_Pyrolyse een van de manieren
om energie op te wekken”

De Nederlandse overheid heeft als doel gesteld een aanzienlijk deel van onze energiebehoefte uit duurzame energiebronnen (zon, wind, water en bio-energie) op te wekken.

In 2010 moet al 10 procent van de energie duurzaam opgewekt worden. Op dit moment is dat nog maar 2 procent. Verwacht wordt dat het grootste aandeel van bio-energie zal komen. Er zijn verschillende technieken om de opgeslagen (zonne)energie in de biomassa in een bruikbare vorm te winnen. De belangrijkste zijn verbranding, vergassing, pyrolyse en vergisting.

De oudste en bekendste techniek is verbranding. De brandstof wordt met overmaat aan lucht volledig verbrand tot kooldioxide en water. Hierbij komt de opgeslagen energie in de biomassa als warmte vrij, die kan worden gebruikt voor verwarming (bijvoorbeeld met een houtkachel) of om water te verhitten tot stoom. De stoom drijft op zijn beurt een stoomturbine aan, die is gekoppeld aan een generator. Zo kan elektriciteit worden geproduceerd. Een voorbeeld van een grote verbrandingsinstallatie op hout waarmee elektriciteit wordt opgewekt is de installatie in het Brabantse Cuijk. Daarin wordt jaarlijks 250.000 ton hout verbrand. Dat levert circa 24 megawatt elektriciteit op.

Een andere aanpak voor de verbranding van biomassa is het bijstoken in bestaande kolencentrales. In veel centrales in Nederland wordt tegenwoordig al een deel van de steenkool vervangen door biomassa, zoals in de Gelderland-centrale in Nijmegen. Hier wordt 60.000 ton hout per jaar met de steenkool bijgestookt. Het belangrijkste voordeel van verbranding is dat het een bewezen techniek betreft. Nadeel is dat de reiniging van de rookgassen om te voldoen aan de emissie-eisen relatief duur is. Vooral voor kleinere installaties tikt de investering in rookgasreiniging sterk aan.

Bij vergassing wordt de brandstof eerst met weinig zuurstof omgezet in een brandbaar gasmengsel, dat bestaat uit koolmonoxide, waterstof en methaan. Dit stookgas kan, na reiniging, als gasvormige brandstof in een ketel, gasmotor of gasturbine worden verbrand. Hierbij worden elektriciteit en warmte geproduceerd.

Bij de Amer-centrale is een grote vergassingsinstallatie gebouwd op hout. Hier wordt het stookgas uit de vergasser in de centrale verstookt; de biomassa levert ongeveer 30 megawatt elektriciteit op. Een andere toepassing voor het stookgas is het als grondstof voor de Fischer-Tropsch-synthese te gebruiken. Dit is een chemisch proces waarbij stookgas in olie wordt omgezet. Deze olie kan vervolgens als brandstof in auto's gebruikt worden.

Het voordeel van vergassing is dat de netto-opbrengst aan elektriciteit hoger is dan bij verbranding. Hier is echter nog wel techniekontwikkeling voor nodig. Vergassing gekoppeld aan een gasturbine is nog geen bewezen techniek. Vergassing en directe verbranding van het stookgas (zoals bij de Amer en in het buitenland bij cementovens gebeurt) kan wel als vrijwel bewezen techniek worden beschouwd.

Onder zuurstofloze condities breken sommige bacteriën biomassa af tot biogas, een mengsel van methaan en kooldioxide. Onder gecontroleerde condities wordt in een vergistingsinstallatie natte biomassa, zoals gft of mest, omgezet in biogas. Een voorbeeld van zo'n installatie is de gft-vergister in Tilburg en de vergister in Groningen, waar het plantaardige deel uit huisvuil wordt verwerkt.

Het toekomstbeeld is dat op korte termijn bijstook van biomassa in kolen- en gascentrales zal worden toegepast. Het bijstoken zal via verbranding, vergassing en mogelijk pyrolyse plaatshebben. De keuze wordt uiteindelijk bepaald door technische en economische motieven. De eerste twee technieken worden reeds toegepast. De inzet van biomassa zal worden aangevuld met stand-alone-installaties, zowel voor verbranding als in een iets later stadium vergassing. Verbrandingsinstallaties zijn er al in diverse groottes in Nederland. Vergassing zit bijna in het stadium dat het gedemonstreerd kan worden. Naast deze thermische technieken worden voor de verwerking van natte biomassa-stromen (gft, mest, afval uit de voedingsmiddelenindustrie) vergistingsinstallaties gebouwd. Vergisting kan als bewezen techniek beschouwd worden.

Op de langere termijn is de verwachting dat het accent gaat verschuiven naar gasvormige en vloeibare brandstoffen, zoals waterstof, Fischer-Tropsch-olie en bio-ethanol. Afhankelijk van de situatie zal een techniek worden gekozen. Elke genoemde techniek heeft specifieke voor- en nadelen. Een overheersende rol van bio-olie verwacht ik niet. Ik zie de productie van bio-olie als een van de manieren om bio-energie te produceren, die mogelijk een plaats in het gehele veld zal kunnen krijgen. Cruciaal voor pyrolyse is waarschijnlijk de kwaliteit van de geproduceerde olie. De winning van bijproducten uit de olie kan een positief effect hebben op de economie.

Door dr. Joep van Doorn, ECN-Biomassa