Binnen drie decennia is het de bedoeling dat bijna de volledige energievoorziening in Nederland duurzaam is. Geen fossiele brandstoffen. Geen (Gronings) aardgas. Gasloos. Gasloos? Voor een efficiënte en haalbare energietransitie lijkt gas wél nodig. Duurzaam gas. De positieve eigenschappen van deze energiebron op een rij.
Energiebron – Biogas is een energiebron, welke geen conversie nodig heeft voor het verkrijgen van de energie, waardoor het rendement hoog is. Waterstof bijvoorbeeld, is een energiedrager; het wordt geproduceerd door middel conversie (met omzettingsverlies) van aardgas of elektriciteit (de energiebron).
Waterstof – Momenteel wordt >90% van het waterstof geproduceerd door stoomreforming: met een rendement van circa 75% wordt waterstof en koolstofdioxide gemaakt uit aardgas en water. Dit wordt grijze waterstof genoemd door gebruik van fossiel aardgas.
Meer en meer initiatieven worden ontwikkeld voor de productie van groene waterstof. Elektrolyse is een techniek waarbij elektriciteit wordt toegepast voor waterstofproductie met een rendement van circa 75%. Op de lange termijn (>10 jaar) biedt deze route veel kansen. Bijvoorbeeld voor het opslaan of transporteren van lokale overproductie van elektriciteit. Omzetting van elektriciteit uit grote zonneparken in waterstof voor gebruik op een ander continent is hiervan een voorbeeld. Qua toepassing is waterstof in de toekomst mijns inziens vooral interessant voor de industrie (zie verderop in dit blog).
Reststromen – Biogas wordt via anaerobe vergisting geproduceerd uit onuitputtelijke organische reststromen. Deze reststromen zijn regionaal beschikbaar in overvloed. Denk aan mest, gft, afval uit de levensmiddelenindustrie, slibstromen uit de waterzuivering of agrarische reststromen.
Wist je bijvoorbeeld dat van alle beschikbare mest in Nederland maar liefst 1,5 miljard Nm3 (kuub) groen gas kan worden geproduceerd? Met een gemiddeld jaarlijks gasverbruik van 1.350 Nm3 betekent dat ruim 1 miljoen warme Nederlandse woningen!
Toepassingen –Biogas is een duurzame energiebron voor verschillende flexibele toepassingen:
- Groen gasproductie uit biogas. Biogas heeft een laag methaangehalte (50-65%). Dankzij biogasopwerking, zoals met membraantechnologie, wordt het op de juiste kwaliteit gebracht met dezelfde eigenschappen als aardgas. Elk gewenste gaskwaliteit en calorische waarde is mogelijk en kan worden ingevoed op zowel het lage als hoge druk aardgasnet.
- Bio-CNG of bio-LNG uit biogas. Een duurzame brandstof voor voertuigen. Bio-CNG productie is ook ideaal indien op de biogasproductie locatie geen gasinfrastructuur aanwezig is. HoSt heeft in Amerika al meerdere van deze ‘virtual pipeline’ systemen geleverd. De productie van LNG is iets complexer, echter heeft LNG ongeveer een 3x zo hoge energie-inhoud als CNG;
- In een warmtekrachtkoppeling (bio-wkk) kan biogas worden omgezet naar warmte en groene stroom;
- Rechtstreekse benutting in de industrie, door middel van stoken van biogas op de biogasketels voor procesverwarming.
Flexibiliteit – Een van de voornaamste voordelen van biogas is de productie die jaarrond mogelijk is. Zon- en windenergie hebben beperkte vollasturen, hetgeen piekbelasting op het net geeft en vraagt om slimme opslagmethoden voor de toekomst. Het gasnetwerk fungeert als buffer wanneer de vraag naar gas minder is. Hierdoor wordt geen kuub gas verspild en kan biogas een belangrijke rol spelen in het balanceren van de energievoorziening.
Infrastructuur – Nederland is het dichtstbevolkte land van de Europese Unie (EU). De Nederlandse gasinfrastructuur heeft een uitzonderlijk goede landelijke dekking. En een cv-ketel, die zonder aanpassingen kan draaien op groen gas is aanwezig is vrijwel alle Nederlandse woningen en panden. Het gasnet kan ook gebruikt worden voor het transport van waterstof, wel zijn er dan aanpassingen nodig omdat waterstof makkelijk kan uitsnappen bij kleppen en afsluiters omdat het een licht gas is. Groen gas heeft een 3x zo hoge energiedichtheid (circa 9 Kwh/Nm3) ten opzichte van waterstof en aanpassing van het net is níet nodig.
Miljoenen woningen zijn lastig (betaalbaar) van het gas af te krijgen, omdat lage temperatuurverwarming, welke benodigd is voor elektrisch verwarmen met een warmtepomp, niet uitvoerbaar of niet betaalbaar is. Niet voor niets is de verwachting dat in 2050 nog steeds tussen de 40% en 60% van onze energie uit gasvormige energiedragers zal moeten komen.
Voor het behalen van de duurzame energie ambities is een combinatie van gasloos bouwen, aanpassen van bestaande woningen naar verwarming met warmtepompen en groen gas voor de écht oude woningen nodig.
Mobiliteit – Mijn verwachting is dat het grootste deel van de transport uiteindelijk elektrisch wordt. Groen gas zal een aandeel krijgen in de energiemix voor transport door middel van CNG en LNG dat met name interessant is voor heavy duty transport (schepen/vrachtwagens). Met uitzondering van heavy duty transport is waterstof niet interessant voor mobiliteit, aangezien bij zowel productie (circa 20-30%) als in de brandstofcel te veel energie (circa 40%) verloren gaat. Overigens geldt voor CNG en LNG ook dat er rendementsverlies is in de verbrandingsmotor.
Emissiereductie – De rijksoverheid stimuleert de energietransitie, maar ook CO2-emissiereductietechnieken. Groen gasproductie uit duurzame laagwaardige regionale biogrondstoffen levert een emissiereductie van maar liefst ruim 90% ten opzichte van het gebruik van aardgas. Daarnaast zorgt vergisting in combinatie met groen gasproductie voor een extra emissiereductie; de emissies uit de reststromen worden immers verminderd. Als voorbeeld: door mestvergisting wordt de stikstof- en methaanemissie gereduceerd met respectievelijk circa 40% en 60%. De methaan wordt nuttig ingezet voor de productie van biogas, waardoor het niet vrijkomt in de atmosfeer. Twee vliegen in één klap.
Biogasproductie is een direct beschikbare schone technologie en groen gas is nodig voor een realistische energietransitie in Nederland. Inzet op een combinatie van gasloze nieuwbouw, aanpassing van bestaande bebouwing naar verwarming met warmtepompen en groen gas voor oude woningen lijkt de juiste route. Tijd om (groen) gas te geven!
