Nabewerking digestaat na vergisting

Transcriptie

1 Nabewerking digestaat na vergisting Onderzoek naar de technische en financiële haalbaarheid van het nabewerken van het digestaat bij vergisting van natte reststromen uit de voedings- en genotmiddelenindustrie STUREN OP GROENE ENERGIE Opdrachtgever: NRE Energie Rapportage: Ing. J.H.F. Veldhuis Eindhoven Drs. Ing. W. van Laarhoven Uitvoering: Landmark Projecten bv Zeehondstraat BL Hengelo tel fax Agentschap voor duurzaamheid en innovatie Hengelo, januari

2 Inhoudsopgave pagina 1. Achtergrond en probleemstelling Achtergrond Probleemstelling Opzet rapport Doelstelling en vraagstelling Doelstelling Analyse van de vraagstelling Visie, doel en samenwerking Invloed externe factoren Zichtbare resultaten Vergisten in ketenperspectief Ketenbenadering als uitgangspunt Uitgangspunten voor het onderzoek Beschikbaarheid organische reststromen en verwerking Inleiding Beschikbaarheid van reststromen Regionale reststromen Verwerkingsmogelijkheden Zuiveringsslib AWZI s Economisch aspecten Optimalisatie van de aanvoer Inleiding Ontwikkeling van data-infrastructuur Typering van een sturingsmodel Analyse en certificering Ontwikkeling analyse-protocol Nabewerking en de afzet van het digestaat Inleiding Perspectief van het nabewerken Technieken voor nabewerking Mechanisch scheiden Nadrogen vaste fractie Nabewerken droog eindproduct Nazuiveren van de vloeibare fractie Indampen Enkele routes voor nabewerken De economie van het nabewerken Inleiding De kosten en de baten van enkele scenario's Integrale kosten-baten van enkele scenario's De economische haalbaarheid Besparing transportkosten Perspectief van het ketenconcept Samenvattting en conclusies. 42 Geraadpleegde bronnen 45 BIJLAGE 1A. Analyse-pakket reststoffen parameters en kosten globaal 46 BIJLAGE 1B: Europese wet- en regelgeving 2

3 BIJLAGE 1C: Overzicht slibstromen BIJLAGE 1D: Overzicht reststromen uit de VGI en hun economische en energetische waarde BIJLAGE 2: Voorbeelden van bewerkingsroutes BIJLAGE 3A: Rekenblad input vergister optimistisch scenario BIJLAGE 3B: Rekenblad input vergister pessimistisch scenario BIJLAGE 4A: Resultaat vergisting optimistisch scenario BIJLAGE 4B: Resultaat vergisting pessimistisch scenario BIJLAGE 5A: Financiële en technische resultaten decanter optimistisch scenario BIJLAGE 5B: Financiële en technische resultaten decanter pessimistisch scenario BIJLAGE 6A: Fnanciële en technische resultaten ultrafiltratie optimistisch scenario BIJLAGE 6B: Financiële en technische resultaten ultrafiltratie pessimistisch scenario BIJLAGE 7A: Financiële en technische resultaten omgekeerde osmose (RO) optimistisch scenario BIJLAGE 7B: Financiële en technische resultaten omgekeerde osmose (RO) pessimistisch scenario BIJLAGE 8A: Financiële en technische resultaten droging optimistisch scenario BIJLAGE 8B: Financiële en technische resultaten droging pessimistisch scenario BIJLAGE 9A: Financiële en technische resultaten MAE-installatie optimistisch scenario BIJLAGE 9B: Financiële en technische resultaten MAE-installatie pessimistisch scenario BIJLAGE 10 A: Globale energiebalans route 1 optimistisch scenario. BIJLAGE 10 B: Globale energiebalans route 1 pessimistisch scenario. BIJLAGE 10 C: Globale energiebalans route 2 optimistisch scenario. BIJLAGE 10 D: Globale energiebalans route 2 pessimistisch scenario. BIJLAGE 10 E: Globale energiebalans route 3 optimistisch scenario. BIJLAGE 10 F: Globale energiebalans route 3 pessimistisch scenario. BIJLAGE 11: Positieve lijst covergisting status per

4 1.1 Achtergrond en probleemstelling 1.1. Achtergrond De laatste jaren is er een toenemende belangstelling ontstaan om reststromen te verwaarden door ze in te zetten als grondstof voor energiewinning. De Nederlandse overheid heeft als doelstelling om in % van de brandstoffen die worden gebruikt door de energiecentrales in Nederland uit biomassa te laten bestaan. Een dergelijke hoeveelheid biomassa is momenteel in de Nederlandse markt niet direct beschikbaar of niet zonder meer geschikt voor verwerking door de energiecentrales. Een aanzienlijke hoeveelheid van de beschikbare biomassa komt vrij uit de voedings- en genotmiddelenindustrie (VGI). Een deel daarvan wordt gebruikt als grondstof voor diervoeders en het overige wordt op een andere manier verwerkt. De kosten van verwerking en afzet (oa storten en verbranden) zijn de afgelopen jaren sterk toegenomen waardoor de belangstelling voor alternatieve toepassingen is toegenomen. Daar komt bij dat vanwege de risico's van het gebruik van sommige restproducten in de diervoeders voor de gezondheid van mens en dier en de krimpende veestapel, een deel daarvan op een andere manier moet worden verwerkt. Momenteel zijn er eigenlijk weinig concrete mogelijkheden voor de verwerking van natte reststromen. Het feit dat er steeds meer stromen ongeschikt raken voor de toepassing in de veevoederindustrie, vertaalt zich in een toenemende belangstelling voor alternatieve bestemmingen. Verbrandingsovens en composteringen zitten niet op natte producten te wachten. Storten of export zijn dan dure oplossingen. Er is reeds onderzoek gedaan naar de mogelijkheden om reststromen die niet geschikt zijn voor directe energiewinning in de gangbare energiecentrales zodanig te behandelen dat ze geschikt zijn voor meestoken in de centrales (Van Haaster en Van Laarhoven 2004). Een van de mogelijkheden om bepaalde biomassastromen geschikt te maken voor energiewinning is verschillende, op zichzelf minder geschikte, grondstoffen te combineren tot bruikbare blends. Een belangrijk deel van de stromen biomassa die wel beschikbaar zijn maar niet direct geschikt voor verwerking in de energiecentrales, kunnen zo wel worden benut voor energieproductie. Deze aanpak heeft tegelijkertijd het nadeel dat er altijd sprake moet zijn van een combinatie van direct bruikbare, veelal hoogwaardige, producten en op zichzelf onbruikbare en vaak laagwaardige (natte) producten. Deze beperking kan worden opgeheven door een andere techniek voor de energiewinning te gebruiken, namelijk vergisten. Er zijn evenwel uiteenlopende problemen te verwachten bij het verwerken van de reststromen door middel van vergisten, waarbij vooral te denken valt aan de afzet van het digestaat, de aanvoer van geschikte reststromen, de (maatschappelijke) acceptatie, procestechnologische problemen en de kostprijs voor verwerking. 1.2 Probleemstelling Voor natte stromen is vergisting in beginsel de meest geëigende optie voor energiewinning. Ze hebben doorgaans voldoende energetische waarde en een gunstige samenstelling voor bacteriologische verwerking (fermentatie). Het aantal producten is echter zeer divers, de samenstelling is niet altijd even constant en het aanbod kan in de loop van het jaar sterk wisselen. Dit laatste is afhankelijk van het seizoen en de marktontwikkelingen. Dat maakt het lastig om een constante aanvoer van biomassa en een constante energieproductie te kunnen garanderen. De transportkosten voor de aanvoer van de restproducten zijn relatief hoog vergeleken met de waarde van de producten en daarom is transport over grotere afstand vaak niet interessant. Indien een regionale aanvoer kan worden gerealiseerd maakt dat vergisten economisch aantrekkelijker. Belangrijk nadeel van vergisten is dat een aanzienlijke hoeveelheid digestaat met een relatief laag drogestof gehalte overblijft die alsnog moet worden afgezet of verwerkt. Dat betekent dermate hoge kosten voor transport of verwerking. Met nieuwe nageschakelde technologie waarmee het volume zou kunnen worden verminderd, zou flink op de kosten kunnen worden bespaard. In onderstaande figuur is dat schematisch aangegeven. 4

5 Huidige gangbare situatie Situatie zonder nabewerken Situatie met nabewerking Voeding en genotmiddelenindustrie Voeding en genotmiddelenindustrie Voeding en genotmiddelenindustrie Waterige reststromen Waterige reststromen Waterige reststromen Biogasinstallatie zonder nabewerking digestaat Biogasinstallatie met nabewerking digestaat Digestaat niet geschikt voor landbouw en te nat voor compostering Naverwerkt, droog, digestaat 70% 90% d.s. Afvalverwerking tegen hoge kosten en hoog energieverbruik Geen afzet mogelijk of naar verwerking tegen hoge kosten en hoog energieverbruik Af te zetten tegen lagere kosten en een lager energieverbruik Figuur 1.1. Schematische weergave mogelijke routes reststromen met en zonder vergisten en nabewerken van het digestaat De hoeveelheid reststoffen uit de VGI loopt in de vele miljoenen tonnen en vormt daarmee een belangrijk ecologisch en economisch probleem. Een belangrijk deel van de reststoffen uit de VGI bestaat uit zogenaamde natte restproducten met een relatief laag drogestof gehalte en die moeilijk te verwaarden zijn. De kosten voor verwerking van die producten zijn relatief hoog en bedrijven zoeken naar alternatieve toepassingen. Vergisten komt daarvoor steeds meer in beeld. In dit project wordt de haalbaarheid onderzocht van een nieuw technologisch, economisch en duurzaam biomassa-concept. Het betreft de industriële vergisting van biomassa bestaande uit een verscheidenheid aan natte reststromen uit de regionale voedings- en genotmiddelenindustrie in combinatie met nieuwe nadrogingstechniek. Het gaat hier primair om reststromen uit de VGI die nu reeds een probleem vormen en tegen hoge kosten en een hoog energieverbruik worden verbrand of gezuiverd. De vraag staat hier centraal of op regionaal niveau een integrale ketenaanpak kan worden gerealiseerd ten behoeve van het verwaarden van natte reststromen van de VGI in de betreffende regio door middel van vergisting en nabewerking van het digestaat. En onder welke voorwaarden een dergelijke aanpak economisch perspectief kan bieden. Onderstaand is schematisch het model weergegeven. vraaggestuurde energieproductie elektriciteit rest warmte reststromen voedingsindustrie biogas installatie drogen digestaat product Figuur 1.2. Schematische weergave van het ketenconcept "Sturen op groene energie". 5

6 1.3. Opzet van het rapport In dit rapport gaan we eerst in op de doelstellingen en de daarmee samenhangende onderzoeksvragen. Tevens gaan we in op de wijze waarop we de vragen hebben beantwoord, voor zover dat in deze studie aan de orde is geweest. In hoofdstuk 3 behandelen we kort en globaal het onderwerp vergisting in ketenperspectief. Weliswaar is vergisting het centrale onderdeel voor de winning van energie uit de natte reststromen, maar zij is op zichzelf niet het onderwerp van onderzoek. Het is de samenhang met de aanvoer van de reststromen en de bewerking van het digestaat die centraal staat. In hoofdstuk 4 gaan we vervolgens in op de beschikbaarheid van de beoogde reststromen uit de VGI en het bepalen van de geschiktheid van reststromen voor vergisting op basis van de nieuwste analyse-methoden. Met de juiste informatie kan optimalisatie in de aanvoer van de reststromen worden bereikt. De bewerking en afzet van het digestaat behandelen we in hoofdstuk 5. We gaan in op enkele concrete technische mogelijkheden voor de bewerking. Daarbij bespreken we ook het economisch perspectief. Verschillende scnerario s zijn aan de hand van rekenmodellen doorgerekend op financieel en technisch resultaat. In hoofdstuk 6 gaan we in op het perspectief van het ketenconcept Sturen op groene energie binnen de huidige context van de problematiek en in hoofdstuk 7 formuleren we afsluitend enkele samenvattende conclusies. 6

7 7

8 2. Doelstelling en vraagstelling 2.1 Doelstelling De hoofddoelstelling van het project is de ontwikkeling van een ketenontwerp voor de economisch verantwoorde winning van energie uit reststromen van de VGI op regionale schaal, door middel van grootschalige industriële vergisting en nabewerking van het digestaat. Het project wil inzicht geven in: 1. De regionale beschikbaarheid en de bruikbaarheid van natte reststromen uit de VGI voor vergisting; 2. De meerwaarde van het nabewerken van het digestaat; 3. De economische haalbaarheid van nadrogen; 4. De meerwaarde van een ketenaanpak voor een duurzame verwerking van de natte reststromen door vergisting en nabewerken. 2.2 Analyse van de vraagstelling Onderwerp van het onderzoek is het ontwikkelen van een ketenconcept voor grootschalige vergisting van reststoffen uit de VGI ten behoeve van de winning van groene energie en de nabewerking van het digestaat. Dit concept vraagt de samenwerking tussen een aantal partijen zoals toeleveranciers van reststoffen, verwerkers, energiedistributeurs, energiegebruikers, afnemers van het bewerkt digestaat en het bevoegde gezag. Grootschalige experimenten zijn processen die met technische veranderingen te maken hebben en met veranderingen in de organisatie (bestuurlijk, strategisch) en ingrijpen in bestaande (machts- en markt-)verhouding (RMN 2003, EZ 2004). Omdat het gaat om processen die over meerdere jaren spelen en deelnemende ketenpartijen zich ook over een langere periode aan elkaar moeten verbinden, spelen strategische vraagstukken een rol. In de praktijk is de aanlooptijd vaak erg lang omdat verschillende belangen overbrugd moeten worden (Oldenziel 2003). Dergelijke processen roepen veel (kennis)vragen op die deels vooraf en deels in de loop van het proces beantwoord moeten worden wil het traject met succes kunnen worden vervolgd en ze kennen een eigen (keten) problematiek ( Ros e.a. 2003, Diederen 2004). Voor de analyse van de onderzoeksvragen zijn factoren van belang die van invloed zijn op het succes van samenwerkingsprocessen. We lichten de aspecten van dergelijke processen kort toe. In de uitwerking naar de vraagstelling beperken we ons tot technische en economische aspecten van het proces Visie, doel en samenwerking Om in een ketenproject succesvol te kunnen samenwerken is het noodzakelijk om uit te kunnen gaan van een gemeenschappelijke visie op het thema en op de aanpak. Het is zaak om te investeren in afstemming van visies omdat dat sterk bijdraagt aan het succes van de aanpak. Over de ontwikkeling van een visie op de toepassing van biomassa voor de energievoorziening is al veel gediscussieerd (Van Herwijnen e.a. 2003, EZ 2004, Minnesma en Hisschemöller, 2003). Dat wil echter niet zeggen dat het ook geldt voor concrete projecten zoals het onderhavige. Alle deelnemende partijen hebben (handels)relaties met partijen in hun direct (werk)omgeving. Ze willen een bepaalde positie innemen en invloed kunnen uitoefenen op het project en op elkaar. Er moeten besluiten worden genomen over, onder meer, investeringen en het aangaan of verbreken van handelsrelaties. Rol en positie van partijen hangen nauw samen met hun visie en de eigen en gemeenschappelijke doelstellingen. De deelnemers moeten er dan ook van overtuigd zijn dat ze met de samenwerking daadwerkelijk het gestelde doel kunnen bereiken. Daarom moeten de doelstellingen van het project helder zijn en aansluiten bij de eigen (strategische) doelstellingen van de deelnemers. Zolang daarover onzekerheid bestaat zullen ondernemers niet bereid zijn te investeren ook al is het van groot maatschappelijk belang zoals energiewinning uit biomassa (Van Laarhoven e.a 2003). Door een juiste terugkoppeling van de bereikte de resultaten wordt duidelijk wat ieders bijdrage is. Het gaat in dit kader ook vooral om de terugkoppeling van de economische resultaten. 8

9 2.2.2 De invloed van externe factoren Het succes van het project wordt mede bepaald door externe factoren waar de individuele deelnemers zelf weinig of geen invloed op kunnen uitoefenen. Ze worden vaak ervaren als belangrijke, soms onoverkomelijke belemmeringen voor het project. De kunst is om zich aan deze factoren aan te passen, de eigen invloed daarop te vergroten en barrières te slechten. We noemen de belangrijkste factoren. Wet- en regelgeving Wet- en regelgeving kunnen op zeer nadrukkelijk aan de orde zijn. Op lokaal en regionaal niveau gaat het over vergunningen, transportbelasting, toegestane emissies, verboden en geboden (afvalstoffenwet). Nationaal over de verwerking reststoffen, de vraag of het om groene energie gaat en in verband daarmee de mep-regeling. Internationaal over export-eisen voor bijvoorbeeld de eindproducten, maar ook de invloed van ontwikkelingen in het buitenland op de markt in Nederland. De centrale vraag in dit verband is of het mogelijk is om een project te realiseren binnen de huidige wettelijke kaders en of gesignaleerde belemmeringen kunnen worden opgeheven. In het kader van dit onderzoek wordt uitsluitend aandacht besteed aan de eventuele wettelijke belemmeringen voor de inzetbaarheid van de reststromen. In bijlage 1B wordt een onderverdeling gemaakt naar soorten reststromen op basis van de EURAL-codering. Deze zal naar alle waarschijnlijkheid ook in Nederland steeds meer van toepassing worden verklaard. Ruimtelijk/fysieke grenzen Er kunnen zich heel wat fysiek-ruimtelijke beperkingen voordoen. We gaan hier niet in op de vraag of er een locatie beschikbaar is en of de benodigde vergunningen verkregen kunnen worden. Er liggen echter niet alleen fysiek-ruimtelijke vraagstukken met betrekking tot de beschikbare productiefaciliteit, maar ook met betrekking tot de regionale markt in reststoffen. Zijn er voldoende bruikbare reststoffen beschikbaar. In eerste instantie gaat de belangstelling uit naar de regionale grondstofstromen en binnenlandse energiedistributeurs. Tussen de verschillende markten bestaan ook zeer grote verschillen (Van Oosterhout en van Laarhoven 2004, Vis 2002). De internationale ontwikkelingen zullen leiden tot een groeiend aandeel van biomassa in de energievoorziening. Sommige ontwikkelingen zullen een aanzuigende werking hebben op de verschillende grondstofstromen en kunnen de beschikbaarheid en decprijs daarvan sterk beïnvloeden. Die hangt in sterke mate samen met de nationale wetgeving die betrekking heeft op de waardering van de energie die met de reststoffen wordt geproduceerd (Van der Waal en Verberne, 2004). Dit beperkt de keuzemogelijkheden, vooral bij het stimuleren of afremmen van bepaalde biomassa opties. De centrale vraag voor dit onderzoek is of er voldoende geschikte biomassa in de vorm van natte reststromen uit de VGI in de regio beschikbaar is en of het op basis daarvan mogelijk is uit de verscheidenheid aan reststromen een optimale mix te realiseren. Technische mogelijkheden Het succes van het concept is mede afhankelijk van de beschikbare technologische mogelijkheden. Het selecteren van mogelijke technieken voor de nabewerking vraagt een technische (werkt het?) en een economische (loont het?) benadering. Welke nieuwe technologie is beschikbaar, wat is het meest geschikt voor het doel en bestaat er voor de gekozen technologie voldoende draagvlak bij de deelnemers? Het doel is hier beperkt tot het economisch, energetisch en milieutechnisch duurzaam verantwoord nabewerken van het digestaat. De toepassing van de nieuwe technologie in combinatie met vergisting worden uitvoerig tegen het licht gehouden, waarbij in dit onderzoek drie verschillende routes worden onderscheiden en op haalbaarheid zijn beoordeeld. Marktontwikkelingen De ontwikkelingen in de markt voor de reststromen en de afzetmarkt voor bewerkt digestaat zijn vooral van betekenis. Van belang zijn ook de energieprijzen, de MEP-bijdrage, de kosten voor de afzet van het bewerkte digestaat in relatie tot die van het onbewerkte digestaat. Aan de ene kant de aanbodmarkt voor de reststromen (fysieke grenzen) en aan de andere kant de afzet van de energie en het bewerkte digestaat (de afzetmarkt). Naast de vraag of er in fysiek opzicht voldoende reststoffen beschikbaar komen speelt de vraag in hoeverre de prijs van de reststoffen een rol speelt bij het uiteindelijke succes van het project. Er spelen in dit verband de volgende vragen: 9

10 1) Wat zijn de prijsontwikkelingen in de markt voor reststoffen en wat is het effect daarvan op de economische haalbaarheid? 2) Wat zijn de te verwachten ontwikkelingen in de energiemarkt. Is het bijvoorbeeld mogelijk om betrouwbare, vaste handelsrelaties te ontwikkelen die sterke schommelingen in aanbod en prijs kunnen beperken? Financieringsmogelijkheden De financiering van innovaties is vaak een knelpunt voor de realisatie en praktijkintroductie. Er zijn verschillende financieringsvormen mogelijk maar uiteindelijk zijn er maar twee die ook op termijn stand kunnen houden. Ten eerste een gunstige kosten-effectiviteit van het project in combinatie met een goede marktpositie en een goede prijs. Ten tweede, een optimale ketensamenwerking. Naarmate het project in economisch opzicht beter presteert, zijn partijen meer geneigd een vergaande ketensamenwerking aan te gaan. Tegelijkertijd geeft een goed economisch perspectief meer ruimte voor financiering. Het economisch perspectief moet juist de basis zijn voor de ketensamenwerking. De analyse van de economische haalbaarheid zal meer duidelijkheid geven over de sterkte van het project in ketenverband Zichtbare resultaten Wanneer we de cijfers van de interessante reststromen uit de diverse tabellen (zie bijlagen) halen zullen we zien dat er voldoende potentieel bestaat om vergistingsinstallaties met nabewerking te realiseren. In Zuid-Nederland komt hiervan circa 30% van genoemde restproducten vrij, hetgeen op jaarbasis ton biomassa op jaarbasis betekent. Men kan echter niet zomaar willekeurig producten in een vergistingsinstallatie brengen. Vaak zien we dat de producten die kunnen dienen als voedingsbodem voor het biologisch proces relatief laag zijn in organische stof en een lagere gasopbrengst hebben. Derhalve dient te worden uitgegaan van het meevergisten van deze reststromen in combinatie met andere geschikte restproducten. Ervan uitgaand dat een gemiddelde industriële vergistingsinstallatie een capaciteit heeft van circa ton op jaarbasis, dan zullen er tientallen installaties nodig zijn om al deze stromen langs deze weg te verwerken. Het project moet concrete resultaten opleveren die gemeten en gecommuniceerd moeten kunnen worden en die transparant (begrijpelijk en te herleiden) zijn. Terugkoppeling is belangrijk om te kunnen zien of de inspanningen bijdragen aan het gestelde doel. Vergisting kan een meerledig doel (visie) hebben: het wegwerken van reststoffen/voorkomen van een afvalprobleem, genereren van inkomen voor alle ketenpartijen, tegemoetkomen aan de maatschappelijke vraag naar duurzame energie. Terugkoppeling op die aspecten die de deelnemers belangrijk vinden is van belang om het proces goed op de rails te houden en betrokkenen gemotiveerd te houden. Het onderzoek doet uitspraken over de economische en technische haalbaarheid van het project, over de bijdrage aan de oplossing van de reststoffenproblematiek en de voordelen van de samenwerking voor de partijen, het ketenconcept. 10

11 11

12 3. Vergisten in ketenperspectief 3.1 Ketenbenadering als uitgangspunt Bij vergisten is de focus komen te liggen op de productie van duurzame elektriciteit (groene energie). Vergisten wordt daarom vaak gezien als een relatief eenvoudige methode om energie te winnen uit bepaalde producten zoals dierlijke mest, slib en andere reststoffen. Het idee heeft post gevat dat, zeker als gebruik gemaakt kan worden van co-vergistingsmaterialen, vergisten rendabel tot zeer rendabel is. Zeker als er maar voldoende wordt bijbetaald (gatefee) om de reststoffen in te nemen en er op voldoende grote schaal wordt gewerkt. Uit het oog dreigt te worden verloren dat vergisten en energieopwekking uit biogas een vrij complex proces is en het feit dat na het vergisten alsnog een aanzienlijke hoeveelheid digestaat (ca 90% van de input) moet worden afgezet. De in het verleden opgezette initiatieven van producenten van reststoffen (waterzuivering en VGI) werden juist ingegeven vanwege de afzetproblemen van hun reststroom. Zij zochten juist naar mogelijkheden om hun reststroom zo te bewerken dat die tegen lagere kosten kon worden afgezet of aan een bredere markt kon worden aangeboden om daarmee hun afzetrisico te beperken. Veel van deze oorspronkelijke initiatieven zijn echter vroegtijdig beëindigd juist vanwege technische problemen of het feit dat de uiteindelijke kosten niet opwogen tegen de baten. Ook heeft het managen van de input voor het vergistingsproces een grote invloed op het succes. Gebrekkige procesbeheersing is vaak een belangrijke reden waarom initiatieven vroegtijdig worden beëindigd. Technische problemen bij het vergisten en in het nabewerkingstraject zijn te voorkomen door een juiste mix van de in het vergistingstraject te gebruiken grondstofstromen. Vergisten levert energie door de verbranding van het geproduceerde biogas in een WKK (Warmte Kracht Koppeling een combinatie van een gasmotor en een dynamo). Het elektrisch rendement van deze omzetting is relatief laag ( 35%). De hoeveelheid hierbij vrijkomende thermische energie warmte - kan wel anderhalf tot twee zo hoog zijn als de hoeveelheid elektrische energie. Door de puur op de productie van duurzame elektriciteit gerichte stimulering van vergisting wordt uit het oog verloren dat de hierbij geproduceerde warmte grotendeels onbenut blijft. Deze warmte echter kan, afhankelijk van de gekozen technieken, zeer goed worden gebruikt in het nabewerkingstraject. Aangezien de keuze van de input het rendement van de vergisting bepaalt en daarmee vervolgens ook de samenstelling van het digestaat, is er sprake van ketenafhankelijke succesfactoren. Voor een succesvolle aanpak mag vergisten derhalve niet als een op zichzelf staande activiteit worden beschouwd maar vanuit een ketenbenadering. 3.2 Uitgangspunten voor het onderzoek Om het technische en economische resultaat van vergisten te kunnen bepalen worden in de praktijk vaak zeer verschillende uitgangspunten gehanteerd, vaak te optimistisch ingeschat. Wij hebben ons voor dit onderzoek zo breed mogelijk laten informeren en daaruit een aantal uitgangspunten gedestilleerd die we toepassen bij de berekening van de kosten en baten. Die uitgangspunten zijn opgenomen in hoofdstuk 5 waar we enkele nabewerkingsroutes en scenario's doorrekenen. Voor een deel van de uitgangspunten geldt dat we ze als vaststaand beschouwen vanwege het feit dat we ze als vertrekpunt moeten nemen voor het nabewerkingstraject terwijl het onderzoek zich niet in detail bezig houdt met het vergistingsproces zelf. Het betreft enkele uitgangspunten voor de biogasproductie en voor de samenstelling (droge stof en organische stof) van het digestaat. In dit project staat niet zozeer het vergisten zelf centraal, maar meer de aanvoer van de biomassa, de energiebenutting en de nabewerking van het digestaat. Maar zoals opgemerkt is er een relatie met het vergisten zelf. De biogasproductie wordt bepaald door de hoeveelheid en de samenstelling van organische stof die wordt gefermenteerd. Het gehalte aan organische stof verschilt per type product van minder dan 50% tot bijna 100% van de droge stof. Het droge stof percentage varieert van minder dan 10 % tot meer dan 80%. De vertering van de organische stof varieert in de praktijk van 40% tot 60% afhankelijk van de oplosbaarheid, de verblijftijd in de vergister en de samenstelling (eiwit, rc, vet, suiker, zetmeel). 12

13 Daarmee kan de biogasproductie zowel per ton organische stof als per ton biomassa fors uiteen lopen. Voor de berekeningen van het vergistingsrendement gaan we voor een aantal aspecten uit van gangbare gemiddelde gehalten aan droge stof, organische stof en biogasproducties voor natte reststromen uit de VGI. In hoofdstuk 4 gaan we wat dieper in op de verschillende parameters bij de analyse van reststromen van belang voor het bepalen van de geschiktheid van de restproducten en die het resultaat van het vergisten in belangrijke mate bepalen. 13

14 4. Beschikbaarheid van organische reststromen en verwerking 4.1 Inleiding Het project behelst de energiewinning door middel van vergisten van natte reststromen uit de VGI en de nabewerking van het digestaat. Voor de haalbaarheid is het van belang welke reststromen er zijn, of ze beschikbaar zijn en of ze bruikbaar zijn. Niet alle stromen zijn zonder meer bruikbaar aangezien ze aan een aantal criteria moeten voldoen. Combinaties van reststoffen kunnen soms meer perspectief bieden dan de afzonderlijke. Aangezien niet alle reststromen op elk moment in de juiste hoeveelheden en samenstelling beschikbaar zijn, gaat het ook om de inzet van de juiste combinaties en de aanvoer af te stemmen op de behoefte. Logistieke optimalisatie is essentieel om een hoge efficiëntie in de keten te kunnen bereiken. 4.2 Beschikbaarheid van reststromen. Nederland heeft een relatief grote agro-foodbusiness complex waar zeer veel reststromen uit vrijkomen. Op wereldschaal zijn we veruit de grootste producent van biomassa per oppervlakteeenheid gerekend. De gegevens in tabel 4.1 laten het resultaat zien van een berekening op basis van het vrijkomen van alle organische reststoffen in de voedselketen in Nederland, ongeacht hun aard of toepassing. Uit die tabel blijkt dat het in totaal om circa 100 miljoen ton gaat. Daarvan is naar schatting 75 miljoen ton dierlijke mest. Van de overige 25 miljoen ton wordt slechts ongeveer 12 miljoen ton hergebruikt. Tabel 4.1. De hoeveelheid reststromen die vrijkomt uit de voedings- en genotmiddelenindustrie in Nederland (DuVo, 2000). Productstromen* Plantaardig Primaire teelt o.a. granen, suikerbieten, aardappelen, oliehoudende zaden: 18 (35) Mton Commodity productie o.a. suiker, tarwebloem, zetmeel en olie: 5 (5) Mton Voedingsmiddelenproductie o.a. aardappelproducten, meelproducten, conserven: 3,6 (2,8) Mton Dranken productie o.a. bier, frisdranken, vruchtensap: 4 (3) Mton Dierlijk o.a. kippen, varkens en runderen: 110 (105) miljoen stuks vlees: 3 (1,5) Mton melk: 11,5 Mton eieren: 0,7 (0,2) Mton o.a. vlees- en zuivelproducten: 4,5 Mton Waarde in Miljard 32 (25) 34 (31) Reststromen In Mton plantaardig: 12 mest: 20 mest: 55** slachtafval: 0,7 plantaardig: 6 reststoffen: 2,5 reststoffen: 0,5 Horeca en retailomzet** 8,6 Mton 39 reststoffen: 0,6 Daadwerkelijke consumptie 7,5 Mton reststoffen: 1,2 * Nederlandse productie eind jaren negentig. De reststromen hebben alleen betrekking op Nederland. Het Nederlands verbruik, tussen haakjes, kan daarvan afwijken als gevolg van import en export. De verwerking, en daarmee de productie van reststoffen, kan binnen of buiten Nederland plaatsvinden. ** Het gaat hier om de omzet van de horeca en de detailhandel, evenals daadwerkelijke consumptie, maar niet om het gebruik van dranken en soepen. In tabel 4.2 en tabel 4.3 is de schatting weergegeven van de aard en omvang van de reststoffen van uitsluitend de VGI. De hoeveelheden zijn een schatting op basis van de gegevens van de verwerkende industrie naar de aard van de bestemming en het type stroom (Arcadis 2001). Uit de tabellen is af te leiden dat van de geschatte hoeveelheid van 10 miljoen ton minstens 8 miljoen ton in veevoer wordt verwerkt. 14

15 Tabel 4.2 De hoeveelheid reststoffen per jaar uit de VGI ingedeeld naar bestemming en het aandeel (%) per bestemming, 2000 (Arcadis, 2001). Bestemming Hoeveelheid (kton) Aandeel (%) Grondverbeteraar Veevoeder Buiten de agr-food keten Stort, verbranding Totaal Tabel 4.3 De typen reststoffen naar hoeveelheid en aandeel (%) in de totale droge stof productie, 2000 (Arcadis, 2001). Type reststoffen Hoeveelheid ton/jaar Aandeel d.s. (%) Droge (d.s %) Natte (d.s %) Vloeibare (d.s. 1-10%) Uit afvalwater (d.s. <1%) ,4 11,6 Totaal Het drogestof gehalte van de reststoffen loopt sterk uiteen en bedraagt omgerekend over de totale hoeveelheid gemiddeld maar 10%. Het drogestof gehalte loopt uiteen van minder dan 1% tot meer dan 95%. Met uitzondering van mest kan van de vrijkomende reststoffen naar schatting 50% als regulier veevoer worden gezien. Tabel 4.4 geeft een beeld van het gebruik van de belangrijkste reststoffen door de Nederlandse veehouderij in de periode 1995 tot en met De cijfers over 1997 ontbreken. In dat jaar was er varkenspest in Nederland. Het gaat hier om de door de veevoersector zelf geregistreerde hoeveelheid. De opgegeven aantallen zijn exclusief een aantal kleinere hoeveelheden en producten met een relatief lage voederwaarde die deels rechtstreeks naar de veehouder gaan. Voorbeelden zijn productiewater, blancheerwater, filterkoeken, snoepgoed, suikerwater, cateringresten en slib. Deze hoeveelheid bedraagt naar schatting 2,5 miljoen ton per jaar. De hiermee verwante markt van de retourproducten (recall) was vooralsnog beperkt, omdat het meestal om verpakte producten gaat. De kosten voor uitpakken vormden lang een belemmering. Eind jaren negentig hebben afvalinzamelaars en verwerkers zoals Recyfeed, Wattco, BFI en Sita de krachten gebundeld in het bedrijf Sita Foodrecycling en zijn gestart met het grootschalig uitpakken van retourproducten.door deze meer gecontroleerde grootschalige verwerking van recall en over-dedatum producten, zouden ze in principe met minder risico's in de diervoeders kunnen worden ingezet, maar een belangrijke stroom blijkt juist op een andere manier te worden verwerkt, zoals door middel van vergisten in Duitsland. Tabel Gebruik en toepassing van restststromen in diervoeders (Bron: Beuker Doetinchem 2003) Jaar Herkomst Graanverwerkende industrie Aardappelverwerkende industrie Suikerindustrie Zuivelindustrie Zuivelindustrie Fermentatie-industrie Vleesverwerking Plantvetten 8 Diversen en overig Totaal

16 Uit tabel 4.4 is een aantal ontwikkelingen af te leiden. Zo is in de loop van 7 jaar ( ) het totale gebruik van reststoffen in de diervoeders toegenomen met 20%. Het is overigens onduidelijk of deze toename een gevolg is van een groter gebruik of een betere registratie. Het gebruik van sommige producten is overigens afgenomen, zoals de producten uit de vleesverwerking. De oorzaken zijn een kleinere veestapel en de nieuwe regels voor slachtafval. In de rubriek Diversen is de hoeveelheid fors gedaald. Dat heeft meerdere oorzaken: Een betere registratie van die producten waarmee ze onder nader omschreven categorie zijn gaan vallen; Steeds minder producten onder deze rubriek gingen oorspronkelijk naar de (niet-geregistreerde) handel of rechtstreeks naar de veehouders, zoals de bakkerijproducten, recall-producten en de kleine stromen uit de genotmiddelenindustrie; Met het oog op een betere controle en borging van kwaliteit en veiligheid gaat een deel van die producten naar een alternatieve verwerking. Een belangrijke optie daarvoor is vergisting in met name Duitsland Regionale reststromen De kleine stromen van wisselende, soms onbekende, oorsprong worden over het algemeen als riskanter gezien. Het betreft hier ook éénmalige stromen zoals recall, misproducties, over-de-datumproducten, restanten van grotere partijen of producten. Een kleine stroom is uiteraard niet per definitie een onveilige stroom maar is vaak diffuus van aard en afkomstig van enkele bedrijven tegelijk. Omdat ze niet altijd via de bekende kanalen worden aangeboden en omdat ze vermengd kunnen zijn met andere producten, is het zicht minder scherp. Het komt ook steeds vaker voor dat leveranciers alternatieve afzetmogelijkheden kiezen, zoals vergisting of compostering. Zo worden wekelijks vele tonnen reststromen voornamelijk in Duitsland vergist. Het is in het belang van de leveranciers zelf andere oplossingen te vinden Verwerkingsmogelijkheden Momenteel zijn er eigenlijk weinig concrete mogelijkheden voor de verwerking van natte reststromen uit de VGI. Ondanks het feit dat er steeds meer stromen ongeschikt raken voor de toepassing in de veevoederindustrie, wordt een verantwoorde afzet steeds moeilijker te vinden. Verbranding en compostering zijn immers geen optie meer. Storten of export zijn dan nog de mogelijkheden, maar beide zijn dure oplossingen zeker voor natte reststromen. Storten is duur, omdat rekening moet worden gehouden met de WMB (belastingheffing) van 78 Euro per ton, waarbij de kosten van het storten zelf nog komen die fors kunnen oplopen. Mede door het wegvallen van de exportmogelijkheid naar Duitsland van reststromen welke geschikt zijn voor de winning van energie door vergisting zal de vraag naar alternatieve mogelijkheden voor verwerking van organische restproducten snel toenemen. We denken hierbij aan stromen welke vrijkomen bij de productie van levensmiddelen maar zeker ook aan slibben uit bijvoorbeeld de talrijke (externe) waterzuiveringsinstallaties. Dit zal inhouden dat voor de toepassing van het digestaat dat vrijkomt bij de vergisting van reststromen en zuiveringsslib een passende oplossing gezocht dient te worden. Anders blijft investeren in vergisting risico-vol Zuiveringsslib AWZI s Doordat het rioolstelsel in de afgelopen 25 jaar sterk werd uitgebreid en de zuiveringsnormen steeds strenger werden in verband met de lozing van het water op het oppervlaktewater, nam de hoeveelheid rioolzuiveringsslib toe. Datzelfde gold voor de reststromen uit de industrie die deels vanwege de hoge kosten zelf hun stromen gingen zuiveren. De strengere normering voor de toepassing als bodemverbeteraar had tot gevolg dat toepassing in de landbouw nagenoeg niet meer mogelijk was. De vloeibare slibs werden ontwaterd om de transportkosten en de stort- of verbrandingskosten te verlagen en het effluent werd nagezuiverd. Het blijft echter een relatief dure route voor verwerking. In onderstaande tabel 4.5 is een inschatting gemaakt van de hoeveelheden nat organisch materiaal die direct geschikt worden geacht voor vergisting. De totale hoeveelheid is ca. 1.5 miljoen ton per jaar. De hoeveelheid droge stof bedraagt naar schatting 0,334 miljoen ton per jaar. Mest is in dit overzicht niet meegenomen omdat dit niet relevant is voor dit onderzoek. Jaarlijks komt er 950 Kton van dit 16

17 product vrij. Momenteel wordt hiervan circa 20% verwerkt in de vorm van composteren of vergisten. De rest wordt gestort of verbrand. Tabel 4.5 Overzicht van de totale hoeveelheid direct beschikbare natte reststromen uit de VGI die geschikt zijn voor vergisting. Reststroom uit de VGI hoeveelheid in miljoen ton /jaar gemiddeld d.s. gehalte Organisch afval 0, Zuiveringsslib 0, Swill 0, Totaal 1,485 Een zeer specifieke stroom restproducten is die uit de vleesverwerkende industrie. Gezien de energetische waarde zijn het waardevolle producten voor vergisting. Tevens wordt onderzoek gedaan naar alternatieve toepassingen. In bijlage 1D staat een uitgebreid overzicht van de reststromen uit de VGI Economische aspecten van de reststromen De reststromen vertegenwoordigen een aanzienlijke (negatieve) marktwaarde, waardoor het aantrekkelijk lijkt ze in te zetten voor de conversie naar producten met een positieve waarde. De vraag is of de kosten van de extra bewerkingen opwegen tegen de baten van een positieve marktwaarde. Tabel 4.6 Overzicht van de verwerkingsprijs van de totale hoeveelheid direct beschikbare natte reststromen uit de VGI die geschikt is voor vergisting Reststroom Hoeveelheid in miljoen ton/jaar Verwerkingsprijs per ton massa in Totale verwerkingskosten in miljoen per jaar Organisch afval industrie 0, Zuiveringsslib industrie 0, Swill 0, Totaal 1, Naast de stromen die vrijkomen uit de levensmiddelenindustrie zijn er nog meer grote stromen op de markt die voldoende calorische waarde hebben om voor vergisting in aanmerking te komen. We denken hierbij aan het zuiveringsslib dat vrijkomt bij de communale waterzuiveringen maar ook bij waterzuiveringen van de VGI zoals slachterijen en zuivelverwerkers. Eerder zagen we al dat het aandeel uit de VGI een aanzienlijke hoeveelheid vertegenwoordigt. Vaak zijn het stromen waarvoor binnen Nederland geen gepaste verwerkingsmogelijkheden zijn en die dus gestort worden of geëxporteerd naar het buitenland omdat daar wel mogelijkheden tot verwerking (uitrijden en storten) voorhanden zijn. Maar aangezien steeds meer landen binnen de EU zich aan de Europese regelgeving gaan houden, ziet het er naar uit dat de beschikbaarheid van reststromen uit de VGI verder zal gaan toenemen en daarmee ook de verwerkingskosten. Verwerkingkskosten Vanwege de chemische samenstelling, die feitelijk niet of nauwelijks afwijkt van het uitgangsmateriaal voor vergisting, kan in het gunstigste geval afzet van digestaat plaatsvinden volgens de regels van het Besluit Overige Organische Meststoffen (BOOM). Daar zal zeker een vergoeding tegenover moeten staan. Dit betekent dat afzet via dit kanaal al gauw 40,- per ton zal bedragen. Wanneer afzet onder BOOM niet mogelijk is, dan blijft er binnen Nederland alleen de optie van storten over omdat verbranden van water te duur is (verdamping van water kost veel energie) en daardoor geen optie is. Door de WBM belasting van 78,00 per ton -digestaat blijft onder een soortelijk gewicht van kg per m3 - lopen de stortkosten al snel op naar ca. 125,- tot 150,- per ton. Met een oplossing voor het (kostbare) digestaatprobleem zal de bereidheid te investeren in nabewerking zeker toenemen. Hierbij dient nog te worden opgemerkt dat voordat er gestort wordt, in het algemeen al een dure voorverwerkingsstap zoals centrifugeren of decanteren plaatsheeft. Dit geeft een hoger ds-gehalte wat 17

18 een behoorlijke prijsreductie oplevert. Bij deze stap wordt het ds-gehalte dan teruggebracht van gemiddeld 10% naar 30%. De kwaliteit van de restproducten kan sterk uiteen lopen, alsook de potentiële energieopbrengst bij vergisten. Met name slibben uit de AWZI s zijn zeer volumineus en hebben een laag drogestof gehalte. In de praktijk worden deze ingedikt tot maximaal 30% drogestof, het slib wordt tegen hoge kosten verbrand en het effluent tegen hoge kosten nagezuiverd. Nemen we de energie die daarvoor nodig is in ogenschouw en de hoge kosten die daarmee zijn gemoeid, dan lijkt het zeer aantrekkelijk om deze producten te gaan vergisten en volgens een andere route te bewerken. Zeker wanneer de energieprijzen blijven stijgen. Ter illustratie geven we de volgende case inzake de kosten van huidige verwerking van ton zuiveringsslib uit een afvalwaterzuiveringsinstallatie: Verwerkingskosten zuiveringsslib: ton uit AWZI Kosten voorbewerking (centrifugeren/decanteren) x Kosten compostering ton ds (20% ds) x Kosten transport ton x Totale kosten Verwerkingskosten: 65 per ton Wet- en regelgeving De huidige omschrijving in de wetgeving betekent vooralsnog een belemmering voor nieuwe ontwikkelingen. Omdat wordt uitgegaan van de herkomst van het reststproduct en niet van de toepassing, wordt onvoldoende ingespeeld op de wens om reststromen op verantwoorde wijze te hergebruiken als product of als grondstof voor een nieuw product zoals energie. Het feit dat de meeste restststromen in eerste instantie wettelijk als een afvalstof worden gezien, heeft ook tot gevolg dat gebruikers van de reststoffen een vergunning nodig hebben voor afvalstoffenverwerking. Door deze benadering wordt een negatief beeld gegeven van het hergebruik van reststoffen en wordt meer nadruk gelegd op de mogelijke risico's, dan op de mogelijkheid van een duurzame toepassing die energiewinning lijkt te zijn. De wetgeving op dit terrein is op dit moment, gezien de nieuwe beleidskeuzes voor groene energie, volop in ontwikkeling. Ook het digestaat van een vergister kan worden gezien als afvalstof en dus moeilijk af te zetten. Aangezien digestaat geen "beoogd product" is en geen economische waarde heeft, valt het onder de afvalstoffenwet. De enige mogelijkheid lijkt de gerichte nageschakelde verwerking met het oog op een economisch verantwoorde productie van een herbruikbaar product. 4.3 Optimalisatie van de aanvoer Inleiding De input voor een vergister zal bestaan uit een veelheid aan producten uit de VGI. Ze kunnen sterk in samenstelling en kwaliteit verschillen en beïnvloeden daarmee het rendement van de vergister. Bovendien zijn de stromen niet altijd in voldoende mate aanwezig. Soms zijn ze er in overvloed en soms nauwelijks beschikbaar. Dat heeft tot gevolg dat de totale input en de energieoutput sterk kunnen variëren als daar geen compenserende maatregelen tegenover staan. Dit heeft tevens tot gevolg dat de kosten voor de aanvoer kunnen variëren. Een optimale logistiek voor wat betreft de aanvoer van de reststromen is dus van wezenlijk belang. Het bepaalt voor een belangrijk deel de kosten en de marktpotentie. De basis wordt gevormd door de planning, begeleiding en sturing van de reststromen van de VGI naar de vergister. Doel van de optimalisatie van het logistieke concept is een optimale afstemming tussen het aanbod van de stromen en gebruiksmogelijkheden op basis van voorspelbaarheid van het aanbod en inzicht in de effecten van de biomassastromen op de procesvariabelen. 18

19 Een tweede belangrijk doel van de logistieke optimalisatie is het verminderen van de (transport-) kosten voor de aanvoer. Vergeleken met de marktwaarde van de producten zijn de transportkosten relatief hoog en transport over langere afstand moet worden vermeden. Dat betekent dat het logistieke concept zich dient te beperken tot een regionale uitwerking, waarbij de grenzen van de regio worden bepaald door de relatie tussen de kwaliteit (energieopbrengst), de verwervingskosten (aankoop of gatefee), de transportkosten en de opbrengstprijs van de energie. Een belangrijk doel is het ontwikkelen van stabiliserende factoren binnen het logistieke concept, zoals: - het voorkomen of beperken sterke prijsschommelingen; - het beperken onzekerheden in de aanvoer en de afzet; - het maximaal benutten van het aanbodpotentieel; - het afstemmen van de prijs op alternatieve toepassingen in de markt; - het bieden van zekerheden in het kwaliteitstraject Ontwikkeling van een data-infrastructuur Voor de optimale toepassing van restproducten speelt een aantal criteria een rol: 1. De afstand tot de bron 2. De beschikbare hoeveelheid 3. De potentiële energieopbrengst 4. Technische eigenschappen 5. De invloed op het vergistingsproces 6. Invloed op de kwaliteit van het digestaat 7. De prijsverhoudingen 8. Wet- en regelgeving 9. Emotionele Criteria (maatschappelijke acceptatie) Producten die worden aangeboden dienen aan de criteria te worden getoetst waarbij het "gewicht" van bepaalde criteria wordt meegewogen. Zo kan bijvoorbeeld de potentiële energieopbrengst van een product beperkt zijn, maar de verwervingskosten zodanig laag (of hoge gatefee) dat het erg interessant is om het product te gebruiken. Een laagwaardige stroom kan het vergistingsproces echter verstoren. Die verstoring kan worden opgeheven met de toevoeging van een hoogwaardige component. Door het economische voordeel zou de toepassing van deze relatief dure componenten toch economisch verantwoord kunnen zijn. Ten aanzien van bepaalde risico's kunnen maxima gesteld worden aan de hoeveelheden of alleen worden toegelaten in combinatie met specifieke producten. Er is dus sprake van een voortdurende interactie die grote invloed heeft op de besluitvorming rond de aanvoer. De daarmee gepaard gaande afweging vindt plaats op basis van een databestand met alle relevante criteria, normen en parameters die voortkomen uit bestaande data (onderzoeksinstituten, publieke bestanden) en data die worden afgeleid uit de identificatie en analyse van de reststromen. Om deze afweging te kunnen maken kan een sturingsmodel worden gebruikt. De ontwikkeling van een dergelijk sturingsmodel vraagt een diepgaande analyse van de productieprocessen in de keten. Dit houdt in dat er nauw moet worden samengewerkt en dat er sprake moet zijn van onderlinge afstemming en transparantie. Het sturingsmodel en de daarvoor noodzakelijke samenwerkingen tussen de ketenpartijen hebben in eerste instantie als doel zoveel mogelijk restproducten economisch verantwoord in te kunnen zetten binnen zekere randvoorwaarden (betrouwbaarheid, zekerheid, veiligheid) Typering van een sturingsmodel voor de aanvoer Het hiervoor beoogde sturingsmodel komt in grote lijnen overeen met het optimalisatiemodel dat door diervoederproducenten veel wordt gebruikt. Ook daar wordt de keuze van de grondstoffen bepaald door een combinatie van proceseisen en producteisen. Uitgangspunt van het systeem is een pakket van eisen voor het eindproduct. Deze eisen hangen samen met de eisen die worden gesteld aan de prijs, de potentiële opbrengst (energieopbrengst) en de toepasbaarheid van het eindproduct (vraag en prijs groene stroom). Daarnaast betreft het eisen die 19

20 worden gesteld aan transport en opslag, lossen en laden, voeding in de vergister (verwerkbaarheid), nabewerking van het digestaat, minimale of maximale gehalten aan bepaalde componenten, de onderlinge wisselwerking tussen bepaalde stoffen etc. Deze eisen worden vertaald in concrete, meetbare criteria die in het zogenaamde "raamwerk" worden opgenomen. Daarnaast bevat het raamwerk een aantal eisen met betrekking tot de procestechnologie. Zo moet materialen te verwerken zijn, de juiste loopeigenschappen hebben, niet verkleven en klonteren etc. Tot slot zijn relevante aspecten van de wet- en regelgeving in het raamwerk opgenomen. Van alle beschikbare reststoffen worden de eigenschappen geanalyseerd en vastgelegd in een databestand. Ze worden vertaald naar de eisen in het raamwerk. Die eigenschappen worden vervolgens vergeleken met de eisen in het raamwerk. Daarbij gelden niet alleen de specifieke eigenschappen, maar ook de combinatie van alle reststoffen in het product. Zo kan een te hoog gehalte aan anorganische stof gecompenseerd worden door een grondstof met een relatief laag gehalte. Dat vereist dan mogelijk wel een meng-tussenstap. Een dure grondstof kan gecompenseerd worden door een grondstof met een lagere prijs. Met de uiteindelijke keuze van de grondstoffen kan aan alle eisen worden voldaan: het product heeft de juiste prijs, de juiste samenstelling, voldoet aan wet- en regelgeving, aan de gestelde gebruiksvoorwaarden en is zonder problemen te verwerken tot groene energie. Dit proces van "wikken en wegen" met behulp van computermodellen staat bekend als de zogenaamde "optimalisatie" Analyse en certificering Om de geschiktheid van de reststoffen voor vergisting in te kunnen schatten en bruikbaar te maken voor toepassing in de data-infrastructuur is een aantal analyses noodzakelijk. Niet alle organische producten zijn geschikt om te kunnen vergisten en nadrogen. Ze moeten aan een aantal eisen voldoen die betrekking hebben op de energie-inhoud, de vergistbaarheid en de samenstelling met het oog op de bacterieflora in de vergister. We gaan hierna in op de verschillende aspecten. Om te beginnen moet de "technische vergistbaarheid" worden bepaald. In onderstaande tabellen is omschreven welke parameters daarvoor onderzocht dienen te worden. Tabel 4.7. Parameters voor de bepaling van de (technische) geschiktheid van reststoffen voor vergisting. Drogestof gehalte Asgehalte Stookwaarde Zuurgraad Zwavel Basisparameters Kalium Fosfor (P) Totaal stikstof (N-Kjeldahl) Fosfaat (P2O) Chloride Chemisch zuurstofverbruik CZV Biologisch zuurstofverbruik BZV Wanneer we de waarden van bovengenoemde parameters kennen, hebben we een eerste indruk van de technische vergistbaarheid van de reststof. We lichten de parameters toe. Water heeft geen vergistende waarde. Het is het medium in de vergister. Een relatief hoog drogestof gehalte (laag aandeel water) geeft meer biogas per m3 product, tenminste als dat hoger aandeel bestaat uit organische stof. Wat optimaal is hangt van het type vergister, de soort reststof en de combinatie van reststoffen. Een aantal stromen heeft een relatief laag drogestof gehalte en zal gemengd moeten worden met stromen met een relatief hoog drogestof gehalte om nog voldoende energie te kunnen leveren. Als het asgehalte te hoog is, gaat dat ten koste van het organischestof gehalte. De energiewaarde van het product wordt daarmee minder. 20