De suikerbiet, een concentratie van energie

 

Informatie over biogas-productie in Duitsland

Samenvatting

In Duitsland vindt momenteel een groene revolutie plaats: 1000 biogasinstallaties in 2000, 7000 in 2011, en meer dan 20.000 voorzien voor 2020... De politieke wil, de stimulans voor financiële investering, de aantrekkelijke verkoopprijs van de energie, ... dit alles gecombineerd duwt de Duitse landbouwer in de richting om energieleverancier te worden. Dit energieverhaal slaat aan ! Zozeer zelfs dat de Duitse autoriteit zich zorgen maakt over het aantal landbouwers dat stopt met melkproductie om over te stappen naar energieproductie. Publiekelijk maakt men zich zorgen over het gebrek aan diversiteit in het monotone landschap zoals ook het grote maïsareaal het landschap herschept tot een aaneengesloten en eentonig geheel. Het gebruik van suikerbieten om biogas te produceren geeft zeer interessante resultaten. De oppervlakte suikerbieten gekweekt voor energie neemt gestaag toe. 10.000 Ha in 2010, 20.000 in 2011, en waarschijnlijk 50.000 hectare op korte termijn. Allemaal dankzij de suikerbietteelt die men heel goed beheerst en die een goede vruchtwisseling geeft met maïs en granen.

Duurzame energie

Geleidelijk aan zullen fossiele brandstoffen moeten worden vervangen door nieuwe energiebronnen, waarvan het merendeel "duurzaam" moet zijn. Hernieuwbare energie zoals zonne-energie, wind – en waterenergie, gebruik van de natuurlijke warmte van de aarde, of uit biomassa (bio-ethanol, biodiesel, biogas, hout, ...).

Biogas

Biogas is een mengsel van methaan (hoofdbestanddeel) en kooldioxide (CO2). Dit gas ontstaat bij de anaërobe vergisting van organisch materiaal (biomassa). De productie van een biogaseenheid is direct gerelateerd aan het type, de samenstelling en de kwaliteit van de grondstoffen. De energiewaarde van 1 m³ biogas is gelijk aan ½ kubieke meter aardgas en komt overeen met 5 KWh.

Duitsland = wereldwijde pionier

Duitsland produceert ongeveer 12 % van zijn totale energiebehoefte uit hernieuwbare bronnen. 70 % daarvan uit biomassa (waarvan 50 % biodiesel uit koolzaad, 35 % biogas, 15 % bio-ethanol uit suiker en zetmeel en 0,2 % uit hout). Bijna 2 miljoen hectare, dit komt neer op ongeveer 18 % van het landbouwareaal van Duitsland, zijn gericht op energiegewassen. De vooruitzichten voor de volgende 10 jaar (2020) zijn dat 3,7 miljoen hectare zal worden toegewezen aan de productie van energie (dit is 31 % van het areaal). Zoals blijkt uit tabel 1 zijn de eerste biogasbedrijven ongeveer twintig jaar geleden ontstaan in Duitsland. Sindsdien is het aantal bedrijven exponentieel gegroeid tot ongeveer 7.000 vestigingen in 2011 en dit cijfer blijft stijgen. Momenteel is de totale geïnstalleerde biogascapaciteit ongeveer 2.750 Megawatt (ter vergelijking: de drie kerncentrales van Tihange in België hebben elk een geïnstalleerd vermogen van ongeveer 1.000 megawatt). De jaarlijkse productie van elektriciteit met biogas is 18 miljoen megawatt uur.

Biomassa voor vergisting

In 2011 werden bijna 800.000 Ha gebruikt voor de productie van biomassa voor vergisting, wat neerkomt op gemiddeld 120 Ha per biogasbedrijf. Maïs heeft het grootste aandeel in de productie van biogas: 700.000 Ha, gevolgd door granen, gras en suikerbieten. Naast deze gewassen dienen ook mengmest en stalmest als basis voor vergisting. Maar ook alle organisch afval (restafval na de verwerking van aardappelen, groenten, ...) worden verwerkt. Bijvoorbeeld, de typische samenstelling van de aanvoer voor een biogasinstallatie met een capaciteit van 500 kilowatt zou kunnen zijn: 60m³ mengmest, 8 ton maïs, 2 tot 3 ton gras en 0,3 tot 0,5 ton graan. Maar sommige installaties draaien enkel op maïs en voor een vermogen van 500 kilowatt is dan ongeveer 25 ton maïs per dag nodig van 32 % droge stof. De oppervlakte maïs daarvoor nodig is dan ongeveer 250 hectare. Maïs wordt over het algemeen aangekocht via meerjarige contracten. Groot-orde van prijs: 17,5 € / ton vers materiaal op stam (de oogst, het transport en het inkuilen voor de rekening van de fabriek).

Biogas uit suikerbieten

Suikerbieten kunnen maïs vervangen. Het gebruik van bieten voor de productie van biogas is zeer recent en vertegenwoordigt ongeveer 20.000 Ha in 2011 in Duitsland. Met het oog op het energiepotentieel van suikerbieten en de huidige energieprijzen, is de waarde van bieten voor biogas ongeveer € 30/ T netto. Deze prijs benadert de bietenprijs binnen quotum. Meerdere studies tonen aan dat de suikerbiet een grotere methaan- en energieopbrengst levert per Ha dan maïs of granen. Er zijn meerdere redenen voor deze meeropbrengst:

• Hoge droge stofopbrengst per hectare,

• een hoog gehalte aan droge stof,

• een belangrijke reserve opgeslaan onder de vorm van saccharose, een koolhydraat dat snel en makkelijk door bacteriën wordt omgezet in energie,

• bevat weinig lignine

• een korte passage door de vergister: In minder dan 15 dagen zijn de bieten volledig vergist, in vergelijking met maïs waar dit 90 dagen kan duren.

Tabel 2: Biogas productie van verschillende gewassen

Grondstof

Verse opbrengst

T/Ha

Methaan

m³/T DS

Methaan

m³/ Ha

Electriciteit

Kwh/Ha

Relatief
Granen 9 426 3100 11000 50 %
Maïs 60 325 6300 22000 100 %
Suikerbieten 80 442 6500 23000 104 %
Bietenbladeren 40 324 1300 4000 18 %
Bieten + bladeren 120 417 7800 27000 122 %

Bron: Strube – afgeronde cijfers die de groot-orde weergeven

Suikerbieten bieden een alternatief voor maïs bij de landbouwers. Dit is een goede zaak, gezien de nieuwe eisen van Europa met betrekking tot vruchtafwisseling en het behoud van de bodemvruchtbaarheid. Maar tegelijk ook voor Duitse publieke opinie die alsmaar minder aanvaard dat maïs als monocultuur het landschap verstikt. Het aandeel van maïs voor de biogas productie zal beperkt worden tot 60 % vanaf 2012.

Drie problemen doen zich voor bij het gebruik van bieten voor biogas:

1) Stenen

Stenen kunnen schade veroorzaken aan de vermaalders, de pompen en de leidingen. Maar vooral: ze komen terecht in de vergistingsinstallaties en blijven daar. De firma Strube heeft een eenvoudige en goedkope machine ontwikkeld voor het wassen van de bieten en het vrijmaken van stenen.

2) Zand

Aarde zoals leem en klei, leveren geen probleem in de vergisters. Dit zijn fijne deeltjes en zakken niet op de bodem. Ze worden mee afgevoerd met het gistingsproduct. Zand daarentegen bestaat uit grotere deeltjes, zakken naar de bodem van de vergisters en hopen zich op. Bieten geteeld in zandgrond dienen goed gewassen te worden.

3) Opslag gedurende een lange periode

Van september tot maart is het mogelijk om pas gerooide bieten te gebruiken of te stockeren zoals de bieten die verwerkt worden tot suiker. Van april tot september zijn andere technieken mogelijk. Na het wassen, het verwijderen van stenen en het vermalen van de bieten:

• Opslag in silo's van de gehele plant of vermalen, gemengd met maïs of andere substraten

• Opslag in worstsilo's in plastiek

• Opslag in waterbekkens (zie foto's): Deze techniek lijkt de meest veelbelovende en het meest geschikt voor suikerbieten. Geraspte dunne reepjes bieten zijn vloeibaar en daardoor verpompbaar.

Biogas en subsidies

Europa dwingt producenten energie te produceren voor een deel uit hernieuwbare grondstoffen. Dit garandeert een inkomen voor producenten van hernieuwbare energie die elektriciteit injecteren in het net. Vanaf 2012 zal het verkrijgen van subsidie voor biogas gekoppeld zijn aan de gebruikte grondstoffen. Voor een maximale steun is een maximaal gebruik van 60 % maïs of graan, met aanvullend bewijzen:

• Ofwel het valoriseren van minimaal 60 % van de warmte geproduceerd door de motoren (warmtekrachtkoppeling).

• Ofwel het gebruik van minstens 60 % drijfmest of stalmest als eerste grondstof voor vergisting.

Europa wil ook de investeringen subsidiëren voor het genereren van nog grotere installaties en voor gasopslag. Deze zijn noodzakelijk om aan de stijgende vraag naar elektriciteit te voldoen en de meer variabele en onvoorspelbare productie van zonnepanelen en windenergie op te vangen.

Het gebruik van warmte

De rentabiliteit van een vergistingsinstallatie is sterk gerelateerd met het gebruik van teruggewonnen warmte. Voorbeelden van teruggewonnen warmte: verwarming van woningen, openbare gebouwen, zwembaden, serres, alsook het drogen van landbouwproducten (hooi, graan, maïs, pulp,...), hout, pellets, ...

Gebruik van digestaat

Op het einde van het vergistingsproces van organisch materiaal krijgen we een product dat na rijping, vergelijkbaar is met vloeibare compost, vloeibaarder dan mest en vrijwel reukloos. De bemestingswaarde is interessant (hoog percentage aan ammoniakale stikstof) en kan minerale meststoffen gedeeltelijk of geheel vervangen. Met behulp van een fasescheider, is het mogelijk om een vast product te krijgen dat als bodemverbeteraar kan worden gebruikt en een vloeibaar product dat als meststof kan worden aangewend.

Specifiek voor Vlaanderen:

In Vlaanderen is de verspreiding van het digestaat van mest verboden (in het kader van het mestactieplan MAP), wat een groot obstakel is voor de ontwikkeling de biogasproductie. Men krijgt maar een uitbatingsvergunning voor een biogasinstallatie als men kan aantonen dat het digestaat via contracten conform MAP aangewend wordt of via export buiten Vlaanderen. De oplossing voor dit is de warmte van de elektrische motoren gebruiken om het digestaat (met groene certificaten) te drogen en te verkopen aan producenten van meststoffen buiten Vlaanderen. Het product bevat NPK-meststoffen, maar ook een breed gamma aan sporenelementen en nuttige bacteriën voor de bodem. Deze innovatieve techniek heeft al de aandacht getrokken van Duitse specialisten.

Biogas en werkgelegenheid

De komst van biogasinstallaties is belangrijk voor de werkgelegenheid voor de Duitse landbouw in het algemeen en in het bijzonder in economisch achtergestelde gebieden. Veel kleine en middelgrote landbouwbedrijven zijn leefbaar geworden op lange termijn door mee te investeren in een biogasinstallatie. Daarnaast levert biogas een antwoord voor veeteeltbedrijven die gevestigd zijn in de gebieden met een hoge concentratie aan dieren voor de verwerking van hun mest.

Biogas en de oogst van suikerbieten

Bieten kunnen met of zonder bladeren worden gebruikt voor biogasproductie. De opvang van de bietenbladeren gebeurt zoals in het verleden, apart, want de bieten moeten gereinigd en gewassen worden en stenen moeten verwijderd worden. Als men de bladeren niet verwerkt, mag men de biet niet-ontkopt oogsten. Het beetje groen kan geen kwaad.

Biogas en suikerbietrassen

Het criterium voor het kiezen van een ras voor de productie van biogas is eenvoudig: een maximum aan droge stof productie per Ha. Daarnaast is ook het drogestofgehalte (sterk gecorreleerd met suikergehalte) ook belangrijk alsook het tarragehalte. De snelle omzetting van suikers in de vergister kan ook een criterium zijn om verder te bestuderen. Op dit moment zijn de beste rassen voor de suikerproductie ook de beste rassen voor de biogasproductie. De recente ontwikkeling van de oppervlaktes gebruikt voor biogasproductie duwt de kwekers in een bepaalde richting van selectieprogramma's. Zoals het verlaten van het criterium winbaarheid van suiker zet de deur op middellange termijn open naar meer drogestofproductieve rassen per hectare.

Interessante sites te bezoeken:

Vlaanderen: Platform voor anaërobe vergisting: 

www.biogas-e.be

En Wallonie: Portail de l’énergie

www.energie.wallonie.be/fr/la-biomethanisation.html



biogas

biogasfilmbutton

meer info biogas (Duitse folder pdf)











biogas









biogas









biogas









biogas









biogas









biogas









biogas

biogas