Vergisting van intergemeentelijk afval: Technologische opportuniteiten 2 de Vlaams Vergistingsforum...

1

Vergisting van intergemeentelijk afval:

Technologische opportuniteiten

2de Vlaams Vergistingsforum – 19.09.2012L. Raport, M. Bossuwé, N. Lievens, J. Van Driessche, B. Willems, E. Meers

Overzicht

1. Inleiding intergemeentelijk afval Soorten, karakteristieken, mogelijkheden voor verwerking2. Organisch intergemeentelijk afval

mogelijkheden voor vergisting3. Technologieën voor vergisting van intergemeentelijk afval4. Vergisting van intergemeentelijk afval: Aandachtspunten5. EcoWerf case:

Onderzoek en opportuniteiten

3

1. Intergemeentelijk afvalOrganische fractie van intergemeentelijk afvalNiet-gescheiden organisch afval:1. Organisch-biologische fractie van huishoudelijk restafval: Op basis van

sorteerproeven, vastgelegd op 47,48 % (in 2009)→ Wekelijkse/tweewekelijkse huis-aan-huis-inzameling

Gescheiden organisch afval2. Groente -, Fruit- en Tuinafval (GFT): in +/- 65 % van de Vlaamse gemeenten

→ Wekelijkse/tweewekelijkse huis-aan-huis-inzameling in ‘GFT-regio’s’3. Groenafval

• Bermmaaisel• Zacht snoeiafval• Snoeiafval• Boomstronken→ Huis-aan-huis in ‘Groen-regio’s’, rest: inzameling via containerparken

3. Onbehandeld houtafval→ Voornamelijk inzameling via containerparken

4

1. Intergemeentelijk afvalSelectief ingezamelde hoeveelheiden intergemeentelijk organisch-biologisch afval in Vlaanderen (2010)

Afvalstroom Totale hoeveelheid (ton)

Hoeveelheid per inwoner (kg/inw)

GFT 263.645 41,86

Tuinafval gemengd 348.893 55,40

Snoeihout 120.648 19,16

Groenafval 469.541 74,56

Houtafval 166.495 26,44

Bron: Inventarisatie huishoudelijke afvalstoffen 2010, OVAM.

5

1. Intergemeentelijk afvalHuidige verwerking van organisch intergemeentelijk afval in Vlaanderen:

• GFT afval:- 6 aerobe composteringsinstallaties: 65 %- 2 vergistingsinstallaties (met nacompostering): 35 %

• Groenafval:- 26 Groencomposteringsinstallaties

Compostering: 30-35 kWh per ton VERBRUIKVergisting: 100-150 kWh per ton OPBRENGST

6

1. Intergemeentelijk afvalMogelijkheden voor verwerking selectief ingezameld organisch afval: Geïntegreerd concept

Bron: OVAM (2009) Economische marktanalyse van de verwerking van (deelstromen) van groen- en gft-afval met voorstel van beleidsaanbevelingen

Overzicht




8

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval

Organisch intergemeentelijk afval: mogelijkheden voor vergisting?

→ Belangrijke karakteristieken die het biogaspotentieel van organische afvalstromen beïnvloeden:

• Inzamelwijze en voortraject: Scheiding aan de bron zorgt voor beduidend betere kwaliteit dan mechanische scheiding achteraf

• Afbreekbaarheid - gehalte aan eiwitten, vetten en koolhydraten- Gehalte aan cellulose, hemicellulose en lignine

• C:N verhouding• N-gehalte (NH4

+/NH3-inhibitie)• Partikelgrootte

9


• GFT-afvalSchillen en resten van groente en fruit, alle etensresten, kaas en kaaskorsten, koffiefilters, koffiedik, theezakjes en theebladeren, snijbloemen en kamer-planten, aanhangende potgrond, gras, stro en bladeren, klein snoeiafval en kort gemaakte takken, resten van tuinplanten, beperkte hoeveelheden papier.→ Zéér heterogeen, poging tot gemiddelde elementaire samenstelling:

Component Eenheid Component Eenheid

Vochtigheid Gew. % 60

Asrest Gew. % van d.s. 45 S Gew. % van d.s. 0,18

C Gew. % van d.s. 29 K Gew. % van d.s. 1,21

H Gew. % van d.s. 3 Na Gew. % van d.s. 0,31

O Gew. % van d.s. 21 Ca Gew. % van d.s. 1,62

N Gew. % van d.s. 1 Cl Gew. % van d.s. 0,24

10


• GFT-afval→ Biogaspotentieel

gaande van 100 Nm3 biogas/ton Verse Stof (VS) tot 180 Nm3 biogas/ton VS→ Methaangehaltegaande van 50 % tot 70 % (meestal rond 60 %)

→ Belangrijke karakteristieken die het biogaspotentieel van GFT beïnvloeden:• Afbreekbaarheid: 60 - 80 %• C:N verhouding: < 20 (25-30 = optimaal)• N-concentratie:

11


• GFT-afval en fijne fractie groenafval → Samenstelling, en dus biogaspotentieel, zijn afhankelijk van:

• Regio (stedelijk of landelijk)Stedelijk: Hoger aandeel etensresten, minder groenafval en maaiselsLandelijk: Hoger aandeel groenafval en maaisels, deel afval ‘zelf verwerkt’ dmv thuiscomposteren, gebruik als kippenvoer, etc.

• Seizoensgebonden (winter versus zomer)Gedurende winter: Lager tonnage, hoger aandeel etensresten tov groenafval, hogere biogasopbrengst per ton vers gewichtGedurende zomer: Hogere tonages, hoger aandeel maaisels en groenafval, lagere biogasopbrengst per ton vers gewicht

• Inzamelwijze: Scheiding aan de bron zorgt voor betere kwaliteit dan mechanische scheiding achteraf

12


• Maaisels en fijne fractie groenafval→ Biogaspotentieel

gaande van 50 Nm3 biogas/ton VS tot 150 Nm3 biogas/ton VS (mogelijk > 150 Nm3/ton VS indien ingekuild)

→ Methaangehalte+/- 60 %

→ Belangrijke karakteristieken die het biogaspotentieel van GFT beïnvloeden:• Partikelgrootte• Afbreekbaarheid: 60 – 80 %• C:N verhouding: +/- 20: goed

Bron: Hartmann & Ahring, 2006

13


• Maaisels → Samenstelling, en dus biogaspotentieel, zijn afhankelijk van:

• MaaiperiodeEerste maaibeurt (vanaf 15 juni)

Tweede maaibeurt (vanaf 15 sept): hoger gehalte aan hemicellulose en lignine, dus lagere biogasopbrengst (tot 50 % minder!)

• MaaimethodeCirkelmaaier: hogere biogasopbrengst per ton VSKlepelmaaier: meer contaminatie in gras, lagere biogasopbrengst per ton VS

• VegetatietypeVariatie in biogaspotentieel tussen soorten, maar bronnen spreken

elkaar tegen

14


• Maaisels Voordelen : → Mogelijkheid tot inkuilen van maaisels

• Spreiding van aanvoer van inputstromen (gebruik tijdens winterperiode wanneer tonnages GFT lager liggen)

• MAAR: maaisel moet zéér vers ingekuild worden

Overzicht




16

3. VergistingstechnologieënIndeling van types installaties volgens:• Drogestofgehalte

Nat (5-15 % DS) vs. Droog (20-40 % DS)

• VoedingsregimeContinu vs. batch

Continue (CSTR) - nat

Geroerde fermentor

Liggende fermentor

Discontinue (batch)

Silofermentor

M

SUBSTRAAT

MENGER

POMP

SILO

VOEDINGSBUIZEN

M

BIOGAS

DIGESTAAT

ENTEN

Continue - Droog

Garagebox fermentorBron: Biogas-e, 2008

17

3. VergistingstechnologieënIndeling van types installaties volgens:

• DrogestofgehalteNat (5-15 % DS) vs. droog (20-40 % DS)

• VoedingsregimeContinu vs. Batch

• ReactortemperatuurMesofiel (minder gevoelig voor stikstofinhibitie, lagere energiebehoefte) vs. Thermofiel (hogere belasting mogelijk → kleinere installatie)

• Scheiding van processtappen1- of 2 –fasig (hydrolyse en methanogenese in afzonderlijke tank met ≠ pH en T)

Overzicht




19

4. Vergisting intergemeentelijk afval: aandachtspunten

Technische en procestechnische uitdagingen:• Vezelmateriaal en afbreekbaarheid maaisels• Vervuiling (blikjes, plastic, ...) → Voorbehandeling nodig:

• Zeven• Trommelzeef• Sterrenzeef

• Windshifter• Pulpen

20

4. Vergisting intergemeentelijk afval: aandachtspunten

Technische en procestechnische uitdagingen:

• Aanvoer GFT in pieken: te compenseren met inkuilen van maaisels?

Januari

Februari

Maart

April Mei

JuniJuli

Augustus

September

Oktober

November

December

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

Aanvoer bermmaaisel

Aanvoer GFT

ton

Overzicht



Onderzoek en Opportuniteiten

22

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf

Interreg IVB ARBOR Project

“Accelerating Renewable Energies through valorisation of Biogenic Organic Raw Material”

• Binnen Werkpakket 1: “Stimulating sustainable production, collection and preparation of biomass”

werkt Innolab samen met UGent, Innova Energy en EcoWerf aan de ontwikkeling van het ‘Synergy Park’ rond EcoWerf

23


Opdrachthoudende vereniging (Intercommunale)• 27 gemeenten• Provincie Vlaams-Brabant• Integraal beleid huishoudelijk afval

Preventie, inzameling en verwerking• 390.000 inwoners• 257 werknemers -242 VTE

24


• Totale energiebehoefte 2011

Kostprijs: 1.370.000 € / jaar5% van de jaaromzet

→ EcoWerf wenst energie uit GFT optimaal te recupereren met behoud productie compost

Energieverbruik EcoWerf 2011 (GJ)

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

2011

stookolie

Gas

HS Werkplaats

HS Compostering

Diesel

25


Huidige composteerinstallatie (capaciteit 65.000 ton/jr)→ Verwerking GFT, zacht groenafval, maaisels en kleine hoeveelheid OBA’s

Potentieel voor vergistingsinstallatie:• Eigen inzameling GFT + Maaisels + zacht groenafval:

33.700 ton/jaar• Huidige aanvoer GFT vanwege intercommunales

Interza/Interrand11.362 ton/jaar

• Beschikbare gemeentelijke bermmaaisels3.000 ton/jaar

→ Totaal 48.000 ton/jaar

26


Verschillende scenario’s mogelijk

Koppeling met omgeving

27


Correcte inschatting van biogaspotentieel van groot belang bij dimensionering van vergistingsinstallatie!

Binnen Interreg IVB ARBOR-project: Evaluatie van het biogaspotentieel van het GFT/zacht groen-afval:

• Duurtijd: 1 jaar• Staalname: 2 x per week gedurende 2 weken: telkens 1

mengstaal• 26 Stalen in totaal: biogaspotentiaal wordt bepaald door

Innolab dmv batch testen

→ Een reële bepaling van het biogaspotentieel van gemengd intergemeentelijk organisch afval doorheen heel jaar!

28


Biogaspotentieel organisch intergemeentelijk afval EcoWerf:Voorlopige resultatenStaal 1: 145,6 Nm3/ton VS (603 Nm3/ton ODS) in 57 dagen met 56,7 % CH4

Staal 1 (12.07.2012)% DS = 36,5 % % ODS = 66,2 %

Staal 2 (30.07.2012)% DS = 31,0 % % ODS = 64,9 %

29

Hartelijk dank voor uw aandacht

Contact:[email protected]

mailto:[email protected]

Vergisting van intergemeentelijk afval: Technologische opportuniteiten 2 de Vlaams Vergistingsforum...

Documents

Transcript of Vergisting van intergemeentelijk afval: Technologische opportuniteiten 2 de Vlaams Vergistingsforum...