Werkrapport De Energiefabriek

Transcriptie

1 Werkrapport De Energiefabriek Voorlopig definitief 17 juli 2009

2 Inhoud 1. Inleiding 2. Grondstoffen en energie als product 2.1 Grondstoffenmarkt 2.2 Selectie grondstoffen 2.3 Afzetmarkt voor energie 3.4 Selectie afzetmarkt 3. Technieken 3.1 Ontwerpfilosofie 3.2 Inventarisatie 3.3 Selectie 3.4 Toekomstige technieken/concepten 3.5 Ontwerpuitgangspunten 4. Concepten 4.1 Totaal concepten en potentie Beschrijving varianten Basis, Super, Plus 5. Kosten 5.1 Uitgangspunten 5.2 Modelbenadering en methodiek 6. Vervolg en aandachtspunten Bijlagen 1. Grondstoffen 2. Stoffenbalans varianten 3. Energiebalans varianten 4. Overzicht technieken conversie zuiveringsslib 5. Overwegingen groen gas of elektriciteitsproductie op rwzi 6. Grafieken trends energie Nederland en wereld 7. Facts en Factsheets diverse technieken

3 1 Inleiding De Unie van Waterschappen daagde de 26 waterschappen in Nederland uit om fris en wild mee te denken over vernieuwende initiatieven binnen het project WaterWegen. De Waterschappen willen over 10 jaar een sterke netwerkorganisatie zijn, sturend in de ruimtelijke ontwikkeling en verbonden met de omgeving. Waarbij ze laten zien dat ze innovatief zijn en in staat om te anticiperen op de uitdagingen van morgen. Om dit handen en voeten te geven schreef de Unie een wedstrijd uit. Het concept de Energiefabriek van Waterschap Aa en Maas werd als winnaar geselecteerd. Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier, Waterschap Veluwe en Waterschap Rivierenland stuurden vergelijkbare ideeën in. Het concept Energiefabriek is richtinggevend uitgewerkt. Een aanzet voor conceptontwerpen en richtlijnen is opgesteld. De werkzaamheden werden verricht door medewerkers van Waterschap Aa en Maas, Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier, Waterschap Veluwe en Waterschap Rivierenland. Zij werden ondersteund door medewerkers van de adviesbureaus Grontmij, AEF, Haskoning en Procédé. De uitwerking van het concept biedt een uitstekende basis voor vervolg. Uiteindelijk blijft concrete implementatie locatiespecifiek maatwerk. De resultaten van deze uitwerking zijn samengevat weergegeven in een boekje De Energiefabriek, Waterschappen binnenstebuiten (zie ook Dit werkrapport is een achtergronddocument bij het boekje van De Energiefabriek. Het doel van het werkrapport is om de resultaten, achterliggende getallen, berekeningen en uitgangspunten vast te leggen en ter beschikking te stellen aan geïnteresseerden. p 3

4 2 Grondstoffen en energie als product Een energieproducerende Energiefabriek opereert op de grondstoffenmarkt en op de afzetmarkt voor energieproducten. In de volgende paragrafen worden de grondstoffenmarkt en de afzetmarkt nader bekeken op kansen en bedreigingen waarop keuzes kunnen worden gemaakt. Bijlage 1 geeft een hierop een nadere toelichting. De belangrijkste resultaten zijn navolgend weergegeven. 2.1 Grondstoffenmarkt Voorafgaand aan de analyse van de grondstoffenmarkt is bepaald dat alleen die markten worden onderzocht die dicht bij het waterschap liggen. Dit betekent dat de component water ook voor de Energiefabriek leidend is in haar keuzes Afvalwater en slib De primaire grondstof van De Energiefabriek is de organische stof uit het rioolwater en daarmee het slib als resultante van het zuiveringsproces Biomassastromen Om de energieproductie van De Energiefabriek te optimaliseren kan organisch materiaal dat niet afkomstig is uit afvalwater worden toegevoegd. De diverse mogelijke stromen zijn onderzocht en de voor en nadelen zijn tegenover elkaar uitgezet. De stromen maaisel, mest en gft zijn uitgebreid bekeken omdat hier voor de waterschappen de meeste potentie in zit. Maaisel van waterlopen Om ervoor te zorgen dat het water voldoende door de waterlopen kan stromen, maait het waterschap haar waterlopen jaarlijks één tot meerdere keren. Exoten Meer en meer worden in de waterlopen uitheemse planten aangetroffen. Grote waternavel, parelvederkruid en waterteunisbloem zijn de voornaamste soorten. Ten behoeve van de waterkwaliteit en om verspreiding te voorkomen, worden deze exoten verwijderd. Landschapsbiomassa Landschapsbiomassa komt vrij vanuit doelstellingen als ecologie, cultuurhistorie en landschapsschoon. Voor deze doelstellingen is het afvoeren van biomassa veelal noodzakelijk. Houtige biomassa wordt momenteel toegepast voor het opwekken van energie, terwijl voor grasachtige biomassa de mogelijkheden vooralsnog beperkt zijn. De niet-houtachtige biomassa bestaat vrijwel geheel uit grasachtige vegetatie. p 4

5 Biomassa uit natuurterreinen Uit de Nederlandse natuurgebieden komen met name de volgende soorten biomassa vrij: hout, gras, riet en rietplaggen, heideplagsel, blad en bagger. Van de huidige vrijkomende biomassa wordt gras, riet en heideplagsel niet of nauwelijks ingezet voor de winning van energie. Voor hout is dit wel het geval. Mest Mest is een belangrijke bron van de belasting van het oppervlaktewater en grondwater met nutriënten. Naast nutriënten bevat mest een enorme potentie aan energie en water. De mestverwerking in Nederland is vanaf de negentiger jaren wat gestagneerd, maar de toename van de hoeveelheid niet plaatsbare mest en de verwachte toename van de afzetkosten kunnen een impuls zijn voor (nieuwe) ontwikkelingen in de mestverwerking. Snoeihout In Nederland wordt op vrij grote schaal snoeihout ingezameld. Slechts een deel hiervan is echter geschikt voor verwerking. De hoeveelheid geschikt snoeihout in Nederland bedraagt circa ton per jaar. GFT GFT (groente-, fruit- en tuinafval) wordt in vele gemeenten apart ingezameld. Gescheiden inzameling en composteren van gft-afval draagt bij aan het milieu. Recent zijn er weer nieuwe initiatieven, waarin de energie in het gft-afval wordt benut door middel van vergisting. Dit levert een aanzienlijke bijdrage in CO 2 -reductie op. p 5

6 2.2 Selectie van grondstoffen Naast afvalwater als bron voor energie zijn potentiële externe bronnen geselecteerd op: energie inhoud en technische toepassingsmogelijkheden. synergie met: o o o de zuiveringsinstallaties; kennis en expertise van de waterschappen; doelstellingen van de waterschappen; Energiegeneratie en behandeling van de dunne fractie mest voldoet aan deze criteria. Door verwerking van mestoverschot, wordt bijdragen aan verbetering van de oppervlaktewaterkwaliteit. Mestverwerking past eveneens bij de kennis en expertise en de installaties van de waterschappen. Voor andere stromen, zoals maaisel, GFT, houtsnippers, snoeihout, waternavel en restanten uit de levensmiddelenindustrie, gelden voornoemde synergievoordelen niet of nauwelijks. Voor waternavel, maaisel en gras is er nog geen geschikte techniek voorhanden om de energie-inhoud voldoende vrij te maken zodat deze beschikbaar is. Onderstaande tabel geeft enkele kentallen van dunne mest in de Nederlandse situatie. Gegevens dunne mest fractie (Nederland) Parameter Waarde Eenheid Jaarlijkse vracht Dagelijkse vracht Percentage drogestof CZV-gehalte Stikstofgehalte (Nkj) Fosfaatgehalte (Ptot) m3/jr m3/d % mg/l mg/l mg/l p 6

7 2.3 Afzetmarkt voor energie De keuze voor bepaalde (technisch haalbare) conversiemethoden bepaalt de producten (vormen van Zuiver Energie). De op korte termijn operationeel te krijgen technisch haalbare 1 conversiemethoden van biomassa leveren de volgende vormen van Zuiver Energie: elektriciteit, warmte en biogas. Voor nu is er voor gekozen dat de Energiefabriek zelf geen leverancier wordt voor derden maar dat ze teruglevert aan het energienet. Dit betekent dat de markt die onderzocht is de markt van de energiebedrijven is. In onderstaande alinea wordt kort stilgestaan bij de verschillende vormen van energie en de afzetmarkt hiervoor Elektriciteit In de beginfase zal De Energiefabriek niet zelf actief zijn als energieproducent, maar wordt er tegen vergoeding elektriciteit teruggeleverd aan het net. Energieleveranciers rekenen voor aankoop en verkoop van energie dezelfde tarieven. Dit geldt tot het moment dat er meer teruggeleverd wordt dan voor het eigen proces nodig is. Vanaf het moment dat er meer wordt teruggeleverd gelden marktprijzen die gelden op de Energieindex. Bij het inkopen (en dus verkoop) van elektriciteit geldt dat variabele prijzen en variabele contractperiodes het voordeligst zijn. Zakelijke marktprijzen (prijspeil eind 2008) variëren van 0,09 euro/kwh (Oxxio) tot 0,12 euro/kwh (Essent). De prijzen van Nuon, Eneco en Cogas zitten daar tussen in. Ook deze prijzen zijn afhankelijk van de zekerheidsgarantie Warmte Het overgrote deel (75-85%) van de energievraag van consumenten en industrie bestaat uit warmte. Potentiële afnemers van warmte zijn energieproductenten (zoals Essent warmte), de glastuinbouwsector, (projectontwikkelaars van) kantoren en woonwijken. Warmte is slecht over grote afstanden te verplaatsen zonder grote verliezen. De aanwezigheid van afnemers nabij de RWZI s is daarmee een nadrukkelijke randvoorwaarde en maakt dit product locatiespecifiek. Warmtetarieven zijn tweeledig, deze bestaan namelijk uit het verbruikstarief per GJ en het vastrecht voor warmte. De Eneco consumenten marktprijs 2 (prijspeil eind 2008) is circa 24 euro per GJ; het vastrecht is 25 euro per maand Biogas, aardgas of methaan Het verschil tussen methaangas, aardgas en biogas zit in het methaangehalte. Hoe hoger het percentage methaan, hoe meer energie ermee kan worden opgewekt. De grove indeling is als volgt: methaangas (100% methaan), aardgas (ca. 80% methaan) en biogas (ca. 60% methaan). Bij het verwerken van de biomassastromen op de Energiefabriek komt biogas vrij. Gekozen kan worden om biogas te leveren aan een energieleverancier. Vervolgens werkt zo n energieleverancier de biogas dan zelf op naar aardgas. Daarentegen kan de Energiefabriek ook zelf de biogas opwerken naar aardgas. Vervolgens kan dit aardgas teruggeleverd worden aan 1 Belangrijk criterium hierbij is de termijn waarop een technologie ingezet kan worden. Voor het businessplan voor De Energiefabriek is uitgegaan van technologieën die binnen 2 a 5 jaar operationeel kunnen zijn. 2 ( p 7

8 het gasnet of kan het worden ingezet als biobrandstof. Op een kubieke meter aardgas zit maar drie cent energiebelasting (een kubieke meter aardgas komt overeen met 1,2 kilogram aardgas. De prijs aan de pomp bedraagt ongeveer 0,72 eurocent per kg. De prijs van aardgas is gekoppeld aan de wereldprijs voor ruwe olie en kan dus sterk variëren. Voor een indicatie: de prijs heeft in 2008 en begin 2009 tussen 17 en 38 eurocent gezeten. Zie bijlage 6. voor een overzicht van historische energieprijzen en prognoses. 2.4 Selectie afzetmarkt Bij rwzi s met vergisting en opwekking van elektriciteit met een wkk/gasmotor is gemiddeld gezien voldoende warmte om de vergisting op bedrijfstemperatuur te houden. Er is een warmte overschot in de zomermaanden, maar dat is relatief klein. De eigen opwekking van elektriciteit is niet voldoende voor het dekken van de eigen elektriciteitsbehoefte. De laagwaardige warmte uit het effluent kan door toepassing van warmtepompen worden omgezet naar warmtestromen voor hoogwaardiger gebruik zoals ruimteverwarming en douche. Elektriciteit is een hoogwaardige energiedrager, waarmee op een efficiënte wijze arbeid kan worden verricht. Welke energievorm in beschouwing moet worden genomen, is voor een deel locatiespecifiek. Tevens dient de hele energieketen te worden meegenomen, waarbij de balans in termen van primaire energie en CO2-equivalenten wordt opgemaakt. In dit project is de focus uitgegaan naar de conversie van organisch materiaal en de productie van elektriciteit. In bijlage 5 wordt het thema gas/elektriciteit/warmte nader toegelicht. p 8

9 3 Technieken Op basis van de doelstellingen en de inventarisatie uit de voorgaande hoofdstukken zal in dit hoofdstuk een technische uitwerking van De Energiefabriek plaatsvinden: hoe ziet de technische installatie eruit waarmee de ambitie van energielevering op een rioolwaterzuivering gerealiseerd kan worden. 3.1 De ontwerpfilosofie De energiedragende component in afvalwater is, naast de thermische en kinetische energie die het bezit, de aanwezige organische stof. In het huidige gemiddelde zuiveringsconcept van een RWZI wordt deze organische stof voor het grootste deel geoxideerd tot CO 2. Een ander significant deel wordt gebruikt voor de aanwas van bacteriën die het zuiveringsproces katalyseren. Kortom: er wordt veel energie gestoken in de vernietiging van een potentiële energiebron! De basisgedachte achter een Energiefabriek is deze organische componenten aan het begin van het proces zoveel mogelijk vooraf af te vangen en deze door een biomassaconversie om te zetten in een bruikbare energiebron. Omdat deze afscheiding nooit volledig zal kunnen plaatsvinden zal naar verwachting nog altijd een zuiveringsproces noodzakelijk zijn waarin wellicht nog een oxidatie van het restant moet plaatsvinden. De basisgedachte is schematisch weergegeven in figuur 3.1. Rioolwater in A Scheiding org. stof en water water B Waterzuivering Effluent uit Organische stof (slib) slib Extra organische stof (biomassa) C Biomassaconversie restwater D Deelstroombehandeling ZUIVER ENERGIE (E, CH4, H2, EtOH,...) Figuur 3.1: schematische weergave filosofie De Energiefabriek In deze figuur is tevens een deelstroombehandeling opgenomen om de resterende waterfractie vanuit de biomassaconversie nog te zuiveren. Het betreft hier over het algemeen een waterstroom met relatief hoge concentraties aan nutriënten die het aantrekkelijk maakt om apart te behandelen. Mengen met de hoofdstroom vanuit stap A zou dat efficiencyvoordeel wegnemen. In paragraaf 3.5 is de energiebalans van een referentie RWZI van v.e. opgenomen. Daaruit blijkt ook dat de theoretische energie-inhoud van het afvalwater (1,6 MW) ruimschoots voldoende is om aan de energievraag van het zuiveringsproces (0,25 MW) te kunnen voldoen. Het gaat er dus om of de potentiële energie-inhoud ook daadwerkelijk winbaar is om in het p 9

10 proces in te zetten. Een belangrijk aandachtspunt daarbij is dat voldaan moet worden aan de normen van de effluentkwaliteit. Vooral voor de huidige wijze van stikstofverwijdering kan dit kritisch zijn omdat daarvoor een minimum aan organische stof nodig is. Dit zou de maximale energiewinning drastisch kunnen verlagen en moet wellicht gezocht worden naar alternatieven voor stikstofverwijdering. In dat kader moet onderzoek worden opgestart naar de mogelijkheid om CZV en N-verwijdering te ontkoppelen. Dit zal in STOWA verband verder worden opgepakt. De verwachting is dat op basis van alleen rioolwater een energieneutraal concept gerealiseerd kan worden, maar dat een significante levering van energie pas kan plaatsvinden door extra inname van biomassastromen. Als dit basisconcept staat kan nog uitbreiding worden gezocht in bijvoorbeeld het benutten van warmte-inhoud van het influent (in het lokale rioleringsstelsel) en/of het effluent. 3.2 Inventarisatie technieken en ontwikkelingen Op basis van de ontwerpfilosofie kunnen de mogelijke technieken en ontwikkelingen voor de verschillende deelprocessen worden geïnventariseerd. In onderstaande tabel is daarvan een opsomming gegeven. p 10

11 Tabel 3.1: mogelijke technieken en ontwikkelingen voor deelprocessen A t/m D Processtap A: scheiding organische stof Processtap B: Waterzuivering - Voorbezinktank - Chemische precipitatie; - Trommelfilter; - Hoogbelaste biologische zuivering (A-trap) - Membraanfiltratie; Processtap C: biomassaconversie Biologisch - Vergisting tot methaangas; - Biologische ethanolproductie; - Biologische waterstofproductie; - Anaerobe compostering; - Conventionele biologische zuivering; - Anaerobe zuivering (UASB); - De-ammonificatie; - Algen; - Biologische brandstofcel; - Nereda; Processtap D: deelstroombehandeling - Chemische precipitatie; - De-ammonificatie; - Concentreren en afvoeren; - Algen. Thermisch Verbranden; Pyrolyse; Torrificeren; Vergassen; CAMBI; Athos; Superkritisch vergassen; Hydrothermal Upgrading (HTU); Overig Niet thermische slibdesintegratie Een korte beschrijving van de technieken wordt in de navolgende tekst gegeven. p 11

12 Processtap A (scheiding organische stof) Voorbezinking is een bekende techniek om gravitair zwevende stof en organische stof af te scheiden uit het influent. In combinatie met chemische precipitatie (pre-precipitatie) neemt het rendement toe. Het STOWA onderzoek fysisch-chemische voorzuivering biedt hiervoor meerdere aanknopingspunten. Bij een hoogbelaste (en eventueel beluchte) eerste trap (zoals bekend uit het A/B proces vindt afscheiding van organische stof plaats door groei van biomassa en sorptie van (opgeloste) organische stof aan deze biomassa. Opgemerkt dient te worden dat door chemicaliëndosering, waarmee het rendement van voornoemde processen wordt verbeterd, ook chemisch slib wordt geproduceerd. Met fijnzeven (bijvoorbeeld trommelfilters <1 mm maaswijdte), zoals toegepast voor de voorbehandeling bij MBR, wordt zwevende stof (en daarmee ook organische stof) uit het influent gehaald. Met membraanfiltratie van influent kan een hoog afscheidingsrendement van organische stof worden gerealiseerd. Processtap B (biomassaconversie) Vergisting Vergisting van zuiveringsslib is een beproefde en bekende techniek die geen toelichting behoeft. Ethanol en waterstofproductie Biologische productie van ethanol en waterstof uit organisch materiaal is interessant vanwege het feit dat ethanol en waterstof commercieel interessante energiedragers zijn. Een bekende toepassing is de productie van bio-ethanol uit suikerriet. Toepassingen in afvalwaterbehandeling zijn niet bekend, er wordt wel onderzoek naar gedaan. Het is niet duidelijk of er in potentie een hoger energierendement gehaald kan worden vergeleken met biogasproductie door vergisting. Anaerobe compostering Anaerobe compostering is analoog aan anaerobe voorbehandeling van een CZV rijk industrieel afvalwater: de bulk van de CZV wordt omgezet in biogas en het overblijvende digestaat wordt aeroob nagecomposteerd. Anaerobe compostering is een droog fermentatieproces met een droge stof concentratie rond de 30%. Natte fermentatie gaat tot 15% DS. Verbranden Bij verbranden van zuiveringsslib wordt organisch materiaal door toevoer van een overmaat aan zuurstof volledig omgezet in CO2 en H2O. In slibverbrandingsinstallaties voor ontwaterd zuiveringsslib kan door rendementsverbeteringen aan de installatie een beperkte hoeveelheid energie worden opgewekt. Door de uitgebreide rookgasbehandeling is de technologie kostentechnisch alleen aantrekkelijk op grote schaal. Pyrolyse Bij pyrolyse wordt relatief droge biomassa (> 90% ds) in afwezigheid van zuurstof omgezet. Hierdoor onstaat pyrolyse olie, die verder moet worden bewerkt alvorens tot energieproductie te kunnen overgaan. Vergassing p 12

13 Bij vergassing van slib wordt door het toevoeren van een ondermaat aan zuurstof het organische deel gedeeltelijk omgezet, zodat een brandbaar gas (CO, CH4, H2, N2) resulteert. Dit syngas kan worden ingezet voor energieproductie. Het slib moet vrij droog zijn (> 85% ds). Superkritische vergassing Een variant op het vergassingsproces waarbij de biomassa juist niet droog hoeft te zijn is superkritische vergassing. Bij superkritische vergassing wordt natte slurry met ca. 85% watergehalte ingebracht in een reactor 300 bar en C. In korte tijd (enkele seconden tot enkele minuten) wordt de organische stof omgezet in syngas. Dit syngas kan worden ingezet voor energieproductie. De zouten (met daarin o.a. zware metalen en fosfaat slaan neer in een geconcentreerde slurry. Het proces is in ontwikkeling (pilot/demo schaal). (Natte) torrefactie (Natte) torrefractie is een thermische voorbehandelingstechniek die reststromen geschikt kan maken als brandstof. Turbotec ontsluiting De Turbotec ontsluiting berust op een chemische/thermische voorbehandeling van biomassa waardoor niet afbreekbare componenten worden ontsloten zodat ze beter afbreekbaar worden en bijvoorbeeld kunnen worden omgezet in biogas. HTU (Hydro thermal upgrading) In HTU (Hydro thermal upgrading) wordt natte biomassa (15% ds) onder druk (180 bar) en bij hoge temperatuur (300 C) omgezet in een waterfract ie, een oliefractie en een gasfractie. CAMBI THP proces Het CAMBI THP proces is een desintegratietechniek (5-10 bar, C) voor zuiveringsslib. Met het THP proces wordt slib behandeld alvorens het te vergisten. De belasting van de vergisters en het biogasrendement neemt hierdoor toe. Tevens verbetert de ontwatering sterk. Athos Het Athos proces betreft een natte oxydatie (50 bar, 250 C) van slib. Het proces dient te worden beschouwd als een eindverwerkingsstap. Niet-thermische slibdesintegratie Bij niet-thermische slibdesintegratie wordt door mechanische energie of ultrasone energie slib gekraakt waardoor er meer organische stof ter beschikking komt voor biogasproductie in de slibvergisting. Processtap C (waterzuivering) Anaerobe waterzuivering Met anaerobe zuivering (bijvoorbeeld met UASB proces) in de waterlijn wordt organische stof omgezet in biogas en ammonium. Een belangrijke voorwaarde voor toepassing is een hogere temperatuur (> 20 C), ondermee vanwege de oplosbaa rheid van methaan in water. Ook is nabehandeling noodzakelijk. De-ammonificatie Met de-ammonificatie (Demon proces, Anammox proces) kan energiezuinig ammonium worden omgezet naar stikstofgas. Ammonium wordt voor de helft omgezet in nitriet en gekoppeld aan p 13

14 het resterende ammonium tot stikstofgas. Een hogere temperatuur en hogere concentraties ammonium zijn belangrijke voorwaarde voor toepassing. Algen Algen kunnen stikstof en fosfaat opnemen, tevens wordt CO2 vastgelegd. Algen zouden kunnen dienen als bron voor biogasproductie, hierbij komt echter weer stikstof en fosfaat vrij. Een voorwaarde is dat licht niet limiterend is voor de algenreactor. Gebruik van zonlicht is een voorwaarde voor een energiezuinige toepassing. Biologische brandstofcel In een biologische brandstofcel genereren bacteriën elektriciteit door omzetting van organische stof. Het proces wordt onderzocht op labschaal. Nereda Nereda is een batchgewijze techniek met korrelvormig slib. Het proces wordt op momenteel praktijkschaal toegepast. De verwachting is bij Nereada 20-30% minder energie benodigd is dan bij conventionele biologische zuiveringstechnieken technieken (actief slib proces). Processtap D (deelstroombehandeling) Biomassaconversie levert een waterige reststroom op, waar componenten in kunnen zitten die verwijderd moeten worden. Ingeval van vergisting is dit bijvoorbeeld CZV, stikstof en fosfaat. Indien stikstof in de waterlijn wordt verwijderd, kost dit beluchtingsenergie en is CZV noodzakelijk. Deze CZV komt niet ten goede aan bijvoorbeeld biogasproductie door vergisting. De-ammonificatie Bij stikstofverwijdering via het de-ammonificatie proces is geen CZV noodzakelijk. Bij deammonificatie wordt ammonium gedeeltelijk omgezet in nitriet. Het nitriet wordt vervolgens gekoppeld aan het resterende ammonium tot stikstofgas. Ten opzichte van traditionele stikstofverwijdering is geen CZV (C-bron) noodzakelijk, en is het energiegebruik voor beluchting aanzienlijk minder als gevolg van de partiële oxydatie van ammonium en als gevolg van de lagere slibproductie. De biologische reactie wordt uitgevoerd door de zogenaamde anammox bacterie. Chemische precipitatie Chemische precipitatie is een beproefde techniek voor fosforverwijdering. Voor stikstofverwijdering is dit in principe ook mogelijk, grootschalige toepassingen zijn niet bekend. Een belangrijke voorwaarde is een geschikt afzetkanaal voor de stikstofrijke reststroom (struviet). Concentreren en afvoeren Concentreren en afvoeren van de waterige reststromen uit bioconversie kan ook worden overwogen, indien er afzetmogelijkheden voorhanden zijn. Hiermee is echter ook energieverbruik gemoeid. Overig In een brandstofcel wordt met specifieke energiedragers elektriciteit opgewekt met een chemische reactie (zonder een klassiek verbrandingsproces). Bekende energiedragers voor brandstofcellen zijn waterstof en methanol. Voor grote schaal toepassingen zijn nu ook brandstofcellen op methaangas en biogas beschikbaar. In vergelijking met een gasmotor of wkk p 14

15 heeft een brandstofcel een hoger elektrisch rendement, het temperatuurniveau van de restwarmte is hoger en tevens zijn de emissies naar de atmosfeer veel lager. 3.3 Selectie van de technieken De in 3.2 genoemde technieken zijn geselecteerd voor verdere uitwerking op basis van de volgende criteria: 1. mate van geschiktheid voor inzet op praktijkschaal. Technieken die momenteel nog in een ontwikkelfase of opschaalfase verkeren zijn meegenomen onder de voorwaarde dat redelijkerwijs verwacht kan worden dat binnen 5 jaar een full-scale toepassing mogelijk is. 2. effect op energiebesparing of energiegeneratie 3. geschiktheid voor de onderhavige toepassing op rwzi s in de sliblijn of waterlijn in termen van robuustheid en energieverbruik De volgende technieken zijn geselecteerd: Processtap A (scheiding organische stof) Voorbezinking. Chemische pre-precipitatie Hoogbelaste eerste trap. Processtap B (biomassaconversie) Vergisting tot methaangas Superkritisch vergassen. CAMBI Processtap C (waterzuivering) Conventionele biologische zuivering Nereda Processtap D (deelstroombehandeling) De-ammonificatie. Overig Brandstofcel In de bijlage 7 zijn van enkele technieken factsheets opgenomen. Een meer uitgebreide omschrijving van enkele technieken is opgenomen in bijlage Toekomstige technieken/concepten In het project zijn ook enkele nieuwe technieken/concepten naar voren gekomen. Deze zijn niet verder uitgewerkt vanwege het niet-generieke karakter en/of vanwege het feit dat er uitgebreid onderzoek noodzakelijk is. Een voorbeeld van het laatste is toepassing van de-ammonificatie in de waterlijn. Hiermee zou verwijdering van stikstof geheel zonder koolstof kunnen verlopen. De organische stof in het afvalwater kan maximaal ten goede komen aan conversie naar methaangas. Van betreffende bacteriën is bekend dat de groeisnelheid laag is. Huidige toepassing vindt dan ook plaats bij hoog geconcentreerde warme afvalwaterstromen zoals rejectiewater. Slibretentie bij lage groeisnelheden is dan ook een belangrijk aandachtspunt. Voorafgaande aan de-ammonificatie in de waterlijn is een stap noodzakelijk waarbij zoveel mogelijk koolstof wordt onttrokken aan p 15

16 het afvalwater (bijvoorbeeld hoogbelaste trap). De trap met de-ammonificatie dient zoveel mogelijk met (opgelost) ammonium te worden belast. Het vermijden van doorslag van inerte zwevende stof naar de de-ammonificatie is ook een belangrijk aandachtspunt bij de lage groeisnelheid van dit type bacteriën. Anaerobe zuivering (bijvoorbeeld met UASB) van afvalwater is een techniek om de organische koolstof uit het afvalwater om te zetten naar biogas. De techniek is volwassen en wordt op grote schaal toegepast op industrieel afvalwater en ook op huishoudelijk afvalwater in enkele tropische regio s. Een relatief hoge temperatuur is een noodzaak voor toepassing van anaerobe zuivering. In combinatie met hergebruik van restwarmte en de behandeling van (delen van) DWA aanvoer biedt anaerobe zuivering van huishoudelijk afvalwater onder Nederlandse omstandigheden mogelijk locatiespecifieke kansen. 3.5 Ontwerpuitgangspunten Het totale aantal RWZI s in Nederland kent een zeer grote variatie in grootte en uitvoeringsvorm. De Energiefabriek heeft als doelstelling om voor deze installaties tot een generiek verwerkingsconcept te komen. Om voor deze grote variatie niet te verzanden in algemeenheden is besloten om voor de grootte een modelzuivering als basis te nemen van v.e. à 136 gram TZV, uitgaande van een standaard ontwerp. Vanuit deze grootte is voor de verschillende waterschappen een redelijke extrapolatie naar kleinere of grotere zuiveringen te maken. Dit zal versterkt worden door van daaruit een brede verkenning te doen ten aanzien van type installatie (voorbezinking, belasting etc.) en locatiespecifieke zaken (ligging, mogelijkheid tot inname van extra stromen, nieuwbouwwijk etc.). In de praktijk zal er in veel gevallen bij een RWZI van v.e. geen voorbezinking en vergisting beschikbaar zijn. Dit vanwege het kostenniveau in verhouding met de schaalgrootte. Extrapolatie vanuit de generieke uitwerking van de gehanteerde modelzuivering naar andere schaalgroottes is dan ook noodzakelijk. In de uitwerking van de concepten is schaalvergroting meegenomen. Als referentie is uitgegaan van een zuivering van v.e. met voorbezinking en slibgisting. De uitgangspunten voor de modelzuivering zijn als volgt. Afvalwaterkarakteristieken (aanvoer, samenstelling) Modelzuivering i.e. (uit STOWA slibketenstudie variant 8) DWA DWA RWA TWA m3/d 750 m3/h 4400 m3/h m3/d Concentraties: CZV 523 mg/l BZV 191 mg/l Nkj 48 mg/l Ntotaal 48 mg/l Ptotaal 8 mg/l SS 191 mg/l Effluenteisen Ntotaal 10 mg/l, Ptotaal 1 mg/l. p 16

17 Technologische uitgangspunten Temperatuur afvalwater: 9-21 C. Ontwerptemperatuur 10 C. o Voorbezinking zonder chemicaliëndosering rendementen % COD 30 BOD 30 NKj 10 Ptot 20 Zwevende stof SS 50 Energie-inhoud slib voor gisting (kg COD/kg ODS) primair slib 2 secundair slib 1,4 o o o o o Voorbezinking met chemicaliëndosering (pre-preciptatie) rendementen % COD 45 BOD 45 NKj 15 SS 75 Energie-inhoud slib voor gisting (kg COD/kg ODS) primair slib 2 secundair slib 1,4 Me/P 1,5 AB proces rendementen A-trap %, COD 70 BOD 70 NKj 35 Ptot 40 SS 90 Energie-inhoud slib voor gisting (kg COD/kg ODS) A-trap 2,3) 1 B-trap 1,4 rendement gasmotor 34% elektrisch. berekening waterlijnen volgens HSA model (N) en Sheer (P) Slibgisting volgens Chen en Hashimoto Een meer gedetailleerde en specifieke samenstelling van dit afvalwater is van belang om de theoretische energie inhoud vast te kunnen stellen. Deze samenstelling is gegeven in bijlage 1. De theoretische energie inhoud bedraagt 1,6 MW. Het energieschema van de basisvariant (voorbezinking zonder chemicaliëndosering is als volgt). 1 uitgangspunt hierbij is aanwezigheid geabsorbeerde niet omgezette COD op A-trap slib p 17

18 In het project is aandacht besteed aan het omrekenen van de CZV balans van de rwzi naar een energiebalans op basis van de maximale theoretische energie inhoud. Hierdoor is inzicht ontstaan in het energieverbruik en de energieproductie van de verschillende (deel)processen en in de energie-inhoud van slibstromen. De onderliggende gegevens zijn terug te vinden in bijlage 3. p 18

19 4 CONCEPTEN 4.1 Totaalconcepten en potentie Op basis van de inventarisatie van technieken en ontwikkelingen is een groot aantal totaalconcepten voor De Energiefabriek denkbaar. Dat grote aantal wordt vooral veroorzaakt door het feit dat een totaalconcept altijd maatwerk zal zijn voor de lokale situatie. Hieruit is echter wel een hoofdlijn te destilleren door een indeling te maken op basis van de mate van realiseerbaarheid en het innovatie karakter. Dan kan een onderscheid worden gemaakt in drie typen totaalconcepten: Basis: uitbreiding van de installatie met bewezen technieken. Dit levert een energieneutrale situatie op en is vandaag al mogelijk. De techniek van het basisscenario is bewezen en kan dus direct, relatief risicoloos worden ingevoerd. Plus: het basisscenario met een bijdrage aan energielevering. Toepassing van een brandstofcel en een extra ontsluitingsstap voor de slibbehandeling, zodat netto energielevering plaatsvindt. Dit scenario is binnen twee jaar te realiseren. Het plusscenario is technisch onzekerder, omdat in Nederland met een aantal technieken in dit scenario nauwelijks ervaring heeft. Deze technieken zijn echter wel beschikbaar. Super: het plusscenario, waarbij de gisting plaatsmaakt voor superkritische vergassing van slib. Deze optie levert serieuze energielevering op, maar vergt nog wel enkele jaren ontwikkelingstijd. Afhankelijk van het ambitieniveau kan een eindgebruiker eerder of later kiezen voor een van de concepten Tijdspad Basis Basismaatregelen De-ammonificatie (Demon,Anammox) VBT+/A-trap+ Vergisting Volgend Innovatief Aanpassend 2. Plus 1 + Slibdesintegratie (Cambi) Warmtepomp, Brandstofcel 3. Super Superkritisch vergassen Slib drogen met restwarmte Deze categorieën worden hieronder kort weergegeven. p 19

20 In bijlage 2 en 3 zijn de proces flow diagrammen met de verschillende vrachten weergegeven voor het Basis concept, voor de subvariant met voorbezinking/precipitatie en de subvariant met een A-trap. Het Plus en Super concept bouwen hier op voort door toevoeging van technieken aan het Basis concept. Een overzicht van de energieberekeningen is weergegeven in bijlage 3. De scenario s zijn verder nog op hun gevoeligheid getest voor energieprijzen (verdubbeling in 20 jaar), schaalgrootte ( en v.e. s) en het effect van verwerking van extra biomassa, waarvoor dunne fractie mest het uitgangspunt is. p 20

21 De belangrijkste bouwstenen voor de Basisvariant zijn: terugdringen van het energieverbruik voor stikstofverwijdering en voor in stand houden van biomassa (endogene ademhaling, lage slibbelasting); meer energie-inhoud uit influent naar biogas door vergisting; eigen energieverbruik terugdringen door basismaatregelen in het ontwerp, apparatuurkeuze en besturing; efficiënte elektriciteitopwekking door hoogrendement wkk. Deze vormen tevens het fundament voor de andere concepten. Door voorbezinking met pre-precipitatie (of een A-trap) kan de vracht organische stof naar de vergisting worden gemaximeerd. Hiermee kan de biogasproductie worden gemaximeerd. In deze vracht bevinden zich ook stikstofverbindingen die na de vergisting in de waterfase van de slibontwatering terecht komen. De deelstroombehandeling van deze waterfase met het deammonificatie proces verwijderd deze stikstof energiezuinig. Van belang is dat de CZV/N verhouding van het afvalwater naar de biologische zuivering gunstig blijft voor de verwijdering van de resterende stikstof. Bijkomend effect van chemicaliëndosering is de productie van chemisch slib. p 21

22 In de plusvariant wordt de basisvariant uitgebreid met een extra thermische slibdesintegratie techniek (bijvoorbeeld CAMBI) en een brandstofcel. De thermische slibdesintegratie zorgt voor een extra opbrengst van biogas in de vergisting. De extra energie opbrengst weegt op tegen het extra energiegebruik van het slibdesintegratie proces. Toepassing van brandstofcellen verhoogt het rendement van de elektriciteitproductie met biogas. Op een totaal elektriciteitverbruik van 0,16 MW kan een overschot van 0,09 MW worden gerealiseerd. Dit is equivalent aan het elektriciteitsverbruik van 225 huishoudens. Door inzet van een warmtepomp kan er extra thermische energie worden gewonnen uit effluent. p 22

23 Het superscenario borduurt voort op het plusscenario met de vervanging van gisting door superkritische vergassing van slib en verwerking van de resterende zoutslurrie. De technieken zijn wel bewezen, maar in Nederland niet eerder toegepast. Superkritisch vergassen is nog geen volwassen techniek en laat daarom nog enkele jaren op zich wachten. Op een totaal elektriciteitsverbruik van 0,18 MW kan een overschot van 0,32 MW worden gerealiseerd. Dit is equivalent aan het elektriciteitsverbruik van 800 huishoudens. p 23

24 5 Kosten 5.1 Uitgangspunten kostenberekeningen Voor het concept Energiefabriek zijn de meerinvesteringen en meerkosten/opbrengsten van belang die worden gemaakt voor extra generatie van energie. De referentie betreft een installatie met voorbezinking en gisting. Deze kosten en opbrengsten zijn indicatief in beeld gebracht. Investeringskosten inclusief BTW REFERENTIE*) BASIS PLUS SUPER Capaciteit RWZI (v.e. à 136 g TZV) Extra investeringen varianten ( ) Deelstroombehandeling **) WKK (hoog rendement 38%) Dosering VBT CAMBI Brandstofcel Superkritisch vergassen (SKV) Indamper slurrie SKV Subtotaal (incl. BTW) Opslag voor stichtingskosten (40%) TOTAAL ( ) Warmtepomp eenheidsprijs ( /kw) Warmtepomp kw ( v.e.) ( ) Mestverwerking m3/jr ( ) incl BTW Ontvangstation Anaeroob + WKK P-fixatie De-ammonificatie **) Subtotaal Opslag (40%) TOTAAL ( ) *) De investering voor de referentie (groene weide) bedraagt ca 29 miljoen euro. **) De totale kosten (kapitaal en exploitatie) voor deelstroombehandeling bedragen circa 1 /kg N. p 24

25 Effect op energielevering Extra energie effect (kw) REFERENTIE BASIS PLUS SUPER Opwekking RWZI Eigen verbruik Energielevering (kw) Extra opwekking door investering (kw) Kosten elektriciteit (Euro) Exploitatiekosten Energieprijzen (incl. BTW) Elektriciteit inkoop ( /kwh) *) 0,10 Elektriciteit verkoop ( /kwh) 0,10 Aardgas inkoop + verkoop ( / m 3 ) 0,20 Indexering energieprijs (%/jaar) 3,0% Chemicaliën PE ( /ton produkt) Metaalzout IJzer ( /ton Fe) 680 Aluminium ( /ton Al) 800 Afschrijvingstermijnen (jaar) Civiel 30 Werktuigbouw 15 Meet en regel / automatisering 10 Financieringsrente (%/jaar) 4% Prijsstijging (%/jaar) 3% Onderhoud Civiel (%/jaar) 0,5% Werktuigbouw (%/jaar) 2,0% Meet en regel (%/jaar) 3,0% Stackvervanging brandstofcel PLUS ( / 5 jaar) Stackvervanging brandstofcel PLUS ( / 5 jaar) Mestverwerking Poorttarief dunne fractie ( /m 3 ) 8,5 Biogasopbrengst per m 3 dunne fractie (Nm3/m3) 6 Slibverwerking ( /ton ds) 450 Afzet slurrie super kritische vergassing ( /ton) 0 *) tarieven variëren per waterschap. p 25

26 5.2 Modelbenadering en methodiek De kostenberekening is uitgevoerd op basis van Netto Contante Waarde. Door over een periode van 15 jaar de jaarlijkse kosten te bepalen wordt inzichtelijk of de investering kan worden terugverdiend. Doordat de financieringslast terugloopt en eventuele opbrengsten geïndexeerd zijn kan naar het eind van de levensduur een positieve exploitatie ontstaan. Als de gemiddelde exploitatie over voornoemde 15 jaar positief is kan worden gesproken over een investering die zichzelf terugverdiend. Het resultaat van de berekeningen is weergegeven in figuur Totaal gesommeerde exploitatiekosten (euro/jaar) Tijd (jaren) BASIS BASIS mest PLUS PLUS mest SUPER SUPER mest Figuur 5.1: gesommeerde jaarlijkse exploitatiekosten verschillende varianten Door het gesommeerde bedrag uit figuur 5.1 te verdelen over v.e. en 15 jaar ontstaat het bedrag dat gemiddeld per v.e. betaald, dan wel verdiend wordt. Zo geldt voor het basisscenario dat de totale exploitatiekosten na 15 jaar op 1,81 miljoen euro uitkomen. Voor v.e. over 15 jaar is dat gemiddeld 1,21 euro/v.e. De resultaten van alle scenario s zijn weergegeven in figuur 5.2. Voor de basis en plusvariant blijkt dan dat er alleen winst is te halen (zijnde een netto negatief effect op het ve-tarief) als ook mest wordt verwerkt. Voor de supervariant speelt de schaalgrootte een rol. Bij een rwzi van ve is er een netto negatief effert of het ve-tarief die wordt versterkt bij een hogere energieprijs of de verwerking van mest op de rwzi. p 26

27 BASISVARIANT Basisvariant v.e. ** Basisvariant v.e. Basisvariant + prijsstijging energie 10%/jr Basisvariant + mestverwerking *** Netto effect op v.e.-tarief ( /v.e.)* * Gemiddeld exploitatieverschil over 15 jaar ( /jr) gedeeld door capaciteit RWZI in v.e. s ** Extra investering van 1,6 M, prijsstijging energie 3% per jaar *** Dunne fractie mest, m3/jr, kg CZV/d PLUSVARIANT Plusvariant v.e. ** Plusvariant v.e. Plusvariant + prijsstijging energie 10%/jr Plusvariant + mestverwerking *** Netto effect op v.e.-tarief ( /v.e.)* * Gemiddeld exploitatieverschil over 15 jaar ( /jr) gedeeld door capaciteit RWZI in v.e. s ** Extra investering van 3,8 M, prijsstijging energie 3% per jaar *** Dunne fractie mest, m3/jr, kg CZV/d SUPERVARIANT Supervariant v.e. Supervariant v.e. Supervariant + prijsstijging energie 10%/jr Supervariant + mestverwerking Netto effect op v.e.-tarief ( /v.e./jr)* * Gemiddeld exploitatieverschil over 15 jaar ( /jr) gedeeld door capaciteit RWZI (v.e. s) ** Extra investering van 7,7 M, prijsstijging energie 3% per jaar *** Dunne fractie mest, m3/jr, kg CZV/d Figuur 5.2: Resultaten kostenberekeningen p 27

28 6 Vervolg en aandachtspunten Het project Energiefabriek heeft inzicht gegeven in de generieke mogelijkheden voor energiegeneratie uit de zuivering van afvalwater. Door dit project is duidelijk geworden welke stappen gezet moeten worden voor succesvolle toekomstige toepassing. Aanbevolen wordt om ontwerptrajecten van rwzi s vanuit het oogpunt van energie uit te voeren. Hierdoor wordt inzichtelijk welke maatregelen er mogelijk zijn om het energieverbruik van rwzi s te minimaliseren en de energieproductie te maximaliseren. Het project energiefabriek heeft inzicht gegeven in de opties die er op korte termijn gerealiseerd kunnen worden op basis van bestaande technieken en met een beperkt risico. Aanbevolen wordt dan ook om een demonstratie installatie te bouwen voor de basis- en plusvariant. Bij STOWA en 10 waterschappen zijn hiertoe initiatieven ingediend. Om kansrijke opties en technieken nader uit te werken en op te schalen en de haalbaarheid van nieuwe ontwikkelingen te onderzoeken, wordt aanbevolen een collectief onderzoeksprogramma op te zetten. De invoering van het superscenario binnen een termijn van 5 jaar zou hier een onderdeel van kunnen zijn. Om nieuwe concepten en technieken voor de toekomst te identificeren en bedenken is het aan te bevelen een denktank in het leven te roepen, bestaand uit deelnemers van diverse partijen (waterschappen, kennisinstellingen, adviesbureau s). Meerdere Waterschappen hebben (o.a. tijdens de conferentie Waterwegen van 8-april) aangegeven een bijdrage te willen leveren aan het vervolg. Om de doelstellingen van Waterwegen te dienen en het concept Energiefabriek succesvol te laten zijn, dienen de maatschappelijke positionering en de marketing een integraal onderdeel te vormen van de voortzetting van dit project. Bovenliggende aandachtspunten zijn onder meer: - het maken van een integrale ketenanalyse bij het uitwerken van opties, waarbij de energiebalans in termen van primaire CO2-equivalenten wordt meegenomen. Een afweging tussen de productie/levering van warmte, elektriciteit, biogas is hier een onderdeel van; - zoeken naar locale mogelijkheden voor het leggen van kansrijke combinaties; - de (contractuele) leveringszekerheid bij het innemen van externe stromen. p 28

29 BIJLAGEN 1. Grondstoffen 2. Stoffenbalans varianten 3. Energiebalans varianten 4. Overzicht technieken conversie zuiveringsslib 5. Overwegingen groen gas of elektriciteitsproductie op rwzi 6. Grafieken trends energie Nederland en wereld 7. Facts en Factsheets diverse technieken p 29

30 1. Grondstoffen p 30

31 6.1 Grondstoffenmarkt Voorafgaand aan de analyse van de grondstoffenmarkt is bepaald dat alleen die markten worden onderzocht die dicht bij het waterschap liggen. Dit betekent dat de component water ook voor de Energiefabriek leidend is in haar keuzes Afvalwater De primaire grondstof van De Energiefabriek is de organische stof uit het rioolwater. In 2005 heeft STOWA een onderzoek naar de toekomstige kwantiteit en kwaliteit van aangevoerd rioolwater. Zuiveringsslib In 2005 heeft STOWA ook een onderzoek naar de toekomstige kwantiteit en kwaliteit van zuiveringsslib gedaan. Geconcludeerd kan worden dat de toekomstige jaarlijkse slibkwantiteit voor Nederland binnen een marge van 5% stabiel zal blijven rond een waarde van circa ton droge stof. Dit is een resultante van de effecten van verhoging van de influentvracht en van een te verwachten verlaging van de slibbelasting als gevolg van strengere (stikstof) effluenteisen en als gevolg van verhoging van de influentconcentratie. Onderstaande tabel geeft de prognose van de slibkwantiteit voor 2005, 2010 en totaal slib kg ds (STOWA TOEKOMSTIGE KWANTITEIT EN KWALITEIT VAN ZUIVERINGSSLIB) Biomassastromen Om de energieproductie van De Energiefabriek te optimaliseren wordt additioneel organisch materiaal aan de slibstroom toegevoegd. Toevoeging van onder andere maaisel, riet, en snoeiafval zorgt enerzijds voor een hogere energieopbrengst en anderzijds voor verhoging van het drogestofgehalte waardoor andere biomassaconversietechnieken realistisch worden. De diverse mogelijke stromen zijn onderzocht en de voor en nadelen zijn tegenover elkaar uitgezet. De stromen maaisel, mest en gft worden uitgebreid toegelicht omdat hier voor de waterschappen de meeste potentie in zit. Overige stromen die wel zijn onderzocht maar waar niet voor wordt gekozen, wordt kort onderbouwd weergegeven. Maaisel van waterlopen Om ervoor te zorgen dat het water voldoende door de waterlopen kan stromen, maait het waterschap haar waterlopen jaarlijks één tot meerdere keren. Op die plaatsen waar het maaisel niet op de kant kan blijven liggen vanwege ruimtegebrek of een natuurdoelstelling, wordt het maaisel afgevoerd naar een erkend verwerker. Veelal wordt het maaisel nu voor ongeveer 32 euro/ton verwerkt door een composteerder. Deze kosten zijn exclusief inzamel en transportkosten. Een ontwikkeling die speelt en van invloed is op de hoeveelheid af te voeren maaisel is de Europese Kader Richtlijn Water (KRW). Deze richtlijn moet ervoor zorgen dat de kwaliteit van het oppervlakte- en grondwater in 2015 op orde is. Het kwaliteitsbeeld dat het waterschap voor ogen heeft voor een KRW type waterloop bepaald het onderhoudspakket. Zo wordt afhankelijk p 31

32 van de ecologische doelstellingen maaisel wel/niet afgevoerd, maai- technieken, frequenties en perioden aangepast. Ongeacht de invulling per waterschap zal meer maaisel afgevoerd gaan worden. Op zandgronden heeft verschralen voornamelijk veel effect. Daar zal de aankomende jaren ongeveer 2 à 3 keer zo veel maaisel per jaar afgevoerd gaan worden. Door het maaisel te verwerken op de Energiefabriek kan deze een bijdrage leveren aan de KRW doelstellingen tegen lagere maatschappelijke kosten. Niet alleen bij waterschappen komt maaisel vrij bij de onderhoudswerkzaamheden. Dit geldt ook voor gemeenten, rijkswaterstaat en provincie. Exoten Meer en meer worden in de waterlopen uitheemse planten aangetroffen. Grote waternavel, parelvederkruid en waterteunisbloem zijn de voornaamste soorten. De drijvende vegetatie vormt een gesloten mat waardoor het onderliggende water zuurstofloos wordt en vissen sterven. De waterafvoer wordt drastisch beperkt en de plantenmatten veroorzaken problemen aan bijvoorbeeld stuwen. Ten behoeve van de waterkwaliteit en om verspreiding te voorkomen, worden deze exoten afgevoerd naar een verwerker. Landelijke cijfers over de hoeveelheid missen nog. Alleen bij waterschap Aa en Maas wordt jaarlijks rond de ton waternavel verwijderd. Landschapsbiomassa (Alterra-rapport 1679) Landschapsbiomassa komt vrij vanuit doelstellingen als ecologie, cultuurhistorie en landschapsschoon. Voor deze doelstellingen is het afvoeren van biomassa veelal noodzakelijk. De verwerkingskosten van groenafval zijn hoog waardoor het onderhoud van de landschapselementen zich in veel gevallen beperkt tot het hoogstnoodzakelijke. Als het gaat om de toepassingsmogelijkheden van houtige en grasachtige biomassa dan wordt met name houtige biomassa momenteel toegepast voor het opwekken van energie, terwijl voor grasachtige biomassa de mogelijkheden vooralsnog beperkt zijn. De niet-houtachtige biomassa bestaat vrijwel geheel uit grasachtige vegetatie. Dit betreft naar schatting circa ton droge stof. Deze biomassa kent momenteel geen concurrerende toepassingen, zodat de gehele productie beschikbaar is voor het opwekken van energie. Nu blijft het materiaal geklepeld achter, waardoor verrijking optreedt, ofwel wordt het afgevoerd naar een composteerbedrijf, waardoor hoge kosten moeten worden gemaakt. Bij het onderhoud van het landschap door agrariërs, landschapsbeheerders en wegbeheerders komen bijproducten vrij die veelal ofwel uit kostenoverwegingen blijven liggen in het terrein, ofwel tegen betaling als groenafval worden afgevoerd. Biomassastromen uit het Nederlandse landschap worden nog weinig gebruikt voor energiewinning. Dat komt onder meer doordat niet voor alle materialen een geschikte technologie voorhanden is, de inzameling van het materiaal lastig is te organiseren en de regelgeving nog niet is ingespeeld op deze landschapsfunctie. Het Nederlandse landschap, met uitzondering van bossen en natuurgebieden, is goed voor bij benadering 609 kiloton droge stof oogstbare biomassa per jaar, waarvan 376 kton houtige materialen en 233 kton grasachtige materialen. Het Groenboek Energietransitie (Platform p 32

33 Groene Grondstoffen 2007) verwacht in 2010 een totaal aanbod voor energieproductie van 34Mton droge stof biomassa per jaar, waarvan 1040kton droge stof houtblokken en houtsnippers, en 590 kton droge stof bermgras en hooi. Op basis van deze verkenning zou het landschap daarvan respectievelijk 36% en 39% kunnen leveren. Productie (ton ds per jaar) Droge stof (ton) spilhout Takhout, overig Niet houtig: totaal oogstbaar Energiewaarde oogstbaar (PJ) gras, heide Solitaire bomen ,08 Loofbosjes (< 0,5ha) ,21 Houtwallen ,24 Heggen (geschoren) ,01 Heggen (losse hagen) ,20 Singels ,29 Bomenrijen ,09 Hoogstamboomgaarden ,05 Grienden (< 0,5 ha) ,00 Eendenkooien ,04 Heideveldjes (< 0,5 ha) ,03 Draslanden ,11 Wegbermen ,83 Boerenerven ,91 Erven van burgers ,27 Totaal p 33