In deel 8 hebben we laten zien dat het vergisten van alle natte afvalstromen een aardige bijdrage kan leveren aan de energievoorziening. Vooral koeienmest en huishoudelijk groente-, fruit- en tuinafval (GFT) bleken zoden aan de dijk te zetten. De concluderende twee alinea’s, die destijds per abuis niet zijn afgedrukt, luidden:
Met GFT, mest en rioolwater komen we op 2,2 kWh/p•d. Naast deze drie stromen is er nog een dertigtal reststromen aan te wijzen, bijvoorbeeld houtafval, stro, bermgras, frituurvet, dierlijk vet, textiel en papier. In het rapport ‘Biomassa in de Nederlandse energiehuishouding in 2030’ schatten wetenschappers van ECN en WUR de maximale bijdrage van restproducten die kunnen worden omgezet in energiedragers zoals biogas, biobrandstof en biomassa op 300 PJ per jaar, 14 kWh/p•d.
Houtachtige afvalstoffen, die volgens hetzelfde rapport ongeveer een derde van de afvalstroom vormen, komen niet in aanmerking voor vergisting. Hiermee komt tweederde in aanmerking voor vergisting tot biogas, waarmee de maximale bijdrage van biogas uit afvalstromen komt op 9 kWh/p•d van de totaal benodigde 185 kWh/p•d.
In deze aflevering kijken we hoeveel biogas we hier aan toe kunnen voegen wanneer we gewassen, met name maïs, grootschalig gaan verbouwen en vergisten. Ongeveer honderd boeren hebben vergisters op hun erf staan. De meesten vergisten een combinatie van mest, organisch afval en maïs tot biogas, dat ze vervolgens via een verbrandingsmotor en generator omzetten in elektriciteit. Het meeste biogas wordt dus verstroomd, zoals het in jargon heet.
Vergisting, fermentatie of rotten is een biologisch proces waarbij bacteriën organische materialen anaeroob (zonder zuurstof) omzetten in onder andere methaan (CH4). Biogas bevat gemiddeld 55 % CH4 en 40 % CO2. De verbrandingswaarde van biogas (21 MJ/m3) is daardoor niet zo hoog dat van aardgas (35 MJ/m3), dat 90 % CH4 bevat.
De bevolkingsdichtheid in Nederland is ongeveer 400 mensen per vierkante kilometer. Iedere Nederlander heeft dus ongeveer 2.500 m2 (een derde voetbalveld) tot zijn beschikking. Volgens het CBS is ruim de helft (55 procent) van Nederland agrarisch terrein. We houden hiervan een kwart vrij om voedsel en bloembollen te verbouwen en onze veestapel te laten grazen. We reserveren de resterende driekwart voor biobrandstoffen. Laten we die eerlijk verdelen tussen maïs voor biogas, suikerbiet voor bio-ethanol en houtachtige gewassen (biomassa) om te rechtstreeks te verbranden. Bio-ethanol en biomassa om bij te stoken in elektriciteitscentrales behandelen we in twee volgende afleveringen. Dan heeft iedere Nederlander 344 m2 (25 % * 55 % * 2.500 m2) landbouwgrond met maïskolven ter beschikking.
Opbrengst
Hoeveel biogas kunnen we uit een vierkante meter halen? Volgens de Vereniging van Groen Gas Producenten (VGGP) levert een hectare 70 ton maïs op en levert iedere ton maïs 200 m3 biogas (0,2 m3/kg). De opbrengst is dus 7 kg/m2 maïs (ruim tien planten met één of twee maïskolven). Iedere vierkante meter landbouwgrond resulteert dus in 1,4 m3 biogas. De verbrandingswaarde is dus 29 MJ/m2 (1,4 m3/m2 * 21 MJ/m3). Dat lijkt aardig, we moeten het door 365 delen om in de eenheid van deze serie te komen. Voor de productie van biogas is relatief weinig energie nodig. De productie van kunstmest, grondbewerking, zaaien en oogsten (diesel voor landbouwwerktuigen) vormt de bulk van de energiekosten. Daarnaast moet de vergistingstank worden geroerd en verwarmd en het gas gefilterd en gecomprimeerd. In een artikel van wetenschappers van IIASA, ECN en Copernicus schatten de opstellers de energie die nodig is voor verbouwen, transporteren en omzetten in biobrandstof van granen op 10 tot 15 GJ/ha (1 tot 1,5 MJ/m2). Nemen we de ondergrens en trekken we 1 MJ/m2 af van 29 MJ/m2, dan levert het verbouwen van maïs 28 MJ/m3 (8 kWh/m2) op. Gedeeld door 365 is dit 21 Wh/m2•d. Met een oppervlakte van 344 m2/p resulteert dit in 7 kWh/p•d van de totaal benodigde 185 kWh/p•d.
