Bio-energie Beschikbaarheid van biomassa en afval in Nederland Bij de totstandkoming van een bio-energieinstallatie is het van groot belang dat de initiatiefnemer zicht krijgt op de toekomstige beschikbaarheid en prijs van de in te zetten biomassa. Dit is met name het geval indien de initiatiefnemer niet beschikt over in eigen beheer geproduceerde biomassa maar afhankelijk is van externe partijen. In een dergelijk geval kan onduidelijkheid omtrent eventuele toekomstige prijsverhogingen of afnemende beschikbaarheid van bepaalde biomassa- of afvalstromen een groot risico vormen voor het project. Dit informatieblad geeft een overzicht van de landelijke productie en beschikbaarheid van biomassa voor energieopwekking. Daarbij is de situatie anno 2000 en de geschatte situatie in 2020 weergegeven. De gegevens zijn afkomstig uit het project EWAB Marsroutes 2020, in 2000 uitgevoerd door ECN, TNO en PWC. Beschikbaarheid De hoeveelheid biomassa en afval welke voor energieopwekking beschikbaar is, is kleiner dan de totale productie. Voor de biomassa- en afvalstromen die als beschikbaar voor energieopwekking kunnen worden aangeduid, gelden ten minste drie criteria: 1. er zijn maatschappelijke initiatieven aan te wijzen om de betreffende deelstroom voor energieopwekking te benutten, bijvoorbeeld in de vorm van een pilot-plant; 2. de stand van de technologie is geen belemmering bij de energieconversie; 3. er is geen andere, meer rendabele benutting van de betreffende deelstroom. Daarnaast zijn er verschillende andere oorzaken aan te wijzen waardoor niet de totale hoeveelheid geproduceerde biomassa kan worden benut voor energieopwekking. Het gaat hier bijvoorbeeld om de ecologische aspecten, sociaalmaatschappelijke acceptatie, organisatie, logistiek en infrastructuur en het overheidsbeleid. Deze factoren kunnen elkaar eventueel onderling beïnvloeden. Dit is weergegeven in de onderstaande figuur.
Verwachte technologische efficiency Fysieke productie Ecologische randvoorwaarden Overheidsbeleid Beperkingen Maatschappelijke acceptatie Verwachte economische rentabiliteit Marktmechanismen Niet beschikbaar voor energieopwekking Beschikbaar voor energieopwekking Factoren van beschikbaarheid De productie en beschikbaarheid van biomassa en afval voor energieopwekking in het jaar 2020 is ingeschat op basis van de volgende aangenomen kernkarakteristieken: 1. Er bestaan vrije markten voor energie, afval, biomassa en landbouw zonder noemenswaardige regulering door de overheid. 2. Internationaal zijn er wel vèrgaande afspraken om het broeikaseffect tegen te gaan. Door heffingen is de energieprijs verhoogd met vijftig procent ten opzichte van het huidige niveau. Alhoewel dit hoog lijkt, betekent het feit dat Nederland het Kyoto-protocol heeft ondertekend en aanzienlijke besparing op de CO 2 -uitstoot zal moeten realiseren wel dat klimaatheffingen in de lijn der verwachting liggen. Deze aannamen leiden ertoe, dat technologieoverdracht in 2020 met name plaatsvindt door multinationals (productiesystemen) en door overheden (CO 2 - reductieopties). De consumenten hebben een sterk mondiaal milieubesef. Het economisch rendement van bio-energietoepassingen is redelijk ten opzichte van andere toepassingen. Bovenstaande situatie is in de overzichtstabellen weergegeven als het basispad (scenario 2). In twee aanvullende scenario s is ingeschat welke hoeveelheid materiaal er beschikbaar is indien er geen actief klimaatbeleid wordt gevoerd (scenario 1) en indien de afval- en energiemarkten juist sterk worden gereguleerd (scenario 3). Indeling in stromen Een aantal stromen waarvan wordt verwacht dat ze tot 2020 geen relevante bijdrage aan de energieopwekking in Nederland hebben, worden hier weggelaten. Het gaat dan om: gevaarlijk afval
hoogwaardige biomassastromen waarvan volgens de analyse in NOVEM rapport EWAB 9926/GAVE 9911 op voorhand kan worden gesteld dat de inzet te duur of ongewenst is (zoals voedselgewassen) en die daardoor in geen geval zullen bijdragen aan energieopwekking. specifieke afvalstromen welke ongeschikt zijn voor energieopwekking (bijv. inerte stromen). Vervolgens blijven er 29 (samengestelde) biomassa- en afval stromen over. De resultaten van de analyse met betrekking tot de productie en beschikbaarheid zijn weergegeven in Tabel 1. De huidige productie van deze stromen in Nederland bedraagt omgerekend circa 222 PJ aan stookwaarde, maar de werkelijke beschikbaarheid voor energieopwekking wordt beperkt door functieconcurrentie, ecologische aspecten, sociaal-maatschappelijke acceptatie, organisatie, logistiek en infrastructuur en het overheidsbeleid tot zo'n 116 PJ. Momenteel wordt hiervan al 65 PJ ingezet. Op Europees en mondiaal niveau worden zeer grote hoeveelheden biomassa en afvalstromen geproduceerd, maar de sterk variërende lokale concurrentie met andere toepassingen en de toenemende vraag van ook andere landen naar biomassa maken het moeilijk om een nauwkeurige inschatting te geven van de voor energieopwekking in Nederland beschikbare hoeveelheden. Volgens het aangenomen basispad loopt deze beschikbaarheid op tot 164 PJ in 2020, exclusief import. Door de vrije markt voor afval, biomassa en energie met door de klimaatmaatregelen toch een hoge energieprijs worden veel stromen ingezet voor energieopwekking. Er worden dan meer componenten afgescheiden uit afvalstromen en ingezet voor energieopwekking. Ook worden er meer bijproducten van biomassa voor energieopwekking aangewend, in plaats van ondergeploegd, gecomposteerd of op andere wijze hergebruikt. Alhoewel het zeker is dat ook import een aanzienlijke rol kan gaan spelen, ontbreken nu nog nauwkeurige schattingen over beschikbaarheid versus prijs van importstromen. Zie hiervoor ook het informatieblad 'Import van biomassa'. De hierboven gegeven inschatting van de beschikbaarheid van afval en biomassa wordt gedeeltelijk begrensd door aannamen over de beperkte stand van geschikte conversietechnieken of te hoge verwerkingskosten. Wanneer wordt aangenomen dat de conversietechniek geen belemmering vormt, neemt de beschikbaarheid toe van 164 PJ naar 235 PJ. In scenario 1 leidt de open markt voor afval en biomassa en de lage energieprijs ertoe dat veel op zich bruikbare biomassa- en afvalstromen met het restafval worden afgevoerd en inefficiënt verbrand of gedeeltelijk zelfs gestort in het buitenland. Er is dan slechts 68 PJ aan biomassa- en afvalstromen beschikbaar. In scenario 3 leidt regulering ertoe dat veel biomassa- en afvalstromen moeten worden hergebruikt. Er wordt dan weliswaar nog meer uit het restafval gescheiden, maar dit komt niet vrij voor energieopwekking. In totaal is er dan 102 PJ beschikbaar. In zowel scenario 1 als 3 vindt er geen import plaats: in scenario 1 vanwege te hoge kosten, in scenario 3 vanwege de sterke regulering. In alle scenario s speelt energieteelt een beperkte rol en is energieopwekking met name gebaseerd op al bestaande biomassa- en niet-biomassa-afvalstromen.
Tabel 1: Productie en beschikbaarheid van biomassa- en afvalstromen in kton nat (excl. importstromen, gevaarlijk afval en een aantal geproduceerde maar niet-beschikbare stromen) Productie 2000 Totaal Waarvan al ingezet Beschikbaar 2000 Beschikbaar 2020 installaties Basispad (scen 2) Met Geen technische technische beperkingen beperkingen Scen 1 (vrije wereld, geen klimaatactief beleid) Scen 3 (gereguleerde markten) Korte omloop hout 2 2-200 200-300 Hout uit fruitsector en boomkwekerij 294 100-294 294-294 Bosbouwbijprodukten 2.400 425 250 Cuijk 550 1.000 425 600 Schoon resthout (incl. bast), vers 600 270 150 Houtverw. ind. 600 600 - - Koolzaad (zaad) 4 - - - - - - Miscanthus 1 1-200 200-300 Bermgras 468 468-468 468 - - Stro (granen) 708 - - - 708-350 Koolzaadstro 15 - - - 15-15 Hennep en vlas, vezels en kern 5 5 - - 5-50 Hooi van graszaden 138 - - - 138-100 Pluimveemest 2.461 1.500-2.500 2.500 - - Rundermest en varkensmest 74.000 15.000 1 Ecogas - 74.000 - - RWZI slib 1.400 630 630 e-centrales 1.604 1.604 802 1.604 Swill 216 - - 146 216-146 Voedings- en genotmiddelenind. 9.564 1.534-1.500 9.564 600 3.500 Dierlijk afval 1.535 1.486-1.300 1.535 600 1.300 Overig VGI 8.029 48-200 8.029-2.200 Gesch. ingez. GFT 1.569 100 100 Biocel, Tilburg - 1.874-3.280 Gesch. ingez. oud papier en karton 2.020 - - 2.100 3.100 - - Gesch. ingez. kunststoffen 171 - - 600 1.000 - - Gesch. ingez. textiel 67 15-100 400-50 Gesch. ingez. oud en bewerkt hout 464 400 200 Epon, Amer9 1.000 1.000 - - Gebruikte autobanden 70 27-103 103 52 - Restfractie van huishoudelijk afval 3.495 3.495 2.740 AVI's 4.665 4.352 3.770 3.271 GFT 1.077 1.077-2.344 2.031 1.591 853 Papier 1.223 1.223-1.484 1.484 1.624 1.568 Hout 78 78-10 10 18 23 Kunststoffen 386 386-44 44 80 44 textiel, tapijt, matten 123 123-29 29 81 29 overig brandbaar 175 175-216 216 108 216 inert, bijzonder afval en KCA 433 433-537 537 269 537 Restfractie van grof huish. afval 643 643 510 AVI's 647 636 724 817 GFT 68 68-81 70 55 29 Papier 28 28-26 26 28 27 Hout 188 188-175 175 308 395 Kunststoffen 82 82-89 89 161 89 textiel, tapijt, matten 47 47-15 15 42 15 overig brandbaar 14 14-30 30 15 30 inert, bijzonder afval en KCA 216 216-230 230 115 230 Restfractie van bouw- en sloopafval 1.275 1.275 225 AVI's 1.243 1.243 861 1.424 papier 38 38-12 12 13 12 hout 210 210-144 144 253 324 kunststoffen 76 76-40 40 72 40 overig brandbaar 52 52-65 65 33 65 inert, bijzonder afval en KCA 899 899-982 982 491 982 Restfractie van industrieel afval 2.079 2.079 595 AVI's 1.108 1.108 689 1.163 GFT 6 6 - - - - - papier 390 390-67 67 74 71 hout 150 150-41 41 71 91 kunststoffen 101 101-21 21 38 21 textiel, tapijt, matten 60 60-7 7 20 7 overig brandbaar 33 33-41 41 21 41 inert, bijzonder afval en KCA 1.340 1.340-931 931 466 931 Restfractie van kwd-afval 1.949 1.949 1.949 AVI's 1.073 1.023 899 880 GFT 626 626-374 324 254 136 papier 563 563-178 178 195 188 hout 77 77-28 28 50 64 kunststoffen 216 216-74 74 133 74 textiel, tapijt, matten 73 73-26 26 71 26 overig brandbaar 80 80-107 107 54 107 inert, bijzonder afval en KCA 314 314-285 285 143 285 Shredderafval 177 177-143 143-143 Reinigingsdienstenafval 1.038 41-65 65 - - Totaal (kton nat) 107.293 30.136 7.350 20.907 107.557 8.821 18.286 Totaal (kton droog) 24.862 11.499 5.198 13.879 24.865 6.009 10.533 Totaal (PJ) 222 116 65 164 235 68 102
Biomassa- en afvalstromen In Tabel 2 en Tabel 3 wordt de huidige en toekomstige productie en beschikbaarheid van verschillende afval- en biomassastromen weergegeven in massastromen en energie-inhoud op basis van de stookwaarde op natte basis. Bij de interpretatie hiervan dient men de nodige voorzichtigheid te betrachten. De werkelijke energieopbrengst in een conversieproces kan, afhankelijk van de toegepaste technologie, zowel hoger als lager zijn dan deze stookwaarde op natte basis. De energieopbrengst op basis van stookwaarde op natte basis gaat ervan uit dat de massastroom wordt verbrand zonder condensatie van gevormde waterdamp. Vooral bij natte stromen stijgt de energieopbrengst echter aanzienlijk wanneer rookgascondensatie wordt toegepast na een verbrandingsinstallatie. Ook zijn er conversietechnieken zoals HTU en anaërobe vergisting waarbij water geen rol speelt bij het energieconversieproces. Verder heeft iedere installatie om technische redenen slechts een beperkt energetisch omzettingsrendement. Duurzame energie versus energiebesparing Terwijl bio-energie per definitie alleen kan worden opgewekt uit organische materialen welke afkomstig zijn uit een korte cyclus, bevatten een aantal van de gegeven afvalstromen tevens componenten van fossiele oorsprong (kunststoffen, synthetische rubbers en dergelijke). Terwijl alleen energie uit biomassa in principe CO 2 -neutraal is, levert energieopwekking uit de overige materialen ook energiebesparing op. Uit de gegeven samenstelling van verschillende biomassa- en afvalstromen is bepaald welke hoeveelheid energie van fossiele oorsprong is en welke energie als duurzaam kan worden aangeduid. Het resultaat van deze analyse is weergegeven in Tabel 2. Tabel 2: Samenstelling van de beschreven afval- en biomassastromen, uitgedrukt in PJ stookwaarde Productie Beschikbaar 2000 Beschikbaar 2020 2000 al ingezet voor energie basispad max Scen 1 Scen 3 biomassa zonder kunststoffen, excl. natte mest 129 34 9 85 139 7 46 kunststoffen zonder biomassa 6 - - 21 34 - - Gemengde samenstelling 87 82 56 58 62 61 56 waarvan biomassa 48 44 31 39 42 40 40 waarvan kunststoffen 39 38 25 18 21 21 16 Totaal 222 116 65 164 235 68 102
Prijsniveaus Een bepaalde afval- of biomassastroom is alleen beschikbaar voor energieopwekking indien daarvoor een marktconforme prijs wordt betaald (positief of negatief). De prijzen in Tabel 3 zijn typische marktprijzen, zoveel mogelijk weergegeven bij de producent, dus exclusief transport en logistiek richting afnemer. Voor sommige afvalstromen echter wordt het prijsniveau bij de afnemer vermeld. Daarbij is natte mest weggelaten, daar deze stroom een negatieve stookwaarde heeft en derhalve een weergave op basis van de prijs per energie-eenheid stookwaarde geen betekenis heeft. Voor deze stroom is biologische conversie een meer voor de hand liggende optie. Het is zeker niet zo dat stromen met een lage prijs per GJ ook het meest aantrekkelijk zijn voor energieopwekking. De stromen met een negatieve waarde (zoals RWZI-slib) zijn weliswaar makkelijk te contracteren maar de verschijningsvorm, verontreinigingen en stookwaarde maken de inzet voor energieopwekking duur en problematisch. Het dient tevens te worden vermeld dat de prijzen zoals weergegeven gemiddelde prijzen zijn waarvoor de stromen op dit moment beschikbaar zouden zijn bij de producenten. Er bestaat onvoldoende inzicht in de prijsflexibiliteit en de toekomstige prijsontwikkeling van de biomassastromen bij toenemende vraag. Het valt te verwachten dat de prijzen van onvervuilde biomassastromen zullen gaan toenemen daar waar het productievolume beperkt is (zoals bij schoon resthout). Voor biomassastromen met een relatief groot potentieel maar met een nu al hoge prijs (zoals energieteelt en import) zal deze prijstoename minder hoog zijn. Voor afvalstromen echter geldt dat het poorttarief van een verwerkingsinstallatie meer afhangt van de investeringskosten en de operationele kosten van de verwerkingsinstallatie dan van de alternatieve verwerkingsroutes van het afval. Een meer aantrekkelijke verwerkingsroute zal dan ook eerder resulteren in een verlaagd poorttarief dan een verhoogde winst voor de verwerker. Hoe deze invloed in de praktijk uitvalt hangt met name af van politieke besluiten en is op voorhand moeilijk in te schatten. Verder zou er in theorie onderscheid kunnen worden gemaakt tussen verschillende kwaliteiten met een verschillende bijbehorende prijs. Er bestaat echter onvoldoende inzicht in de exacte marktprijzen voor de verschillende stromen om een dergelijk overzicht te maken.
Tabel 3: Beschikbaarheid (kton nat) en gemiddelde prijzen van biomassa- en afvalstromen voor energieopwekking anno 2000 stookwaarde beschikbaar marktprijs GJ/ton kton PJ /ton /GJ Korte omloop hout 10,2 2 0,0 57 5,55 Hout uit fruitsector en boomkwekerij 10,2 100 1,0 0 0 Bosbouwbijprodukten 10,2 425 4,3 14 1,33 Schoon resthout (incl. bast), vers 15,6 270 4,2-14 -0,88 Koolzaad (zaad) 15,8 - - 717 45,30 Miscanthus 13,2 1 0,0 72 5,45 Bermgras 5,3 468 2,5-36 -2,33 Stro (granen) 13,3 1.500 0,0 100 7,51 Koolzaadstro 13,6 150 0,0 100 7,35 Hennep en vlas, korte vezels en stengelkern 11,3 29 0,1 0 0 Hooi van graszaden 12,7 0 0,0 64 5,06 Pluimveemest 6,6 1.500 10,0-10 -1,57 Rundermest, kalvermest en varkensmest 1,0-15.000 NA -11 NA RWZI slib 1,5 630 0,9-50 -34,05 Swill 3,4 0 0,0-32 -9,37 Dierlijke reststoffen uit de VGI. 4,0 1.486 5,9 5 1,13 Overig uit de VGI 3,9 48 0,2 14 3,53 GFT 3,4 100 0,3-32 -9,37 Oud papier en karton 10,0 0 0,0-16 -1,59 Oude kunststoffen 34,4 0 0,0-91 -2,64 Oud textiel 14,3 15 0,2-45 -3,18 Oud en bewerkt hout 15,4 400 6,2 11 0,74 Gebruikte autobanden 35,2 27 1,0-57 -1,61 Huishoudelijk afval 9,9 3.495 34,7-82 -8,22 Grof huishoudelijk afval 10,8 643 7,0-82 -7,54 Bouw- en sloopafval 5,4 1.275 6,9-82 -15,19 Industrieel afval 5,3 2.079 10,9-82 -15,52 Kantoor, winkel en dienstenafval 9,5 1.949 18,6-82 -8,57 Shredderafval (incl. inert en KCA) 15,7 177 2,8-68 -4,33 Reinigingsdienstenafval 3,0 41 0,1-32 -10,59 Totaal 30.136 115,9
Verschijningsvorm en ruimtelijke beschikbaarheid Bij elke stroom is getracht zeer globaal weer te geven in welk type productieeenheid het beschikbaar komt, wat de morfologie is en of de productie naar verhouding grootschalig of kleinschalig is. Het resultaat hiervan is weergegeven in Tabel 4. Daarbij zijn de volgende kernbegrippen gehanteerd: 1. decentraal, kleinschalig 2. decentraal, grootschalig 3. centraal, grootschalig De onderstaande aannamen zijn gemaakt voor de verschijningsvorm en ruimtelijke beschikbaarheid: Tabel 4: Verschijningsvorm en ruimtelijke beschikbaarheid van de verschillende stromen Stroom verschijningsvorm ruimtelijke beschikbaarheid Korte omloop hout chips decentraal-groot Hout uit fruitsector en boomkwekerij chips, blokken decentraal-klein Bosbouwbijprodukten chips, blokken decentraal-groot Schoon resthout (incl. bast), vers zaagsel, chips, blokken, fijn stof decentraal-groot Koolzaad (zaad) korrels decentraal-groot Miscanthus chips decentraal-groot Bermgras balen decentraal-groot Stro (granen) balen decentraal-groot Koolzaadstro balen decentraal-groot Hennep en vlas, korte vezels en stengelkern korte vezels centraal-groot Hooi van graszaden balen decentraal-klein Pluimveemest stapelbare mest decentraal-groot Rundermest, kalvermest en varkensmest slurrie decentraal-groot RWZI slib slib, pasta, granulaat centraal-groot Swill bulk stortvast decentraal-klein Voedings- en genotmiddelenindustrie bulk stortvast centraal-groot Gescheiden ingezameld GFT bulk stortvast decentraal-klein Gescheiden ingezameld oud papier en karton bulk stortvast decentraal-klein Gescheiden ingezamelde kunststoffen bulk stortvast decentraal-klein Gescheiden ingezamelde textiel bulk stortvast decentraal-klein Gescheiden ingezameld oud en bewerkt hout zaagsel, chips, blokken, fijn stof decentraal-klein Gebruikte autobanden banden decentraal-klein Huishoudelijk afval bulk stortvast centraal-groot Grof huishoudelijk afval grote delen centraal-groot Bouw- en sloopafval grote delen centraal-groot Industrieel afval bulk stortvast centraal-groot Kantoor, winkel en dienstenafval bulk stortvast centraal-groot Shredderafval balen, chips centraal-groot
Meer informatie Voor meer informatie over bio-energie en andere vormen van duurzame energie, kunt u contact opnemen met het Informatiecentrum Duurzame Energie. Overige informatie over bio-energie Bio-energie: Algemene informatie Bio-energie op maat voor agrariërs Bio-energie in de gebouwde omgeving Kerngegevens bio-energie Nederland 2000 Beschikbaarheid van biomassa uit import Zuiveringsslib Kleinschalige verbranding van resthout Emissies bij verbranding van resthout Leveranciers kleinschalige verbrandingsinstallaties Leveranciers vergassingsinstallaties Leveranciers vergistingsinstallaties Billy Bever en biomassa-energie (Stripverhaal) Overige informatie Aardwarmte Duurzame energie, algemeen Energie-opslag Groene elektriciteit Warmtepompen Waterkracht Windenergie Zon-PV: Elektriciteit uit zonlicht Zon-thermisch: Warmte uit zonlicht PDE 2003. Dit informatieblad is met de grootste zorg samengesteld. Aan de inhoud kunnen echter geen rechten worden ontleend. BA008/20012003/tb