Je leest:

Zuivering biogas overbodig

Zuivering biogas overbodig

Auteur: | 2 augustus 2012

Biogas uit organisch afval is een duurzame vervanger van aardgas. Als je de vergisting onder druk laat plaatsvinden is zuivering en opwaardering van biogas overbodig, claimt de zogenoemde AHPD-techniek van R&D-bedrijf Bareau en Wageningen Universiteit. Het biogas is dan zo schoon dat het zonder zuivering het gasnet op kan.

Vergisting van biomassa leidt tot schoon biogas door het onder druk te zetten. In beeld: natuurlijk methaan borrelt op uit een dooimeer.
J. van Huissteden, VU Amsterdam, met toestemming

Biogas speelt een steeds grotere rol in onze energievoorziening. Het is hernieuwbare energie die ontstaat tijdens vergisting van organisch materiaal, zoals hout, snoeiafval of gft.

Net als in spijsvertering

WUR-onderzoekers en het R&D-bedrijf Bareau claimen dat ze het vergistingsproces voor de productie van biogas aanzienlijk hebben verbeterd. De onderzoekers zetten het vergistingsproces onder druk, net zoals dat gebeurt in ons spijsverteringsstelsel. De nieuwe techniek, genaamd AHPD (Autogenerative High Pressure Digestion) claimt na vergisting nagenoeg schoon biogas af te kunnen leveren.

Voor we de verbeteringen in het vergistingsproces van biomassa onder de loep nemen, kijken we eerst naar de werking van een vergister. Het filmpje is Engelstalig maar biedt een uiterst heldere animatie.

Het gas uit dit soort installaties moet altijd nog gezuiverd worden voordat het op het landelijke gasnet gezet kan worden. Het AHPD-proces is inmiddels gepatenteerd. WUR-aio Ralph Lindeboom en professor Huub Rijnaarts hebben een belangrijke rol gespeeld in het gezamenlijke onderzoek.

Vergisting biomassa

Groen gas (biogas) ontstaat door vergisting van biomateriaal. Het vergistingsproces (fermentatie) zet organische stof met behulp van micro-organismen om in biogas met een lage energiedichtheid. Biogas bestaat uit methaan (55-65 procent) en kooldioxide (35-40 procent). Meestal wordt biogas verstookt in een warmtekrachtinstallatie, waarbij elektriciteit en warm water worden geproduceerd. Bij vergisting worden alleen eenvoudig afbreekbare organische stoffen afgebroken. De moeilijk afbreekbare organische stoffen zoals houtige plantendelen blijven in de mest aanwezig.

Voor de productiesnelheid van biogas zijn diverse factoren van belang, waaronder de temperatuur, de zuurgraad, de koolstof/stikstof­verhouding, het drogestofgehalte en de verblijftijd. Bij hogere temperaturen verloopt het vergistingsproces sneller waardoor er meer biogas in een kortere tijd vrijkomt. Het biogas moet altijd aardgaskwaliteit hebben om toegevoegd te kunnen worden aan het landelijke gasnet.

Vergisting onder druk

De AHPD-techniek claimt biomassa in één stap om te kunnen zetten in groengas met een hoog methaangehalte (95 procent). Bij deze vorm van hogedrukgisting bouwen de vergistingsbacteriën in een gesloten systeem zelf een hoge druk op. De vergisting verloopt dan beter, wat leidt tot een hoogwaardig groengas.

Methaan brandt prima als het vrijkomt uit ijs van de zeebodem.
USGS

De techniek werkt zonder mechanische aandrijving of toevoeging van externe energie. De natuurkunde achter de techniek is gebaseerd op de tweede wet van de thermodynamica, de wet van Helmholtz en de wet van Henry. Volgens de wet van Helmholtz kan de inwendige energie van biomassa omgezet worden in druk (en ook warmte). Dat verklaart dat er geen energie nodig is voor het opbouwen van druk. Volgens de wet van Henry lossen CO2 (kooldioxide) en H2S (sulfide) uitstekend op in water, veel beter dan methaan. Dat verklaart de zuiverende werking van de druk.

Ralph Lindeboom van Wageningen University WUR werkt als promovendus aan de vergistingstechniek. Telefonisch legt hij uit: “Ik heb al gas uit de reactor gekregen met een zuiverheid van 99 procent. Nu komt het er op aan een betaalbare reactor te bouwen.”

Omdat het concept kleinschalig kan worden toegepast, ligt de weg open voor benutting van nieuwe biomassastromen uit rioolwater, de voedingsmiddelenindustrie, gft van huishoudens, bermgras en andere laagwaardige reststoffen.

WKK in Polderwijk. Veel boerderijen produceren uit mest en biomassa gas en elektriciteit voor landelijke energienetten.

Groen licht in de sector

De werking van deze vergistingsinstallatie is aangetoond in een EOS-LT onderzoek van Bareau in samenwerking met Wageningen Universiteit. De resultaten zijn 20 juni gepresenteerd tijdens de internationale Biomass Conference and Exhibition in Milaan. Een delegatie Chinese en Duitse hoogleraren onder leiding van Bernhard Raninger heeft daar afspraken gemaakt over samenwerking. KEMA bevestigt als autoriteit dat het AHPD-groengas aan alle eisen voor directe invoering in het aardgasnet voldoet. De techniek is inmiddels ook geadopteerd door het Innovatiecontract Groen Gas.

De AHPD-techniek wordt dit jaar toegepast in de Penitentiaire Inrichting in Leeuwarden. De gevangenis wil met vergisting energie uit het afvalwater terugwinnen. Met de techniek kan in een woonwijk de EPC-milieunorm voor 2020 met 0,2 procent verbeterd worden.

Zelfs restanten van de waterzuivering kunnen een eigen partijtje ‘meeblazen’ in vergistingsprocessen

Ook waterschappen en bedrijven gaan ermee aan de slag. De Waterschappen Rivierenland en Waterschap Veluwe gaan de vergistingstechnologie op praktijkschaal inbouwen. Het past uitstekend in het beleid van De Energiefabriek, een gemeenschappelijk initiatief van 14 waterschappen. Naast Bareau azen ook veel andere laboratoria op de succesfomule voor een betere vergisting. De Staatscourant publiceerde dit voorjaar 80 nieuwe co-vergistingsproducten die allen mikken op meer en beter biogas. Onduidelijk is of het daarmee lukt om energie op te wekken uit al ons bioafval, ook het allertaaiste.

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 02 augustus 2012

Discussieer mee

0

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

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.