Alles over de groene lifestyle

Biomassa

Biomassa is een verzamelnaam voor biologisch afval dat via diverse processen omgezet kan worden in nuttige energie. Het bestaat meestal uit dood plantenmateriaal (snoeihout, GFT of speciaal gekweekte gewassen), maar kan in sommige gevallen ook uit dierlijk (mest) of menselijk (rioolslib) afvalmateriaal bestaan. Door dit afval om te zetten in energie, slaan we eigenlijk twee vliegen in één klap: we wekken duurzame energie op én het organische afval wordt opgeruimd! Biomassa is in Nederland één van de meest voorname bronnen van groene stroom; ongeveer 90% van onze duurzame energie is afkomstig uit de verbranding ervan. Maar wat is biomassa eigenlijk en wat zijn de voor- en nadelen van deze energiebron?

Soorten biomassa

Naast het opdelen van biomassa in dierlijke- en plantaardige restproducten, is het gebruikelijk biomassa te onderscheiden op basis van vochtgehalte. Dit omdat vochtgehalte meestal zowel de opslag, de verwerking als het uiteindelijke nut van het materiaal bepaalt. We onderscheiden de zogenaamde droge biomassa en de natte biomassa.

  • Droge biomassa: droge biomassa bestaat uit allerlei gedroogde organische afvalstoffen. Denk hierbij aan gedroogde houtpellets, zaagsel en allerlei vormen van GFT-afval. Droge biomassa wordt meestal verbrand in speciaal daarvoor ingerichte centrales of als mengstof om kolencentrales te verduurzamen.
  • Natte biomassa: natte biomassa bestaat uit vochtig organisch afval. Denk hierbij aan mest, ‘vers’ GFT afval en rioolslib. Natte biomassa kan gedroogd worden tot brandbare pellets, maar kan ook vergist worden om biogas of bio ethanol te verkrijgen.

Naast deze soorten, zijn er ook nog plantaardige en dierlijke oliën en vetten. Deze kunnen in sommige gevallen (koolzaadolie, zonnebloemolie) direct gebruikt worden als brandstof voor voertuigen. In andere gevallen kunnen vetten ingezet worden als kookproduct of brandstof voor energiecentrales.

Gewassen als biomassa

Als grondstof voor biomassa wordt meestal plantenmateriaal gebruikt, al zijn er ook installaties die gespecialiseerd zijn in het verwerken van bijvoorbeeld mest. Denk hierbij bijvoorbeeld aan de biomassa-centrale in Moerdijk, die kippenmest middels verbranding omzet in energie en mineralen. In de meeste gevallen worden gewassen speciaal verbouwd om biomassa te verkrijgen. Hoewel bijna ieder gewas omgezet kan worden in biomassa, is niet ieder gewas even geschikt. Gewassen met een hoog suikergehalte of een hoog vetgehalte zijn het meest geschikt. Zo wordt koolzaad veel gebruikt voor zijn vetten en worden zoete gewassen als suikerriet en maïs vaak gebruikt om bio ethanol te verkrijgen.

Het nadeel van het speciaal verbouwen van voedselgewassen voor biomassa, is dat dankzij de stijgende vraag de schaarste en de prijs sterk kunnen stijgen. Het enkel verbouwen van niet-eetbare gewassen voor biobrandstof is ook geen optie, omdat hiermee veel waardevolle landbouwgrond ‘verloren’ gaat aand e productie van brandstof in plaats van voedsel. Dit dilemma, dat ook wel food vs. fuel wordt genoemd, heeft momenteel de aandacht van flink wat wereldwijde denktanks.

Verwerking en toepassing

Biomassa kan in ruwe vorm meestal niet gebruikt worden. Hiervoor is vaak een extra stap nodig; het verwerken. Afhankelijk van zowel het begin- als eindproduct, kunnen onder andere de volgende verwerkingsmethoden toegepast:

  • Vermalen: door biomassa te vermalen, wordt het contactoppervlak van de verschillende deeltjes een stuk groter. Hierdoor wordt het materiaal meer reactief, wat verdere verwerking makkelijker maakt.
  • Uitpersen: bepaalde gewassen kunnen uitgeperst worden om bruikbare olie te verkrijgen.
  • Vergisten: bij vergisting wordt natte biomassa in een luchtdichte container geplaatst en ‘besmet’ met een vergistende bacteriecultuur. De bacteriën zorgen ervoor dat het organische materiaal versneld wordt afgebroken. Omdat er bij dit proces weinig zuurstof aanwezig is (anaerobe vergisting), ontstaat er naast CO2 vooral veel methaangas (CH4) en ethanol (alcohol).
  • Briketteren: zaken als houtafval worden meestal geperst tot briketten. Briketten zijn compacte massa’s samengeperst en uitgedroogd afvalmateriaal, dat relatief makkelijk en lang brandt.
  • Fischer-Tropsch synthese: tijdens dit proces wordt een gasmengsel van koolstofmonoxide (CO) en waterstof (H2) omgezet in vloeibare brandstoffen (met name diesel). De waterstof en koolstofmonoxide worden verkregen door biomassa onvolledig (zuurstofarm) te verbanden, een proces dat ook wel pyrolyse wordt genoemd.

Hoe duurzaam is biomassa?

Ondanks dat bij de verbranding van biomassa gewoon CO2 vrijkomt, wordt de verbranding van biomassa over het algemeen beschouwd als een CO2-neutraal proces. Dit is te danken aan het feit, dat de CO2 die bij verbranding van biomassa vrijkomt deel uitmaakt van de huidige koolstofcyclus. Kort gezegd, houdt dit in dat deze koolstof in het huidige Aardse systeem ‘thuishoort’. De CO2 die vrijkomt bij de verbranding van fossiele brandstoffen, is miljoenen jaren geleden uit het systeem gehaald en hoort eigenlijk niet meer thuis in het systeem. Het verwerken en benutten van biomassa is dus duurzaam. Bijkomend voordeel van biomassa, is dat de afgeleide producten goed inpassen in de huidige technologie. Veel motoren kunnen met kleine aanpassingen prima lopen op biobrandstof en energiecentrales kunnen evengoed biomassa verstoken als steenkool.

Een groot nadeel van de verbranding van biomassa, is dat er naast CO2 andere, schadelijke stoffen vrij kunnen komen. Denk hierbij aan zaken als fijnstof en diverse zwavel- en stikstofoxiden. Dergelijke stoffen zijn een belangrijk bestanddeel van smog en kunnen bij inademing diverse gezondheidsklachten veroorzaken. Met ingang van 2010 is er echter een nieuwe set emissie-eisen ingegaan, die in ieder geval in Nederland de uitstoot van deze stoffen drastisch aanpakt.

Biomassa in Nederland

Al in de middeleeuwen werd in Nederland gebruik gemaakt van biomassa om omgevingen te verwarmen. Grote veengebieden werden afgestoken en gedroogd tot een compacte, brandbare massa die we ook wel kennen als turf. Na de industriële revolutie kwamen de fossiele brandstoffen echter sterk in opkomst en verdween biomassa van de radar. Aan het eind van de twintigste eeuw is de belangstelling voor biomassa echter weer sterk toegenomen; de fossiele brandstoffen raken op en bleken zeer schadelijk voor het milieu.

Hoeveelheid energie verkregen m.b.v biomassa
Energie verkregen m.b.v. biomassa van 1990 tot 2006. Bron: CBS.

Bovenstaande grafiek, hoewel enigszins gedateerd, toont met name de laatste tien jaar een sterke toename in energie-opwekking uit biomassa. Hoewel we tegenwoordig geen turf meer verstoken, draagt biomassa weer voor een belangrijk deel bij aan de Nederlandse stroomproductie. Maarliefst 90% van de Nederlandse groene stroom is afkomstig uit de verbranding van biomassa. Met name de bijstook, waarbij biomassa als aanvulling gebruikt wordt in bijvoorbeeld kolencentrales, heeft de laatste jaren een vlucht genomen.

Video: biobrandstof