CONCEPTADVIES SDE+ 2019

Transcriptie

1 1 CONCEPTADVIES SDE Vergisting Notitie Ayla Uslu (ECN part of TNO), Jeroen Daey Ouwens (ECN part of TNO), Maroeska Boots (DNV GL) 17 mei 2018

2 8 Colofon 9 Conceptadvies SDE Vergisting 10 PBL Planbureau voor de Leefomgeving 11 Den Haag, PBL-publicatienummer: Contact 14 sde@pbl.nl 15 Auteurs Ayla Uslu (ECN part of TNO), Jeroen Daey Ouwens (ECN part of TNO), Maroeska Boots (DNV GL) 18 Redactie figuren 19 Beeldredactie PBL 20 Eindredactie en productie Delen uit deze publicatie mogen worden overgenomen op voorwaarde van bronvermelding: Ayla Uslu, Jeroen Daey Ouwens, Maroeska Boots (2018), Conceptadvies SDE Vergis- ting, Den Haag: PBL Het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) is het nationale instituut voor strategische beleidsanalyses op het gebied van milieu, natuur en ruimte. Het PBL draagt bij aan de kwaliteit van de politiek-bestuurlijke afweging door het verrichten van verkenningen, analyses en evaluaties waarbij een integrale benadering vooropstaat. Het PBL is voor alles beleidsgericht. Het verricht zijn onderzoek gevraagd en ongevraagd, onafhankelijk en wetenschappelijk gefundeerd PBL 2

3 32 Inhoud 33 1 Beschrijving adviesvraag Algemene introductie Stappen in het proces om te komen tot een advies Marktconsultatie 4 2 Kostenbevindingen Analyse inputstromen Mest Cosubstraat Gehanteerde prijzen voor biomassavergisting Analyse techno-economische data Effect van schaalvergroting Schaduwberekeningen door gebruik van schaaleffecten De rol van mest en de mogelijkheid om categorieën te combineren 10 3 Beschrijving referentie-installaties Grootschalige vergisting Hernieuwbaar gas Gecombineerde opwekking Warmte Vergisting van uitsluitend dierlijke mest 400 kw biogas input Hernieuwbaar gas Gecombineerde opwekking Warmte 17 4 Advies basisbedragen 18 5 Verlengde levensduur bestaande installaties Beschouwde casussen Basisbedragen 20 6 Warmte uit compostering Inleiding Kostenbevindingen Beschrijving referentie-installaties Advies basisbedragen 22 7 Vragen en overwegingen PBL 3

4 Beschrijving adviesvraag Algemene introductie Het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) adviseert, met ondersteuning van ECN part of TNO en DNV GL, het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat over de SDE+. Dit rapport geeft het conceptadvies voor de SDE+-regeling Dit rapport beschrijft de bevindingen voor de SDE+-categorieën die betrekking hebben op vergisting van biomassa. In dit rapport zijn vier clusters van technologieën onderscheiden: Grootschalige vergisting (> 400 kw th) Vergisting van uitsluitend dierlijke mest 400 kw th biogas input Verlengde levensduur van bestaande installaties Warmte uit compostering Dit rapport is als volgt opgebouwd. In hoofdstuk 2 zijn kosten van verschillende vergistingstechnologieën beschreven. In de analyse zijn diverse kostencomponenten meegenomen, waaronder de kosten van verschillende stromen van biomassa, het effect van schaalvergroting, updates van techno-economische data, etc. Op basis van deze kostenanalyse worden in hoofdstuk 3 zogenaamde referentie-installaties beschreven. In hoofdstuk 4 worden de geadviseerde basisbedragen weergegeven voor de verschillende categorieën voor vergisting. Tenslotte wordt in hoofdstuk 5 een aantal vragen en overwegingen aan de markt voorgelegd Stappen in het proces om te komen tot een advies De advisering over de basisbedragen wordt jaarlijks uitgevoerd. Deze notitie bevat het conceptadvies voor vergisting SDE inclusief kostenbevindingen. Op basis van schriftelijke reacties uit de markt en marktconsultatiegesprekken stelt PBL, ondersteund door ECN part of TNO en DNV GL, vervolgens het uiteindelijke eindadvies op voor het ministerie van Economische Zaken en Klimaat. De minister van EZK besluit uiteindelijk aan het eind van het jaar over de openstelling van de nieuwe SDE+-regeling, de open te stellen categorieën en de bijbehorende basisbedragen Marktconsultatie Belanghebbenden worden uitgenodigd om in een open consultatieronde een reactie te geven op het conceptadvies en de onderliggende kostenbevindingen per thema. De marktconsultatie zal dit jaar plaatsvinden in mei. Nadere informatie is te vinden via de website: PBL 4

5 107 2 Kostenbevindingen Analyse inputstromen Mest De prijs van mest varieert van -25 tot 0 /ton mest, met een gewogen gemiddelde prijs van ongeveer -14,2 /ton mest. Uit de subsidieaanvragen in voorgaande jaren wordt zelden duidelijk of de mest extern wordt aangevoerd, of afkomstig is van het eigen bedrijf (of van bedrijven in de coöperatie). We gaan voor deze advisering uit van een gemiddelde verhouding 50/50. In het algemeen wordt zowel mest als cosubstraat ingezet bij vergisting. Op gewichtsbasis loopt het aandeel mest in de aanvragen van voorgaande jaren uiteen van 50% tot 95% en gemiddeld wordt er circa 72% mest ingezet Cosubstraat In de aanvragen worden voorbeeldmenu s gegeven; de daadwerkelijke inzet van cosubstraten kan en zal waarschijnlijk afwijken. Er wordt een grote diversiteit aan cosubstraten genoemd. Het is niet altijd duidelijk wat de specifieke samenstelling is van bijvoorbeeld energymix, Plukon of slib. Op basis van tonnage bestaat 38% van de cosubstraten uit reststromen uit de voedings- en genotsmiddelenindustrie (VGI-reststromen) en de landbouw (agri-restromen) (resp. 25% en 13%). Verder toegepaste reststromen zijn: 18% glycerine; 13% graanresten; 6% grassen, 6% vetten, 2% soapstock, 2% supermarktmix, 2% maïs, en daarnaast 11% overig (slib en niet gedefinieerd). Op basis van de benaming van het cosubtraat, is niet altijd eenduidig af te leiden of het een VGI- of als agri-restroom betreft. In de analyse van vorig jaar werden agri-reststromen als VGI; in dit conceptadvies voegen we beide samen in één categorie. Tabel 1 geeft een overzicht van de biogasopbrengst en de prijs van cosubstraat, zowel de ranges als het gewogen gemiddelde. De rijen in licht gekleurde tekst zijn zeer indicatief, mede vanwege de beperkte dataset. Voor VGI-reststromen, agri-resten, glycerine en graanresten lijken de gegevens meer representatief. Tabel 1 Karakterisering van gerapporteerde biomassastromen Biogas- Gem. biogasopbrengst opbrengst Aantal Aandeel [spreiding] installaties [%] [m 3 /t] [m 3 /t] VGI/agrireststromen Gem. cosubstraatprijs (gem.) [ /t] Cosubstraatprijs [spreiding] [ /t] 12 38, VGI 10 25, Agri 15 12, Glycerine 7 18, Graanresten 9 13, Gras 2 6, Vetten 2 5, Soap stock 2 2, Supermarktmix 2 2, Maïs 2 2, Overig 2 11,4 De gemiddelde cosubstraat biogasopbrengst per bedrijf is 382 m 3 /t, ofwel 8 GJ/t (variërend van 161 tot 671 m 3 /t per bedrijf oftewel 3,4 tot 14,7 GJ/t). De gemiddelde kosten voor coproducten variëren per bedrijf van 20 tot 180 /t (4,9 tot 14 /GJ). De op ton-basis gewogen PBL 5

6 gemiddelde biogasopbrengst van alle opgevoerde cosubstraten uit de 15 aanvragen is 341 m 3 /t (7,2 GJ/t). De gewogen gemiddelde prijs van alle cosubstraat is 62,2 /t, ofwel 8,7 /GJ Gehanteerde prijzen voor biomassavergisting Biomassa als brandstof is er in verschillende kwaliteiten. In deze studie worden de referentiebrandstoffen voor mestcovergisters in 2018 geanalyseerd. Voor de covergistingsreferentie-installatie gelden de volgende aannames: - Voor mest en digestaat veronderstellen we dezelfde referentieprijzen als vorig jaar: -20 /t voor eigen mest, -15 /t voor extern aangevoerde mest en +18 /t voor afvoer van digestaat. - Het aandeel mest in de referentie-installatie is 75%. - Als referentiemix van cosubstraten hanteren we 40% VGI (+agri), 20% glycerine, 15% graanresten en 25% overig. Dit resulteert in een gemiddelde biogasopbrengst van 326 Nm 3 /t en een prijs van 62 /t voor cosubstraat. Tabel 2 Referentie mix cosubstraten Menu Aandeel Biogas opbrengst [%] [Nm 3 /t] [ /t] VGI en agri-reststromen Glycerine Graanresten Overig Totaal cosubstraat Dit resulteert in een biogasopbrengst van 104 m 3 biogas per ton voor de totale mix van mest en cosubstraat van de referentie-installatie. De referentie-installatie ziet er dan schematisch als volgt uit: 0,38 ton mest eigen bedrijf 0,38 ton mest aanvoer 0,25 ton co-substraat -20 /ton mest eigen bedrijf -15 /ton mest aanvoer 61,80 /ton co-substraat 25% 75% 25% 75% Vergister biogas 104 Nm3 Vergister Digestaat Digestaat 0,90 ton 18 /ton Figuur 1 Referentie-installatie covergisting biogas PBL 6

7 Tabel 3 Prijzen van mest en cosubstraat* Biogasopbrengst Prijs Prijs Prijs Energieopbrengst Menu Aandeel [%] [Nm 3 /t] [ /t] [ /GJ] [ /Nm 3 ] [GJ/t] Mest eigen bedrijf 37, ,8-0,67 0,6 Mestaanvoer 37, ,8-0,50 0,6 Cosubstraat ,8 9,0 0,19 6,8 Totaal input ,5 8,5 0,18 2,2 Digestaat * Basisaannames hierbij: calorische waarde methaan = 35,9 MJ/Nm 3 ; gemiddeld methaangehalte in biogas = 58,3%; calorische waarde biogas = 21 MJ/Nm 3. Plusteken = te betalen door de biogasproducent Analyse techno-economische data Voor de SDE zijn SDE+-aanvragen van geanalyseerd, om de techno-economische data aan te passen. In deze studie zijn meer recente haalbaarheidsstudies (2016 en 2017) geanalyseerd. De volgende vragen worden hierbij behandeld: Wat is het effect van schaalvergroting? Hoe kan het beste worden omgegaan met de categorieën allesvergisting, covergisting en 100% mestvergisting? Effect van schaalvergroting Het is niet eenvoudig om een schaalgrootte te definiëren voor de verschillende categorieën van vergisting. Daarom werden voor het advies van vorig jaar de investeringskosten en O&M-kosten gedefinieerd door gemiddelde waardes te nemen op basis van haalbaarheidsstudies uit eerdere jaren ( ). In deze notitie worden de effecten van schaalvergroting onderzocht op basis van recentere data. Eerst zijn de effecten van schaalvergroting voor vergistings- en gasopwaarderingstechnologieën grafisch weergegeven (capaciteit en CAPEX) op basis van recente haalbaarheidsstudies. Vervolgens zijn de techno-economische data van elke categorie geverifieerd met behulp van de gevonden schaaleffecten. De resultaten zijn vergeleken met het SDE+-advies van vorig jaar. Investeringskosten voor vergisting Figuur 2 geeft de investeringskosten weer voor vergistingsinstallaties. Hierbij zijn installatiekosten, kosten voor faciliterende apparatuur en andere kosten zoals ontwerp, advies, projectmanagement en licenties, inbegrepen. Er is veel spreiding in de data. De effecten van schaalvergroting kunnen echter indicatief uit de data worden afgeleid. De relatieve investeringskosten zijn relatief hoog tot een capaciteit van ongeveer 5MW th biogas en daalt dan gestaag bij toenemend vermogen. PBL 7

8 Figuur 2 Investeringskosten voor vergisting afkomstig uit informatie bij de SDE+-aanvragen Investeringskosten voor opwaardering van biogas tot hernieuwbaar gas Figuur 3 is een weergave van de gebruikte data en toont aan dat er een sterke spreiding bestaat in gemelde investeringskosten in de dataset Figuur 3 Investeringskosten voor opwaardering van biogas afkomstig uit informatie bij de SDE+-aanvragen PBL 8

9 O&M-kosten De O&M-kosten variëren sterk per geval, waardoor de effecten van schaalvergroting niet eenduidig geanalyseerd kunnen worden. De O&M-kosten bestaan uit het onderhoud van de installatie, energieverbruik, personeelskosten, overige kosten en onvoorziene kosten. In plaats van robuuste kentallen voor O&M-kosten te berekenen op basis van een niet-eenduidige analyse, berekenen we de jaarlijkse O&M-kosten als een percentage van de investeringskosten. Tabel 4 geeft de berekende O&M--kosten weer voor een biogasinstallatie met een capaciteit van 2,9 MW th biogas voor allesvergisting. Figuur 6 toont een gevoeligheidsanalyse over de impact van het aangenomen OPEX-percentage op de basisbedragen voor de categorie allesvergisting (hernieuwbaar gas). Tabel 4 O&M-kosten als percentage van de investeringskosten voor allesvergisting met een capaciteit van 2,9 MW th biogas. Deel van CAPEX Hernieuwbaar gas WKK Warmte [%] /kw input /kw input /kw input Figuur 4 Impact van percentage OPEX op basisbedrag We gebruiken de aannames in tabel 5 bij het berekenen van de O&M-kosten voor de categorieën allesvergisting en covergisting. Deze aannames zijn gebaseerd op voorgaande ervaringen en expertise binnen PBL, ECN part of TNO en DNV GL. Tabel 5 Geadviseerde kentallen voor berekening van O&M-kosten voor allesvergisting en covergisting Jaarlijkse O&M-kosten als percentage van investeringskosten Categorie Hernieuwbaar gas 11% WKK 9% Warmte 5% PBL 9

10 Schaduwberekeningen door gebruik van schaaleffecten De categorieën voor hernieuwbaar gas uit vergisting zijn geanalyseerd en een correctie is doorgevoerd op basis van de nieuwe inzichten in de schaaleffecten. De techno-economische data die gebruikt worden voor het conceptadvies SDE worden weergegeven met het SDE eindadvies. De biomassamenu s zijn constant gehouden om de vergelijking inzichtelijk te houden. Referenties voor vergisting van uitsluitend dierlijke mest zijn niet meegenomen om twee redenen. Ten eerste is de gebruikte formule voor het effect van schaalvergroting niet van toepassing op zeer kleine installaties in dit geval vergisting van uitsluitend dierlijke mest 400 kw th. Ten tweede, vergisting van uitsluitend dierlijke mest vraagt om fysiek grote installaties voor de productie van biogas in vergelijking met allesvergisting en covergisting, Dit zal leiden tot veel hogere investeringskosten. Tabel 6 Allesvergisting (hernieuwbaar gas) bij gelijke biomassamix Eenheid Eindadvies 2018 Conceptadvies 2019 Referentiegrootte MW input 5,5 5,5 / /kw input Investeringskosten /kw output O&M-kosten /kw input /kw output 21 Schaduwbasisbedrag /kwh 0,055 0,061 Tabel 7 (Co)vergisting van dierlijke mest (hernieuwbaar gas) bij gelijke biomassamix Eenheid Eindadvies Controle Referentiegrootte MW input 5,6 5,6 Investeringskosten /kw input /kw output 350 O&M-kosten /kw input Schaduwbasisbedrag /kwh 0,067 0, De rol van mest en de mogelijkheid om categorieën te combineren De analyse van de aanvragen van vorig jaar toonde een toenemend gebruik van mest in categorieën voor covergisting. De analyse over toonde een gemiddelde van 60% input (op massabasis) van mest bij covergisting. De analyse van de meest recente data toont een hogere bijdrage van mest van ongeveer 72% en in sommige gevallen zelfs 95%. De afbakening tussen de verschillende categorieën, met name tussen covergisting en vergisting van uitsluitend mest, vervaagt hierdoor. Het ministerie van EZK heeft ons gevraagd om de mogelijkheid te onderzoeken om deze categorieën te combineren. In de volgende sectie wordt besproken of dit mogelijk is. De effecten van de verplichte mestverwerking worden meegenomen door geen investeringskosten mee te nemen die kenmerkend zijn voor verwerking zoals scheiding aan de achterkant, hygiëniseren, drogen, pelletiseren en waterzuivering. Voorts worden voor monomestvergisters de grondstofkosten op nul gezet. Tabellen 8, 9 en 10 geven de techno-economische berekeningen weer, waarin de investeringskosten zijn genomen in overeenstemming met de data uit Figuren 2 en 3. De O&M-kosten zijn tevens geüpdatet op basis van de nieuwe analyse (zie Tabel 5). De investerings- en O&M-kosten voor uitsluitend mestvergisting 400 kw th is hetzelfde gehouden als voor PBL 10

11 De categorie uitsluitend mestvergisting > 400 kw th is aangepast aan de laatste kosteninformatie. Het cosubstraat voor de categorieën vergisting en covergisting van dierlijke mest zijn geüpdatet op basis van de nieuwe referenties. De resultaten worden weergegeven in vergelijking met die van het SDE eindadvies. De aanpassingen op basis van de data uit Figuur 2 en 3 hebben geen sterke impact op de basisbedragen voor allesvergisting en mono- en covergisting van dierlijke mest. De basisbedragen voor de twee categorieën zijn verder vergelijkbaar met de opties voor hernieuwbaar gas, WKK en warmte. Grootschalige vergisting van uitsluitend dierlijke mest valt weliswaar wat hoger uit dan de andere twee categorieën, maar het verschil is beperkt in het licht van de algemeen waargenomen grote spreiding in gerapporteerde investerings- en O&M-kosten. Vergisting van uitsluitend dierlijke mest 400 kw th toont veel hogere basisbedragen. Dit komt door de zeer kleine schaal en relatief hoge investeringskosten. Daarom adviseren wij om twee categorieën te openen: een generieke vergistingscategorie en een specifieke categorie voor kleinschalige monomestvergisting. Het opstellen van twee categorieën lijkt daarmee verenigbaar met het doel van de SDE+regeling om hernieuwbare energie op een effectieve en kostenefficiënte wijze te ondersteunen. 1. De eerste categorie omvat alle eerdere categorieën voor allesvergisting, covergisting en grootschalige vergisting van uitsluitend dierlijke mest. Wij hanteren daarbij grootschalige vergisting van uitsluitend dierlijke mest als referentietechnologie voor de berekening van de basisbedragen. Deze keuze doet het meest recht aan het uitgangspunt om het merendeel van de projecten financieel haalbaar te maken. 2. De tweede categorie richt zich uitsluitend op kleinschalige vergisting van uitsluitend dierlijke mest ( 400 kw th). Tabel 8 Techno-economische analyse van categorieën voor hernieuwbaar gas Vergisting en Vergisting van covergisting uitsluitend Eenheid van dierlijke dierlijke mest Allesvergisting mest ( 400 kw) Vergisting van uitsluitend dierlijke mest (>400 kw) Eindadvies 2018 Eindadvies 2018 Eindadvies 2018 Eindadvies 2018 Referentiegrootte MWth 5,5 5,5 5,6 5,5 0,345 0,345 2,74 5,5 Aandeel mest % % 100 Energie-inhoud substraat GJ/t 3,4 3,4 2,9 2,2 0,63 0,63 0,39 0,58 Grondstofkosten /t 27,8 27,8 27,9 18, /kw Investerings- input kosten /kw output O&M-kosten /kw input Basisbedrag /kwh 0,055 0,061 0,067 0,064 0,099 0,099 0,065 0,069 PBL 11

12 Eindadvies 2018 Eindadvies 2018 Eindadvies 2018 Eindadvies 2018 Referentiegrootte MWth 5,5 5,5 1,8 5,5 0,123 0,123 2,75 5,5 Aandeel mest % Energie-inhoud substraat GJ/t 3,4 3,4 2,9 2,2 0,63 0,63 0,39 0,58 Grondstofkosten /t 27,8 27,8 27,9 18, /kw Investerings- input kosten /kw output O&M-kosten /kw input Basisbedrag /kwh 0,067 0,068 0,080 0,076 0,124 0,124 0,068 0, Tabel 9 Techno-economische analyse van categorieën voor gecombineerde opwekking vergisting Vergisting en Vergisting van Vergisting van covergisting uitsluitend uitsluitend Eenheid van dierlijke dierlijke mest dierlijke mest Allesvergisting mest ( 400 kw) (>400 kw) Tabel 10 Techno-economische analyse van categorieën voor warmte Vergisting en Vergisting van covergisting uitsluitend Eenheid van dierlijke dierlijke mest Allesvergisting mest ( 400 kw) Vergisting van uitsluitend dierlijke mest (>400 kw) Eindadvies 2018 Eindadvies 2018 Eindadvies 2018 Eindadvies 2018 Referentiegrootte MWth 5,5 5,5 1,8 5,5 0,123 0,123 2,7 5,5 Aandeel mest % Energie-inhoud substraat GJ/t 3,4 3,4 2,9 2,2 0,63 0,63 0,39 0,58 Grondstofkosten /t 27,8 27,8 27,9 18, /kw Investerings- input kosten /kw output O&M-kosten /kw input Basisbedrag /kwh 0,061 0,061 0,069 0,063 0,100 0,100 0,065 0,064 PBL 12

13 Beschrijving referentie-installaties Dit hoofdstuk beschrijft de bevindingen voor de categorieën gerelateerd aan de vergisting van biomassa. Wij beperken het aantal biogascategorieën, zoals hieronder aangegeven, maar blijven differentiëren naar de drie eindproducten in de SDE+, namelijk hernieuwbaar gas, WKK en warmte: Grote schaal: > 400 kw input (alle type biomassa) Kleine schaal: 400 kw input vergisting van uitsluitend dierlijke mest In de achtereenvolgende paragrafen worden de onderstaande categorieën besproken: Grootschalige vergisting (omvat uitsluitend dierlijke mest > 400 kw th, allesvergisting en covergisting) (3.1) o Hernieuwbaar gas (3.1.1) o Gecombineerde opwekking (3.1.2) o Warmte (3.1.3) Vergisting van uitsluitend dierlijke mest 400 kw th (3.2) o Hernieuwbaar gas (3.2.1) o Gecombineerde opwekking (3.2.2) o Warmte (3.2.3) Grootschalige vergisting Deze categorie omvat de eerdergenoemde allesvergisting (inclusief VGI en GFT), vergisting en covergisting van dierlijke mest en vergisting van uitsluitend dierlijke mest > 400 kw th. Als referentie-installatie wordt uitsluitend uitgegaan van inzet van 100% dierlijke mest, zodat de meeste projecten (ook projecten die andere biomassa inzetten) financieel haalbaar zijn. Hieronder worden de details van de techno-economische data voor de verschillende categorieën besproken Hernieuwbaar gas Voor deze categorie is gekozen voor uitsluitend dierlijke mest met een productiecapaciteit van ca. 954 Nm 3 /h ruw biogas, ofwel 576 Nm 3 /h hernieuwbaar gas, als referentie-installatie. De mest input is ongeveer 273 kton/jaar. Het bestaat uit een mengsel van varkensmest en rundermest, met een mix van drijfmest en dikke fractie in een verhouding van 80/20. Hiermee komt de gemiddelde biogasopbrengst van de invoer iets onder de 30 m 3 biogas per ton mest te liggen. De warmte die nodig is voor het verwarmen van de vergister wordt opgewekt door een deel van het ruwe biogas in een ketel te verstoken. De vereiste elektriciteit wordt afgenomen van het net. PBL 13

14 De kosten voor het verder verwerken van het digestaat zijn niet meegenomen in de investeringskosten. Zie Tabel 11 voor een overzicht van de technisch-economische parameters voor de productie van hernieuwbaar gas. In Tabel 12 staan het basisbedrag en enkele andere subsidieparameters. Tabel 11 Technisch-economische parameters energie uit vergisting (hernieuwbaar gas) Parameter Eenheid Advies Referentiegrootte [MWth input] 5,5 Vollasturen [uur/jaar] 8000 Interne warmtevraag [% biogas] 8% Investeringskosten [ /kw input] 1980 [ /kw output] 350 Vaste O&M-kosten [ /kw input] 253 Energie-inhoud substraat [GJbiogas/t] 0,58 Grondstofkosten [ /t] 0 In Tabel 12 zijn het basisbedrag en enkele andere subsidieparameters weergegeven. Tabel 12 Overzicht subsidieparameters vergisting (hernieuwbaar gas) Eenheid Advies 2019 Basisbedrag SDE [ /kwh] 0,069 Berekeningswijze correctiebedrag TTF Gecombineerde opwekking Voor deze categorie is gekozen voor uitsluitend dierlijke mest met een productiecapaciteit van ca. 954 Nm 3 /h ruw biogas als referentie-installatie. De mestinvoer is ongeveer 273 kton/jaar. Het bestaat uit een mengsel van varkensmest en rundermest met een mix van drijfmest en dikke fractie in de verhouding van 80/20. Hiermee komt de gemiddelde gasopbrengst van de invoer iets onder de 30 m 3 biogas per ton te liggen. Voor de SDE+-basisbedragen wordt gerekend met een elektrisch rendement bij de omzetting van het biogas naar netto elektriciteitslevering van 41%. Voor de warmte is aangenomen dat alle beschikbare warmte (na aftrek van de interne warmtebehoefte voor de vergister) beschikbaar is voor hygiënisering van het digestaat. De mogelijkheid om de warmte te benutten in de droging en hygiënisering van digestaat maakt dat het aantal vollasturen warmte is aangenomen op 6800 uur. In Tabel 13 staan de technisch-economische parameters van mestcovergisting voor WKK. PBL 14

15 Tabel 13 Technisch-economische parameters energie uit gecombineerde opwekking Parameter Eenheid Advies 2019 Inputvermogen [MWth input] 5,5 Interne warmtevraag [% biogas] 8% Elektrisch vermogen [MWe] 2,3 Thermisch outputvermogen [MWth output] 2,6 Vollasturen elektriciteitsafzet [uur/jaar] 8000 Vollasturen warmteafzet [uur/jaar] 6800 Maximaal elektrisch rendement 41% Investeringskosten [ /kwth input] 2203 Vaste O&M-kosten [ /kwth input] 198 Energie-inhoud brandstof [GJbiogas/t] 0,58 Grondstofkosten [ /t] 0 In Tabel 14 zijn het basisbedrag en enkele andere subsidieparameters weergegeven. Tabel 14 Overzicht subsidieparameters Gecombineerde opwekking Eenheid Advies SDE Basisbedrag SDE [ /kwh] 0,075 Warmtekrachtverhouding (WK) [W:E] 1,1 Samengesteld aantal vollasturen [uur/jaar] 7353 Berekeningswijze correctiebedrag ( APX + (TTF + energiebelasting) / gasketelrendement x WK ) / ( 1 + WK ) Warmte De referentie voor warmte is vergelijkbaar met de opties hernieuwbaar gas en WKK. Bij warmte is uitgegaan van investeringskosten van 2057 /kw th input. De ketel levert warmte/stoom van circa 120 C. Er zijn geen kosten meegenomen voor een gasleiding of een warmtenet of invoeding daarop. In Tabel 15 staan de technisch-economische parameters van vergisting voor warmte. Tabel 15 Technisch-economische parameters energie uit vergisting (warmte) Parameter Eenheid Advies 2019 Inputvermogen [MWth input] 5,5 Vollasturen warmteafzet [uur/jaar] 7000 Interne warmtevraag [%] 8% Investeringskosten [ /kwth input] 2057 Vaste O&M-kosten [ /kwth output] 121 Energie-inhoud brandstof [GJbiogas/t] 0,58 Grondstofkosten [ /t] 0 In Tabel 16 zijn het basisbedrag en enkele andere subsidieparameters weergegeven. Tabel 16 Overzicht subsidieparameters vergisting (warmte) Eenheid Advies SDE Basisbedrag SDE [ /kwh] 0,064 Berekeningswijze correctiebedrag ( TTF + energiebelasting ) / gasketelrendement PBL 15

16 Vergisting van uitsluitend dierlijke mest 400 kw biogas input Een aparte categorie is gecreëerd voor kleinschalige vergisting van uitsluitend dierlijke mest, omdat de investeringskosten voor een dergelijke installatie relatief hoog zijn Hernieuwbaar gas Het referentiesysteem voor deze categorie heeft een ruwbiogasproductie van 60 Nm 3 /h (of 32 Nm 3 /h hernieuwbaar gas). De warmte die nodig is voor het verwarmen van de vergister wordt opgewekt door een deel van het ruwe biogas in een ketel te verstoken. De vereiste elektriciteit wordt afgenomen van het net. Zie Tabel 17 voor het overzicht van technisch-economische parameters voor de productie van hernieuwbaar gas. Tabel 17 Technisch-economische parameters energie uit vergisting van uitsluitend dierlijke mest 400 kw biogas input (hernieuwbaar gas) Parameter Eenheid Advies 2019 Referentiegrootte kw input 345 Vollasturen [uur/jaar] 8000 Interne warmtevraag [% biogas] 18% Investeringskosten [ /kw input] 3500 Vaste O&M-kosten (vergister) [ /kw input] 261 Energie-inhoud substraat [GJbiogas/t] 0,63 Grondstofkosten [ /t] 0 In Tabel 18 zijn het basisbedrag en enkele andere subsidieparameters weergegeven. Tabel 18 Overzicht subsidieparameters Vergisting van meer dan 95% dierlijke mest (hernieuwbaar gas) Eenheid Advies SDE Basisbedrag SDE [ /kwh] 0,099 Berekeningswijze correctiebedrag TTF Gecombineerde opwekking De referentie-installatie voor de productie van hernieuwbare warmte en elektriciteit is gebaseerd op mest uit eigen bedrijf. Op basis van de energie-inhoud van mest en het elektrisch rendement van de gasmotor levert de referentie-installatie een netto elektrische output van 39 kw e. Bij elektriciteit is technisch sprake van een WKK-installatie, waarbij de 59 kw th warmte nagenoeg geheel gebruikt wordt voor het interne vergistingsproces. Voor de resterende warmte is aangenomen dat deze 100% ingezet is voor hygiënisering. In Tabel 19 staan de technisch-economische parameters van vergisting van uitsluitend dierlijke mest voor elektriciteit en warmte. In Tabel 20 zijn het basisbedrag en enkele andere subsidieparameters weergegeven. PBL 16

17 Tabel 19 Technisch-economische parameters energie uit gecombineerde opwekking vergisting van 100% dierlijke mest Parameter Eenheid Advies 2019 Inputvermogen [MWth input] 0,123 Interne warmtevraag % biogas 18% Elektrisch vermogen [MWe] 0,039 Thermisch outputvermogen [MWth output] 0,059 Vollasturen elektriciteitsafzet [uur/jaar] 8000 Vollasturen warmteafzet [uur/jaar] 5300 Maximaal elektrisch rendement 32% Investeringskosten [ /kwth input] 3348 Vaste O&M-kosten [ /kwthinput] 198 Energie-inhoud brandstof [GJbiogas/t] 0,63 Grondstofkosten [ /t] 0 Tabel 20 Overzicht subsidieparameters Gecombineerde opwekking vergisting van 100% dierlijke mest en 400 kw Eenheid Advies SDE Basisbedrag SDE [ /kwh] 0,124 Warmtekrachtverhouding (WK) W:K 1,0 Samengesteld aantal vollasturen uur/jaar 6374 Berekeningswijze correctiebedrag ( APX + (TTF + energiebelasting) / gasketelrendement x WK ) / ( 1 + WK ) Warmte De referentie-installatie voor de productie van hernieuwbare warmte is gebaseerd op mest uit eigen bedrijf. In Tabel 21 staan de technisch-economische parameters van vergisting van uitsluitend dierlijke mest voor warmte. In Tabel 22 zijn het basisbedrag en enkele andere subsidieparameters weergegeven. Tabel 21 Technisch-economische parameters energie uit vergisting van uitsluitend dierlijke mest (warmte) 400 kw Parameter Eenheid Advies Inputvermogen [MWth input] 0,123 Vollasturen warmteafzet [uur/jaar] 7000 Interne warmtevraag [% biogas] 18% Investeringskosten [ /kwth output] 3916 Vaste O&M-kosten [ /kwth output] 193 Energie-inhoud brandstof [GJbiogas/t] 0,63 Grondstofkosten [ /t] 0 Tabel 22 Overzicht subsidieparameters Warmte vergisting van 100% dierlijke mest 400 kw Eenheid Advies SDE Basisbedrag SDE [ /kwh] 0,100 Berekeningswijze correctiebedrag ( TTF + energiebelasting ) / gasketelrendement PBL 17

18 Advies basisbedragen Grootschalige vergisting (hernieuwbaar gas) G 0, ,067) 1 Gecombineerde opwekking grootschalige vergisting WKK 0, ,080) 1 Warmte grootschalige vergisting W 0, Onderstaande tabel bevat een samenvatting van de geadviseerde SDE basisbedragen. Tabel 23 Geadviseerde basisbedragen voor SDE+ 2019: vergisting van biomassa (bedragen in /kwh) Categorie Energiedrager Advies Vollasturen Advies basisbedrag basisbedrag SDE+2019 SDE+2018 (0,055- (0,067- (0,067-0,069) 1 Vergisting van uitsluitend dierlijke mest (hernieuwbaar gas) 400 kwth G 0, ,099 Gecombineerde opwekking vergisting van uitsluitend dierlijke mest 400 kwth WKK 0, ,124 Warmte vergisting van uitsluitend dierlijke mest < 400 kwth W 0, , Basisbedragen 2018 voor categorieën allesvergisting en covergisting PBL 18

19 Verlengde levensduur bestaande installaties Beschouwde casussen In dit hoofdstuk gaan we na tot op welke hoogte vergistingsinstallaties subsidie levensduurverlenging nodig hebben. Er is een aantal typische biogasinstallaties op hoofdlijnen doorgerekend. De parameters zijn deels overgenomen van installaties die in aanmerking komen voor levensduurverlenging en deels eigen analyse. Als basisscenario gaan we uit van een standaard 36 kton covergister opgesteld bij een veehouder. Er is in de directe omgeving voldoende mest beschikbaar voor vergisting. Het opgewekte biogas wordt direct verbrand in een gasmotor. De vrijkomende warmte wordt ingezet om het digestaat te drogen, bijvoorbeeld doordat gebruik is gemaakt van een SDE-warmtebonus. De vergistingsinstallatie draait voor tweederde op mest en eenderde op coproducten, bijvoorbeeld agrarische reststromen zoals droge graanresten. De eigenaar van de installatie beschikt zelf over ongeveer 16 kton mest en koopt additioneel 8 kton in van derden tegen regionale transportkosten van naar schatting 2,25 /t. Ongeveer 20 van de 31 kton digestaat kan gedroogd worden tot meer dan 85-90% droge stof. De boer ontvangt hiervoor aan de poort circa 40 /t mits de ingaande substraten van goede kwaliteit zijn (zonder vervuiling met bijvoorbeeld zware metalen, plastics of antibioticaresten). Wel zijn de verwerkingskosten van het digestaat à 1,25 per ton voor de eigenaar van de vergister, met de kanttekening dat dit niet geldt voor de 16 kton mest van het eigen bedrijf, omdat hij deze kosten toch moet maken. Na invulling van het eigen gebruik van de vergister en de droger kan er nog resterend 1020 kw elektrisch aan het openbare net geleverd worden. Voor de afzetkosten rekenen we met gemiddeld 17 /t, ongeacht of het mest of digestaat betreft. Een berekening op hoofdlijnen leert dat er een nettoverlies resteert van ongeveer euro per jaar. Hoewel de berekening met forse onzekerheden is omgeven, is het waarschijnlijk dat de producent verlies maakt op de installatie en zijn activiteiten zal beëindigen indien er geen subsidie levensduurverlenging beschikbaar meer is. De belangrijkste reden van het geprognotiseerde verlies zijn de hoge inkoopkosten voor het cosubstraat: ruim euro per jaar, zelfs bij een relatief lage aangenomen inkoopprijs van 65 /t. Meerdere varianten op bovenstaande casus zijn geanalyseerd (type en aandeel cosubstraten, warmtebenutting). Er blijken zeer grote verschillen te zijn tussen de casussen onderling: sommige varianten leiden tot nettowinst, andere tot een groot verlies of een inkomen rond het nul niveau. Geconcludeerd kan dus worden dat subsidie in veel gevallen niet nodig is het is zelfs waarschijnlijk dat subsidie slechts de prijzen van de cosubstraten verhoogt en het wegvallen van subsidies juist casussen met een relatief hoog percentage coproducten financieel haalbaar maakt. De één-op-één relatie tussen subsidie en prijzen van substraten is eerder waargenomen voor biogasinstallaties in Duitsland. PBL 19

20 Basisbedragen Aangeraden wordt om geen categorie verlengde levensduur voor biogasinstallaties open te stellen. Door het substraatmenu aan te passen of andere relatief goedkope maatregelen te treffen, kan een verliesgevende businesscase veelal worden omgezet in een winstgevende. Dit vereist echter wel flankerende maatregelen om de energieproductie van bestaande installaties optimaal te benutten. Te denken valt aan volledige warmtebenutting door toepassing van bijvoorbeeld drogen, pasteuriseren, verwarmen of koelen. Ook kan er gedacht worden aan goede voorlichting en samenwerking tussen producenten PBL 20

21 Warmte uit compostering Inleiding Bij composteren wordt organische stof aeroob omgezet in humus. Het proces is exogeen en er komt dus warmte vrij. Composteren is een relatief simpele, oude en bewezen techniek die in Nederland veelvuldig wordt toegepast, met name voor groenafval. Het type installatie dat hier nader wordt onderzocht, betreft een locatie waar residuen uit de champignonkweek worden gebruikt. Binnen Nederland zijn er diverse locaties waar hernieuwbare warmte op deze manier gewonnen kan worden. Deze installatie verschillen op enkele redenen van de standaard grootschalige composteringsinstallaties: - De installatie staat direct bij de champignonkwekerij, terwijl composteringsinstallaties vaak grootschalig zijn en decentraal staan opgesteld. - Champost is doorgaans geen grondstof voor compostering, al is er in het verleden wel geëxperimenteerd met het composteren van mest (champost bestaat deels uit mest). - De proceswarmte wordt teruggewonnen en kan geleverd aan nabijgelegen warmtevragers, zoals glastuinbouw en open tuinbouw. - Alle composteertunnels, technische installaties en opslagfaciliteiten zijn inpandig. De laad- en losfaciliteiten overigens niet. De afvoer van champost in Nederland is al jaren een groot probleem. Door de status van dierlijke mest is lokale afzet (of afzet in Duitsland) vrijwel onmogelijk en wordt het product noodgedwongen over grote afstanden getransporteerd. Dit leidt tot hoge kosten voor de telers. Er is in het verleden een groot aantal routes onderzocht om de champost kosteneffectief te verwerken zoals vergisting, verbranding, vergassing en raffinage. Door het hoge gehalte aan as en zouten in de grondstof is er doorgaans sprake van een groot aantal technische (en financiële) problemen en er is tot nu toe nog geen echte goed werkende oplossing voor het probleem Kostenbevindingen Aangenomen is dat composteringsinstallaties van champost in de toekomst decentraal geplaatst zullen worden, dus niet bij de kwekers zelf. De typische businesscase zoals voorgesteld is daarom groter dan de huidige proeflocatie(s). Een eenvoudige massabalans leert dat ongeveer t/jaar champost à 1,95 GJ/t wordt omgezet in ton schoon water (en afbraak van stof) en ton compost. De financiële meerwaarde ontstaat voornamelijk doordat het water op locatie tegen nul kosten kan worden geloosd de overblijvende compost met circa 65% droge stof kent namelijk nog steeds hoge afzetkosten van /t. De warmte die vrijkomt wordt aan externen geleverd en vertegenwoordigt een waarde gelijk aan het equivalent aan ruim 3,3 miljoen kuub aardgas (à 0,017 /m 3 ). De warmte wordt PBL 21

22 overigens ook deels intern gebruikt voor sanitatie van de champost. Het rendement schatten we 85-90% (gemiddeld 87%). De relatief hoge O&M-kosten (circa 700 k /jaar) en hoge investeringskosten ( 6 miljoen) maken de case onrendabel. Er lijkt daarmee een basis te zijn om te adviseren de onrendabele top via SDE+ af te dekken. De onrendabele top hangt waarschijnlijk sterk af van de schaalgrootte. Mogelijk dat composteren op kleine schaal geen of niet altijd subsidie nodig heeft: zie bijvoorbeeld de initiatieven van de stichting Biomeiler. 1 We beperken ons dan ook tot grootschalige compostering, met warmtelevering van meer dan 500 kw. In Tabel 24 staan de gebruikte technisch-economische parameters voor warmtelevering via composteren. Tabel 24 Technisch-economische parameters warmtelevering via composteren, > 500 kw Parameter Eenheid Advies SDE Installatiegrootte [t/jaar] 60,000 Vollasturen [uur/jaar] 5200 Investeringskosten [ /t] 100 Vaste O&M kosten [ /t/jaar] 11,7 Rendement 87% Beschrijving referentie-installaties In Tabel 25 zijn het basisbedrag en enkele andere subsidieparameters weergegeven. Tabel 25 Overzicht van subsidieparameters warmtelevering via composteren, > 500 kw Eenheid Advies SDE Basisbedrag SDE [ /kwh] 0,044 Looptijd subsidie [jaar] 12 Berekeningswijze correctiebedrag (TTF + energiebelasting)/gasketelrendement Advies basisbedragen We adviseren om in de SDE+ een categorie te openen voor warmte uit compostering met een basisbedrag van 0,044 /kwh, met een correctiebedrag gebaseerd op warmtelevering via een aardgasketel en een ondergrens van 500 kw. 1 PBL 22

23 Vragen en overwegingen Dit conceptadvies bevat een analyse van de effecten van schaalvergroting op de investeringskosten. Verder bevat het advies een analyse van de mogelijkheid om verschillende categorieën te combineren. Dit leidt tot een belangrijke verandering. Wij zouden graag de mening van de marktpartijen horen met betrekking tot deze verandering. Verder zijn er enkele andere onderwerpen waarover we graag de mening van de marktpartijen zouden willen horen: Allesvergisting, covergisting en grootschalige vergisting van uitsluitend dierlijke mest worden samengevoegd. Als referentie kiezen we grootschalige vergisting van uitsluitend dierlijke mest. Wat is uw mening hierover? Er wordt ervan uitgegaan dat het interne warmteverbruik wordt voorzien door de verbranding van een deel van het biogas. In de haalbaarheidsstudies bij de aanvragen wordt echter gebruik gemaakt van restwarmte van nabijgelegen faciliteiten, compressiewarmte of via warmtepompen. Zij gaan er over het algemeen van uit dat het meeste biogas wordt omgezet in hernieuwbaar gas. Wat is uw mening hierover? GFT wordt niet separaat besproken. Vindt u dit ook passend binnen de generieke categorie? Kan het ook uit zonder subsidie en met alleen poorttarief? Hoe staat u tegenover de subsidie voor levensduurverlenging? Een ongewenst effect van subsidieafbouw zou kunnen zijn dat mensen hun bestaande installatie afbreken, en vervolgens een nieuwe bouwen omdat dit financieel gunstiger is dan verlengde levensduur zonder subsidie. Is dit wenselijk? PBL 23