Bioraffinage, wat is het en wat levert het op?

Vergelijkbare documenten
Van biofuels naar biobased

Dicht bij huis meer rendement halen uit gras, maïs en andere eiwitbronnen

Byosis Group. oplossingen voor vergisters; maisraffinage. Datum: September 2012

BIORAFFINAGE ALGEN/ BIOBRANDSTOFFEN. Johan van Groenestijn

De rol van biomassa in de energietransitie Inleiding Debat 22 nov 2017

BioMCN: Advanced Sustainable Biofuels BIObased Industry april 2015 Jeroen Koot -CEO

Reactie visiedocument: Duurzame bio-economie 2030

Energie uit bintjes en bieten 1981 een doodlopende weg

Biobased Economy. Wageningen UR Food & Biobased Research. Windesheim 3 december, Ben van den Broek

Bioraffinage de biovaluator van de toekomst

Toelichting op de Nederlandse Roadmap Bioraffinage

Biobased economy in het Groene Hart

BIOFUELS: ZIN EN ONZIN

Creëren van synergie in Biopark Terneuzen Energieconversiepark Sluiskil (NL) Jan Broeze, 14 mei 2013

Biomassa: brood of brandstof?

Transitie naar een duurzame elektriciteitsvoorziening en de rol van biomassa. Ir. Harry A. Droog

Naar de Peel Martijn Wagener

Bioraffinage, de brug tussen landbouw en de chemie

Kennisdeling: Duurzaamheid van vergistingsprocess

Bioraffinage, de brug tussen landbouw en chemie

Talent for growth. Han van Kasteren. 13 juni 2018

GRONDSTOFFEN VAN DE TOEKOMST MICHIEL ADRIAANSE

Watertechniek en mestverwerking

Biobased Economy: van groene grondstoffen naar biobased materialen

Groen Gas BBQ TKI Mestvergisten en digestaatverwerking September 2017

Oplossing mestafzet voor de veehouderij in De Liemers

Bio-energie ketens: ethanol

Biomassa. Pilaar in de energietransitie. Uitgangspunt voor de biobased economie

Compact Plus biogasinstallatie, Lierop, 600 kw

Hergebruik mestwater uit de veehouderij

Toekomstverkenning mogelijkheden recycling reststromen uit voedselverwerkende industrie

Introductie Biobased Economy

Lokale Bioraffinage. De voordelen van kleinschalige raffinage van biomassa. Marieke Bruins. Green Meeting Decentrale Bioraffinage, Den Bosch,

Afsluitende les. Leerlingenhandleiding. Alternatieve brandstoffen

Bio-ethanol: nu en in de toekomst

Toekomstige Biobased Materialen. Dr Harriëtte Bos Wageningen UR, Biobased Products

Leerlingenhandleiding

Methanol. De toekomstige biobrandstof? CCS Dr. Ir. René Cornelissen Zwolle, 14 oktober 2010

Mest: de melkkoe voor de productie van grondstoffen. A. Visser Maart 2015

Fosfaat en bio energie. Anton Haverkort

Mestverwerking in De Peel

Het Groene Hart Werkt

Energie voorziening op weg naar duurzaamheid: biomassa? Chris Westra.

Twence: Transitie naar Euregionaal producent van duurzame energie en grondstoffen

GROEN GAS HEEFT DE TOEKOMST en de toekomst begint nu

Agenda. 2 de Gen BE. Voortgangsvergadering 3 TETRA projecten Valorisatie van (ligno-)cellulose reststromen - VaLiCel

Agri Investment Fund. Studienamiddag Bio Economie 9 November Marc Rosiers Nicolas De Lange

Valorisatie reststromen met aquatische biomassa. Rommie van der Weide, Wim van Dijk, Sander Huurman, Hellen Elissen,...

Biobrandstoffen: Hype of duurzame oplossing? Prof. Wim Soetaert

De rol van hernieuwbare brandstoffen en afval in de Vlaamse energiemix

Vergisting anno 2010 Rendabele vergister onder SDE Hans van den Boom 22 april 2010 Sectormanager Duurzame Energie

Melkveebedrijf Familie Prinsen

Hernieuwbaar gas. Energiedrager van de toekomst. Wat is de rol van (hernieuwbaar) gas in de energietransitie

Low carbon opties voor duurzame mobiliteit Nieuwe ontwikkelingen in motortechniek en biobrandstoffen

Innovatieve mestverwerking op de boerderij

Kosten/baten-analyse MC-installaties en gebruikerservaringen MC

Presentatie BTG BioLiquids Bio Energie dag Zwolle,

Algen in de praktijk Presentation NAP 11/02/2009. Rikus Oortwijn

Modelberekening ECOFERM

Hout in de BBE. Houtachtige Bio massa in het. Nederlandse Klimaat. Energie beleid.. Probos 27 Jan 2011 Ton Runneboom

De Overheidsvisie op de bio-based economy in de energietransitie

GFT-afval is een waardevolle bron voor nieuwe grondstoffen. Maar hoe ziet de toekomst eruit?

RACEN met... WC-papier

Biobased Economy economie en duurzaamheid

Klimaatverandering en onze voedselzekerheid

Biobased producten uit resthout

Biomassa verleden, heden en toekomst: Vlaanderen en België

Boeren met energie. 11 November 2010

Duurzame Warmte uit Biomassa

Opties voor productie van duurzame energie in de regio Helmond d.m.v. van mest en andere biomassa

Mest als basis voor energie en grondstoffen

Presentatie HoSt Microferm voor CLM/NMU

Mestverwerkingtechnieken

GRENZELOOS BIOBASED ONDERWIJS

Benutting nieuwe groene (afval) reststromen als tweede generatie biobrandstof. Bijeenkomst studiegroep bio-energie 19 december 2017

EnergieConversiePark Moerdijk Een ECP aansluitend op bestaande verwerking van biomassa

Hernieuwbare brandstoffen in transport. en de bredere betekenis van bioraffinage

Biobased Economy als onderdeel van een duurzame samenleving

De Energieboerderij 10/21/2011. Inhoudsopgave. toont duurzaamheid aan! Bio-energie: oplossing bij reststromen? Waarom Energieboerderij?

Markt voor Mest. Geert Boosten Seminar Mest d.d. 19 juni 2015

Presentatie Microferm studiegroep Westhoek Holsteins

W210 Resource use efficiency voor de circulaire koolstofeconomie. Dr. Harriëtte Bos, Wageningen UR-FBR

Mestverwaarding middels monovergisting en digestaatverwerking

Bioraffinagesite Renkum-Wageningen

VERKENNING van de BioBased Economy

Bioraffinage in de Peel, meerwaarde halen uit gras en gewas: de resultaten

Biobased Asfalt. Werkconferentie Topsector Energie: sessie Duurzaam dorp. Dr. Richard Gosselink

De BBE is een onderdeel van een duurzame economie!!

Mest en digestaat als kweekvijver

Kansen voor mestscheiding

Agem-cáfe: biogas uit grootschalige mestvergisting. 20 april 2016 Ton Voncken, Programmanager Groen Gas Nederland

Biomassa als grondstof voor bioraffinage

De verschillende bio-energie opties als perspectief voor de landbouw

Algen en Groen Gas Een duurzame en rendabele combinatie!

Mest, mestverwerking en wetgeving

GROEN AARDGAS via VERGASSING

Transcriptie:

Bioraffinage, wat is het en wat levert het op? Eindhoven, 7 maart 2008 Koen Meesters Projectleider/Onderzoeker Valorisatie van plantaardige productieketens Wageningen Universiteit en Researchcentrum

Alternatieve bronnen van energie kernenergie waterkracht wind biomassa zonnepanelen

Bioraffinage Bioraffinage is de duurzame verwerking van biomassa tot een spectrum van verkoopbare produkten (IEA, task 42) Biomassa: Aardappelen Koolzaad Tarwe (graan + stro) Hout Verkoopbare produkten: Levensmiddelen (meel, oliën, eiwit) Transportbrandstoffen (bioethanol, biodiesel) Veevoer Energie (WKK) Maar ook: Grondstoffen voor chemische industrie

2 klassieke voorbeelden Methanol Koolzaad Pers Olie Omesteren Perskoek Biodiesel Glycerol Veevoer Ethanol Graan Malen/geleren Fermentatie Drogen DDGS (veevoer)

Potentiële waarde van biomassa t.o.v. fossiele grondstoffen Integrale kostprijs ( /GJ eindproduct) Grondstofkosten ( /GJ) Energie in NL 3000 PJ totaal Warmte 4 3 (kolen) Elektriciteit 22 6 (kolen) Transport brandstoffen 10 8 (olie) Chemicaliën 75 30 (olie) Overig +/ 20% +/ 20% +/ 20% +/ 20% +/ 20% Lysine Eiwit 75 75 20 (suiker) 17 (plant)

Inkomsten uit biomassa ( /ha) Aanname: 10 ton drooggeweicht (160 GJ) per hectare per jaar /hectare Alle energie op niveau van kolen 640 Alle energie op niveau van transortbrandstof 1360 Alle energie op niveau van chemicaliën 6400 20% chemicaliën, 80% kolen 1800 20% chemicaliën, 20% brandstof, 60% kolen 1940 Bij benutting van de hele plant kan de opbrengst verdubbeld worden!

Gefunctionaliseerde chemicalien kunnen gemaakt worden uit biomassa zonder grote enthalpie sprongen C x H y nafta C x H z N C x H y C x H z N amine C x H z O y (OCH z ) v lignine C x H y O z oil / fat Oil / gas C x H z O C x H z O y N S v eiwit C x H z O y koolhydraat Biomassa Enthalpie Petrochemische route Bioraffinage Vele producten 1 grondstof Vele grondstoffen

Efficiëntere routes vanuit biomassa naar chemicaliën 1,2 Ethaandiamine : rubber, farma, smeermiddelen, detergentia Biomassa A Biomassa B Serine H 2 NCH 2 CH 2 OH COOH Ethanol CO 2 Nafta CH 2 CH 2 O 2 O NH 3 NH 3 H 2 NCH 2 CH 2 OH Cl ClCH 2 CH 2 Cl H 2 NH 2 NCH 2 CH 2 NH 2 3 H 2 NCH 2 CH 2 NH 2 Grote besparing door verminderd gebruik van anorganische chemie Per AA iets bedenken of:

Ethanol productie en ophoping van Cyanophycine (collab. Univ. Münster/Steinbuchel) Cyanophycine is een eiwit dat dient als energie en stikstofvoorraad in met name cyanobacteriën = Asp + Arg Korrel 35% (kg/kg)

Cyanophycine: structuur en winning onoplosbaar in water bij ph7 n = 90 400 Mr = 25 125 kda 1 ATP per peptide binding Poly Asp hoofdketen Arg zijgroepen

Cyanophycin als bulk precursor chemical

Als gevolg van biobrandstofproductie komen grote hoeveelheden restproducten vrij Als wereldwijd 10% van de transportbrandstoffen wordt gemaakt uit mais, tarwe, raapzaad, palmolie en suikerriet, dan komt er 100 millioen ton eiwitten vrij Verschillende bulkproducten kunnen gemaakt worden uit eiwitten (aminozuren): 1,4 butaandiol, 2,3 butaandiol, 1,2 propaandiol, barnsteenzuur, acrylonitril, acrylaat, metacrylaat, (hydroxy) styrene, (hydroxy) fenylethylamine, caprolactam, butaandiamine, ureum

Source: PERP Report Ethanol 04/05 8

De componenten van gras vertegenwoordigen een waarde van 700 800 /ton (vergelijk met 50 70 /ton) Vers gras water 80 90 % Droge stof 10 20% Waarde in /ton Oligo sacchariden 3% 1500 Vetten 3 % 2000 Org. zuren 5% 2000 Mono/di sacchariden 9 % 150 Mineralen 10 % 500 1000 Vezels 30 % 100 Polysacchariden 15 % 1500 Eiwit / aminozuren 20 % 1000

Pilot bioraffinaderij in Foxhol (Groningen) (Prograss Consortium) Gras eiwitproducten Eiwit Groen gras eiwit Wit gras eiwit Sap Vezels Voederkorrels Gras sap concentraat Voederkorrels Ethanol +... HTU Bio olie Papier en materialen Polymeren

Kleine schaal gras proces (WUR, Courage) Gras Pers Sap 100 o C Pulp Warmte WKK Eiwit Elektriciteit Biogas Mest Anaerobe vergister Mineralen

NL gemengd bedrijf (kleine en grote schaal) Energie Import veevoer Import veevoer Straks Vezels Eiwit Bioraffinage Mais Nu Mest Gras Mest Veld z Veld

Quickscan mestverwerking: verdeling over dik/dun in % Massa N P2O5 K2O DS Centrifuge dik 15 20 70 15 45 dun 85 80 30 85 55 Mechanisch dik 20 25 25 20 40 dun 80 75 75 80 60 (Melse et al. Wageningen Animal Science Group)

Centrale mestscheiding in varkenshouderij? Case: verwerking van 200.000 m 3 /jaar Boven 50.000 m³ is mestscheiding kosteneffectief (3 / m³) Mogelijke voordelen: Grotere concentratie biomassa naar vergisting kleinere investering t.b.v. biogas Fosfaat in kleiner volume Scheiding N & P (N in dunne fractie, P in dikke fractie)

Mineralen balans 200.000 m³ = 13.000 ton ds = 100 ton N + 700 ton P 2 O 5 Doseren op fosfaat norm: Zonder mestscheiding: ca. 7000 ha grasland nodig voor 70.000 ton gras/jaar (N tekort!) Met mestscheiding: ca. 3000 ha grasland nodig voor 30.000 ton gras/jaar

Logistiek in land van Cuijk Legenda: boerenbedrijf Biogas/WKK grasverwerker grasveld

Uitgaven mestverwerking (200000 m 3 /jaar) Uitgaven Transport (200000 m 3 @ 3 /ton) Mestscheiding (200000 m 3 @ 3 /ton) Uitrijden dunne fractie (135000 m 3 @ 3 /ton) Vergisting dikke fractie (65000 m 3 @ 3 /ton) Uitrijden digestaat (65000 m 3 @ 3 /ton) Totaal k 600 600 400 200 200 2000

Uitgaven gras bij verwerking van 31000 ton/jaar Uitgaven Gras (30000 ton @ 50 /ton) Variabele kosten (30000 ton @ 20 /ton) Vaste kosten (3 M x 20%/jaar) Biogas + WKK (1.5 MW) (3 M x 20%/jaar) Totaal k 1500 600 600 600 3300

Inkomsten Inkomsten Elektriciteit (12. 10 6 kw. uur @ 0.75 /(kw. uur)) Eiwit (10000 ton @ 250 /ton) Perskoek (10000 ton @ 50 /ton) Mineralen p.m. Totaal k 900 2500 500 3900

Balans (k /jaar) Inkomsten 3900 Uitgaven Mestverwerking 2000 Grasverwerking 3300 5300 Totaal 1400 Alternatief (200000 @ 25 /m 3 ) 5000 Dit is 7 /m 3 i.p.v. 25 /m 3!

Conclusies Grasprojecten Gras is een goedkope en waardevolle grondstof waaruit hoogwaardig eiwit voor varkens en pluimvee kan worden geproduceerd Reststromen kunnen voor rundvee, biogas en WKK worden ingezet Toepassing van N, P en K uit varkensmest Meer economische activiteit op platteland Minder transport van landbouwgrondstoffen

Grote en kleine schaal raffinage Olie (1 ton) 4500 km Raffinage Producten (0.9 ton) CO 2 (0.1 ton) 5 km 50 km Plant (1 (1 ton) ton) Voorbehandeling 50 km (0.5 ton) Water en mineralen (0.5 ton) Water en mineralen (0.5 ton) Raffinage Producten (0.4 ton)

Vele redenen voor economie op basis van biomassa Hoge olieprijzen Leveringszekerheid Geo politieke situatie Klimaatverandering Plattelandsontwikkeling Ontwikkelingslanden

Conclusies Bioraffinage vergroot de waarde van individuele biomassa componenten Meer inkomen voor de boer Kleine schaal voorbehandeling biedt praktische en economische voordelen Productie van (Platform) chemicaliën mogelijk Er liggen volop kansen (olieprijs > 100 US$/vat!)

Mobiele bioraffinage van Cassave in Africa Source: Duteso

Discussie en vragen Wageningen UR

Dutch Platform Renewable Resources 30% substitution of fossil by Biomass in 2030 25% chemical resources (140 PJ) 60% transportation fuels (324 PJ) 17% heat (65 PJ) 20% electricity (203 PJ) Dutch Government 2020 30% CO2 reduction (vs 1990) 10% biofuels 2% energy reduction per year (= 25% reduction until 2020)

Voordelen van voorbewerking op kleine schaal Voordelen Minder transport Korte recycle stromen Nieuwe integratie (energie, organisatie, arbeid, produktketens) Nadelen: Economy of scale? Niet altijd van toepassing! Voorbeelden: Cassave Grass

Ontwikkelingen die bijdragen aan succes van bioraffinage Lagere prijzen Betere raffinage Efficiëntere fermentaties Genetische aanpassinggen

Voorbehandeling van lignocellulose houdende biomassa Source: Michael R. Ladisch, Nathan Mosier, Gary Welch, Bruce Dien, Andy Aden, Phil Shane, Purdue University

Opschaling 30L ontsluiting van stro Reactor gedurende enzymatische hydrolyse op t = 0 en t=24 h na toevoeging van enzymen

Different Economies of Scale 30 25 Ethanol Fischer Tropsch 20 /GJ 15 10 108 $ / barrel 72 $ / barrel 5 100 /ton 95% conversion 30 /ton 50 60% conversion 0 0.1 1 10 100 PJ Nedalco 1000 MW 36 $ / barrel 0 Investments Other costs, including transportcosts Raw materials

Energieconsumptie in verleden en toekomst 1500 Scenario A1F1: Global economy, fossil fuel intensive A1F1 Jaarlijkse energieconsumptie, EJ 1250 1000 750 500 250 Scenario A2: Regional economy A2 1900 1950 2000 2050 Jaartal