke eisen (met name Minas) wordt de mest al gewogen, bemonsterd en geanalyseerd op de mineralensamenstelling. Deze gegevens worden al jaren per bedrijf in digitale bestanden opgeslagen en gebruikt om zicht te krijgen in de mestkwaliteit per mestleverancier Het doel is om dit uit te breiden met gegevens over de mestopslagduur bij de leveranciers. Over het algemeen valt dit samen met bedrijven welke een beperkte mestopslag zullen hebben. Tevens zal aanvullend onderzoek plaats vinden over het gehalte organische stof in de mest. Op laboratoriumschaal is het mogelijk om aan de hand van het organische stofgehalte te onderzoeken hoeveel biogas hieruit is te produceren. Op deze wijze krijgt H. van Oosten veel meer zicht op welke mest het meest geschikt is voor vergisting. Door dit in de aanvangsfase te doen, ontstaat een goed inzicht in de relatie tussen droge stofgehalte en organische stofgehalte. Als hier een verband in lijkt te zitten bij mest met een hoog droge stofgehalte, kan wellicht op termijn dit aanvullend onderzoek achterwege blijven en dus bespaard worden op deze extra onderzoekskosten. Tevens is het de bedoeling om met een groep geselecteerde leveranciers tot afspraken te komen over het regelmatig op laten halen van de zo vers mogelijke mest. De mestproducenten kunnen hier voordeel uithalen door meer zekerheid te krijgen over de mestafvoer en hierdoor inspelen op het verder optimaliseren van de mestproductie in zowel kwaliteit als kwantiteit


(proberen zo weinig mogelijk water te gebruiken, waardoor de waarde per m3 stijgt. Op deze wijze kunnen misschien de ophaalkosten per m3 lager worden en tevens het aantal m3 af te voeren mest worden verlaagd). Zeker voor Nederlandse bedrijven is het gewenst om hier meer inzicht in te krijgen. Op dit moment moet er nog teveel gebruik worden gemaakt van buitenlandse ervaringen, waarvan onvoldoende bekend is of deze ook voor Nederlandse bedrijven geldt. Door de voorgestelde aanpak is het mogelijk om gemiddeld meer biogas te produceren uit mest afkomstig van meerdere mestleveranciers.

4.2.2 Logistieke gevolgen aanvoer verse mest Om na de selectie de best te vergisten mest deze ook daadwerkelijk in de vergistinginstallatie te brengen, zal H. van Oosten het logistieke transport op een aantal punten aan moeten passen. In het voorjaar, wanneer de meeste mest op het land wordt aangewend, zal de geschikte mest niet rechtstreeks worden aangewend, maar eerst worden vergist. Dit betekent een extra overslag van mest met bijkomende transporten overslagkosten. Om deze extra kosten zo laag mogelijk te houden, zal de vergiste mest (digestaat) zoveel mogelijk als retourvracht worden vervoerd naar de afnemers. Veendam ligt ten opzichte van het grootse deel van de mestproducenten en afnemers noordelijk ervan. Dit betekent dat na het aanvoeren van de mest in Veendam de transportwagens anders leeg terug rijden naar het Zuiden om mest op te halen. Door op deze retourroute vergiste mest mee te nemen en af te leveren bij afnemers ten Zuiden van Veendam, kan bespaard worden op zowel transportkilometers (minder tonkilometers) als ook de transportkosten. Wel vergt dit aanpassingen en leerervaring in het opzetten van het logistieke transport en eventueel tussenopslag van 25.000 m3 te vergisten mest. Op een totaal mesttransport van ca. 150.000 m3 per jaar, zal ca. 17% van de transporten anders worden uitgevoerd. Bij het vergisten van 25.000 m3 mest per jaar komt dit overeen met ca. 480 m3 per week, ca. 70 m3 per dag en ca. 3 m3 per uur. Omdat voor het optimaal vergisten van mest een regelmatige (elke 1 à 2 uur) aanvoer gewenst is, is het plaatsen van een tussenopslag van ca. 300 m3 gewenst. Op deze wijze kan tijdens het weekend toch een regelmatige aanvoer naar de vergister plaats vinden, zonder dat er mestaanvoer moet plaats vinden. Tevens kan deze tussenopslag dienst doen als mengruimte om de verschillen in mestkwaliteit tussen de vrachtwagens te verkleinen. Dit is gewenst om methaangas producerende bacteriën een zo constant mogelijk organische stofmengsel aan te bieden, wat het biologische proces ten goede komt. Ervaringen in vooral buitenlandse installaties3 heeft geleerd dat dit essentieel is voor een maximale biogasproductie. Als na eventuele hygiënisatie van de mest export naar Duitsland mogelijk is, zal het noodzakelijk zijn dat de export plaats vindt met aparte vrachtwagens. Alleen op deze wijze is dan te garanderen dat er geen mogelijke ziektekiemen uit niet vergiste mest worden meegenomen. Dit zal dan moeten leiden tot aanpassingen in het organiseren van het mesttransport en maatregelen om de vereiste garanties te kunnen waarborgen. De aanpassingen zullen moeten voldoen aan de eisen die de ontvangende deelstaat in Duitsland zal stellen. In dit onderzoek is export van mest buiten beschouwing gelaten.


5. HAALBAARHEID VAN MESTVERGISTING MET RESTWARMTELEVERING

In hoofdstuk 7 is berekend wat de biogasproductie is bij een mest vergistingcapaciteit van 25.000 m3 per jaar en het opvangen van 180.000 m3 methaangas per jaar. Het omzetten van het biogas in een WKK-installatie levert naast elektriciteit per jaar ca. 3,2 miljoen kWh per jaar bruikbare restwarmte op. Ter verhoging van de haalbaarheid van een vergistinginstallatie is het gewenst om de restwarmte zo optimaal mogelijk aan te wenden op de locatie zelf om te gebruiken in de directe omgeving ter besparing op fossiele brandstof voor in het bijzonder verwarmingsdoeleinden. Om hier een beter inzicht in te krijgen, zijn hierna een aantal mogelijke opties voor gebruik van restwarmte nader uitgewerkt. De economische terugverdientijd (TVT) voor investeringen is berekend op basis van 10% afschrijving, gemiddeld 3% rente en 2 à 3% onderhoud. De TVT berekeningsformule is daarbij: ____________________________Bruto investering____________________________ Netto resultaat+berekende afschrijvingen+(eventueel EIA-subsidie verdeeld over 10 jaar) Het netto resultaat is daarbij: de baten min rente, afschrijving, onderhoud en eventueel exploitatiekosten (bijvoorbeeld voor arbeid, elektriciteit e.d.).

5.1 Restwarmte naar wasstraat voor personenauto’s Om een indruk te krijgen van de haalbaarheid om restwarmte af te zetten naar wasstraten voor personenauto’s is het belangrijk dat de afstand van het perceel van Van Oosten tot aan deze wasstraten wordt bepaald. Dit omdat naarmate de wasstraat verder verwijderd is van het perceel van Van Oosten grotere investeringen noodzakelijk zijn voor het aanleggen van warmtetransportleidingen en meer warmteverlies zal optreden.

5.1.1 Milieueffecten en milieurendement Het milieueffect bestaat uit besparing op warmte voor opwarming waswater. Het energieverbruik in een wasstraat is afhankelijk van het gebruikte systeem. Volgens cijfers van de BOVAG4 is het verbruik ca. 0,33 m³ aardgas per autowasbeurt. Bij een aantal wasbeurten van ca. 20.000 auto’s per jaar (wat relatief hoog is) per wasstraat, is het energieverbruik ca. 7.000 m3 per jaar. Bij 3 wasstraten per locatie en een verwarmd bijgebouw, is het aardgasverbruik ca. 23.000 m3 per jaar. Bij volledige vervanging van dit aardgasverbruik door restwarmte is de besparing op CO2-emissie5 ca. 30,9 ton CO2-eq. Per jaar (23.000 m3 x 8,4 kWth/m3 x 0,16 kg/kWth).

5.1.2 Technische haalbaarheid In de directe nabijheid van het bedrijf Van Oosten bevinden zich een viertal autowasstraten. De afstanden van deze wasstraten tot het bedrijf Van Oosten wordt hierna toegelicht door een aantal overzichtskaarten, zie figuren 4a, 4b, 4c en 4d. Voor het transport van warm water zullen flexibele geïsoleerde transportleidingen moeten worden aangelegd. Omdat de meeste wasstraten in bebouwde omgeving zijn gelegen, zal dit door de ondergrondse ligging van andere leidingen en kabels extra werk en dus kosten met zich meebrengen. Tevens zal er toestemming aangevraagd moeten worden voor het mogen plaatsen van deze leidingen. De technische uitvoering zal daarom niet eenvoudig zijn.


Door de goede leidingisolatie is het transportverlies, afhankelijk van de leidingdiameter, ca. 1,2 à 1,5% per 100 meter transportleiding. Bij afstanden van meer dan 1.000 meter is het verlies dan al gauw 12 à 15% en bij grotere afstanden al gauw 20 à 30%. Boven de 1.000 meter is warmtetransport met relatief geringe hoeveelheden (minder dan ca. 250.000 m3 aardgasequivalenten per jaar) niet aantrekkelijk. Figuur 4a: Locatie I, Autowasstraat, Van Stolbergweg 189 :

De afstand tussen beide locaties bedraagt ca. 2,59 km.

Figuur 4b: Locatie II, Autowasstraat MAC Veendam , Cerelaan 1/a :



Figuur 4c: Locatie III, Autowasstraat Q8 Sorghvliet , Sorghvlietlaan 11 :


Figuur 4d: Locatie IV, Autowasstraat, “De Wasdas” Transportweg 80:

De afstand tussen de twee locaties bedraagt ca. 350m.


5.1.3 Economische haalbaarheid Momenteel maken steeds meer autowasserettes gebruik van reinigingsmiddelen die een optimale werking hebben bij een steeds lagere temperatuur. Hierdoor is de vraag naar warmte-energie kleiner, en neemt de potentie tot restwarmteafzet af. Verwacht wordt dat deze trend zich zal voortzetten, waardoor de behoefte aan thermische energie en daarmee de mogelijkheid tot levering van restwarmte zal verminderen. De kosten voor de aanleg van geïsoleerde warmwater transportleidingen zijn sterk afhankelijk van de graafwerkzaamheden en de gewenste diameter van de transportleidingen. De kosten bedragen ca. € 150, - à € 300,- per strekkende meter leiding. Omdat een gemiddelde wasstraat een warmtebehoefte heeft van ca. 25.000 m3 per jaar is dit een kostenpost van ca. € 8.000,-. (€ 0,33/m3 aardgas aan variabele kosten). Per 100 meter transportleiding zijn de investeringskosten, bij deze warmtebehoefte, ca. € 15.000 (excl. BTW). De jaarkosten bedragen (bij 2% onderhoud en 1% elektriciteitverbruik voor de waterpompen) ca. € 2.400 per jaar. Voor de wasstraat “De Wasdas” is de afstand ca. 350 meter. De totale investeringskosten bedragen voor aansluiting op de WKK-installatie daarbij ca. € 55.000,-. De jaarkosten bedragen ca. € 8.800,- , waardoor het netto resultaat bij de huidige energieprijzen ca. € 800 negatief is. De terugverdientijd is dan ca. 12 jaar, bij een volledige vergoeding van de energiebesparing aan de leverancier. Om op een terugverdientijd van 5 jaar uit te komen mag de totale afstand tussen de WKK-installatie en de wasstraat, bij de gegeven uitgangspunten, niet meer dan ca. 90 meter bedragen.

5.1.4 Conclusie De wasserette cq. poetsbedrijf “De Wasdas” is gelegen op een afstand van slechts ca. 350 meter vanaf het perceel van de heer Van Oosten. Deze afstand is relatief klein, waardoor er technisch en planologisch goede mogelijkheden ontstaan voor het gebruik van restwarmte wat vrijkomt van de WKK-installatie. Deze wasstraat heeft zich slechts ca. 1,5 jaar geleden gevestigd, en kan een duurzame afzetmogelijkheid zijn voor de beschikbare restwarmte. Toch zal het huidige energieverbruik en daarmee de behoefte aan restwarmte relatief klein zijn, omdat men tegenwoordig met steeds lagere watertemperaturen wast. De verwachting is dat zelfs op deze afstand warmtetransport economisch niet aantrekkelijk is. Dit zal pas zijn als de energiekosten voor verwarming substantieel stijgen in de toekomst. In alle 4 de situaties is het niet zinvol om de restwarmte over deze afstanden te transporteren. Ondanks de huidige stand van techniek op het gebied van isolatie- en warmtetechniek is het optredende warmteverlies over de genoemde afstanden te groot. De kosten voor het aanleggen van lange dure warmtetransportleidingen wegen niet op tegen de baten ten gevolge van de energiebesparing op wateropwarming. Hierbij komt het feit dat men het leidingwerk dient aan te leggen in gebieden met bestaande infrastructuren en bebouwing.


5.2 Restwarmte naar een naast gelegen koelcelbedrijf Op een nabij gelegen perceel (Spoorhavenweg nr. 22) was tot voor kort de onderneming S.K.C. “ Stevens koelbedrijf” actief. Echter de gangbare activiteiten zijn op dit moment op gestaakt.

Figuur 5: Locatie S.K.C (Nr. 22) t.o.v. Van Oosten (Nr. 26) De koeling heeft een oppervlakte van ca. 2.500 m2 (50m x 50 m) en werd voornamelijk gebruikt als koelcel voor witlof. Wel wordt de aanwezige koeling nog sporadisch gebruikt voor het bewaren van aardappelen. Indien de activiteiten aan de Spoorhavenweg nr. 22 in de nabije toekomst zouden worden hervat of worden overgenomen door een andere onderneming bestaan er mogelijkheden tot restwarmteafzet door middel van gebruik te maken van absorptiekoeling.

5.2.1 Milieueffecten en milieurendement Uit hoofdstuk 7 blijkt dat de hoeveelheid te gebruiken restwarmte uit de vergistinginstallatie ca. 3,2 miljoen kWh per jaar is. Ervan uitgaande dat 50% nuttig is te gebruiken, komt dit overeen met 1,6 miljoen kWh. Bij een omzetting in koelvermogen met een rendement van 60%6 komt dit overeen met 0,96 miljoen kWh koelvermogen. Bij een standaard compressiekoelmachine met een COP (Coëfficiënt of Performance of rendementsfactor) van 4,0 geeft dit een besparing op elektriciteitverbruik van ca. 240.000 kWh per jaar. Dit komt overeen met een reductie van 146,4 ton CO2-eq. per jaar.


5.2.2 Technische haalbaarheid Absorptiekoeling is niet nieuw. De eerste waterkoelmachines werkten al volgens dit principe (zie figuur 6 en bijlage 1). Lange tijd hebben de ontwikkelingen van dit type koelmachine stilgestaan door het succes van de compressiekoelmachine. Vooral in Azië (o.a. Japan) werkt men echter jaren aan de verdere perfectionering van absorptiekoelmachines voor airconditioning. Het gaat hier om koelmachines met water en lithiumbromide als werkstoffen. Deze kunnen water koelen tot circa 5 °C. Van groot belang voor de benutting van restwarmte is dat de benodigde temperatuur voor aandrijving steeds lager wordt. Er zijn inmiddels machines die met een goed rendement kunnen werken met water vanaf 80 °C. Al met al bieden deze ontwikkelingen aanzienlijk meer kansen voor het gebruik van absorptiekoeling op restwarmte dan de traditionele absorptiekoelmachines. Figuur 6: Schematische weergave proces absorptiekoeling De vraag is echter of een absorptiemachine op lithiumbromide voldoende is. Indien het namelijk moet vriezen, voldoet een dergelijk type machine niet. De absorptiekoelmachine op basis van ammoniak kan dat wel. De Nederlandse bedrijven Colibri en Stork Thermeq werken samen met succes aan deze technologie. Deze machines worden vooral toegepast in de voedings- en procesindustrie met restwarmte als aandrijving. Uiteraard is de benodigde temperatuur van de restwarmte hoger naarmate sterker gekoeld moet worden. Uit praktijkvoorbeelden is gebleken dat, indien men wil koelen tot -55 °C, een minimum aandrijftemperatuur nodig heeft van 160oC. Voor koeling van -5 naar -10 °C is restwarmte benodigd van 120 °C. Het koelvermogen van een machine daalt naarmate het temperatuurverschil kleiner wordt tussen gewenste koeltemperatuur en de temperatuur van de restwarmte.


Figuur 7: Benutting restwarmte WKK door absorptiekoelmachine Hiervoor is het proces weergegeven indien men de restwarmte (die vrijkomt bij de verbranding van biogas) gaat leveren aan een absorptiekoelinstallatie. Voor een zo goed mogelijk effect (zeker bij temperaturen onder 0oC) is het gewenst de ARP in de directe omgeving van de WKK-installatie te plaatsen (eventueel in de buitenlucht). Als richtlijn kan men hanteren dat ca. 50 tot 60% van het vermogen aan restwarmte is om te zetten in koelvermogen. Bij een elektrisch vermogen van bijvoorbeeld 400 kWe is het thermisch vermogen ca. 650 kWth. Hieruit is ca. 350 kW koelvermogen te halen (lager naarmate de gewenste eindtemperatuur ook lager is). Om een goed rendement te behalen, is het dus gewenst dat de afstand tussen WKK-installatie en ARP zo gering mogelijk is (maximaal 200 meter afhankelijk van het vermogen).

5.2.3 Economische haalbaarheid

Aangezien er op dit moment vrijwel geen activiteiten plaatsvinden of op korte termijn gepland zijn op de locatie Spoorhavenweg 22, bestaan er op dit moment geen mogelijkheden tot levering van restwarmte.

redelijk

goed matig

Economisch zeer gering uitstekend

redelijk

goed matig

Technisch zeer gering uitstekend


Als er mogelijkheden zijn voor de inzet van een absorptiekoelmachine met een op de restwarmteproductie afgestemd vermogen is ca. 240.000 kWh elektriciteit te besparen. Bij een variabele elektriciteitprijs van 7,5 cent per kWh komt dit overeen met een besparing van ca. € 18.000 per jaar. Als de installatie ingezet kan worden ingezet om pieken in het verbruik overdag af te toppen, dan kan de financiële besparing groter zijn (overdag is er veelal een grotere koelbehoefte bij hogere buitentemperaturen en aan- en afvoer van producten). Bij een terugverdientijd van 5 jaar mag een absorptiekoelmachine, dan maximaal € 70.000 aan investering vergen. Als de bestaande koelinstallatie aan vervanging toe is of door uitbreiding gedeeltelijk aangevuld dient te worden met extra koelcapaciteit, mag de investering bruto hoger zijn omdat dan kan worden bespaard op een traditionele koelmachine. Het hoogste rendement wordt bereikt als de absorptiekoelmachine ingezet kan worden als basiskoelinstallatie en op deze wijze tevens de pieken in elektriciteitsbehoefte kan verlagen (bij grootverbruikers is namelijk ook het gecontracteerde vermogen en de piekafname bepalend voor de prijs per kWh).

5.2.4 Conclusie De actuele situatie is niet geschikt voor het toepassen van absorptiekoeling. Als de koelhuisfunctie opnieuw wordt opgepakt dan zijn er wel mogelijkheden om tot kostenreductie te komen. De CO2-reductie is aanzienlijk en ook het economische rendement kan voldoende zijn.

5.3 Restwarmte naar nog te bouwen wasstraat voor vrachtauto’s Doordat in de directe nabijheid een aantal grote bedrijven aanwezig zijn, welke een groot aantal vrachtwagenbewegingen met zich meebrengen, zijn er goede potenties voor het realiseren van een vrachtwagen/tankwagen wasstraat in de directe omgeving van de biogasinstallatie. Zoals eerder genoemd is momenteel een autowasstraat aanwezig op ca 350 meter afstand, genaamd “De Wasdas.” Hier zijn momenteel nog geen mogelijkheden voor het reinigen van vrachtvervoermiddelen. Het aangrenzende perceel staat momenteel te koop, waardoor de realisatie van een extra wasstraat voor vrachtverkeer geen grote problemen op hoeft te leveren, zowel op het gebied van vergunningverlening als daadwerkelijke uitvoering. Het feit dat op 5 km afstand al een vrachtwagenwasserette is gevestigd, maakt het minder interessant om een nieuwe wasstraat voor vrachtwagens te realiseren. Hierdoor wordt de haalbaarheid van het gebruik van restwarmte vanuit de biogasinstallatie voor deze toepassing erg gering.

5.3.1 Milieueffecten en milieurendement Het milieueffect bestaat uit besparing op warmte voor opwarming van het waswater voor de vrachtwagens. Het energieverbruik in een wasstraat is afhankelijk van het gebruikte systeem. Als het energieverbruik ca. 50.000 m3 aardgas per jaar is komt dit overeen met ongeveer het dubbele van een wasstraat voor personenauto’s. Bij volledige vervanging van dit aardgasverbruik door restwarmte is de besparing op CO2-emissie ca. 67,2 ton CO2-equivalenten per jaar (50.000 x 8,4 kWth/m3 x 0,16 kg/kWth).

5.3.2 Technische haalbaarheid Technisch is het goed mogelijk om over een afstand van 350 meter warmtetransportleidingen aan te leggen voor de afzet van restwarmte naar de wasstraat voor vrachtauto’s eventueel in combinatie met de huidige aanwezige autowasstraat. Het verlies van warmte over deze afstand zal marginaal zijn (ca. 5%). Juridisch bestaan ook weinig belemmeringen voor de bouw


van een nieuwe wasstraat op deze locatie. Het feit dat momenteel een perceel te koop staat aangeboden aangrenzend aan de huidige wasstraat verhoogt de potentie voor de realisatie van een nieuwe wasstraat voor vrachtauto’s. Het voordeel van uitbreiding van de wasstraatactiviteiten is dat de warmtebehoefte toeneemt bij geringe extra transportkosten hiervoor.

5.3.3 Economische haalbaarheid Per 100 meter transportleiding zijn de investeringskosten bij een warmtebehoefte van ca. 50.000 m3 per jaar ca. € 17.500 (excl. BTW). De jaarkosten bedragen (bij afschrijving in 10 jaar) ca. € 2.800 per jaar. Voor de wasstraat “De Wasdas” is de afstand ca. 350 meter. De totale investeringskosten bedragen voor aansluiting op de WKK-installatie daarbij ca. € 64.000,-. De jaarkosten bedragen ca. € 10.250 , waardoor het netto resultaat bij de huidige energieprijzen (€ 0,33/m3 aardgas) ca. € 6.250 is. De terugverdientijd is dan ca. 5 jaar, bij een volledige vergoeding van de energiebesparing aan de leverancier. Dit betekent dat onder deze voorwaarden uitbreiding van de bestaande wasstraat voor de energievoorziening financieel aantrekkelijk is. Zeker als in de toekomst de energieprijzen gaan stijgen.

5.3.4 Conclusie Het al dan niet stichten van een autowasstraat voor vrachtwagens staat los van het al dan niet stichten van een vergistinginstallatie op het bedrijf van Van Oosten. Echter de uitbreiding ervan maakt warmtetransport naar deze locatie financieel wel aantrekkelijk.

5.4 Restwarmte naar een transportbedrijf Een andere optie voor toepassen van restwarmte is ten behoeve van het vervoersbedrijf Vos Logistics BV, gevestigd op de Loydsweg 17, te Veendam. Door de grote hoeveelheid vervoersmiddelen kan het interessant zijn een warmtetransportleiding aan te leggen ten behoeve van het gebruik van restwarmte, afkomstig van de geplande biomassavergisting-installatie aan de Spoorhavenweg. Op onderstaande kaart is duidelijk te zien (let op de km-lijnen) dat de locaties ca. 1,8 km van elkaar gevestigd zijn.


Figuur 8. Afstand van Oosten tot Vos Logistics. Op basis van de vermelde gegevens in paragraaf 5.1, is aan te geven dat door de lange transportafstand dit zowel technisch als economisch moeilijk zal zijn. De warmtebehoefte op deze locatie dient al minimaal 500.000 m3 aardgasequivalenten te zijn (bij een prijs van 33 cent per m3) om economisch aantrekkelijk te kunnen zijn. De inkoopprijs van aardgas is bij deze omvang lager. Tevens is de hoeveelheid restwarmte niet toereikend om deze hoeveelheid te kunnen leveren. Omdat het energieverbruik voornamelijk in de koudere perioden ligt, is er juist een overaanbod aan restwarmte nodig om deze behoefte te kunnen dekken. Verder neemt het warmteverlies toe en is meer energie nodig om het warme water naar de gewenste locatie te vertransporteren.


5.5 Restwarmte naar een op te richten varkenshouderij In deze situatie wordt bekeken wat de mogelijkheden zijn van een op te richten varkenshouderij. De eerste beperking is in feite het bestemmingsplan. Het bedrijf Van Oosten is gevestigd op een industrieterrein met de bestemming “industrie”. Het oprichten van een varkensbedrijf maakt dus een bestemmingsplanwijziging noodzakelijk. Een optie is om te opteren voor plaatsing van een bedrijf aan de overzijde van het kanaal in een gebied met agrarische bestemming. Tevens is dan de transportafstand beperkt. Als wel een varkensbedrijf opgericht zou worden dan is in het voorbeeld uitgegaan van een bedrijf met 500 zeugen en 4.000 vleesvarkens. De bedrijfsspecifieke kengetallen voor een gesloten varkensbedrijf van deze omvang zijn:

• Mestproductie : 7.200 m³ /jaar; • Elektriciteitsverbruik : 218.000 kWh/jaar; • Gasverbruik : 81.000 m³ / jaar.

5.5.1 Milieueffecten en milieurendement Het milieueffect is in de volgende onderdelen uit elkaar te halen: 1. Gasverbruik: als alle warmte uit de WKK-installatie naar het varkensbedrijf wordt gebracht,

dan is de CO2 reductie: 81.000 m³ gas x 8,79 kWh x 0,16 = 114 ton CO2-equivalenten; 2. Mesttransport: er hoeft 7.200 m³ mest minder getransporteerd te worden van Zuid-

Nederland naar Noord-Nederland. Gemiddelde afstand: 180 km. Dit geeft aan CO2 reductie: 7.200 ton x 180 km x 0,03 k CO2/ton.km = 39 ton CO2-equivalenten

5.5.2 Technische haalbaarheid De technische haalbaarheid van deze optie is redelijk goed als aan de overzijde van het mestoverslagbedrijf van Van Oosten een bedrijf mag worden gebouwd. Wel dienen dan de transportleidingen onder het kanaal te worden door gespoten. Dit is technisch goed mogelijk. Wel dient hiervoor toestemming worden verkregen en dienen de kosten ervan beperkt te blijven.

redelijk

goed matig



5.5.3 Economische haalbaarheid Bij een investering voor warmtetransport over 300 meter van € 80.000, zijn de jaarkosten ca. € 13.000. De besparing op verwarmingskosten bedragen ca. € 26.500 per jaar (bij een aardgasprijs van 33 eurocent per m3). De terugverdientijd is dan ca. 4 jaar. Hierbij is aangenomen dat de afnemer geen lagere prijs bedingt voor het ontvangen van de warmte. Als dit wel het geval is, zal de terugverdientijd stijgen.

5.5.4 Conclusies Mits er vergunning verkregen kunnen worden (milieuvergunning, bestemmingsplanwijziging en bouwvergunning) dan is warmtetransport naar een varkenshouderijbedrijf een reële optie. Tevens kan dan de (verse) mest van het varkensbedrijf vergist worden.

5.6 Restwarmte en CO2 naar glastuinbouwbedrijf Op circa 12 km. afstand van het bedrijf Van Oosten ligt het kassencomplex “Tuinbouwgebied Sappemeer”. In deze paragraaf zal gekeken worden naar de technische en economische haalbaarheid van deze optie. Tevens zullen de milieueffecten en milieurendement worden beschreven. Een theoretische optie is een tuinbouwbedrijf van 10.000 m² in de nabijheid van het bedrijf Van Oosten. Ook hier is naar gekeken.

5.6.1 Milieueffecten en milieurendement Een bedrijf met 10.000 m² gebruikt ongeveer 250.000 m³ gas op jaarbasis. Dat zou inhouden dat de warmte van de vergistinginstallatie daar grotendeels gebruikt kan worden. Beschikbare warmte: netto (na aftrek transportverlies) 200.000 m³ aardgas. De CO2-reductie is: 200.000 m³ aardgas x 8,79 kWh x 0,16 = 281,3 ton CO2-equivalenten. Omdat er nog geen ervaring is met de inzet van CO2 afkomstig uit een met biogas gevoede WKK-installatie, is niet meegenomen wat de mogelijke milieueffecten van besparing op de productie van CO2 uit aardgas voor de teelt van gewassen in de kassen.

5.6.2 Technische haalbaarheid Doordat er sprake is van een afstand van circa 12 km tussen de twee locaties is het technisch onmogelijk om de restwarmte efficiënt en op een hoge temperatuur af te leveren. Naast de vraag om warmte bestaat er ook vraag naar CO2 in de tuinbouw. Het is technisch nog niet onderzocht of het mogelijk is om CO2 dat vrijkomt bij verbranding van biogas te scheiden van andere uitstootgassen en vervolgens het CO2 per tankvrachtwagen te vervoeren naar het kassencomplex. De zuiverheid van de rookgassen is namelijk minder goed dan die van het gebruik van zuiver aardgas. Als de nieuwe kassen tegenover bedrijf van Oosten komen, dan is de technische haalbaarheid goed.

redelijk

goed matig



5.6.3 Economische haalbaarheid Levering restwarmte Zoals al aangegeven onder paragraaf 5.3 voor een wasstraat en paragraaf 5.4 voor een varkenshouderijbedrijf neemt het economische voordeel toe naarmate de warmtebehoefte over gelijke afstand ook toeneemt. Als op ca. 400 meter van de WKK-installatie op de locatie van Van Oosten een glastuinbouwbedrijf wordt gebouwd, zijn de investeringskosten in de warmtetransportleidingen ca. € 110.000. De jaarkosten bedragen dan ca. € 17.500. Omdat de energieprijs per m3 aardgas (door grootverbruikertarief) voor een glastuinbouwbedrijf lager kan zijn, dan voor een varkenshouderijbedrijf zal de besparing bij gelijk warmtegebruik lager zijn. Bij een aardgasprijs van 16,5 eurocent per m3 is de besparing per jaar ca. € 33.000. De terugverdientijd is dan ca. 4 jaar. De terugverdientijd kan lager worden als er meer restwarmte kan worden geleverd aan een groter glastuinbouwbedrijf. De warmtetransportkosten met grotere leidingen nemen per eenheid warmtetransport dan namelijk af.

5.6.4 Conclusie Als het mogelijk is om binnen 500 meter vanaf bedrijf Van Oosten een tuinbouwbedrijf te realiseren dan is afzet van warmte een reële optie.

5.7 Restwarmte voor drogen dierlijke mest of akkerbouwproducten.

Aangezien een groot deel van de mestaanvoer plaatsvindt door schepen, kan het aantal aanvoerbewegingen in de vorm van vrachtwagens worden beperkt. Als het bemestingkundig en economisch verantwoord is om de aangevoerde mest te verwerken door indampen en/of drogen, is te overwegen dit te doen. Ook is het daarmee mogelijk mest eventueel exportwaardig te maken.

redelijk

goed matig


redelijk

goed matig



5.7.1 Milieueffecten en milieurendement Door de productie van kunstmeststikstof uit lucht wordt per kg stikstof ca. 2,53 kg CO2-equivalenten5 geproduceerd. In paragraaf 5.7.2 is berekend dat door mest te scheiden ca. 43.750 kg stikstof is te besparen. Het milieurendement is dan ca. 111 ton CO2-equivalenten per jaar. Door het indampen van de dunne mestfractie is in totaal ca. 1.650 liter brandstof te besparen op transport of 150.000 ton-km. Dit komt overeen met ca. 9 ton CO2-equivalenten. Echter om dit te realiseren is er extra energieverbruik om de drooglucht weer te ontdoen van de anders vrijkomende ammoniak uit de mest. De toename in elektriciteitverbruik voor de indampinstallatie en luchtwassers is ca. 70.000 kWh per jaar (ca. 14 kWh per m3 vochtverdamping). Dit extra elektriciteitverbruik komt overeen met ca. 42,7 ton CO2-equivalenten. Hierdoor is het indampen van de mest qua milieurendement door de geringe transportafstand niet verantwoord. Door de productie van biogas is er een afname van 30 vrachten mest over gemiddeld 30 km (retourvracht) of 27.000 ton-km. Hierdoor daalt de CO2-emissie door minder transport met ca. 1,6 ton CO2-equivalenten per jaar.

5.7.2 Technische haalbaarheid Goede energierijke mest is afkomstig van vleesvarkens, in tegenstelling tot de mest van fokzeugen bijvoorbeeld die een relatief lage energiewaarde heeft. De mest van vleesvarkens bestaat voor ca. 11 % uit droge stof. Voor een zo hoog vergistingrendement is het gewenst om de mest zo vers mogelijk op de bedrijven op te halen. Dit kan door de afnemers te selecteren op frequente mestafvoer vanuit de stallen naar een tijdelijke mestopslag. Dit zijn over het algemeen grotere gespecialiseerde bedrijven waarvan de stallen zijn uitgevoerd met rioleringssystemen en ammoniakreducerende huisvestingsystemen. Over het algemeen zijn dit ook bedrijven met relatief weinig grond. De input van varkensmest in de vergistinginstallatie bedraagt ca 25.000 m3 (met ca. 11% droge stof) per jaar. Na het vergistingproces wordt de mest gescheiden in een vloeibare (3% d.s.) en dikke fractie (35% d.s.). Hierdoor worden de fosfaatverbindingen (vaste fractie) ruimtelijk gescheiden van de stikstofverbindingen (met name ammonium) welke zich vooral bevinden in de natte fractie. Dit biedt voordelen met betrekking tot het bemesten met de juiste voedingsstoffen in verschillende jaargetijden. In onderstaand blokschema worden de massa’s na de verschillende stappen schematisch aangegeven. Door het vergisten van de mest neemt het aandeel ammoniumstikstof ook nog eens toe met ca. 20% (ca. 75% ten opzichte van ca. 55% in niet vergiste mest)7. De werkingscoëfficiënt stijgt van ca. 65% naar 85% van de N-totaal. Op deze manier is te besparen op het gebruik van kunstmeststikstof. Dit geldt met name voor grasland en aardappelen. Per hectare is daardoor ca. 25 kg stikstof7 uit kunstmest te besparen. Tevens is door het indampen van de dunne mestfractie een stikstofconcentraat te maken met ca. 55 kg zuivere stikstof per m3 (spuiwater uit een chemische luchtwasser). Deze is eventueel te gebruiken als kunstmestvervanger bij rijenbemesting in gewassen die later in het seizoen behoefte hebben aan extra stikstof of voor aanwending op grasland in het groeiseizoen. Bij vleesvarkensmest met ca. 11% d.s. bevat deze mest ca. 8,75 kg stikstof per m3. Als hiervan ca. 20% door vergisten en mest scheiden is te gebruiken als kunstmestvervanger, betekent dit op jaarbasis een kunstmestbesparing van ca. 43.750 kg. Door het vergisten van mest ontstaat biogas, wat een mestvolume reductie betekent van ca. 900 m3 per jaar. Omgerekend zijn dit ca. 30 vrachten van gemiddeld ca. 30 km (27.000 ton-km).


Figuur 9 Schema mestverwerking door scheiden en indampen. Aan de hand van de thermische restwarmte die de vergistinginstallatie kan produceren, is berekend dat maximaal 5.000 ton water kan worden verdampt uit de natte fractie als alle restwarmte optimaal kan worden ingezet. Dit betekent dat het aantal transportbewegingen door vrachtwagens (á 30 ton) voor afvoer zal verminderen met ca. 165 vrachten (20%). Deze 165 vrachtwagens rijden gemiddeld 30 km met de mest (heen en terug) met een verbruik van 1 liter diesel per 3 km. Geconcludeerd kan worden dat hiermee ca. 1.650 liter diesel wordt bespaard en de hierdoor vrijkomende broeikasgassen. Hiernaast hebben de afnemers een meer geconcentreerd mestproduct, waardoor men minder transportbewegingen heeft om de mest op het land te brengen voor de dikke mestfractie. De dunne mestfractie is daarnaast geschikt als snelle werkzame stikstof voor gewassen welke in de eerste groeifase behoefte hebben aan veel stikstof en kali.

5.7.3 Economische haalbaarheid Om de vergiste mest te kunnen scheiden en in te dampen, is een totale investering nodig van ca. € 180.000. De jaarkosten hiervan bedragen ca. € 38.000. Dit komt overeen met ca. € 7,50 per m3 mestvochtverdamping. Dit is veel hoger dan de transporten uitrijdkosten van ca. € 4 per m3 op deze korte afstand.

Aanvoer 25.000 ton mest à ca. 11% d.s.

Separatie vloeibaar/vast

5.050 ton dikke fractie a ca. 35% d.s.

19.050 ton dunne fractie

à ca. 3,5% d.s.

Indampen van 5.000 ton water, bespaart ca. 165 vrachtwagens á 30 ton. Over een afstand van

gem. 15 km (enkel) en een verbruik van 1 liter per 3 km

Resteert massa: 15.500 ton

Productie BIOGAS Massa: 900 ton

Besparing aan fossiele brandstoffen en daarmee overige broeikasgassen:

Ca. 1.650 liter Diesel


5.7.4 Conclusie Het scheiden van de mest en het daarna gebruiken van de restwarmte voor reductie van het mestvolumetransport is zowel qua milieurendement als economisch niet aantrekkelijk op deze locatie. Dit wordt veroorzaakt doordat de mest al is getransporteerd alvorens deze wordt verwerkt. Als dit in deze omvang plaats vindt in een mestoverschotgebied op grote afstand van een mestafzetgebied, kan deze vorm van inzet van restwarmte wel aantrekkelijk worden gezien de toename de mestafzetkosten door aanscherping van de mestwetgeving. Het alleen scheiden van de mest kan aantrekkelijk zijn als hierdoor de mest beter in gescheiden vorm inzetbaar is als meststof in de directe omgeving.

5.8 Gebruik restwarmte voor overige doeleinden, bv horeca “Netmag BV” Dit bedrijf is gelegen op ca. 850 meter afstand vanaf het perceel van “van Oosten.” Wanneer sprake zou zijn van behoefte naar restwarmte voor dit bedrijf zijn er planologisch goede mogelijkheden, dit doordat bij de mogelijke aanleg van eventuele warmtetransportleidingen geen grote fysieke obstakels op de route liggen. In een gesprek met de heer Van Oosten, liet Netmag BV weten totaal niet geïnteresseerd te zijn in afname van restwarmte. Dit omdat het huidige bedrijf momenteel al kampt met een overschot aan restwarmte, waarvoor men tot op heden geen nuttige bestemming kan vinden. Wortelwasserij Dit bedrijf heeft geen behoefte aan restwarmte voor de bedrijfsvoering. Wel heeft dit bedrijf vraag naar elektrische energie, maar dit slechts gedurende een periode van 2 tot 3 maanden per jaar. Er is wel een koelcel aanwezig, met een oppervlakte van ca. 15x15 meter, maar deze wordt door de seizoensgebonden bedrijvigheid slechts tijdelijk gebruikt en met een relatief lage energievraag. Gezien deze gegevens kan al snel worden geconcludeerd dat gebruik van restwarmte met betrekking tot de wortelwasserij geen optie is. Het is technisch wel mogelijk om restwarmte door middel van een warmteabsorptiekoeling om te zetten in koude-energie, maar deze methode zal door de tijdelijke ingebruikname en de geringe omvang van de koelcel niet rendabel zijn. Horeca Aangezien de dichtstbijzijnde horecagelegenheden zich bevinden in het centrum van Veendam, is het gebruik van restwarmte in de horeca qua afstand niet rendabel. De energie die het zal kosten de restwarmte aan de man te brengen zal de meerwaarde van het gebruik van restwarmte teniet doen.

redelijk

goed matig



5.8.1 Technische haalbaarheid

5.8.2 Economische haalbaarheid

redelijk

goed matig

Netmag BV zeer gering uitstekend

redelijk

goed matig

Wortelwasserij zeer gering uitstekend

redelijk

goed matig

Horeca

zeer gering uitstekend

redelijk

goed matig

Netmag BV zeer gering uitstekend


5.8.3 Conclusie Er zijn geen of nauwelijks afzetmogelijkheden voor restwarmte in de onderzochte alternatieven zoals horeca-, groenteverwerkingsbedrijven e.a.

redelijk

goed matig

Horeca zeer gering uitstekend

redelijk

goed matig

Wortelwasserij zeer gering uitstekend


6 HAALBAARHEID SAMENWERKING DIVERSE PARTIJEN

6.1 Haalbaarheid samenwerking met vrachtwagenbedrijf De optie van samenwerking met het vrachtwagenbedrijf is vanwege de afstand niet haalbaar. Nieuwbouw lijkt uit concurrentie overwegingen niet verantwoord.

6.2 Haalbaarheid samenwerking met buurbedrijf met koelcellen Alleen wanneer in de toekomst weer gebruik wordt gemaakt van het grote koelhuis is het mogelijk om restwarmte in de directe omgeving af te zetten. Door middel van absorptiekoeling kan deze worden omgezet in koude-energie. Momenteel is restwarmteafzet naar de directe omgeving geen optie. Hierdoor is er geen sprake van een vorm van samenwerking.

6.3 Haalbaarheid samenwerking met (een) varkenshouder(s) Dit is eventueel mogelijk als het creëren van een varkenshouderij in de directe omgeving mogelijk is. Gezien de besproken planologische en juridische problemen vanwege bedrijfsbestemming is dit nagenoeg uitgesloten op het industrieterrein. Dit is wel een optie als dit kan op een perceel gelegen aan de andere zijde van het kanaal.

6.4 Haalbaarheid samenwerking met glastuinders Dit is niet haalbaar aangezien het op economisch, milieukundig en logistiek gebied vrijwel onmogelijk is gebruik te maken van deze optie wanneer men als doel heeft de terugdringing van (overige) broeikasgassen. Dit is wel een optie als dit kan plaats vinden op een locatie aan de overzijde van het kanaal. Wel dient de ontsluiting e.d. daarbij goed te zijn geregeld.

6.5 Haalbaarheid samenwerking met horeca-ondernemers Dit is niet haalbaar aangezien het op economisch, milieukundig, als wel logistiek gebied vrijwel onmogelijk is gebruik te maken van deze optie wanneer men als doel heeft de terugdringing van (overige) broeikasgassen.


7 REDUCTIE OVERIGE BROEIKASGASSEN

7.1 Reductie methaangasemissie uit mestsilo’s Door ombouw, van een tweetal mestsilo’s tot vergister en navergister, zal de uitstoot van overige broeikasgassen worden tegengegaan. De emissies die vrijkomen in de vergister worden door middel van gashouders opgevangen omdat de installatie gasdicht (gesloten) is uitgevoerd. Het betreft hierbij vooral methaan (CH4) en ammoniak (NH3). In mest zitten methaangasvormende bacteriën die ook bij lagere mesttemperaturen al spontaan methaangas produceren. De mate van afdekking van de mestopslag is daarbij minder van belang. Naarmate de afdekking beter is, kan het proces zelfs beter verlopen omdat de bacteriën alleen leven in een zuurstofloze omgeving. Normaal heeft een mestsilo een afdekking die voornamelijk de emissie van ammoniak tegen moet gaan. Alleen door het gasdicht maken van een mestsilo is het vrijkomende gas gecontroleerd op te vangen. De inhoud van de 2 silo’s die mogelijk kunnen dienen als vergister is samen 6.600 m³. Ervan uitgaande dat deze vergisters het gehele jaar mest bevatten, kan door middel van een berekening de besparing van CH4 emissies worden berekend bij verschillende temperaturen. Dit omdat de CH4 emissie volledig kan worden afgevangen en omgezet in de WKK-installaties bij de realisatie van een vergistinginstallatie. Tabel 2. Huidige spontane vervluchtiging van CH4 uit de 2 tot vergisters om te bouwen silo’s Methaangasemissie uit twee mestopslagsilo’s bij 6.600 m3 opslagcapaciteit Globale schatting spontane methaan vergisting in kelders en opslag ( zgn. Koude vergisting) 8 Varkens Mest

Temp Gem. opslag dagen hoeveelheid M3 m3 CH4 verlies per dag per m3 mest

Totaal verlies m3 CH4 per uit mest per jaar

10 °C 365 6.600 0,036 86.700 15 °C 365 6.600 0,053 127.700

20 °C 365 6.600 0,067 161.400 Tevens is er een mogelijkheid om door middel van gaskappen de overige 4 mestsilo’s gasdicht af te sluiten, dan wel te vervangen door gashouders, waardoor een verdere reductie van CH4 en NH3 kan worden gerealiseerd. De totale opslagcapaciteit zal dan worden vastgesteld op 17 700 m3. Tabel 3 geeft de totale CH4-emissie weer bij een gemiddelde opslagcapaciteit van 17.700 m3.


Figuur 10. Zijaanzicht doorsnede huidige silo met gasdichte overkapping

Tabel 3 Huidige spontane vervluchtiging van CH4 uit de 6 aanwezige mestsilo’s Methaan emissie uit zes mestopslagsilo’s bij 17.700 m3 opslagcapaciteit Globale schatting spontane methaan vergisting in kelders en opslag ( zgn. Koude vergisting) 8

Varkens Mest

Temp Gem. opslag dagen hoeveelheid M3 M3 CH4 verlies per dag per m3 mest

Totaal verlies m3 CH4 per uit mest per jaar

10 °C 365 17.700 0,036 232.600 15 °C 365 17.700 0,053 342.400 20 °C 365 17.700 0,067 432.900 Uit bovenstaande resultaten kan geconcludeerd worden dat een relatief groot aandeel overig broeikasgas in de vorm van CH4-emissie kan worden bespaard, wanneer gashouders worden geplaatst op de bestaande mestsilo’s. Dit aandeel CH4 kan eveneens worden gebruikt voor het opwekken van elektrische en thermische energie. Deze kan voor een klein deel gebruikt worden door de installatie zelf, maar zal voor het overgrote deel worden geleverd aan het stroomnet. De gemiddelde buitentemperatuur in Nederland is over een lang jaargemiddelde ca. 9,5oC. De mest wordt aangevoerd met een temperatuur van ca. 16oC, welke in de wintermaanden zal afkoelen. De in tabel 2 en 3 vermelde hoeveelheden methaangasverliezen zijn gebaseerd op mestopslag in mestkelders, waarbij de mest gemiddeld ca. 180 dagen oud is. Bij opslag in tussenopslagsilo’s mag worden gerekend met de volledige lengte van 365 dagen per jaar omdat gedurende deze tijd de mestsilo’s nagenoeg in gebruik zijn met volledige vulling. Op basis van de gegevens uit tabel 1 is te stellen dat door de ombouw van 2 mestsilo’s tot (na)vergister op jaarbasis ca. 107.000 m3 methaangas is te besparen (bij een aangenomen gemiddelde mesttemperatuur van 12,5oC). Door ook de overige 4 mestsilo’s te voorzien van een gasdichte afdekking is ca. 180.000 m3 methaangasemissie extra te besparen.


7.2 Gebruik van methaangas voor productie duurzame elektriciteit en warmte

Onder de aangenomen omstandigheden kan in totaal ca. 287.000 m3 methaangasemissie worden voorkomen als alle 6 de mestsilo’s gasdicht worden afgedekt. Om emissie naar de atmosfeer te voorkomen, dient het methaangas wel omgezet te worden in CO2. Op deze wijze wordt de schadelijkheid ervan met een factor 21 verkleind. Dit kan door dit opgevangen gas af te fakkelen, maar een groter milieuvoordeel is te bereiken door het opgevangen gas in een gasmotor te verbranden en hiermee een generator aan te drijven (WKK-installatie). Het voordeel is dat dan tevens het methaangas dienst kan doen als vervanger van fossiele brandstof voor de opwekking van elektriciteit en/of warmte. Het ontstane biogas uit mest zal naar verwachting voor ca. 65% uit methaangas bestaan. Omgerekend naar biogas komt 287.000 m3 methaangas overeen met ca. 442.000 m3 biogas. In een grote WKK-installatie van meer dan 250 kW is hieruit per m3 biogas ca. 2,1 kWh elektriciteit (afhankelijk van het rendement van de gasmotor) en ca. 3,7 kWh warmte te produceren. Ca. 5 à 15% van de geproduceerde elektriciteit is nodig voor het laten functioneren van de vergistinginstallatie. Ca. 0,8 à 1,0 kWh van de restwarmte per m3 biogas is nodig voor het op temperatuur houden van de vergister(s) en het opwarmen van de te vergisten mest. Als 50% van de netto restwarmte is te gebruiken ter besparing op de inzet van anders fossiele brandstof is per m3 biogas ca. 1,4 kWh nuttig inzetbaar. Uit het methaangas is dan aan nuttige elektriciteit en restwarmte te produceren:

• 287.000 m3 x 0,67 kg/m3 methaangas x 21kg CO2-equivalenten/m3 = 4.038 ton CO2-equivalenten per jaar;

• 442.000 m3 biogas x 1,84 kWh elektriciteit x 0,61 kg CO2-equivalenten/kWh = 496 ton CO2-equivalenten per jaar;

• 442.000 m3 biogas x 2,8 kWh warmte x 50% x 0,16 kg CO2-equivalenten/kWh = 99 ton CO2-equivalenten per jaar;

Naast deze reductie aan spontane methaangasemissie, is het doel om jaarlijks 25.000 ton zo vers mogelijke varkensmest met een zo hoog mogelijk droge (organische) stof gehalte te gaan vergisten. Hiermee wordt per jaar naar verwachting ca. 875.000 m3 biogas geproduceerd. De extra biogasproductie uit de twee om te bouwen bestaande mestsilo’s is dan netto ca. 710.000 m3 (875.000 m3 – (107.000 m3 methaangas : gemiddeld 0,65 m3 methaangas per m3 biogas)). Dit biogas zal met hetzelfde rendement worden omgezet in elektriciteit en warmte. Het milieueffect hiervan is dan als volgt:

• 710.000 m3 biogas x 1,84 kWh elektriciteit x 0,61 kg CO2-equivalenten/kWh = 797 ton CO2-equivalenten per jaar;

• 710.000 m3 biogas x 2,8 kWh warmte x 50% x 0,16 kg CO2-equivalenten/kWh = 159 ton CO2-equivalenten per jaar;

De totale reductiemogelijkheid onder optimale omstandigheden voor de combinatie van actief mest vergisten in combinatie met opvang methaangas uit de overige 4 mestsilo’s is ca. 5.589 ton CO2-equivalenten per jaar. Voorwaarde is dan wel dat de restwarmte effectief is in te zetten (zie hoofdstuk 5).

7.3 Besparing kunstmeststikstof door gebruik digestaat Door het vergisten van vleesvarkensmest wordt er meer organisch gebonden stikstof omgezet in ammoniumstikstof. De werkingscoëfficiënt van de stikstof stijgt van ca. 65% naar ca. 85% van N-totaal. Omdat op de landbouwgrond rondom Veendam veel aardappelen en suikerbieten worden verbouwd, kan de vergiste mest hier optimaal voor worden ingezet.


Bij gebruik van vergiste mest bij de aardappelteelt kan ca. 25 kg stikstof4 uit kunstmest worden bespaard. Bij vleesvarkensmest met ca. 11% d.s. bevat deze mest ca. 8,75 kg stikstof per m3. Als hiervan ca. 20% door vergisten en mest scheiden is te gebruiken als kunstmestvervanger, betekent dit op jaarbasis een kunstmestbesparing van ca. 43.750 kg. De productie van één kg kunstmeststikstof vergt een hoeveelheid fossiele brandstof die overeen komt met 2,53 kg CO2-equivalenten3. De totale potentiële besparing kan hierdoor oplopen tot 43.750 kg x 2,53 kg CO2/kg N = 111 ton CO2-equivalenten. De totale besparing door het afdekken van de zes mestsilo’s en het vergisten van 25.000 m3 vleesvarkensmest kan dan oplopen tot ca. 5.700 ton CO2-equivalenten per jaar onder optimale omstandigheden.


8 HAALBAARHEIDSBEREKENINGEN MEST VERGISTEN

8.1 Algemeen In de te onderzoeken situatie is er sprake van de ombouw van een tweetal vergisters waarvan één tot voorvergister en één tot navergister cq. eindopslag. Tevens zullen de overige 4 mestsilo’s gasdicht worden gemaakt zodat hiermee de spontane vervluchtiging van CH4 tevens kan worden aangewend voor de WKK-installatie. De input voor de 2 (na)vergisters zal liggen op ca. 25.000 ton varkensmest per jaar. Dit in verband met vergunningsaspecten zoals beschreven wordt in hoofdstuk 9. In de hier opvolgende paragrafen zullen achtereenvolgens de investeringen (afgerond op bedragen van € 1.000) en de rentabiliteit worden behandeld.

8.2 Investeringen

WKK Warmte Kracht Koppeling met 2 hoog rendement motoren (40% as-rendement)

Gasstraat met Lambda-regeling wisselende gaskwaliteit Uitlaatsysteem Olie verversingssysteem C.V.-systeem Bedrijfskoeler en noodkoeler WKK Akoestische omkasting Elektrische installatie+aansluiting op elektriciteitsnet Engineering complete installatie Inbedrijfstelling en 2 jaarservice Rookgaskoeler Verdere klein benodigdheden Warmtekrachtkoppeling WKK 836 kWe € 836.000,00

Bouwkundige voorbereidingen voor biogasinstallatie opbouw

zoals grondwerk voor bouwrijp maken (werkvloer) ed.

Doorstroom gisting reactorsilo met de daarvoor van ons gebruikelijke uitrusting voor gistingsreactor zoals: Conische bodem; Slibafvoer; Noodzakelijke leiding door voeringen; Gasfolie dak EPDM

Roerwerk Bedieningsbordes Verdere klein benodigdheden Fermenteer / Gisting Reactorsilo 6.600 m³ € 220.000,00


Betonsilo voorbereidingen Doorstroom Nagisting reactorsilo met de daarvoor van ons

gebruikelijke uitrusting voor gistingsreactor zoals: conische bodem; Slibafvoer; Noodzakelijke leiding door voeringen; Gasfolie dak EPDM

4 x 1780 m3 Verdere klein benodigdheden Eindopslag / Nagisting 6.600 m³ € 140.000,00 Grondwerkzaamheden Systeem Regelkast Pompen Aansluitkosten Arbeidstijd Verdere klein benodigdheden Warmte benutting installatie. ed. € 5.000,00 Loods Douche/WC Kantoor Erf verharding Weegbrug Kantoor loods erf € 75.000,00 Fakkel Fakkel € 33.000,00 Grondwerkzaamheden Warmte transport water leiding stroomleiding Gasleiding Condensatieput Arbeidstijd voorman / Installateur Verdere klein benodigdheden Aansluiting en arbeidskosten € 65.000,00


Kosten controle statistiek,en andere Planning van de installatie incl. architect Statistiek, hulp bij de bouw aanvraag Subsidie aanvraag en bouw Engineering € 58.000,00 Milieuvergunning Milieuvergunning € 5.000,00 Bouwvergunning Bouwvergunning € 7.000,00 Ombouw / gasdichten maken 4-tal silo’s € 340.000,00 Netto investeringen € 1.784.000,00 BTW 19% € 339.000,00 Investeringsbedrag € 2.123.000,00

8.3 Rentabiliteit In tabel 4 is het resultaat van de rentabiliteitsberekening weergegeven voor het vergisten van 25.000 m3 vleesvarkensmest in 2 bestaande mestsilo’s en het gasdicht afdekken en gebruiken van het spontaan geproduceerde methaangas uit de overige 4 bestaande mestsilo’s. Voor de berekeningen is uitgegaan van de volgende relevante uitgangspunten:

• Een vergoeding per kWh die opgebouwd is uit de MEP vergoeding (9,7 €ct.) plus de grijsvergoeding met een gemiddelde prijs van 12,4 cent per kWh;

• Eventueel te ontvangen investeringssubsidies zijn niet meegenomen in calculatie; • EIA is meegenomen in calculatie voor aftrek in de eerst belastingschijf, waarbij de

subsidie voor de berekening is verdeeld over 10 jaar; • Geen extra kosten voor mest aan- en afvoer omdat dit toch al grotendeels zou plaats

vinden; • Geen vergisten van andere producten dan alleen vleesvarkensmest welke zo vers

mogelijk is (35 m3 biogas met 65% methaangas per m3 mest met ca. 11% droge stof); • Extra opbrengst door ook omzetten van biogas uit de overige vier mestsilo’s in de

WKK-installatie; • Arbeidsvergoeding van € 25,-/uur en gemiddeld 2,5 uur arbeid per dag; • Fullservice onderhoudscontract voor de WKK-installatie; • Afschrijven in 10 jaar, gemiddeld 5% rente op biogasinstallatie en 6% op overige

installatieonderdelen.


Tabel 4. Rentabiliteitsberekening ombouwen bestaande mestsilo’s tot vergisters en gasdichte mestopslagen voor 25.000 m3 mest vergisten per jaar. (bron: Rekenmodel Quick scan biogas, DLV Bouw, Milieu en Techniek B.V.) Alle bedragen in Euro en excl. BTW mestproductie verwarming

aantal m3/dier/jaar % d.s. m3 of ltr/dier/jr.vleesvarkens 25.000 1,0 10,6 0Opbrengsten: Euro eenheid hoeveelheid toelichtingnetto verkoop 'groene' elektra 331.887 kWh 2.676.510besparing verwarmingskosten 0 m3/liter 0besparing mestkosten kWh warmte 3.422.764

m3 369.629 aardgas-eq.totale 'opbrengsten' 331.887Investeringsanalyse:Mestvergister+WKK+randapp. 1.784.000Bijkomende kosten 0totale bruto investering 1.784.000EIA-subsidie 288.593rentelasten:Groen+normaal 43.925afschrijving 178.400onderhouds +verzek. kosten 60.575totale kapitaalslasten 282.900kosten co-vergistproducten 0arbeidskosten 27.375 0elektratransport kosten 3.939extra mestafzetkosten co-substraat 0totale jaarkosten 314.214netto opbrengst per jaar 46.533 (incl. subsidie verdeeld over 10 jaar)rendement investering % 7,5 excl. subsidie:= 5,9terugverdientijd invest in jr 7,9 9,1

Uit tabel 4 blijkt dat onder optimale omstandigheden er een netto resultaat mogelijk is van ca. € 46.000 per jaar en een terugverdientijd van berekent 7,9 jaar. Hierbij is dan aangenomen dat er zo vers mogelijke mest is te gebruiken. Er is wel een overcapaciteit WKK-installatie aanwezig om zoveel mogelijk de elektriciteit te kunnen produceren in de uren dat deze de hoogste opbrengst kan geven. Dit is mogelijk omdat in de 6 gezamenlijke mestsilo’s en vergisters een biogasopslagcapaciteit aanwezig is van ca. 2.500 m3. Dit is voldoende om ca. 12 uur de biogasproductie te kunnen bufferen. Door de relatief hoge investering is het netto resultaat wel gevoelig voor eventuele lagere biogasproducties. Hierdoor kan het netto resultaat al snel met enkele tienduizenden Euro’s dalen. Bij een biogasproductie die 10% lager is dan aangenomen in tabel 4, daalt het netto resultaat met ca. € 29.000 per jaar (zie bijlage 2) met een terugverdientijd van berekend 9,1 jaar.


Onder de aangenomen omstandigheden wordt er met de vergistinginstallatie op jaarbasis geproduceerd: • Ca. 2,7 miljoen kWh elektriciteit; • Ca. 3,2 miljoen kWh restwarmte, welke omgerekend ca. 360.000 m3 aardgas-equivalenten

is bij een optimale isolatie van de vergister. De investering in het gasdicht maken van de 4 overige mestsilo’s vergt een investering van ca. € 340.000 excl. BTW. Zoals berekend in de tabellen 2 en 3 levert dit onder optimale omstandigheden een biogasproductie op van omgerekend ca. 442.000 m3 per jaar. Hieruit is duurzame elektriciteit en warmte te produceren. Zonder afdekking van de 4 bestaande mestsilo’s is de totale investering ca. € 1.440.000 excl. BTW. Het netto resultaat zonder de extra biogasopbrengst is onder verder gelijke omstandigheden ca. € 22.000 per jaar met een terugverdientijd van berekent 8,7 jaar (zie bijlage 3). Het netto resultaat van afdekken is dan ca. € 24.000 per jaar op een investering van ca. € 340.000. Bij gelijkblijvende uitgangspunten voor rente, afschrijving en onderhoud betekent dit een terugverdientijd voor deze extra investering van berekend 5,3 jaar. Als naast de investering in de 4 afdekkingen ook de grootte van de WKK-installaties op de lagere biogasopbrengst wordt afgestemd , zal de investering in de WKK-installaties met ca. € 75.000 dalen. Hierdoor zal het netto resultaat zonder afdekkingen stijgen van ca. € 22.000 naar ca. € 30.000 met een berekende terugverdientijd van 8,2 jaar (zie bijlage 4). Door eventueel de restwarmte te gebruiken voor het opwarmen van de mest in één van de overige 4 mestsilo’s is de biogasproductie ook te verhogen, zonder dat er sprake is van een echt vergistingproces. De spontane koude vergisting wordt daardoor alleen positief beïnvloed. Dit kan het economische rendement ten goede komen. Hierbij dient te worden opgemerkt dat wanneer men gebruik kan maken van eventueel subsidies/ fiscale regelingen de terugverdientijd verkort zal worden met ca. 1 à 2 jaar. Het is te overwegen om eerst 1 van de overige mestsilo’s gasdicht te maken om te onderzoeken wat onder de huidige omstandigheden de werkelijke biogasproductie kaan zijn gedurende het jaar. Met name in de zomer zal deze hoger zijn door een hogere buitentemperatuur waardoor de grens van spontane vergisting van 15oC eerder wordt bereikt. Tevens kan een snelle doorvoer van de mest en de leeftijd van de mest het koude vergistingproces negatief beïnvloeden, waardoor het rendement daalt. Het netto resultaat en dus het rendement is sterk afhankelijk van de te realiseren biogasproductie. Omdat deze wijze van biogasproductie op grote schaal nieuw is, zal rekening gehouden moeten worden met eventueel lagere opbrengsten. Echter het gebruik van de restwarmte om de mest op te warmen kan weer leiden tot extra biogasopbrengsten.

8.4 Conclusies Door het vergisten van 25.000 ton varkensmest plus de opvang van het spontaan vrijkomende methaangas uit de overige 4 mestsilo’s zal er per jaar ca. 1.150.000 m³ biogas kunnen worden omgezet door de WKK-installaties in duurzame energie. De terugverdientijd van dit project zal ca. 8 jaar bedragen bij gebruik van de EIA-subsidie en ruim 9 jaar als dit niet goed mogelijk is.


9 HAALBAARHEID VERGUNNINGSPROCEDURE

9.1 Bestemmingsplan Om een goed beeld te kunnen verkrijgen over de mogelijkheden en knelpunten dat het gemeentelijke beleid aangeeft voor de realisatie van de biomassavergistinginstallatie zijn de voorwaarden van het bestemmingsplan voor het bouwperceel bestudeerd. Tevens zijn een aantal gesprekken gevoerd met de gemeente Veendam. Uit het bestemmingsplan werd duidelijk dat de hoogte van de silo’s maximaal 6 meter mag zijn, terwijl de huidige silo’s inclusief kap ca. 12 meter hoog zijn. De maximale bebouwingsoppervlakte van het bouwperceel mag maximaal 70% zijn. De bestemming van het perceel is “industrie,” waardoor problemen ten aanzien van bouwen en geluidsoverlast minimaal zijn.

9.2 Milieuvergunning In de diverse gesprekken met ambtenaren van de afdeling RO en milieu van de gemeente Veendam is besproken wat de kaders en de mogelijkheden zijn. Een revisievergunning zal moeten worden aangevraagd. Door de plaatsing van gasbuffers op de 2 vergisters zal een hoogte worden bereikt van ca. 15 meter. Doordat de gemeente bereid is deze vergisters te zien als overige bouwwerken en niet als silo’s zijnde, is het haalbaar door een vrijstellingsprocedure (Art .19.2) de maximale hoogte te vergroten tot maximaal 15 meter. Dit is voldoende voor de plaatsing van de gashouders. De silo’s die er staan zijn al vergund, waardoor op dat gebied geen belemmeringen worden verwacht. Ook zullen een aantal gebouwen moeten worden gerealiseerd, onder andere voor toiletvoorzieningen en onderdak voor de warmtekrachtkoppelingen. Doordat de betreffende bestemming van het perceel “industrieterrein” is, worden op het gebied van gemeentelijk beleid eveneens geen belemmeringen verwacht. De gemeente gaf aan dat het aanzicht zwaar meetelt voor afwegen voor goedkeuring van het project. Vanaf de openbare weg, gelegen aan de overzijde van het aangrenzende kanaal zullen de gashouders niet te erg in het oog mogen springen. Door gashouders te plaatsen welke een lichtgrijze kleur hebben, zal dit probleem eveneens verholpen kunnen worden. Wel verlangt de gemeente een aanvullend akoestisch onderzoek, vooral voor het bepalen van geluidsnormen. De heer H. Van Oosten heeft inmiddels de stap ondernomen om de milieuvergunning daadwerkelijk aan te vragen, waarbij uit gesprekken met de gemeente is gebleken dat de gemeente positief tegenover dit project staat, mits aan bovengenoemde voorwaarden wordt voldaan.

9.3 Bouwvergunning Omdat sprake is van de bestemming “Industrie” en men op het betreffende perceel mag bouwen tot een hoogte van 15 meter, zullen naar verwachting weinig tot geen problemen opduiken bij het verkrijgen van een bouwvergunning. De ontwikkelingen over de huidige aanvraag van de milieuvergunning alsmede de oriënterende gesprekken met de gemeente, zijn tevens gevolgd door ambtenaren van de afdeling R.O., welke naar verwachting goede mogelijkheden zien voor de realisatie van dit project, binnen de aangegeven kaders.


10 UITGEBREIDE SAMENVATTING H. van Oosten Intermediair en Logistiek B.V. in Veendam is gespecialiseerd in mestdistributie voor akkerbouwers en bezit een mestopslag waarin jaarlijks ca. 150.000 m³ drijfmest wordt overgeslagen. Door aangescherpte weten regelgeving is de onderneming genoodzaakt de opslagcapaciteit van de huidige opslag te vergroten. De investeringen hiervoor kunnen deels worden terugverdiend door de mest te vergisten met behulp van een biogasinstallatie. Hierbij ontstaat biogas voor elektriciteitsopwekking in een WKK installatie en warmte. Hiermee wordt de uitstoot van broeikasgassen sterk gereduceerd. Het bedrijf van Van Oosten is gelegen op een industrieterrein. Door de combinatie van de bedrijfsomvang, de aanwezigheid van silo’s en de transportmogelijkheden over water kan de opwekking van duurzame energie door vergisting van biomassa interessant kan zijn voor de onderneming. Tevens kan de vrijkomende restwarmte in de nabijheid door andere gebruikers worden aangewend. Dit haalbaarheidsproject onderzoekt de haalbaarheid van mestvergisting en restwarmteafzet voor de gegeven situatie op basis van een capaciteit van 25.000 m3 mest per jaar (ca. 480 m3 per week). Hierbij ontstaat spontaan ca. 287.000 m3 methaangas op jaarbasis uit 6 mestsilo’s met een inhoud van 17.700 m3 . Bij het vergisten van 25.000 m3 vleesvarkensmest ontstaat aanvullend ca. 710.000 m3 biogas extra. Na omzetting in een WKK-installatie ontstaat hieruit naast 2,7 miljoen kWh duurzame elektriciteit jaar ca. 3,2 miljoen kWh per jaar aan bruikbare restwarmte. Ter verhoging van de haalbaarheid van een vergistinginstallatie is het gewenst om de restwarmte zo optimaal mogelijk aan te wenden op de locatie zelf om te gebruiken in de directe omgeving ter besparing op fossiele brandstof voor in het bijzonder verwarmingsdoeleinden. Om een volledig inzicht te krijgen, zijn mogelijke opties nader uitgewerkt voor gebruik van restwarmte voor:

• Een wasstraat voor personenauto’s • Een naast gelegen koelcelbedrijf • Een nog te bouwen wasstraat voor vrachtauto’s • Een naar een transportbedrijf • een op te richten varkenshouderij • een glastuinbouwbedrijf • het drogen dierlijke mest of akkerbouwproducten • overige doeleinden, bv horeca

De algemene conclusie is dat warmtetransport in de meeste onderzochte situaties economisch niet aantrekkelijk is. Dit zal pas veranderen als de energiekosten voor verwarming substantieel stijgen. Knelpunten zijn dat ondanks de huidige stand van techniek op het gebied van isolatie- en warmtetechniek het optredende warmteverlies over de genoemde afstanden te groot is. De kosten voor aanleg van warmtetransportleidingen wegen niet op tegen de baten ten gevolge van de energiebesparing op wateropwarming. Hierbij komt het feit dat men het leidingwerk dient aan te leggen in gebieden met bestaande infrastructuren en bebouwing. De economisch interessantste opties liggen op het gebied van toelevering aan een transportbedrijf, aan de varkenshouderij of aan de glastuinbouw. Voorwaarde is dat deze binnen een redelijke afstand (ca. 400 à 800 meter) van de productielocatie gevestigd zijn. Dit vormt veelal het grootste knelpunt. De totale reductiemogelijkheid onder optimale omstandigheden voor de combinatie van actief mest vergisten in combinatie met opvang methaangas uit de overige 4 mestsilo’s is ca. 5.589 ton CO2-equivalenten per jaar.


Omdat sprake is van de bestemming “Industrie” en men op het betreffende perceel mag bouwen tot een hoogte van 15 meter, zullen naar verwachting weinig tot geen problemen opduiken bij het verkrijgen van een bouwvergunning. De ontwikkelingen over de huidige aanvraag van de milieuvergunning alsmede de oriënterende gesprekken met de gemeente, zijn tevens gevolgd door ambtenaren van de afdeling R.O., welke naar alle waarschijnlijkheid goede mogelijkheden zien voor de realisatie van dit project, binnen de aangegeven kaders.


11 CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN

11.1 Conclusies 1 Onderzoek naar de economische en technische haalbaarheid van warmtelevering aan

potentiële afnemers heeft het volgende opgeleverd: • Afzet van restwarmte aan een wasstraat zal doordat met lagere watertemperaturen

gewassen wordt relatief klein zijn; • Afzet van restwarmte aan een locaal koelhuis biedt mogelijkheden voor het toepassen

van absorptiekoeling. De huidige actuele situatie is momenteel ongeschikt; • Afzet van restwarmte aan een autowasstraat voor vrachtwagens kan aantrekkelijk zijn.

Echter de realisatie ervan is nog niet duidelijk; • Afzet van restwarmte aan een varkenshouderijbedrijf is een reële optie. Tevens kan de

aanwezige mest vergist worden; • Afzet van restwarmte aan een tuinbouwbedrijf is een reële optie; • Afzet van restwarmte aan een de akkerbouw is alleen interessant als het op de

productielocatie geschied voorafgaand aan transport. Door waterontrekking kunnen de transportkosten en daarme een deel van de uitstoot beperkt worden;

• Afzet van restwarmte aan locale bedrijven en horeca is niet interessant. Er is geen behoefte of bedrijven hebben al restwarmte.

2 Randvoorwaarden voor duurzaam hergebruik is dat in de specifieke situaties

• de benodigde vergunningen verkregen kunnen worden, • de transportafstand beperkt is tot maximaal 1.000 meter om optredende

warmteverliezen en aanlegkosten van warmtetransportleidingen te beperken • het leidingwerk past binnen de bestaande (ondergrondse) infrastructuur en bebouwing.

3 Onder de aangenomen omstandigheden kan in totaal 287.000 m3 methaangasemissie

worden voorkomen als alle 6 de mestsilo’s met een totale inhoud van 17.700 m3 worden afgedekt. Om emissie naar de atmosfeer te voorkomen, dient dit gas wel omgezet te worden in CO2.

4 287.000 m3 opgevangen methaangas komt overeen met 442.000 m3 biogas. In een grote

WKK-installatie van meer dan 250 kW is hieruit per m3 biogas ca. 2,1 kWh elektriciteit en ca. 3,7 kWh warmte te produceren. Hieruit is aan nuttige elektriciteit en restwarmte te produceren:

• 287.000 m3 methaangas = 4.038 ton CO2-eq/jaar • 442.000 m3 biogas = 496 ton CO2-eq/jaar • 442.000 m3 biogas = 99 ton CO2-eq/jaar

Tevens kan ca. 710.000 m3 biogas per jaar extra worden geproduceerd door vergisting. • 710.000 m3 biogas = 797 ton CO2-eq/jaar • 710.000 m3 biogas = 159 ton CO2-eq/jaar

De totale reductiemogelijkheid onder optimale omstandigheden voor de combinatie van actief mest vergisten in combinatie met opvang methaangas uit de overige 4 mestsilo’s is ca. 5.589 ton CO2-equivalenten per jaar op voorwaarde dat de restwarmte effectief is in te zetten.


5 De terugverdientijd van de benodigde investeringen zal ca. 9 jaar bedragen en 8 jaar indien EIA-subsidie mogelijk is. Het netto resultaat en dus rendement is sterk afhankelijk van de gerealiseerde biogasproductie. Omdat deze wijze van biogasproductie op grote schaal nieuw is, zal rekening gehouden moeten worden met eventueel lagere opbrengsten.

6 Omdat sprake is van de bestemming “Industrie” en men op het betreffende perceel mag

bouwen tot een hoogte van 15 meter, zullen naar verwachting weinig tot geen problemen opduiken bij het verkrijgen van een bouwvergunning. De ontwikkelingen omtrent de huidige aanvraag van de milieuvergunning alsmede de oriënterende gesprekken met de gemeente, zijn tevens gevolgd door ambtenaren van de afdeling R.O., welke waarschijnlijk goede mogelijkheden zien voor de realisatie van dit project, binnen de aangegeven kaders.

11.2 Aanbevelingen • Het is te overwegen om eerst één van de overige mestsilo’s gasdicht te maken om te

onderzoeken wat onder de huidige omstandigheden de werkelijke biogasproductie kan zijn gedurende het jaar. Met name in de zomer zal deze hoger zijn door een hogere buitentemperatuur waardoor de grens van spontane vergisting van 15oC eerder wordt bereikt. Tevens kan een snelle doorvoer van de mest en de leeftijd van de mest het koude vergistingproces negatief beïnvloeden, waardoor het rendement daalt.

• Het afdekken van de 4 overige mestsilo’s en nuttig omzetten ervan in duurzame energie,

kan onder optimale omstandigheden leiden tot extra netto resultaat van ca. € 24.000 en een terugverdientijd van berekent 5,3 jaar.


12 VERSPREIDING VAN OPGEDANE KENNIS De conclusies en resultaten zullen verspreid worden via (na toestemming opdrachtgever);

• een persbericht naar de vakbladen voor agrariërs en voor loonwerkers; • geven van interviews over de resultaten aan journalisten van vakbladen; • gebruik in groepsvoorlichting naar de doelgroepen (met name agrarische

ondernemers); • interne verspreiding onder DLV-medewerkers voor gebruik in individuele advisering.


Bijlage 1 Absorptiekoeling Absorptie-koelmachines zijn warmtepompen. Warmtepompen produceren warmte door warmte te onttrekken aan een medium met een laag temperatuurniveau en deze te pompen naar een medium met een hoger temperatuurniveau. Als het nut van de pomp toegekend wordt aan de hoge temperatuurzijde spreekt men van een warmtepomp, als het nut vooral aan de koude kant ligt wordt de pomp een koelmachine genoemd. Absorptiekoelmachines en absorptie-warmtepompen zijn in feite dus hetzelfde. De werking van een absorptie-koelmachine is vergelijkbaar met die van een conventionele warmtepomp. De druk van het arbeidsmedium (bijvoorbeeld ammoniak) wordt echter niet mechanisch maar thermisch verhoogd via een absorptie/desorptie-proces. Absorptie-koelmachines worden dus aangedreven door warmte. Deze warmte mag van een relatief lage temperatuur zijn (ca. 100 °C). Als restwarmte van een ander proces benut wordt, stijgt het samengestelde rendement van beide processen.

Warmtevraag en koelbehoefte gaan vaak samen. Simultane productie van koude en warmte met een absorptie-koelmachine biedt daarom veel mogelijkheden voor energiebesparing. Combinaties van warmte/krachtkoppeling en koudeproductie lijken economisch aantrekkelijk voor de productie van koude met een temperatuur tot -10oC. Een voorbeeld hiervan is de integratie van warmtelevering door een stadsverwarmingseenheid en koudeproductie door een absorptie-koelmachine. Een energiebesparing van ongeveer 70% ten opzichte van elektrisch aangedreven koelmachines is mogelijk. Verder leidt deze integratie tot een betere benutting van het warmtenet, vooral in de zomer. Niet alleen aanbieders, zoals energiebedrijven, zijn geïnteresseerd in deze combinatie. Voor afnemers van warmte en koude wordt de bedrijfszekerheid van koude-levering vergroot door toepassing van absorptiekoeling, aangedreven door stadsverwarming. Stadsverwarmingsnetten kennen immers vrijwel geen storingen. De implementatie van deze nieuwe toepassing van het absorptiekoelproces kan worden bevorderd doordat energiebedrijven vanuit hun positie een lagere investeringsdrempel hebben. De installatie kan worden verhuurd, waarbij investeringskosten en onderhoud voor rekening zijn van het energiebedrijf.

De bij absorptie-koelmachines toegepaste technologie vertoont vorderingen op het gebied van rendement (coëfficiënt of performance bij koelmachines) en het temperatuurniveau van de warmte nodig voor de aandrijving van de koelmachine. In landen zoals de Verenigde Staten en Japan is de combinatie van koelen en stadsverwarming een vertrouwde technologie. Daar is immers door klimatologische omstandigheden de koelbehoefte veel groter. In Nederland neemt de koelbehoefte toe bijvoorbeeld door veranderingen in de utiliteitsbouw (betere isolatie, meer glas), meer mensen per kantooroppervlak en toename van het aantal computers. Combinatie van warmte- en koudeproductie kan voor bijvoorbeeld kantoorgebouwen en ziekenhuizen met een koelbehoefte vanaf 500 kW economisch interessant zijn. In 1994 zijn in de utiliteitsbouw veel projecten gepland of gerealiseerd. Verwacht wordt dat deze ontwikkeling de komende jaren zal doorzetten.

Bron: www.energie.nl

http://www.energie.nl


Bijlage 2 Rendementsberekening vergistinginstallatie met 10% lagere

biogasopbrengst (Bron: Rekenmodel Quick scan biogas, DLV Bouw, Milieu en Techniek B.V.) Alle bedragen in Euro en excl. BTW mestproductie verwarmingdieren: aantal m3/dier/jaar % d.s. m3 of ltr/dier/jr.zeugen 0 5,5 5,5 0vleesvarkens 1 25000,0 9,5 0melkkoeien 0 24,5 7,5 0jongvee 0 6,4 6 0vleeskalveren 0 3,5 7,5 0mestopslagsilo ja/nee nee bruto inh.: m3 0WKK-installatie ja/nee nee WKK in kWe 362Terugleververgoeding elektra 12,4 cent/kWhgem. kosten 'grijze' elektra 7,21 cent/kWh (>100.000 kWh/jr)kosten aardgas 33,0 cent/m3/ltr (>5.000 m3/jr.)m3 gas woonhuis/overige geb. 0Opbrengsten: Euro eenheid hoeveelheid toelichtingnetto verkoop 'groene' elektra 294.074 kWh 2.371.562besparing verwarmingskosten 0 m3/liter 0besparing mestkosten kWh warmte 2.979.022 na bespar. Verw

m3 aardgas-eq. 321.709 na besp.op Verwtotale 'opbrengsten' 294.074 theor. m3 4.744 vochtverdampInvesteringsanalyse: capaciteitMestvergister+WKK+randapp. 1.784.000Bijkomende kosten 0totale bruto investering 1.784.000EIA+VAMIL+CO2 288.593rentelasten:Groen+normaal 43.925afschrijving 178.400onderhouds +verzek. kosten 56.829totale kapitaalslasten 279.154kosten co-vergistproducten 0arbeidskosten 22.825 0elektratransport kosten 3.437extra mestafzetkosten co-substraat 0totale jaarkosten 305.415netto opbrengst per jaar 17.518 (incl. subsidie verdeeld over 10 jaar)rendement investering % 5,9 excl. subsidie:= 4,3terugverdientijd invest in jr 9,1 10,7


Bijlage 3 Rendementsberekening vergistinginstallatie zonder afdekking

overige 4 mestsilo’s. (Bron: Rekenmodel Quick scan biogas, DLV Bouw, Milieu en Techniek B.V.) Alle bedragen in Euro en excl. BTW mestproductie verwarmingdieren: aantal m3/dier/jaar % d.s. m3 of ltr/dier/jr.zeugen 0 5,5 5,5 0vleesvarkens 25.000 1,0 10,6 0melkkoeien 0 24,5 7,5 0jongvee 0 6,4 6 0vleeskalveren 0 3,5 7,5 0mestopslagsilo ja/nee nee bruto inh.: m3 0WKK-installatie ja/nee nee WKK in kWe 304Terugleververgoeding elektra 12,4 cent/kWhgem. kosten 'grijze' elektra 7,21 cent/kWh (>100.000 kWh/jr)kosten aardgas 33,0 cent/m3/ltr (>5.000 m3/jr.)m3 gas woonhuis/overige geb. 0Opbrengsten: Euro eenheid hoeveelheid toelichtingnetto verkoop 'groene' elektra 245.312 kWh 1.978.324besparing verwarmingskosten 0 m3/liter 0besparing mestkosten kWh warmte 2.391.413 na bespar. Verw



Bijlage 4 Rendementsberekening vergistinginstallatie zonder afdekking

overige 4 mestsilo’s en kleinere WKK-installatie (-€75.000). (Bron: Rekenmodel Quick scan biogas, DLV Bouw, Milieu en Techniek B.V.) Alle bedragen in Euro en excl. BTW mestproductie verwarmingdieren: aantal m3/dier/jaar % d.s. m3 of ltr/dier/jr.zeugen 0 5,5 5,5 0vleesvarkens 25.000 1,0 10,6 0melkkoeien 0 24,5 7,5 0jongvee 0 6,4 6 0vleeskalveren 0 3,5 7,5 0mestopslagsilo ja/nee nee bruto inh.: m3 0WKK-installatie ja/nee nee WKK in kWe 304Terugleververgoeding elektra 12,4 cent/kWhgem. kosten 'grijze' elektra 7,21 cent/kWh (>100.000 kWh/jr)kosten aardgas 33,0 cent/m3/ltr (>5.000 m3/jr.)m3 gas woonhuis/overige geb. 0Opbrengsten: Euro eenheid hoeveelheid toelichtingnetto verkoop 'groene' elektra 245.312 kWh 1.978.324besparing verwarmingskosten 0 m3/liter 0besparing mestkosten kWh warmte 2.391.413 na bespar. Verw



Bijlage 5 Literatuurlijst.

1. Onderzoek naar de geuremissie bij gebruik van vergiste mest en onvergiste mest, Witteveen+Bos B.V., ir. M van Kuijk et al, september 2003, proj. Nr. 2021-02-22-03-004

2. Haal meer uit mest! (duurzame energie uit mest: kansen voor veehouders) deel 1, oktober 2002, S.A.M. van den Berg et al. , CCS in opdracht van de provincie Overijssel en Stimuland Overijssel

3. Biogas, Strom aus Gülle und Biomasse, Prof. Dr. Thomas Amon et al., 2002, Herausgegeben von Top Agrar Deutschland, ISBN: 3-7843-3174-2

4. Mondelinge mededelingen BOVAG Nederland, energiegebruik wasstraten.

5. Brink, R.M.M. van den, G.P. van Wee, 1997. Energiegebruik en emissies per vervoerwijze, RIVM-rapport nr. 773002007, Bilthoven.

6. Koelen met restwarmte is best wel aantrekkelijk, Ing. K. de Jong, april 2002, artikel uit

vakblad Verwarming en Ventilatie, www.energieprojecten.com

7. Informatiefolder Mest de ‘groene’ motor, Praktijkonderzoek Veehouderij e.a., november 2002, Stimuleringsproject vergisten van mest in opdracht van Stichting Ecogas en LASER

8. Perspectieven mestvergisting op Nederlandse melkvee- en varkensbedrijven, Praktijkonderzoek Veehouderij, A.J.H. van Lent et al., april 2001, rapport 194

9. Mestvergisting op boerderijschaal in bestaande opslagsystemen, ECOFYS BV, M.Tijmensen et al., februari 2002, proj.nr. 373002/0230-in opdracht van NOVEM/ROB programma

10. Internationale verkenning mestvergisting, ECOFYS BV, M.Tijmensen et al., juni 2003, proj.nr. 0377/02/02/03/28, in opdracht van NOVEM/ROBprogramma

11. Methaan, lachgas- en ammoniakemissies bij de productie, opslag en transport van mest, R.M. de Mol en M.A. Hilhorst-Wageningen, IMAG rapport 2003-03 Wageningen UR, Instituut voor Milieu- en Agritechniek 2003.

12. Mestvergisting op boerderijschaal in bestaande opslagsystemen, ECOFYS BV, M. Tijmensen et al., juni 2003, projectnr. 0377/02/02/03/28, in opdracht van NOVEM/ROB-programma

13. Methaan, lachgas- en ammoniakemissies bij de productie, opslag en transport van mest, R.M. de Mol en M.A. Hilhorst-Wageningen, IMAG rapport 2003-03 Wageningen UR, Instituut voor Milieu- en Agritechniek

14. De koude vergisting van varkensmest, ir. J.A.M. Voermans en ing. M.M.L. van Asseldonk, januari 1992, proefverslag nr. P 1.69 Proefstation voor de Varkenshouderij

15. De bemestende waarde van vergiste mest, HAS Kennistransfer, C. Klaver et al., 2003

16. Perspectieven van co-vergisting voor beperking van emissies van broeikasgassen uit de landbouw in Nederland, P.J. Kuikman et al., Alterre-rapport 210

http://www.energieprojecten.com

Haalbaarheid van mestvergisting en restwarmteafzet voor een ...

Documents

Transcript of Haalbaarheid van mestvergisting en restwarmteafzet voor een ...