Processtappen bij de productie van biogas

De productie van biogas door middel van biomassavergisting vindt in diverse stappen plaats: Biomassa wordt aangevoerd van het eigen bedrijf of van andere bedrijven. Deze biomassa kan een restprodukt zijn van de normale bedrijfsvoering of het kan speciaal geteeld zijn voor biomassaproduktie. In dit laatste geval spreekt men ook wel van energieteelt. Als de biomassa in onregelmatige hoeveelheden wordt aangevoerd, wordt de biomassa tijdelijk opgeslagen totdat het kan worden verwerkt in de vergistingsinstallatie. Vervolgens wordt de biomassa gemengd met andere biomassastromen of er wordt vocht aan toegevoegd zodat de biomassa voldoende vloeibaar wordt. Eventueel wordt de biomassa enige tijd verhit in een sterilisatiekolom waardoor de biomassa beter omgezet kan worden door baterien en waardoor doding van ziektekiemen en bacterien plaatsvindt. Daarna vindt de eigenlijke vergisting plaats door bacteriën in diverse voor- en navergisters. Er zijn diverse typen Vergisters. De keuze voor het aantal en het soort vergisters hangt o.a. af van de hoeveelheid en de aard van de biomassa die moet worden vergist. Bij de vergisting ontstaat biogas. Het biogas wordt -indien nodig- tijdelijk opgeslagen in een gasopslag. Vervolgens wordt het gekoeld en m.b.v. een warmtekrachtkoppeling (WKK) omgezet tot groene stroom en warmte. De groene stroom wordt verkocht aan een energiebedrijf en warmte kan vaak binnen het bedrijf worden hergebruikt, waardoor de biogasinstallatie wordt geintegreerd in de bedrijfsvoering. Het vergiste restprodukt kan nog enkele optionele behandelingen ondergaan waarna als eindproducten digestaat en water ontstaan. Het digestaat is een waardevolle meststof, die op het eigen bedrijf kan worden gebruikt of die kan worden verkocht en afgevoerd. Door diverse ontwikkelingen zoals de brandstofcel of de microturbine kan de procescoering in de toekomst mogelijk verder worden geoptimaliseerd. De verschillende processtappen zijn schematisch weergegeven in onderstaande afbeelding. De coördinatie tussen deze processtappen is van groot belang. Logistiek speelt een belangrijke rol omdat de grondstoffen voor de vergisting op het juiste moment moeten worden aan- en afgevoerd. Technisch management is belangrijk omdat de diverse apparaten en onderdelen goed op elkaar moeten worden afgestemd. Voorkomen moet worden dat een apparaat wordt gebruikt dat een eindprodukt produceert waarmee het volgende apparaat in de keten niet optimaal kan functioneren. Ook spelen afspecten als de betrouwbaarheid en duurzaamheid van de technische onderdelen een grote rol. Ook biologisch procesmanagement is van groot belang omdat er in de diverse processtappen, biologische processen plaatsvinden die exact op elkaar moeten worden afgestemd omdat de ene bacterie voor zijn groei afhankelijk is van de resultaten van de andere bacterie. Een goede biologische procesvoering kan het rendement van de biogasinstallatie sterk verbeteren. Automatisering kan hierbij een belangrijk hulpmiddel zijn. Tot slot is bedrijfskundig inzicht van groot belang omdat continu de afweging moet worden gemaakt of de kosten van een wijziging in de procesvoering, opwegen tegen de baten. BiogaS International kan u over al deze aspecten adviseren. Korte introductie biogasinstallatie    Figuur 1: Voorbeeld systeemopstelling Hieronder volgt een omschrijving van de genummerde onderdelen in bovenstaand figuur. Vooropslag De biomassa uit de stallen (Nr. 2) zal net zal net zoals de aangevoerde biomassa (o.a. maïs) worden opgeslagen in sleufsilo's. Liggende vergisters Vanuit de vooropslag zal de biomassa in de liggende vergisters worden gebracht (Nr. 3). Navergister/opslag De biomassa zal vanuit de liggende vergister worden overgebracht naar de vergisters (Nr. 8) alwaar de biomassa verder kan vergisten. Enkele van de geplaatste navergisters zullen in de eerste plaats dienst doen als opslag van het digestaat, echter wanneer het proces stabiel is zal men het verder kunnen uitbreiden door optimalisatie waardoor de functie verplaatst van opslag naar navergister. WKK Het biogas wat vanuit de vergisters (Nr. 3 en 8) komt zal in de warmtekrachtkoppeling (Nr. 5) worden omgezet in elektrische en thermische energie. Echter wanneer het biogas niet in de WKK terecht kan, zal het biogas aangewend worden ter verwarming van de gebouwen door middel van HR combi-ketels, het overige gas zal in die specifieke situatie worden verbrand (Nr. 4) hierbij wordt het methaangas CH4 omgezet naar het voor het milieu minder schadelijke CO2 gas. De ontstane thermische energie die ontstaat door verbranding van biogas in de WKK (Nr. 5) zal worden aangewend voor de interne bedrijfsprocessen, hierbij wordt de warmte gebruikt voor: verwarming van de stallen (Nr. 2) verwarming van overige bedrijfsruimtes en de bedrijfswoning (Nr. 6) vergisters (Nr. 3 en 8) reducering digestaat (Nr. 9) Naast de thermische energie ontstaat er elektrische energie, deze zal als eerste worden gebruikt voor interne bedrijfsprocessen (zie groene lijnen in het figuur). Daarnaast zal de overgebleven elektrische energie worden geleverd aan het net (Nr. 7). Overgebleven digestaat De digestaat die uit de navergisters (Nr. 8) komt kan worden gereduceerd door een reductietechniek, hierdoor wordt door in dit geval indroging de digestaat opgesplitst in een vloeistofstroom en een vaste stof stroom (Nr. 9). Naast de reduceringsstap bestaat er de mogelijkheid om de digestaatstromen te hygiëniseren (Nr. 10) wat een eis kan zijn. Ten slotte zullen de digestaatstromen van uit (Nr. 11) worden afgevoerd.