Pocketvergisting

 De laatste 10 jaar heeft de biogassector zich ook in Vlaanderen ontwikkeld. Startend met projecten van een grootte-orde van 300 tot 500 kW, worden op vandaag projecten ontwikkeld van 2 à 3 MW. Deze schaalvergroting was – wat boerderijvergisting betreft - in belangrijke mate gekoppeld aan de integratie van vergisting binnen mestverwerking en de noodzakelijke rationalisering van de kosten voor deze mestverwerkingsinstallaties. Momenteel zijn in Vlaanderen 36 biogasinstallaties operationeel, waarvan 24 installaties binnen een agrarische context. Deze installaties vergisten 15000 tot 60000 ton biomassa per jaar, samengesteld uit mest, organisch biologisch afval en energiegewassen.
De biogassector staat voor belangrijke uitdagingen: ontwikkeling van de sector staat in directe relatie tot de beschikbaarheid van betaalbare biomassastromen en de vergunbaarheid van projecten binnen de sterk verstedelijkte Vlaamse context. Het runnen van een dergelijke biogasinstallatie op een landbouwbedrijf is een volwaardige activiteit binnen het bedrijf met inzet van een of meerdere voltijdse arbeidskrachten, ondermeer omwille van de zware administratieve last. Met andere woorden: biogasinstallaties zoals ze vandaag op landbouwbedrijven gebouwd worden, kaderen doorgaans in specifieke mestverwerkingsprojecten en staan voor een stuk los van de individuele veehouder die op zoek is naar manieren om de energiefactuur op zijn bedrijf te beheersen.
En dan is onze vraag: zijn er vergistingsconcepten denkbaar op een melkvee-, varkens- of pluimveebedrijf, waarbij op basis van op het bedrijf beschikbare biomassastromen energie wordt geproduceerd voor het eigen bedrijf? En zijn deze concepten zodanig ontworpen dat ze performant maar eenvoudig zijn, betaalbaar en weinig inzet vragen van arbeid zodat ze maximaal kunnen geïntegreerd worden binnen het productieproces?
Drie elementen moeten hierbij zeker bekeken worden:

• de techniek: keep it simple of zo hightech en dus efficiënt mogelijk
• de conversiekeuze: micro-wkk, micro-gasturbine, stirlingmotor of alleen inzetten op groene warmte of groen gas?
• De nodige vergunningen. Welke zijn de factoren (dimensionering, inputstromen, ….) die deze vergunbaarheid beïnvloeden? Wat zijn de beste opties die in dit verband genomen kunnen worden?

In de Microferm bedraagt de gemiddelde verblijftijd van de mest in de reactor momenteel 20 dagen. Bedoeling is om het vergistingsproces verder te optimaliseren zodat de verblijftijd tot de helft kan worden gereduceerd zonder aan vergistingsrendement in te boeten. Op die manier kan de installatie jaarlijks zo’n 4000 m3 varkensdrijfmest vergisten met een netto energieproductie tot 270 000 kWhel en 200 000 kWhth. De Microferm staat  reeds verder op punt voor vergisting van runderdrijfmest dan voor vergisting van varkensdrijfmest omdat varkensdrijfmest op zich minder vergistingsbacteriën bevat dan runderdrijfmest en het hogere stikstofgehalte in de varkensdrijfmest sneller problemen kan opleveren met ammonium-intoxicatie in de reactor. In Langeveen (Nederland) is er een Microferm operationeel op een kalverbedrijf. 

Technische fiches Pocketvergister Microferm

De UDR vastbed hoogrendementsvergister wordt in Duitsland gepromoot als zelfstandige kleinschalige vergistingsinstallatie of als aanvulling op een bestaande grootschalige vergister. In tegenstelling tot de Microferm is in de reactoren van de UDR een dragermateriaal aanwezig waarop de vergistingsbacteriën zich vasthechten. Zo wordt vermeden dat deze bacteriën bij de korte verblijftijden te snel met het digestaat afgevoerd worden.

Technische fiche pocketvergister UDR

Een pocketvergister van Biolectric is een andere concept. Bij het ontwerp van deze vergister is men net vanuit het omgekeerde principe vertrokken: het systeem herleiden naar maximale eenvoud, wat misschien het energetisch rendement van het proces niet bevordert, maar wel de kostprijs van het geheel sterk beheersbaar maakt. Het resultaat is dat de reactor niét compact is, integendeel: de vergisting vindt plaats in een langgerekte, geïsoleerde mestzak, waar de mest gemiddeld een 40-tal dagen in verblijft. 0p deze manier wordt op jaarbasis zo’n 2000 m³ runderdrijfmest vergist, goed voor een netto-elektriciteitsproductie van ruim 50 000 kWhel en een warmte productie van 3,75 m³ warm water per dag.
De 2de zeer originele invalshoek van deze installatie is dat men bewust gekozen heeft voor een stirling motor met een vermogen van minder dan 10 kW. Op deze manier kan de installatie op het net aangesloten worden met een terugdraaiende teller: alle geproduceerde elektriciteit kan gevaloriseerd worden aan de aankoopprijs van elektriciteit, voor zover uiteraard het totaal verbruik op het bedrijf minstens zo groot is als hetgeen de installatie produceert. 

Technische fiche pocketvergister Biolectric

 Type microferm: hoog technologisch

Uitgangspunten:

• Melkvee 160 koeien met jongvee
• 5.600 ton p/j dagverse mest met 9% droge stof
• Productie electrisch is 415 MWhe/j
• Eigen electrisch verbruik is 17 MWhe/j
• Productie warmte is 503 MWhe/j
• Eigen verbruik warmte is 236 MWht/j
• Totale vergoeding € 0,17 /kWhe(GSC, WKC en stroom)
• Verkoop warmte € 0,03 /kWht
• Totale investering Microferm € 380.000
• Totale all in onderhoudskosten € 0,04/kWhe

Resultaat:

• Opbrengsten Elektriciteit (415 MWhr x € 170) € 70.000
• Opbrengsten Warmte (267 MWhr x € 30) € 8.000
• Totale opbrengst € 78.000
• Energie kosten € 3.000 (eigen verbruik)
• Totale all in onderhoudskosten € 16.000
• Lease kosten € 42.000 (12 jaar lease)
• Algemene kosten € 6.000
• Totale kosten € 61.000
• EBT € 11.000
• CO2 credits € 13.500 (900 ton x min. € 15,=)

 Type Biolectric: keep it simple

Elektrisch

• 64.000kWh productie, 12.000kWh eigen verbruik installatie
• 52.000kWh van de teller à 0,14€/kWh= 7.280€
• Groenestroomcertificaten: 7680€ (64.000kWh à120€/1000kWh)

Thermisch

• Warmtekrachtbesparingsfactor: 2,51
• 32.0€/warmtekrachtcertificaat
• Opbrengst: 5140€
• 3750 liter warm water van 15°C naar 55°C per dag

Totale opbrengst: 20.100€/jaar

Kosten: onderhoud, full service, 3000€/jaar

Netto opbrengst: 17.100€/jaar

Kostprijs installatie: 100.000€

• VLIF-steun: 28%, 28.000€
• Verhoogde investeringsaftrek 5% 5.000€

Terugverdientijd: 3,9 jaar, productie warm water werd hier niet als opbrengst gerekend!

De eerste installatie van Biolectric staat op een melkveebedrijf met 220 melkkoeien en 4 melkrobotten in Hove. De melkrobotten zorgen voor een relatief constante elektriciteits- en warmtevraag. Er wordt jaarlijks 2000m³ mest vergist, dus ongeveer van een 80-tal koeien. Er zou dus nog mest zijn voor twee extra installaties. Dit wordt echter bewust niet gedaan, aangezien de elektriciteitsproductie dan boven de 10kW zou komen en er dus niet meer met een terugdraaiende teller zou kunnen gewerkt worden. 

Foto's van de installatie zijn hieronder te zien