Je leest:

Prangende vragen over biomassa

Prangende vragen over biomassa

Auteur: | 13 november 2020
Friedrich Böhringer,Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.5

Is biomassa gebruiken als energiebron een slim plan? Wat kunnen we er eigenlijk nog meer mee? NEMO Kennislink zet de belangrijkste vragen en antwoorden over biomassa op een rijtje.

De laatste jaren is er steeds meer discussie over biomassa. In de klimaatplannen van het kabinet speelt het als energiebron een grote rol, maar sommige experts betwijfelen of energie uit biomassa wel zo duurzaam is. Hoe zit het nu precies? NEMO Kennislink interviewt experts.

Wat is biomassa ook alweer?

Veel mensen denken bij biomassa meteen aan hout, maar het is veel breder dan dat.

“Biomassa is al het plantaardige materiaal uit de natuur. Niet alleen hout, maar ook gras en zeewier. En veel producten die we eten, zoals maïs en bonen, vallen ook binnen deze categorie”, zegt lector Biobased Chemie André Heeres van de Hanzehogeschool Groningen. “Het is een onmisbaar onderdeel van onze wereld. Zonder deze grondstof komen we allemaal om van de honger.”

Biomassa bestaat dus uit alle grondstoffen die de aarde produceert door CO2 om te zetten in andere moleculen. Het bevat vaak veel verschillende ingrediënten, zoals koolhydraten, eiwitten, suikers en water. De samenstelling verschilt per soort biomassa. Producten zoals aardappelen bevatten bijvoorbeeld zetmeel, de celwanden van hout zijn rijk aan lignine en veel soorten bevatten allerlei nuttige moleculen zoals vitamines, kleurstoffen of werkzame stoffen die in medicijnen gebruikt kunnen worden. Al deze ingrediënten maken de grondstof divers, zegt senior onderzoeker Paulien Harmsen van de Wageningen Universiteit. “Je kan biomassa niet alleen gebruiken voor het opwekken van energie. Het heeft nog meer mogelijkheden. Het bevat ook belangrijke ingrediënten voor bijvoorbeeld materialen en medicijnen en het is dus een belangrijke grondstof.”

Hoeveel biomassa stoken we momenteel?

Biomassa wordt gebruikt voor verschillende doeleinden. De Nederlandse industrie gebruikt per jaar ongeveer tien miljoen ton biomassa, voornamelijk hout en GFT-afval. Dit gaat onder andere naar de papierindustrie en de chemische industrie. Het grootste gedeelte van de biomassa gebruiken we nog altijd voor energieproductie, vooral bij afvalverwerkingscentrales die ons GFT-afval verbranden om energie op te wekken. Toch is het nog niks in vergelijking met de 76 miljoen ton aan fossiele brandstoffen die we jaarlijks voor energie verbranden.

In energietermen zie je nog duidelijker dat biomassa een geringe bijdrage levert. Van alle energie die we in Nederland gebruiken, tussen de 3000 en 3500 Petajoule (een joule met 15 nullen), komt 123 van biomassa. Dat is ongeveer genoeg om de huizen van Assen een jaar van energie te voorzien.

Is het een goed idee om biomassa te gebruiken als energiebron?

De kolencentrale van Eemshaven in het noorden van Nederland werkt niet alleen op steenkool, maar ook op biomassa.

Het gebruik van biomassa levert veel discussie op. Meestal gaat dit vooral over het verbranden van houtpellets in bijvoorbeeld kolencentrales. Je kunt dit zien als positief: het is duurzamer dan steenkool verbranden en het is mogelijk de verbrande CO2 weer terug te winnen door nieuwe bomen te planten. Maar er is ook kritiek. Het verbranden van hout is helemaal niet zo duurzaam omdat er nog niet genoeg nieuwe bomen worden geplant en er ook fijnstof vrijkomt.

Deze laatste zorg werd onlangs bevestigd door adviesbureau DNV GL, die in opdracht van het ministerie van infrastructuur en waterstaat onderzocht hoeveel CO2 en andere schadelijke stoffen, zoals fijnstof en NOx, vrijkomen bij het verbranden van houtpellets voor energietoepassingen. In het rapport concludeerden de onderzoekers dat de uitstoot van deze schadelijke stoffen twintig procent hoger is dan bij het verbranden van kolen. Vergeleken met een aardgascentrale was de uitstoot zelfs twee keer zo hoog. En de uiteindelijke CO2-uitstoot is voor deze toepassing ook niet lager, maar vijf procent hoger. Harmsen: “Dit komt onder andere doordat biomassa veel minder efficiënt is als energiebron. Het bevat veel zuurstof en water, en dat zorgt ervoor dat je per kilo van deze grondstof veel minder energie opwekt dan uit fossiele brandstoffen.”

Hoe kan je biomassa in de toekomst gebruiken?

Ook Harmsen en haar collega’s van de Wageningen Universiteit hebben zich in de vraagstukken rondom biomassa verdiept, en werkten in een rapport verschillende scenario’s uit. In het eerste scenario worden alle fossiele grondstoffen compleet te vervangen door biomassa. Hiervoor zouden we volgens de berekeningen per jaar 152.000 miljoen ton extra biomassa nodig hebben om aan de energiebehoefte in Nederland te voldoen. Om dit te halen zou je veel meer landbouwgrond vol moeten zetten met maïs of andere planten speciaal voor de energieteelt, of genoeg biomassa importeren.

De onderzoekers keken binnen dit scenario ook naar de geschatte wereldwijde energiebehoefte in 2050, en of we genoeg biomassa zouden hebben om hieraan te voldoen. Dit bleek niet het geval. De cijfers lieten zien dat we ongeveer een derde van alle energie die we nodig hebben uit biomassa kunnen halen. “Dit komt doordat biomassa veel minder efficiënt is om te verbranden”, zegt Harmsen.

Als tweede scenario onderzochten de wetenschappers het vervangen van fossiele grondstoffen door een combinatie van hernieuwbare grondstoffen. “Hierbij gingen we ervanuit dat we voor onze energie ook zon- en windenergie gebruiken”, vertelt Harmsen. Hieruit bleek dat we in 2050 met een dergelijke mix van hernieuwbare energiebronnen per jaar in totaal naar schatting 137.000 miljoen ton biomassa nodig hebben. “Ook geen kleine hoeveelheid”, zegt Harmsen. “Maar je kunt dit getal nog verder omlaag brengen door biomassa heel slim in te zetten.”

Uitgelicht door de redactie

Biotechnologie
In het ziekenhuis van de toekomst beland je vóórdat je ziek wordt

Biologie
Spaceship Earth: real-life soap of wetenschap?

Geesteswetenschappen
Een schuilplaats van slimme surveillancetechnologie

De onderzoekers concludeerden dat we biomassa het beste alleen voor energie kunnen gebruiken als het nergens anders bruikbaar voor is, of als er geen andere bron van energie beschikbaar is. “Volgens onze analyse moeten we ons zoveel mogelijk op zon- en windenergie richten”, vertelt Harmsen. “Biomassa bevat allerlei componenten die veel meer waarde opleveren als we ze gebruiken voor het maken van materialen in plaats van voor energie.”

En als we biomassa dan niet voor energie toepassen, wat gaan we er dan wel mee doen?

Harmsen benadrukt dat hun resultaten niet betekenen dat we biomassa nooit moeten gebruiken om energie op te wekken. “In arme landen zijn zon- of windenergie nog niet altijd een optie vanwege de kosten, en we hebben ook zeker buffers nodig hebben voor bewolkte of windstille dagen. In deze situaties biedt deze grondstof uitkomst, en zeker als de biomassa niet geschikt is voor andere toepassingen zoals het maken van nieuwe materialen.”

Want de rest van de biomassa moet volgens veel chemici en andere onderzoekers zoveel mogelijk ingezet worden voor het verduurzamen van de chemische industrie. En dan niet als energiebron, maar als grondstof voor materialen. “Voor plastics leunen we nu nog op fossiele brandstoffen”, zegt Heeres. “Als we dat willen verduurzamen is er eigenlijk geen andere bron dan biomassa. We hebben immers grondstoffen nodig die koolstofbindingen bevatten, net als olie.”

Ook dit sluit het gebruik van biomassa voor energie niet uit, zegt Heeres. “Er zijn ook bedrijven die kijken naar een soort tussenvorm, waarbij we eerst zoveel mogelijk waardevolle moleculen uit de biomassa halen, en de reststroom verbranden voor energie voor het productieproces.” Een proef met dit concept draait nu al op Chemiepark Delfzijl. “Dit project is een samenwerking van chemiebedrijven, Staatsbosbeheer en een energiebedrijf. Er zijn al verschillende processen ontwikkeld die in opeenvolgende stappen steeds meer waardevolle moleculen uit hout halen. Uiteindelijk hou je dan een reststroom van bijna alleen lignine over, waar we chemisch gezien niet zoveel mee kunnen. Dat gaat naar het energiebedrijf, die het verbrandt om hun fabriek van energie te voorzien.”

Deze moleculen die het chemiebedrijf uit het hout haalt, gebruiken ze onder andere om duurzame plastics te maken. En als het aan Heeres ligt doen we dit in de toekomst niet alleen met hout. “Wij onderzoeken manieren om reststromen zoals gemaaid gras en aardappelpulp om te zetten in producten die we veel nodig gaan hebben, zoals biobased kunststoffen, maar ook biobrandstoffen en bestanddelen voor geneesmiddelen.”

Gaat biomassagebruik niet ten koste van de natuur?

Productie van biomassa moet niet concurreren met onze voedselvoorziening, daarom proberen onderzoekers afvalstromen te gebruiken.
CC0 via pxhere.cp,

Het idee van duurzame biomassa is dat de industrie de gebruikte materialen compenseert door bijvoorbeeld nieuwe bomen te planten. In de praktijk gebeurt dit echter nog niet altijd. Een goed voorbeeld van een bedrijfstak die dit wel mooi aanpakt is volgens Heeres de papierindustrie. “Voor die industrie is hout een heel belangrijke grondstof. Ze werken hier al honderd jaar mee. Ze onderhouden hun bossen en zorgen ervoor dat er voortdurend grondstoffen beschikbaar blijven. Bovendien verbranden ze de lignine die ze uit hout overhouden om hun machines te laten draaien. Zo’n systeem zouden meer industrieën moeten opzetten.”

Maar zelfs als de industrie extra bomen zou willen planten, moeten ze wel ruimte hebben om dit te doen. “Als we over willen naar een wereld zonder fossiele brandstoffen, moeten we echt keuzes maken over hoe we ons land gaan gebruiken”, zegt Harmsen. “Waar willen we natuur de vrije hand geven en welke ruimte gebruiken we voor landbouw? Beide kunnen bronnen zijn van nuttige biomassa, maar we moeten natuurlijk ook genoeg eten hebben.”

Andere ontwikkelingen kunnen deze keuze wellicht makkelijker maken, denkt Harmsen. “Driekwart van de landbouwgrond wordt nu gebruikt voor het verbouwen van veevoer. Als we minder vlees gaan eten, kunnen we ook een deel van die grond gebruiken voor andere gewassen of natuur.”

Hoe kunnen we biomassa nog duurzamer maken?

Veel bedrijven werken aan een efficiëntere verwerking van biomassa door hun machines beter af te stemmen en te zorgen dat de processen minder water verbruiken. Ook ontwikkelen onderzoekers bijvoorbeeld nieuwe technieken om huishoudelijk afval beter te scheiden. “Elke afvalstroom vraagt zijn eigen oplossingen”, zegt Harmsen. “Omdat biomassa zo divers is en zo veel interessante moleculen bevat, moet je het steeds net anders verwerken. Het vergt tijd om die processen te optimaliseren.”

Daarnaast proberen wetenschappers ook manieren te vinden om reststromen zoals snoeiafval of afval uit de voedingsindustrie te gebruiken. “Als het lukt om gesnoeid gras of de schillen van noten te gebruiken, heb je natuurlijk geen extra land nodig”, zegt Heeres. “Maar we kijken ook naar manieren om bijvoorbeeld lignine toch om te zetten in andere, nuttige producten. Zo proberen we het aanbod en de mogelijkheden van biomassa nog verder te vergroten.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 13 november 2020

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink Agenda

NEMO Kennislink vertoont op deze plaats normaal gesproken wetenschappelijke activiteiten uit heel Nederland. Door de maatregelen tegen het nieuwe coronavirus zal daarvan een groot gedeelte worden afgelast. Omdat we geen achterhaalde informatie willen verspreiden, laten we voorlopig geen activiteiten zien.
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.