Miscanthus als energiegewas

De snelle groei, de lage minerale inhoud en de hoge opbrengst aan biomassa maakt het gewas een ideale biobrandstof.
Warmte en elektriciteit
Als energiegewas kan miscanthus gebruikt worden als brandstof voor verbranding of vergassing voor productie van warmte of elektriciteit.

Het gebruik van miscanthus als energieleverancier is interessant omdat deze een veel hogere energetische waarde heeft als hout, 4300 tot 4700 kWh per ton DS in vergelijking met 3300 kWh/t DS voor hout. Eén ton miscanthus heeft dezelfde energie-inhoud als 0,5 ton steenkool.
In Tabel 1 wordt de energiebalans van verschillende energiegewassen met elkaar vergeleken. Er is te zien dat de productie van 1 ha miscanthus equivalent is met 8000 l stookolie of 1 ton miscanthus is equivalent met 500 l stookolie. Miscanthus heeft een zeer gunstige energiebalans (verbruikte energie/geleverde energie) (Tabel 1) en capteert meer CO2 dan het uitstoot, omdat een deel ervan gestockeerd kan worden in de rhizomen. Bij verbranding wordt 90% minder CO2 uitgestoten in vergelijking met steenkool.
 

In Tabel 2 worden de eigenschappen van verschillende soorten biomassa waaronder Miscanthus giganteus met elkaar vergeleken. Chemische elementen als chloor, zwavel en stikstof hebben naargelang hun concentratie invloed op de schadelijke rookgassen die vrijkomen bij verbranding.

In Tabel 2 is te zien dat het asgehalte na verbranding van miscanthus (3%) veel hoger is dan bij verbranding van hout.
Het as van miscanthus bevat ongeveer 30-40% SiO2, 20-25% K2O, 5% P2O5, 5% CaO en 5% MgO. De chemische samenstelling van de as heeft invloed op de assmelttemperatuur en op de samenstelling van de rookgassen. Sintering van de as van miscanthus treedt al op bij 600 °C. De sinterings- of asverwekingstemperatuur is de temperatuur waarbij het as gaat smelten en er slakken (kaliumsilikaten) gevormd worden. De vorming van kaliumsilikaten is te wijten aan de relatief hoge gehalte aan silicium van miscanthus in combinatie met kalium (Tabel 2). Bij rietgras en wilg treedt dit pas op bij 900 °C. Daarnaast zorgt het relatief hoge gehalte aan Cl (Tabel 2) voor corrosie van de ketel wat de levensduur van een gewone houtverbrandingsketel beperkt.
 

De industriële verbranding van miscanthus vereist daarom een speciaal aangepaste ketel. De aanpassing houdt onder meer in dat een bewegend rooster moet voorzien zijn om slakkenvorming te voorkomen. De ketel is ook voorzien tegen corrosie en bevat een automatisch reinigingssysteem voor afvoer van de assen. Deze ketels zijn te koop bij onder andere firma Hargassner , firma Heizomat  en firma Reka. Deze firma’s hebben ook verdelers in België.
 

In een gewone houtverbrandingsketel kan theoretisch tot 50% miscanthus toegevoegd worden; er wordt echter aangeraden om slechts tot 30% miscanthus toe te voegen voor de levensduur van de ketel. De houtkrullen kunnen automatisch gemengd worden met de miscanthussnippers in het roersysteem dat voor de ketel kan worden aangesloten.
Er bestaan ketels die zuiver op miscanthus branden alsook ketels die zowel hout, stro, miscanthus, enz. branden. De prijs voor deze laatste ligt wel iets hoger in vergelijking met een ketel voor verbranding van één enkele soort biomassa. Een verbrandingsketel vereist een jaarlijks onderhoud, net zoals een stookolieketel, maar vraagt wel meer werk (5-6 arbeidsuren).
 

Miscanthus kan tot pellets geperst worden, maar dit vereist een combinatie met houtzaagsel. Dit wordt onder andere gedaan bij Pellets Mandi (België). Er kan maximaal 10% miscanthus aan de houtpellets worden toegevoegd. De verbranding van zuivere miscanthuspellets in een pelletketel is namelijk niet mogelijk, omdat er teveel as gevormd wordt. De ketel raakt hierdoor onmiddellijk vol, waardoor verdere verbranding moeilijk verloopt. Miscanthusbriketten kunnen wel in een gewone houtkachel verbrand worden, maar dit vraagt extra onderhoud door de vorming van de vele assen.
 

Na verbranding kan het as van miscanthus gebruikt worden als bodembemester. Deze as is net als dat van hennep of stro meer geschikt als bodembemesting dan het as van hout.
Miscanthus kan ook vergast worden. In vergelijking met een verbrandingsketel heeft een vergassingsketel zowel voor- als nadelen. De vergassingsketel is veel goedkoper (geen bewegende onderdelen, vijzel, enz.) en zou dus beter geschikt zijn indien slechts een klein vermogen nodig is. De miscanthus wordt in de vorm van briketten aangeleverd, maar de ketel moet hiervoor manueel bijgevuld worden (1 à 2 keer per dag) (arbeidsintensief). Voor vergassing zijn ook heel harde briketten nodig omdat deze door de hoge temperatuur snel openspringen. Hierdoor is het rendement van de vergassing veel lager dan verbranding.
In de vergister levert miscanthus weinig biogas per ton droge stof op omdat er meer tijd nodig is voor de afbraak van het vezelrijke materiaal. Miscanthus is hier dus niet geschikt voor.

 Motorbrandstof

Miscanthus kan ook gebruikt worden voor de productie van bio-ethanol, via het proces van alcoholische fermentatie. Miscanthus kan ook dienen als grondstof voor productie van biodiesel via het Fischer Tropsch proces. Hierbij wordt de biomassa vergast en daarna via het Fischer-Tropsch proces omgezet tot vloeibare brandstof.