Vergisting van intergemeentelijk afval: Technologische opportuniteiten

Vergisting van intergemeentelijk afval:Technologische opportuniteiten 2de Vlaams Vergistingsforum – 19.09.2012 L. Raport, M. Bossuwé, N. Lievens, J. Van Driessche, B. Willems, E. Meers

Overzicht • Inleiding intergemeentelijk afval • Soorten, karakteristieken, mogelijkheden voor verwerking • 2. Organisch intergemeentelijk afval • mogelijkheden voor vergisting • 3. Technologieën voor vergisting van intergemeentelijk afval • 4. Vergisting van intergemeentelijk afval: • Aandachtspunten • 5. EcoWerf case: • Onderzoek en opportuniteiten

1. Intergemeentelijk afval • Organische fractie van intergemeentelijk afval • Niet-gescheiden organisch afval: • Organisch-biologische fractie van huishoudelijk restafval: Op basis van sorteerproeven, vastgelegd op 47,48 % (in 2009) • → Wekelijkse/tweewekelijkse huis-aan-huis-inzameling • Gescheiden organisch afval • Groente -, Fruit- en Tuinafval (GFT): in +/- 65 % van de Vlaamse gemeenten • → Wekelijkse/tweewekelijkse huis-aan-huis-inzameling in ‘GFT-regio’s’ • Groenafval • Bermmaaisel • Zacht snoeiafval • Snoeiafval • Boomstronken • → Huis-aan-huis in ‘Groen-regio’s’, rest: inzameling via containerparken • 3. Onbehandeld houtafval • → Voornamelijk inzameling via containerparken

1. Intergemeentelijk afval • Selectief ingezamelde hoeveelheiden intergemeentelijk organisch-biologisch afval in Vlaanderen (2010) Bron: Inventarisatie huishoudelijke afvalstoffen 2010, OVAM.

1. Intergemeentelijk afval • Huidige verwerking van organisch intergemeentelijk afval in Vlaanderen: • GFT afval: • 6 aerobe composteringsinstallaties: 65 % • 2 vergistingsinstallaties (met nacompostering): 35 % • Groenafval: • 26 Groencomposteringsinstallaties Compostering: 30-35 kWh per ton VERBRUIK Vergisting: 100-150 kWh per ton OPBRENGST

1. Intergemeentelijk afval • Mogelijkheden voor verwerking selectief ingezameld organisch afval: Geïntegreerd concept Bron: OVAM (2009) Economische marktanalyse van de verwerking van (deelstromen) van groen- en gft-afval met voorstel van beleidsaanbevelingen

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval • Organisch intergemeentelijk afval: mogelijkheden voor vergisting? • → Belangrijke karakteristieken die het biogaspotentieel van organische afvalstromen beïnvloeden: • Inzamelwijze en voortraject: Scheiding aan de bron zorgt voor beduidend betere kwaliteit dan mechanische scheiding achteraf • Afbreekbaarheid • gehalte aan eiwitten, vetten en koolhydraten • Gehalte aan cellulose, hemicellulose en lignine • C:N verhouding • N-gehalte (NH4+/NH3-inhibitie) • Partikelgrootte

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval • GFT-afval • Schillen en resten van groente en fruit, alle etensresten, kaas en kaaskorsten, koffiefilters, koffiedik, theezakjes en theebladeren, snijbloemen en kamer-planten, aanhangende potgrond, gras, stro en bladeren, klein snoeiafval en kort gemaakte takken, resten van tuinplanten, beperkte hoeveelheden papier. • → Zéér heterogeen, poging tot gemiddelde elementaire samenstelling:

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval • GFT-afval • → Biogaspotentieel • gaande van 100 Nm3 biogas/ton Verse Stof (VS) tot 180 Nm3biogas/ton VS • → Methaangehalte • gaande van50 % tot 70 % (meestal rond 60 %) • → Belangrijke karakteristieken die het biogaspotentieel van GFT beïnvloeden: • Afbreekbaarheid: 60 - 80 % • C:N verhouding: < 20 (25-30 = optimaal) • N-concentratie:

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval • GFT-afval en fijne fractie groenafval • → Samenstelling, en dus biogaspotentieel, zijn afhankelijk van: • Regio (stedelijk of landelijk) • Stedelijk: Hoger aandeel etensresten, minder groenafval en maaisels • Landelijk: Hoger aandeel groenafval en maaisels, deel afval ‘zelf verwerkt’ dmvthuiscomposteren, gebruik als kippenvoer, etc. • Seizoensgebonden (winter versus zomer) • Gedurende winter: Lager tonnage, hoger aandeel etensresten tov groenafval, hogere biogasopbrengst per ton vers gewicht • Gedurende zomer: Hogere tonages, hoger aandeel maaisels en groenafval, lagere biogasopbrengst per ton vers gewicht • Inzamelwijze: • Scheiding aan de bron zorgt voor betere kwaliteit dan mechanische scheiding achteraf

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval • Maaisels en fijne fractie groenafval • → Biogaspotentieel • gaande van 50 Nm3 biogas/ton VS tot 150 Nm3biogas/ton VS • (mogelijk > 150 Nm3/ton VS indien ingekuild) • → Methaangehalte • +/- 60 % • → Belangrijke karakteristieken die het biogaspotentieel van GFT beïnvloeden: • Partikelgrootte • Afbreekbaarheid: 60 – 80 % • C:N verhouding: +/- 20: goed Bron: Hartmann & Ahring, 2006

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval • Maaisels • → Samenstelling, en dus biogaspotentieel, zijn afhankelijk van: • Maaiperiode • Eerste maaibeurt (vanaf 15 juni) • Tweede maaibeurt (vanaf 15 sept): hoger gehalte aan hemicellulose en lignine, dus lagere biogasopbrengst (tot 50 % minder!) • Maaimethode • Cirkelmaaier: hogere biogasopbrengst per ton VS • Klepelmaaier:meer contaminatie in gras, lagere biogasopbrengst per ton VS • Vegetatietype • Variatie in biogaspotentieel tussen soorten, maar bronnen spreken elkaar tegen

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval • Maaisels • Voordelen : • → Mogelijkheid tot inkuilen van maaisels • Spreiding van aanvoer van inputstromen (gebruik tijdens winterperiode wanneer tonnages GFT lager liggen) • MAAR: maaisel moet zéér vers ingekuild worden

BIOGAS SILO SUBSTRAAT VOEDINGSBUIZEN POMP MENGER M M ENTEN DIGESTAAT 3. Vergistingstechnologieën • Indeling van types installaties volgens: • Drogestofgehalte • Nat (5-15 % DS) vs. Droog (20-40 % DS) • Voedingsregime • Continu vs. batch Continue - Droog Liggende fermentor Silofermentor Discontinue (batch) Continue (CSTR) - nat Geroerde fermentor Garagebox fermentor Bron: Biogas-e, 2008

3. Vergistingstechnologieën • Indeling van types installaties volgens: • Drogestofgehalte • Nat (5-15 % DS) vs. droog (20-40 % DS) • Voedingsregime • Continu vs. Batch • Reactortemperatuur • Mesofiel (minder gevoelig voor stikstofinhibitie, lagere energiebehoefte) vs. Thermofiel (hogere belasting mogelijk → kleinere installatie) • Scheiding van processtappen • 1- of 2 –fasig (hydrolyse en methanogenese in afzonderlijke tank met ≠ pH en T)

4. Vergisting intergemeentelijk afval: aandachtspunten • Technische en procestechnischeuitdagingen: • Vezelmateriaal en afbreekbaarheid maaisels • Vervuiling (blikjes, plastic, ...) • → Voorbehandeling nodig: • Zeven • Trommelzeef • Sterrenzeef • Windshifter • Pulpen

4. Vergisting intergemeentelijk afval: aandachtspunten • Technische en procestechnischeuitdagingen: • Aanvoer GFT in pieken: te compenseren met inkuilen van maaisels?

Overzicht • Inleiding intergemeentelijk afval • Soorten, karakteristieken, mogelijkheden voor verwerking • 2. Organisch intergemeentelijk afval • mogelijkheden voor vergisting • 3. Technologieën voor vergisting van intergemeentelijk afval • 4. Vergisting van intergemeentelijk afval: • Aandachtspunten • 5. EcoWerf case: • Onderzoek en Opportuniteiten

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf • Interreg IVB ARBOR Project • “AcceleratingRenewableEnergiesthroughvalorisation of BiogenicOrganicRawMaterial” • BinnenWerkpakket 1: “Stimulating sustainable production, collection and preparation of biomass” • werkt Innolab samen met UGent, Innova Energy en EcoWerfaan de ontwikkeling van het ‘Synergy Park’ rondEcoWerf

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf • Opdrachthoudendevereniging (Intercommunale) • 27 gemeenten • Provincie Vlaams-Brabant • Integraal beleid huishoudelijk afval • Preventie, inzameling en verwerking • 390.000 inwoners • 257 werknemers -242 VTE

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf • Totale energiebehoefte 2011 • Kostprijs: 1.370.000 € / jaar • 5% van de jaaromzet • → EcoWerf wenst energie uit GFT • optimaal te recupereren met • behoud productie compost

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf • Huidige composteerinstallatie (capaciteit 65.000 ton/jr) • → Verwerking GFT, zacht groenafval, maaisels en kleine hoeveelheid OBA’s • Potentieel voor vergistingsinstallatie: • Eigen inzameling GFT + Maaisels + zacht groenafval: • 33.700 ton/jaar • Huidige aanvoer GFT vanwege intercommunales Interza/Interrand • 11.362 ton/jaar • Beschikbare gemeentelijke bermmaaisels • 3.000 ton/jaar → Totaal 48.000 ton/jaar

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf • Verschillende scenario’s mogelijk Koppeling met omgeving

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf • Correcte inschatting van biogaspotentieel van groot belang bij dimensionering van vergistingsinstallatie! • Binnen Interreg IVB ARBOR-project: • Evaluatie van het biogaspotentieel van het GFT/zacht groen-afval: • Duurtijd: 1 jaar • Staalname: 2 x per week gedurende 2 weken: telkens 1 mengstaal • 26 Stalen in totaal: biogaspotentiaal wordt bepaald door Innolab dmv batch testen • → Een reële bepaling van het biogaspotentieel van gemengd intergemeentelijk organisch afval doorheen heel jaar!

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf • Biogaspotentieel organisch intergemeentelijk afval EcoWerf: • Voorlopige resultaten • Staal 1: 145,6 Nm3/ton VS (603 Nm3/ton ODS) in 57 dagen met 56,7 % CH4 Staal 1 (12.07.2012) % DS = 36,5 % % ODS = 66,2 % Staal 2 (30.07.2012) % DS = 31,0 % % ODS = 64,9 %

Hartelijk dank voor uw aandacht Contact: Linde.Raport@innolab.be

Vergisting van intergemeentelijk afval: Technologische opportuniteiten