Meer waarde halen uit gras en gewas Ervaringen demonstratieweek kleinschalige bioraffinage De Peel, 8-12 september 2014

Transcriptie

1 Meer waarde halen uit gras en gewas Ervaringen demonstratieweek kleinschalige bioraffinage De Peel, 8-12 september 2014 Bijlagen Initiatiefgroep Bioraffinage De Peel 12 december 2014 Definitief rapport BD Foto s op deze voorpagina door Rob Fritsen

2 HASKONINGDHV NEDERLAND B.V. INDUSTRY, ENERGY & MINING Jonkerbosplein 52 Postbus AD Nijmegen Telefoon Internet Amersfoort KvK Documenttitel Verkorte documenttitel Status Meer waarde halen uit gras en gewas Ervaringen demonstratieweek kleinschalige bioraffinage De Peel, 8-12 september 2014 Definitief rapport Datum 12 december 2014 Projectnaam Projectnummer Opdrachtgever Referentie Demonstratie-project Bioraffinage De Peel BD Initiatiefgroep Bioraffinage De Peel BD /R0001/903009/Nijm Auteur(s) Wim van Doorn & Sina Salim (Royal HaskoningDHV), Martijn Wagener & Bram Koopmans (Grassa!), Johan Sanders (WUR). Collegiale toets Datum/paraaf Vrijgegeven door Tom Van Den Noortgaete Datum/paraaf 12 december 2014 A company of Royal HaskoningDHV

3 PRESENTATIES: 1. Bioraffinage in de Peel, meerwaarde halen uit gras en gewas, Wim van Doorn - RHDHV (8-12 september); 2. Valorisatie van biomassa in de agrosector, Jan de Wilt - Innovatienetwerk (8 september); 3. Kansen voor gras en gewasresten, Gjalt de Haan - Grassa! (8 september); 4. Bioraffinage in de praktijk, Martijn Wagener - Grassa! (8-12 september); 5. Grasraffinage, toepassingen voor melkveehouderij, Arie Klop - Wageningen UR (9 september); 6. Ontwikkelingen in de veevoederindustrie, Evelien Alderliesten - Coppens Diervoeding (9 sept); 7. Meerwaarde uit gewasresten, Aldert van der Kooij - RHDHV (10 september); 8. Meer waarde uit de komkommerteelt, Arno Janssen - Kompany B.V. (10 september); 9. Méér waarde halen uit biomassa op een duurzame manier, Johan Sanders - Wageningen UR (11 en 12 september); 10. Bioraffinage voor schoon water, Marlies Kampschreur - Waterschap Aa en Maas (12 september). Demonstratie-project Bioraffinage De Peel BD /R0001/903009/Nijm Definitief rapport 12 december 2014

4 Presentatie 1 Bioraffinage in de Peel, meerwaarde halen uit gras en gewas, Wim van Doorn - RHDHV (8-12 september) Demonstratie-project Bioraffinage De Peel BD /R0001/903009/Nijm Definitief rapport 12 december 2014

5

6 Bioraffinage in de Peel, meerwaarde halen uit gras en gewas Demo-week 8 12 september Wim van Doorn Adviseur Schone technologie Biobased Economy Milieu

7 Inhoud 1. Welkom 2. Programma 3. Initiatiefgroep en sponsoren 4. Wat is bioraffinage? 5. Beter gebruik maken van plantaardige reststromen 6. Samenwerken voor duurzame oplossingen 2 20 maart 2014

8 Initiatiefgroep en sponsoren Ton en Jolanda Aarts Melkvee-bedrijf Gerard Aarts Tuinder Richard van den Heuvel Varkenshouderij Jos de Kleijne Melkveehouderij Ad Kemps/Evelien Alderliesten Coppens diervoeders Martijn Wagener Grassa! Berna Kousemaker Peelnetwerk Wim van Doorn RHDHV Ton Vermeer Provincie Noord Brabant Mark Kerkhoff Waterschap Aa en Maas Marlies Kampschreur Waterschap Aa en Maas Johan Janssen Waterschap Aa en Maas Johan Sanders WUR-FBR Sponsoren: Landbouw Innovatiefonds Brabant Peelfonds Peelnetwerk - Waterschap Aa en Maas Grassa! RHDHV Biobased Business Oost-Brabant Rabobank Peelland-Zuid 3 20 maart 2014

9 Wat is bioraffinage? Vezels Eiwit producten Mobiele bioraffinage unit Meststof fosfaat Biogas Suikers -> chemicals 4 20 maart 2014

10 Duurzaam toepassen waarde pyramide Health & lifestyle Farma Fragrances Flavors Fine chemicals Fruits Fresh vegetables Food crops Fodder Feed Nutrition Functional molecules Fermentation products Fibers Fertilizer Chemicals & materials 5 20 maart 2014 Fuel Gas Electricity Heat Energy

11 Waarom? -> Ontwikkelingen in de wereld Groei wereld bevolking, stijgende welvaart Tekort aan goedkope olie/stijgende energieprijzen Tekortaaneiwit Zekerheid energie en grondstoffen voorziening Klimaatverandering door broeikasgassen Ontwikkelingslanden 6 20 maart 2014

12 Waarom? -> Regio Druk op milieu: * uitstoot ammoniak en geur * mineralen overschot Beschikbaarheid hoge kwaliteit grondwater Meer stabiele, duurzame agrarische ontwikkeling: People, Planet ánd Profit 7 20 maart 2014

13 Samen werken aan duurzame oplossingen Partners in de voedsel keten Jaar kalender van beschikbare biomassa Bioraffinage als voorbehandeling voor vervolg processen 8 20 maart 2014

14 Presentatie 2 Valorisatie van biomassa in de agrosector, Jan de Wilt - Innovatienetwerk (8 september) BD /R0001/903009/Nijm Demonstratie-project Bioraffinage De Peel 12 december 2014 Definitief rapport

15

16 Naar de Peel Martijn Wagener

17 Indeling Grassa: van project naar bedrijf Wat doet Grassa BV? Grassa! raffinage proces Meer waarde uit gras De producten: mn eiwitconcentraat en Grassa!silage Van Pilot naar Demo naar de Markt De gevoeligheden De kansen voor de toekomst De toekomst 2

18 Grassa: van project naar bedrijf GRASSA BV is ontstaan uit de projecten GRASSA!-1 ( ) en GRASSA!-2 ( ) binnen een samenwerkingscluster tussen vijf ondernemingen (Gras- en Groenvoeders Hoogland Marrum BV, PMF Machinefabriek, Eska Graphic Board, Beuker Vochtrijke Diervoeders BV, Sanovations BV) en de Stichting Courage. Grassa BV is opgericht in 2014, Aandeelhouders: Gjalt de Haan Bram Koopmans Johan Sanders Directie: Martijn Wagener 3

19 Wat doet Grassa BV? Verwaarden van biomassa door middel van raffinage Kennis en technologie op gebied van bioraffinage van groene plantaardige grondstoffen vermarkten De ontwikkeling, realisatie en verkoop van (mobiele) bioraffinage units De exploitatie van (mobiele) bioraffinage units Grassa heeft hiervoor een eigen lab- en onderzoekslocatie in Oenkerk en een mobiele proefinstallatie met een capaciteit van circa 1 ton per uur 4

20 Grassa!-raffinage proces OOGST HAKSELEN TRANSPORT VOORBEWERKEN SAP FRACTIE SCHEIDING VEZEL EIWIT WEI FOSFAAT SUIKERS AMINOZUREN

21 Grassa: meer waarde uit gras 1. som losse producten is meer dan huidige waarde gras Door de concentratie van bv eiwit wordt is het eiwitproduct ruimer toepasbaar en heeft het een hogere waarde 2. bij inzet als veevoer wordt hoger rendement op eiwit gehaald: Bij koeien: door betere ontsluiting (voorbewerking bij Grassa) en omdat gras eiwit bestendig (wordt niet afgebroken in de pens) is of gemaakt kan worden Bij varkens/kippen: doordat geïsoleerd graseiwit hoog essentieel aminozuurgehalte kent vergelijkbaar met soja eiwit (en met een hoger rendement door eenmagigen wordt omgezet in voedingseiwit 6

22 Grassa: de producten Indicatief beeld van de massabalans: - Relatief grote sapstroom -> lokaal, mobiel concept - Meeste waarde volgt uit kleine stromen: eiwitconcentraat - Grasvezels vormen basis voor Grassa!silage 7

23 Eiwitproduct In gras zit circa 16% eiwit op droge stof. Circa 40% wordt behouden in Grassa!silage Circa 50% kunnen we verrijken en concentreren Hoe hoger eiwit concentratie op droge stof, hoe hoger de waarde EP1: 35-40% eiwit, ds circa 37% Ontwikkeling in 2014: EP2: 75-90% eiwit, ds circa 37% 8

24 Grassa!silage Gekuilde vezel, balenpers, 1200 kg A. (Arie) Klop Onderzoeker Rundveevoeding Wageningen UR Livestock Research, 27 mei 2014 De voeropname was goed, we zagen geen verschil tussen de beide groepen, met of zonder Grassa!silage....de conclusie is: Grassa!silage kan graskuil prima vervangen tot een bepaald maximum, 4 kg lijkt in dit geval het maximum. Grassa!silage is een prima ruwvoer voor koeien

25 Van Pilot naar Demo naar de Markt Van Pilot naar Demo naar de Markt 2011: pilot 2015: demo 2016: markt Stel case op vers gras: 8 ton per uur 3000 uren per jaar -> ton gras -> ca 372 ha gras (10 ton ds/ha per jaar, ca 64 ton ns/ha per jaar) Investering circa keuro ROI circa 5%

26 De gevoeligheden Grassa ROI Vers Gras 8 t/u LAAG Huidig [%]: 100% ([Hoog] / [Laag]) HOOG Investeringen [%]:100% ([150%] / [50%]) Medewerker per draaiuur: 1 ([1] / [0,3334]) Draaiuren [uren]: 3000 ([3999,9] / [3000]) Gras kosten [eur/ton ds]: 50 ([60] / [40]) Grassa silage waarde [eur/ton ds]: 80 ([96] / [64]) EP 1 waarde [eur/ton]: 133 ([159,6] / [106,4]) EP 2 waarde [eur/ton]: 375 ([450] / [300]) Fosfaat waarde [eur/ton]: 9 ([10,8] / [7,2]) -10,0% -5,0% 0,0% 5,0% 10,0% 15,0% 20,0% 25,0% 30,0% 35,0% Kansen los van de markt : lagere investeringen minder arbeid meer draaiuren

27 De kansen voor de toekomst Investeringskosten omlaag Meer productie-uren, Minder arbeid Meer waarde (meer concentraten uit SAP) Hoogwaardige benutting van gras en andere hoogwaardige grondstoffen: Demoprogramma De Peel: Natuurgras Komkommers/Komkommerloof Waternavel Overige voorbeelden: Tomatenloof Bietenloof

28 De toekomst 12 t/u 8 t/u 4 t/u gras mix tuinders

29 Vragen 14

30 Presentatie 3 Kansen voor gras en gewasresten, Gjalt de Haan - Grassa! (8 september) Demonstratie-project Bioraffinage De Peel BD /R0001/903009/Nijm Definitief rapport 12 december 2014

31

32 Valorisatie van biomassa in de agrosector Jan de Wilt Inleiding Demoweek Bioraffinage De Peel 8 september 2014

33 InnovatieNetwerk Het ontwikkelen én in de praktijk (doen) brengen van grensverleggende innovaties in landbouw/ agribusiness, voeding en platteland Focus: (M)LT en sprongen in duurzaamheid 2

34 Organisatie Publiek gefinancierd Onafhankelijk Kleine staf Projectenbudget In pre-concurrentiële fase 3

35 4 Fossiel intermezzo

36 Kringlopen CO2 H N, P, K H2O CH4 5

37 6 ECOPYRAMIDE

38 Voorbeelden Bioraffinage voer Bioraffinage mest Kringloopboerderij 7

39 Raffinage voer: Gras en mais 8

40 9 Wat eet de Nederlandse veestapel?

41 10 Grassa!

42 11 Huidige eiwitvoorziening

43 Raffinage: meer en hoogwaardiger eiwit 12

44 Voerraffinage Minder import van eiwitgrondstoffen Minder mineralenoverschot Lokale kringlopen beter sluitend Hoger bedrijfsrendement? 13

45 Raffinage mest: Markt voor mest 14

46

47 Mest als cascade van grondstoffen Biogas Groen gas Elektriciteit Warmte CO2 Struviet Mineralenconcentraat Organische mestkorrels etc Biochar Water Vezels Eiwit (SCP) PHA (bioplastics) Cyanophycine Fumaarzuur Ureum etc

48 17

49 Bestaande mestmarkt Plaatsing eigen grond: 53 mio ton Cash driven Verhandelde mest: 18 mio ton Ca. 300 mio Interventie Overheid Waarde door schaarste Verwerkte grondstof uit mest Groen Gas Electriciteit CO2 Mineralen Biochar Gebruikers Afnemers Chemie Energie Landbouw Particulier Fondsvorming Materialen Eiwitten Papier Bouw Voeding Productie Capaciteit + Know how Water Landbouw Wie investeert en neemt risico?

50 19 Valley of Death

51 INTERREG Nederland- Vlaanderen ( ) Nederland: - InnovatieNetwerk/EZ - Stadsregio Eindhoven (SRE - Brabantse Ontwikkelingsmij (BOM) - REWIN - Vlaams Centrum Mestverwerking - Universiteit Gent - Inagro 20

52 Kringloopboerderij: ECOFERM 21

53 22 ECOFERM in Uddel

54 ECOFERM Reststromen Kroos + algen Mais Warmte Algen CO 2 Rose kalveren Pigs Vlees Mest Electriciteit Biogas Digestaat Biogas Urine Kroos Warmte CO2 Warmte 23

55 Hoge eiwitproductie kroos en algen product protein content yield(t dm/ha) protein production(t/ha) soy bean 40% 2,5 1,0 rape seed 25% 3 0,8 sunflower 23% 3 0,7 peas 22% 4,5 1,0 beans 28% 4 1,1 lupins 35% 2,5 0,9 grass 12% 12,5 1,5 lucerne 19% 13 2,5 sugar beet leaves 12% 4,5 0,5 micro-algae 50% 15 7,5 duckweed 30% 25 7,5 wheat 11% 10 1,1

56 25 Kroos in de kas op de stal

57 26 Kroos

58 27 Algenbuizen

59 28 Aftappen algenwater

60 Conclusies 1. Raffinage haalt meer uit gras en mais en verbetert mineralenkringlopen 2. Raffinage van mest maakt het mogelijk nieuwe markten te bedienen 3. Gebruik van reststromen (CO2, warmte, mineralen) op de boerderij biedt kansen 29

61

62 Presentatie 4 Bioraffinage in de praktijk, Martijn Wagener - Grassa! (8-12 september) BD /R0001/903009/Nijm Demonstratie-project Bioraffinage De Peel 12 december 2014 Definitief rapport

63

64 kansen voor gras en gewasresten Gjalt de Haan

65 Bedrijfs-activiteiten Wadstroom, Holwerd

66 biobased initiatieven vanaf 2009 Biovergisting Wadstroom v.o.f. (Holwerd) Groene stroom 1,2 MWh (800kWh en 400kWh) ton biomassa (50% mest) Voorbereid voor verwerking natuur- en bermgras Banddrooginstallatie voor gescheiden digestaat en mest Grassa! bioraffinage van eiwitrijk gras en gewasresten Onderzoek en bouw pilotinstallatie bioraffinage proeffabriek Oentsjerk Solidpack: bioraffinage van natuur- en bermgras Onderzoek en ontwerp pilotinstallatie opwerking grasvezel Bouw van graspulp-lijn 2-ton/uur tbv. kartonproduktie (Loenen)

67 Kuilgras: van overschot naar tekort? Grassa! 2009: betere benutting gras overschot (buiten melkveehouderij) Grassa! 2014: betere benutting van gras, eiwit en mineralen (binnen de melkveehouderij) Graslandmanagement: inkuilen, grasdrogen + bioraffinage (?)

68 Grasraffinage: een nieuw verdienmodel?

69 Raffinage van gras en gewas

70 Vanaf 2011 diverse initiatieven greenery tuinbouw newfoss gras greencell ID grassa! harvestagg dunagro unbeatable beat akkerbouw proleaf

71 Van project naar business case - Betere benutting van: -ruwvoer -eiwitten -mineralen -reststromen - Contractteelt eiwitrijke gewassen - Volgtijdelijkheid van gewas(resten) Biomass - Decentraal/centraal - Modulair - Regionale structuur - Aansluiting andere processen Process - Vezel - Groen eiwit (feed) - Wit eiwit (food) - Fosfaat - Ontsloten vezel - Aminozuurmix - sap Products

72 Verdienmodel: verbinden en regionale benadering Combineren van verschillende grondstoffen (jaarrond, vers/ingekuild) Regie in oogst- en verwerkingsketen Combineren technologiëen (centraal, regionaal, mobiel) Aansluiting primaire raffinage en opwerking Aansluiting bestaande infrastructuur (bijv. bio-vergisting)

73 Planning 2014/2015 Wadstroom: Biovergister+digestaatdroger inzetten voor mestverwerking Grassa!: optimalisering pilotproces, voerproeven uitwerking business case + plan technisch ontwerp prototype 8 ton/uur BV Grassa! Bouw prototype 2014 Opzet Biomassa Conversie Centrum 2014/2015 Groene grondstoffen voor vergisting en industrie R&D/samenwerking met andere initiatieven

74 Bedankt voor uw aandacht!

75

76 Presentatie 5 Grasraffinage, toepassingen voor melkveehouderij, Arie Klop - Wageningen UR (9 september) Demonstratie-project Bioraffinage De Peel BD /R0001/903009/Nijm Definitief rapport 12 december 2014

77

78 Gras, niet alleen meer voor de koe Grasraffinage, toepassingen voor melkveehouderij 9 september 2014, Arie Klop & Bram Koopmans

79 Zoektocht nieuwe eiwitten 70% eiwitrijke grondstoffen in EU geïmporteerd Verbond Den Bosch (2011), in 2020: 50% nieuwe eiwitten Algen, zeewier, eendekroos Insecten, larven Blad, gras

80 Grasraffinage, Engeland Grassap > o.m. varkens Pulp (grasvezel) > herkauwers

81 Grasraffinage nu Publicaties uit: VS, gras Venezuela, cassave

82

83 Samenstelling gras (bron: Grassa!)

84 Stroomschema (bron: Melkvee Magazine)

85 verdeling fresh grass 100 kg dm content kg dry matter kg protein protein g/kg 17% refiner grass fibre 28 kg 35% press grass juice 72 kg grass protein 12,2 kg 30% rest juice 59,8 kg 6%

86 Effecten op bedrijfsniveau Ruwvoerbalans Kwaliteit ruwvoer Rantsoensamenstelling Mineralenbalans

87 Vergelijking met grasdrogen Grasdrogen: Ruwvoer -> krachtvoer (brok) Eiwit bestendiger, minder aankoop Grasraffinage: Splitsen van nutriënten > vezel + oplosbare stoffen Overeenkomsten: fysische bewerking, oogst minder weersafhankelijk

88 Onderzoek Grassa! en Dairy Campus Grassa!: raffinage van gras -> leveren van vezel en graseiwit. Dairy Campus (Wageningen UR): onderzoek met rundvee. Hogeschool Van Hall Larenstein: deskstudie naar mineralen kringlopen.

89 Onderzoek met Grassa! en Dairy Campus Vezel: Stap 1. voeren verse grasvezel koeien: geen succes Stap 2. vezel conserveren: hoe?? Stap 3. smaakproef: ingekuilde vezel voeren Stap 4. vezel inkuilen Stap 5. opnieuw proef met koeien

90 Stap 2: Conserveringsproef met grasvezel Bij inkuilen toevoegmiddelen (melasse, propionzuur,etc) Inkuilen, zuurkoolvaatjes

91 Tabel 2. 1: overzicht van verschillende behandelingen c.q. toevoegingen van het conserveringsonderzoek van grasvezel. afkorting op behandeling werkelijke dosering per dosering/opmerkingen referentie zak/zuurkoolvat 15 kg grasvezel C - vers geen C Controle - - M1 Melasse_1 600 g smulsiroop 40 g/kg prod. praktijkadvies M2 Melasse_ g smulsiroop 80 g/kg prod. praktijkadvies ME Mel+Ecosyl g smulsiroop en 2 g Ecosyl/l Daarna 2 ml Ecosyl verpakking 30 ml Ecosyl opl oplossing/kg ml water E Ecosyl ml Ecosyl ml 30 ml Ecosyl opl+ 200 ml (2012) water water P Propionzuur 45 g prop zuur g/kg product Schooten et al pers med ml water Z Zout (NaCl) 30,2 g zout ml 2 gram zout/kg product water G Na glutamaat 75,2 g Na glutamaat +...? 200 ml water NH NaOH 44 g NaOH ml...? water U Ureum, vloeibaar 1000 g ml water 5 kg /100 kg Kasper & Kommers

92 Conserveringsproef met vezel (2) Stap 3: Smaakproef en voederwaarde analyse Conclusie: 1.Suiker toevoegen is voldoende (melasse) 2. Inkuilen, persen en luchtdicht afsluiten

93 Smaakproef met kalveren

94 Stap 4: vezel inkuilen voor nieuwe proef Sept 2013: Opnieuw gras geraffineerd Vezel ingekuild in balen (+ melasse) Proef met melkvee: Max. 4 kg graskuil vervangen door grasvezelsilage 2 groepen van 10 koeien: Controle met weinig grasvezel Grasvezelgroep met max 4 kg grasvezel

95

96

97 Voeropname

98 Melkgift

99 Herkauwactiviteit en mest Geen verschil in vertering mest Geen verschil herkauwactiviteit Tabel 3.2 Correlaties 1) tussen mesteigenschappen en herkauwactiviteit consistentie score/dikte vertering drogestof mest (g/kg) mestresten als % (drogestof) herkauw activiteit visuele beoordeling (score 1-5) consistentie score/dikte 1 vertering analyse drogestof drogestof mest (g/kg) mestresten als % (drogestof) meting herkauwactiviteit ) correlatie:(+/-) : lage correlatie; (+/-) : middelmatige correlatie; (+/-) : hoge correlatie.

100 conclusies Grasvezel is goed te conserveren Grasvezel kan deel van graskuil vervangen Graseiwit: hoogwaardige kwaliteit: pluimvee & jonge dieren Mineralen: student VanHall, voordelen voor mineralenbalans

101 Gras bij de buren Raffinage van gras is sectoroverstijgend Samenwerken met akkerbouwer?

102 Gras: U bent aan zet, het is uw kans!

103