September 2022
Opschaling productie groengas gericht op gebouwde omgeving
Van 221 miljoen naar 2 miljard m3
Groengasproductie is een van de mogelijkheden om de uitstoot van CO2, methaan en stikstof te verminderen en het landbouw- en energiesysteem meer duurzaam te maken. Tevens biedt het een alternatief voor aardgas in binnensteden en dunbevolkte gebieden. Het kabinet wil de productie van 221 miljoen m3 naar twee miljard m3 opschroeven, vooral in de gebouwde omgeving. Dat gaat niet van een leien dakje. Aanscherping en aanvulling op het beleid is noodzakelijk.
Groengas is eigenlijk opgewaardeerd biogas, geschikt om rechtstreeks en zonder problemen voor de eindgebruiker in het bestaande aardgasnetwerk in te voeden. Een halve eeuw geleden, na het verschijnen van het rapport van de Club van Rome, experimenteerde ‘De Kleine Aarde’ in Boxtel al als een van de eersten met koeienmest voor biogas. Sinds 1978 kreeg de Landbouwhogeschool van Wageningen (tegenwoordig Wageningen University & Research) ook belangstelling voor vergisting. Het grote voordeel – en tevens gebrek – is dat je allerhande organische reststromen, van GFT-afval tot varkensmest en rioolslib, voor vergisting kunt gebruiken. In de beginperiode gebruikten RWZI’s het vooral om hun materialen af te breken. De productie van methaan (biogas) was bijzaak en diende vooral om de zuiveringsinstallaties energetisch gunstiger te laten draaien. Veehouders zagen vergisting eerder als oplossing om van hun mestoverschotten af te komen en er tegelijkertijd aan te verdienen via subsidies op wkk-installaties.
Invloed subsidies
Tussen de jaren ’80 en de eeuwwisseling vertoonde de belangstelling voor biogas, volgens het rapport ‘groen gas keten’ van Ekwadraat Advies uit 2020, een golfbeweging: bij lagere energieprijzen nam de interesse af, zodra die weer stegen, nam de belangstelling toe. Veel technologieën zijn wel door wet- en regelgeving en subsidies gedreven, eerst door de MEP en later door zijn opvolger de SDE. Een voorbeeld: veehouders, zo schreef de vakpers indertijd, stapten pas over op co-vergisting – waarmee hogere rendementen worden bereikt – toen het rijk grondgebonden stoffen als maïs, kuil en bermgras aan de ‘Groene Lijst’ voor mestverwerking had toegevoegd (sinds 2019 is dat onderscheid voor vergisting verdwenen). Nu veel wkk-installaties aan het eind van hun subsidies komen, lijkt het volgens Platform Groen Gas – een fusie tussen Groengas NL, 2bcm Alliantie, BBO, VIV en VVGP – dan ook logisch om op groengas over te stappen, zo schrijft het platform in hun meerjarenprogramma (MJP) dat op 31 mei van dit jaar aan minister van Klimaat en Energie Rob Jetten werd aangeboden.
Een vergister op het boerenerf kost al snel enkele tonnen.
Biogas en groengas
Voor groengas moet er eerst biogas worden geproduceerd. Vanuit de stal wordt verse mest in een silo gepompt waar het, afhankelijk van de temperatuur, circa drie weken tot anderhalve maand verblijft. Tijdens het anaerobe proces zetten de aanwezige bacteriën de slurry om in biogas en een digestaat. Dat biogas kun je vervolgens naar een wkkinstallatie sturen om er elektriciteit en warmte van te maken of je kunt het biogas tot groengas opwerken door het van zwavel en CO2 te zuiveren en er aardgaslucht aan toe te voegen. De stikstof uit de mest kan als ammoniumsulfaat apart worden opgeslagen, een goede vervanger voor kunstmest. Vergisting bespaart bijna de helft aan de uitstoot van stikstof en ruim driekwart aan die van methaan. ‘Circa twee derde van dat biogas levert stroom en warmte voor een wkk-installatie, een derde wordt opgewerkt tot groengas’, stelde CE Delft in haar rapport ‘De maatschappelijke waarde van groengas’ uit oktober 2021. Aan beide methoden hangt natuurlijk wel een prijskaartje. Een vergister op het boerenerf kost al snel enkele tonnen, terwijl een installatie voor de opwaardering tot groengas meer dan een miljoen euro bedraagt, bracht Change Inc. in juli naar voren. Als gevolg daarvan zijn banken nogal huiverig om leningen af te sluiten. Verder moet er een aansluiting van het boerenerf op het gasnet aanwezig zijn (of worden aangelegd). Het platform ziet vergisting, vergassing en bio-raffinage van organische reststromen als de meest kostenefficiënte route voor verduurzaming, niet alleen voor het gasnet, maar ook voor de gebouwde omgeving. Enerzijds als buffer om pieken in de warmtevraag op te vangen, anderzijds als duurzame brandstof in hybride warmtepompen en cv-ketels voor onze binnensteden en dunbevolkte gebieden.
Vergisting en vergassing
Volgens het MJP van het platform is het beoogde volume van twee miljard m3 groengas (2bcm) in potentie in Nederland aanwezig. Op dit moment produceert de sector 221 miljoen m3 , een stijging van 12,8 procent, zo toonde vakblad ‘De Boerderij’ begin dit jaar aan. De meest recente publicatie van TKI Nieuw Gas, onderdeel van de topsector energie, verdeelt de bronnen in drie categorieën: vergisting in de landbouw (5.879 TJ), reststromen uit de voedingsmiddelenindustrie en GFT (6.074 TJ), en opwekking van biogas bij RWZI’s (2.636 TJ). Opwekking van groengas door middel van vergisting kan de komende jaren, dankzij efficiency verbetering en opschaling, nog enigszins groeien, maar daarmee zal ons land niet de gewenste 2 bcm per jaar in 2030 halen. Nieuwe technologieën worden volgens het platform en andere bronnen dan ook noodzakelijk. Op dit moment zit er een groot aantal innovatieve projecten in de pijplijn, van de hoge drukvergister of AHPD (autogenerative high pressure digestio) van Bareau en verdubbeling van groengas productie bij Bio Energie Coevorden (nu 50 miljoen m3 per jaar), tot technologieën als die van Torrgas (pyrolyse van biomassa reststromen als voorbehandeling tot syngas) en superkritische watervergassing (onder meer bij SCW Energy in Alkmaar). De vergassingsroute biedt volgens het platform grote voordelen. Hoewel bijna alle projecten nog in de demo-fase zitten, kunnen hiermee binnen enkele jaren veel grotere volumes worden bereikt, zodat de 2bcm-doelstelling voor 2030 in zicht komt. Vergassing is een thermochemisch proces waarvoor een brede range aan bio-grondstoffen – zowel de natte als droge – wordt gebruikt en een syngas oplevert dat uit waterstof en koolmonoxide bestaat. Na methanisatie van waterstof kan dat vervolgens als groengas gemakkelijk het aardgasnet in. Vergassing gaat niet alleen sneller en efficiënter dan vergisting (enkele minuten in plaats van weken en bij een conversierendement van 99 procent in plaats van 55 procent), maar brengt ook allerlei chemische componenten (als nutriënten en mineralen) voor de biobased economie voort.
Superkritische watervergassing bij SCW Energy in Alkmaar
Gebouwde omgeving
Het huidige kabinet heeft ervoor gekozen om groengas in te zetten voor mobiliteit en de gebouwde omgeving. Dat laatste is niet zo vreemd: veel woningen tussen 1945 en 1990, vooral in binnensteden en dunbevolkte gebieden, zijn namelijk matig tot slecht geïsoleerd en hebben een hoge warmtevraag. Onderzoek in opdracht van Netbeheer Nederland, Enexis, New Energy Coalition en Groen Gas Nederland (nu opgegaan in het genoemde platform) liet in oktober 2021 zien dat het totale gasverbruik voor dergelijke woningen circa 2bcm bedraagt. Overstappen op duurzame warmtenetten is voor deze woningen vrijwel onmogelijk. Niet alleen gaat er door weinig isolatie veel warmte verloren, maar ook is een warmtenet moeilijk uitvoerbaar (in de binnensteden) of economisch niet haalbaar (dunbevolkt buitengebied). Welke alternatieven staan er dan voor deze wijken en woningen open? Geothermie valt af: de kosten voor de bron, het leidingnetwerk en aansluitingen zijn duur (meer dan 40.000 euro per woning). Waterstofketels dan? Die hebben op dit moment ook hoge ketenkosten; het driedubbele vergeleken met cv-ketels op aardgas. De meest voor de hand liggende oplossing zijn dan cv-ketels op groengas of hybride warmtepompen die deels op elektriciteit en deels op groengas draaien. Weliswaar zijn de ketenkosten twee keer zo hoog als aardgasgestookte cv-ketels, maar de CO2 -emissies zijn in beide gevallen een factor zeven tot acht lager dan verwarming op aardgas (7,5 en 8,5 kg CO2 /GJ in plaats van meer dan 60 kg CO2 /GJ).
Knelpunten
Om meer groengasproductie te realiseren en binnen acht jaar de sprong naar een vertienvoudiging te maken, is het volgens de sector wel nodig dat een aantal knelpunten worden weggenomen. Wet- en regelgeving is daar debet aan. De afgelopen decennia stimuleerde de overheid via de SDE-regeling vergisting via wkk-installaties, zowel op het boerenerf als bij RWZI’s en in de voedingsmiddelenindustrie. Vanuit energetisch opzicht is dat niet echt handig: door biogas om te zetten in zowel elektriciteit als warmte, treden aanzienlijke verliezen op (ook wel exergie of het maximale arbeidspotentieel genoemd). Voor groengas – dat rechtstreeks als moleculen in het energiesysteem kan worden gestopt – zijn die verliezen veel minder, zeker via de vergassingsroute. Een van de grootste obstakels is de prijs van groengas. Binnen de ODE (Opslag Duurzame Energie) en de energiebelasting is die aan aardgas gekoppeld. Opslag van groengas wordt volgens het MJP niet gewaardeerd, biomassaverwerking kan beter een ander kader binnen de SDE-regeling krijgen. Pas je dat regime aan, dan stimuleer je de transitie. Een andere uitdaging is de gasinfrastructuur. Weliswaar heeft Nederland een fijnmazig netwerk dat op termijn naar meer duurzame gassen (zoals groengas en waterstof) kan worden omgebouwd, maar productie en afzet liggen ver uit elkaar (productie nu op het boerenerf, afzet in de stedelijke omgeving). Invoeding van gasvormige energiedragers gebeurt vaak op centrale punten. Hoe groter de afstand tussen bron en afzetpunt, des te lager wordt de druk in het gasnet en des te kleiner wordt ook de diameter van de leidingen. Veehouders die groengas willen invoeden, beschikken zodoende over een beperkte capaciteit. ‘Netbeheerders moeten daarom vanuit de nationale groengasvisie de ruimte krijgen voor investeringen in maatwerk’, concludeerde Binnenlands Bestuur begin dit jaar. Het MJP van het Platform Groengas onderschrijft dat knelpunt: ‘allocatie van groengasproductie zal separaat onderzocht moeten worden’. Tot op heden heeft de regering daarin nog geen standpunt bepaald: ‘gezien de beperkte volumes en de onzekerheid over toekomstige beschikbaarheid, is het lastig om nu al allocatiekeuzes en voorspellingen te maken’. Anders gezegd: de toewijzing van een bepaald volume groengas aan specifieke buitengebieden en binnensteden staat nog lang niet vast, evenmin als de locaties waar die productie het beste kan plaatsvinden.
Bijmengverplichting
Waarin Groen Gas Nederland (GGNL) – als één van de fusiepartners binnen het platform – sinds 2015 wel is
geslaagd, is de recente aankondiging van het kabinet tot een bijmengverplichting, het stokpaardje van Gerd van der Logt, tot begin 2022 de algemeen directeur. ‘Dat zorgt voor meer professionele partijen die investeren in repeteerbare projecten. En geeft vooral meer investerings- en beleidszekerheid,’ aldus Van der Logt. Op 4 juli schreef minister Jetten aan de Tweede Kamer. ‘Groengas helpt in het bereiken van de klimaatdoelen (reducties van CO2, methaan en stikstof) en om onafhankelijk te worden van aardgasimport. De kracht van vergisting en vergassing – namelijk dat een veelheid aan heterogene reststromen in een schone energiedrager kan worden omgezet – is tevens haar zwakte: het blijkt lastig om de sterk wisselende business cases van producenten te ondersteunen via subsidies. Een bijmengverplichting kan een passend instrument zijn om de groei van groengas te bevorderen.’ Het definitieve besluit volgt in het eerste kwartaal van 2023, maar nu al staat vast dat het kabinet kiest voor een 20 procent verplichting, overeenkomend met 1,6 bcm, en primair voor de gebouwde omgeving. De verplichting voor gasleveranciers hoeft niet fysiek te zijn, het kan ook administratief worden ingevuld via groencertificaten of GvO’s (garanties van oorsprong), en gaat in per 2025. <<
Meer infortmatie
- Topsecor Energie: Groen gas
- Kamerbrief bijmengverplichting
- Maatschappelijke waarde groengas
Tekst: Tseard Zoethout
Fotografie: Gasunie, Linda Kindt