Melkveebedrijf Familie Prinsen

Transcriptie

1 Project mestwaardering Open dag 4 maart 2015

2 Melkveebedrijf Familie Prinsen Mestvergistingsinstallatie Fermtec Systems Locatie KTC de Marke Het bedrijf Biomassa voor vergisting In de vergister wordt jaarlijks uitsluitend de bedrijfseigen rundveemest Knofledge Transfer Centre (KTC) De van De Marke toegevoegd. Jaarlijks Marke heeft een melkveebedrijf met is dit ca ton rundveedrijf85 melkkoeien, 55 stuks jongvee en mest. 55 ha grond. Op deze proefboerderij Energieverbruik is sinds 2012 de biogasinstallatie van Op het melkveebedrijf werd in de Fermtech Systems in bedrijf. situatie voor vergisting ca Bedrijfsgebouwen kwh per jaar verbruikt. Er zijn sinds De gebouwen bestaan uit een groot- de komst van de vergister geen grote wijzigingen doorgevoerd op het vee stal voor koeien en pinken en een jongveestal voor dieren tot één melkveebedrijf. In de huidige situajaar. De grootveestal heeft een sleu- tie wordt deze kwh nu door de vergister geleverd. venvloer met mestschuif zonder specifieke stalaanpassingen. De mest is hierdoor gemiddel 5-10 dagen oud bij invoer van de biogasinstallatie van Fermtech. Het eigen elektrische gebruik van de vergister bestaande uit pompen, mixers en struvietreactor ligt rond de kwh per jaar. Motivatie Procesgegevens Het realiseren van een intensieve vergisting met als doel het winnen van zoveel mogelijk energie uit rundveemest en het ontsluiten van stikstof in rundveemest. De installatie bestaat uit een hydrolysetank/reactor van 35 m3, een methaanreactor van 80 m3, een mestscheider en een struviet reactor. De techniek Het proces doorloopt de volgende stappen: 1. Hydrolyse (hydrolyse reactor): verkleinen van grote organische verbindingen door bacteriële enzymen in een licht zuur milieu. Hierbij worden vetzuren gevormd. 2. Methaanvorming (methaanreactor) : omzetten van de vetzuren in methaan. Dit gebeurt door andere bacteriën dan de bacteriën die betrokken zijn bij de hydrolyse. 3. Scheiding van het digestaat met de SMICON schroefpers. 4. Winnen van struviet: door toevoegen van magnesium aan de dunne fractie van het digestaat (in een kristallisator) slaat struviet neer. Tijdens de methaanvorming ontstaat biogas en digestaat. Het biogas bevat vooral methaan, maar ook andere gassen zoals CO2. Hoe hoger het methaangehalte, hoe hoger de energie-opbrengst. In het digestaat is de hoeveelheid ammoniakale stikstof in verhouding tot organisch gebonden stikstof hoger dan in het uitgangsmateriaal, onbewerkte dunne mest. Scheiding van het digestaat

3 levert een dikke fractie en een dunne fractie. Uit de dunne fractie wordt struviet gewonnen. Dit is een neerslag van fosfaat, ammonium en magnesium in de vorm van een droge korrel. Struviet is echter een vrij langzaam werkende meststof. Daarom werken we niet alle mest op tot struviet, maar gaan we ook het tussenproduct, digestaat, gebruiken voor de bemesting. Productie elektriciteit De WKK heeft een capaciteit van 36 kw elektrisch en 60 kw thermisch. De productie lag het afgelopen proefjaar rond de kwh. Bij volle productie is op basis van de hoeveelheid drijfmest kwh mogelijk. Warmtebenutting De vrijkomende warmte wordt nu benut voor het verwarmen van de installatie. Andere warmtetoepassingen zijn niet voorzien omdat de installatie is ingericht voor het produceren van groen gas. Benodigde arbeid Bij normaal functioneren is de benodigde arbeid ongeveer een half uur per dag. Afzet digestaat Alle eindproducten worden op De Marke gebruikt. Hierdoor is er een gesloten bedrijfssituatie. Met biogaswinning én kleinschalige mestraffinage wordt de drijfmest op De Marke ontleed tot gas en een goed benutbare (kunst)mest. Naast het opwekken van energie heeft de mest in de vorm van digestaat en dunne en dikke fractie (na scheiding) specifieke eigenschappen die gericht gebruikt kunnen worden. Zo vindt er bemesting op maat plaats, afhankelijk van de gewasonttrekking en de bodemvoorraad. De vervolgvraag luid dan ook: kan het helemaal zonder kunstmest? Operationele kosten Het project is nog in een proefperiode. De operationele kosten moeten nog nader worden bepaald op het moment dat de installatie wordt overgenomen door De Marke. Inkomsten De inkomsten bestaan momenteel uit de verkoop van stroom en een betere benutting van eigen drijfmest met een besparing op het kunstmestgebruik. De teruggeleverde elektriciteit wordt verkocht. Op de bruto productie zit een MEP beschikking van 9,7 cent per kwh.

4 Ecobag vergister met digestaatverwerking Melkveebedrijf Familie Prinsen te Haarlo Het bedrijf Het melkveebedrijf van familie Prinsen bestaat uit 60 koeien en jongvee met een bedrijfsareaal van 25 hectare. Gebouwen De biogasinstallatie is geplaatst bij reeds bestaande gebouwen van het melkveebedrijf. De drijfmest wordt opgevangen in een reguliere mestput en wordt via een ondergrondse leiding gepompt naar de vergister. Er zijn geen specifieke stalaanpassingen uitgevoerd. Motivatie Het bedrijf zit in de achterhoek waar nog veel kleinschalige landbouw is. Om het bedrijf toekomst te geven is er gezocht naar een combinatie om met regionale samenwerking meer grondstoffen van het bedrijf te verwaarden dan de traditionele producten melk en vlees. Biomassa voor vergisting In de vergister wordt jaarlijks 2500 m 3 rundveedrijfmest van het eigen bedrijf ingevoerd. Daarnaast wordt nog 10 % overige producten toegevoegd. In het laatste jaar was dit: 90 ton bietenstaartjes, 90 ton natuurgras en 30 ton graanresten. Energieverbruik Op het melkveebedrijf werd in de situatie voor vergisting ca kwh per jaar verbruikt. Er zijn sinds de komst van de vergister geen grote wijzigingen doorgevoerd op het melkveebedrijf. In de huidige situatie wordt nu kwh door de vergister geleverd. Het eigen elektrische gebruik van de vergister bestaande uit pompen, mixers en mestscheiding ligt rond de kwh per jaar. Daarnaast wordt nog het verbruik (ca kwh) van twee woningen geleverd door de WKK. Het resterende deel wordt terug geleverd aan het elektriciteitsnet. De techniek Procesgegevens De reactor heeft een inhoud van 800 m 3. De mest wordt ingevoegd via een ondergrondse leiding en het digistaat word gebruikt als vloeistof voor de voormengput. In deze voor- mengput worden de overige producten bijgevoegd waarna het mengsel gezamenlijk wordt doorgepompt naar de vergister. Bij een jaarlijkse doorvoer van ton ligt de gemiddelde verblijftijd rond de 104 dagen. Door deze lange verblijftijd wordt het organische materiaal grotendeels omgezet in biogas en blijft de inhoud ook goed mixbaar. De procestemperatuur ligt rond de 38 graden (mesofiel). Het methaangehalte ligt rond de 58 %. Het H2S gehalte ligt laag beneden de 50 ppm deels door een goede natuurlijke ontzwaveling (beluchten met zuurstof) en groot gas volume. Productie elektriciteit De WKK heeft een maximaal vermogen van 50 kw. Gemiddeld wordt per uur 25 kw geproduceerd op basis van de huidige producten. Eén kuub biogas levert 1,8 kw bij een methaangehalte van 58 % CH 4. De vergister is opgestart in 2013 en heeft in kwh geproduceerd op basis van de ingevoerde producten. Warmtebenutting De WKK produceerde in 2014 ongeveer kw thermisch. Dit staat gelijk aan m 3 aardgas. Hiervan wordt 20% (3.800 m 3 ) verbruikt voor verwarming van de vergister. Een deel van 50 % (9.500 m 3 ) wordt gebruikt voor de verwarming

5 van twee woningen, de bedrijfsgebouwen en de mestdroger. Benodigde arbeid Momenteel vraagt de installatie nog 1,5-2 uur arbeid per dag. Dit wordt deels veroorzaakt doordat de vervolgstappen op het proces (mineralen benutting, digestaatverwerking) nog in een testfase zitten. Afzet digestaat Na het vergistingsproces wordt het digestaat door een worm pers gescheiden in een dikke en dunne fractie digestaat. De dikke fractie wordt in een bunker gebracht voor een composteringsproces. Van boven en onderaf wordt er zuurstof toegevoegd en een deel van het materiaal gedroogd met de restwarmte van de WKK. Dit product wordt deels gebruikt als boxvulling en wordt afgezet naar particulieren en hovenieren. De dunne fractie digestaat gaat het land op en een deel wordt bewerkt in een trommel filter en stripper. De verwerkte dunne fractie is dan fosfaatarm en geschikt voor het eigen bedrijf. De dikke fractie uit dit filter kan worden afgevoerd naar een verwerker. Er zal dus een deel blijven zitten in de dunne fractie. Vooralsnog is de techniek te kostbaar om 100% stikstof en fosfaat te verwijderen. We zien wel mogelijk heden om de stripper er in de toekomst aan te koppelen als totaal systeem. Operationele kosten De operationele kosten voor de biogas installatie zijn voornamelijk WKK onderhoud, pomponderhoud en arbeid. Voor het stuk mest bewerking is het energie, materiaal slijtage, proces storingen. Inkomsten De inkomsten bestaan uit: SDE 2011 met een basisprijs van 0,14 per kwh (basis prijs = subsidie + marktprijs) Besparing energiegebruik melkveebedrijf en twee woningen Besparing aardgasverbruik van 3 woningen Verkoop van droge fractie Verkoop van N en P uit dunne fractie.