bio-massa

Wat is biomassa en wat zijn de voor- en nadelen ervan?

Huiseigenaren proberen steeds vaker hun huizen CO2-neutraal te maken. Daartoe zoeken zij naar duurzame energieoplossingen om hun gebouwen te verwarmen. Verwarming met biomassa is een van de te bestuderen alternatieven, omdat het net zo gemakkelijk te implementeren is in de bouw als in de renovatie.

Wat is biomassa?

Biomassa is een energiebron afkomstig van organisch materiaal zoals dierlijk of plantaardig materiaal. Biomassa is een ongelooflijk veelzijdige stof, die in staat is om energie te produceren door direct te verbranden en om te zetten in vloeibare biobrandstoffen of gas uit stortplaatsen of anaerobe vergisters. De eigen energiebron komt van de zon, en omdat plantaardig materiaal relatief snel kan regenereren, wordt het geclassificeerd als hernieuwbaar.

Voorstanders geven steeds meer de voorkeur aan het gebruik van biomassa boven fossiele brandstoffen vanwege de lage koolstofuitstoot bij de verbranding van het materiaal, en zij zien dit als het antwoord op de klimaatverandering.

Maar hoewel het als hernieuwbaar wordt geclassificeerd, zijn er vragen gesteld over de vraag of het echt milieuvriendelijk is, omdat men vreest dat de overheersende afhankelijkheid van het kappen en verbranden van bomen als vervanging voor fossiele brandstoffen meer kwaad dan goed zal doen.

Hoe kan biomassa worden gebruikt?

Biomassa kan bruikbaar worden gemaakt met behulp van vier verschillende benaderingen van conversie en recycling:

Waarschijnlijk is de eenvoudigste vorm van gebruik de verbranding van biomassa, zoals hout of mest.
Thermochemische conversie: Door carbonisatie, vergassing of pyrolyse ontstaat uit de biomassa grondstof een product dat gebruikt kan worden om energie te produceren.
Biologisch-chemische omzetting van biomassa, chemische processen zoals alcoholische vergisting worden gebruikt om energiebronnen te produceren die goed gebruikt kunnen worden.
Met fysisch-chemische omzetting worden processen bedoeld zoals extractie of persing, die bijvoorbeeld worden gebruikt voor de productie van koolzaadolie, die uiteindelijk als energiebron dient.

De productie van bio-energie steunt op natuurlijke processen om biomassa te exploiteren voor de productie van energie.

Biomassa brandstoffen

Biomassa bestaat uit verschillende soorten brandstoffen die kunnen worden onderverdeeld in twee grote categorieën, namelijk vaste biomassabrandstoffen en vloeibare biomassabrandstoffen. Uitleg!

Vaste biomassa / energiegewassen

Vaste organische of biogene brandstoffen die worden gebruikt om energie te produceren, worden gewoonlijk vaste biomassa genoemd. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen stengelachtige en houtachtige materialen. Ze worden specifiek geteeld of verzamelen zich in de landbouw en de industrie als residuen, afval en bijproducten.

De lijst van vaste biomassabrandstoffen

HoutspaandersDe term houttype-hout omvat boshout, gerecycled hout uit materiaalrecycling, resthout uit de verwerkende industrie, maar ook hout uit landschapsbehoud en zogenaamde korte-rotatieplantages.
Tot de graanachtige stoffen behoren graanplanten (met name maïs), graanstro, persresten en in het algemeen residuen van agrarisch gebruik. Het Chinese riet, botanisch bekend als Miscanthus gigantheus, is speciaal geplant voor de productie van energie. Het gras groeit tot vier meter hoog, is extreem zuinig en groeit zonder problemen, zelfs op huiselijke grond.
Daarnaast zijn er meerjarige grassen die er echter bijna twee jaar over doen om te oogsten en die relatief hoge kosten met zich meebrengen.

In het verleden is het gebruik van veevoer voor het opwekken van elektriciteit herhaaldelijk bekritiseerd. Landbouwgrond mag niet in de eerste plaats worden gebruikt voor de teelt van vaste biogene brandstoffen.

Vaste biomassa, bijvoorbeeld voor een overeenkomstige verwarmingsinstallatie (pelletverwarming), is verkrijgbaar in drie commerciële maten. Houtsnippers, houtpellets en houtblokken zijn beschikbaar. Houtsnippers worden geproduceerd wanneer het oorspronkelijke hout wordt versnipperd, of het nu gaat om schors of houtresten. Pellets worden meestal geperst uit bijproducten. Voorbeelden hiervan zijn kokosnootschalen en zaagselresten. De stammen kunnen echter zowel in speciale ketels als in conventionele haarden worden verbrand.

Vloeibare Biomassa Brandstoffen

Vloeibare biomassa wordt voornamelijk gebruikt als brandstof of biobrandstof, maar kan ook worden gebruikt voor verwarming. Op dit moment ligt de nadruk echter duidelijk op het gebruik ervan als brandstof. Hieronder vallen biodiesel, zogenaamde BtL (Biomass-to-Liquid fuels) zoals biomethanol en bio-ethanol, maar ook alle plantaardige oliën.

De voordelen van vloeibare biomassa :

Bio-energie kan worden opgeslagen in vloeibare vorm met een hogere energiedichtheid dan in vaste of gasvormige vorm.

Motoren kunnen relatief eenvoudig worden aangepast aan bio-energiebronnen.

Zoals de zaken er nu voorstaan, zal plantaardige olie vooral worden gebruikt in het lokale vervoer. Inderdaad, er is nog steeds geen sprake van een dichtmazig en dus volledig leveringsnetwerk. Bovendien veronderstelt plantaardige olie dieselmotoren die speciaal zijn omgezet in vloeibare biomassa. Biodiesel, die wordt geproduceerd uit koolzaad en granen, is veel gemakkelijker te verwerken. Sommige van de overeenkomstige wijzigingen worden rechtstreeks door de autofabrikanten voorgesteld. Voorlopig zijn dit vooral agrarische bedrijfsvoertuigen en vrachtwagens. Tot nu toe zijn er te veel problemen geweest met deeltjesfilters in serieproductie-auto’s.

Bio-ethanol daarentegen, dat wordt geproduceerd door de fermentatie van zetmeelhoudende planten zoals suikerbieten, wordt in kleine hoeveelheden toegevoegd aan normale brandstof (benzine). Afhankelijk van de motor kan tot 85% bio-ethanol worden toegevoegd. In dit geval spreken we van e85 bio-ethanol of e85 ethanol, die vooral in Zweden, Brazilië, de Verenigde Staten en Tsjechië worden gebruikt. Vijf (E5) tot tien (E10) procent zijn gebruikelijk in Duitsland.

Biomassaketel, werking en voordelen

Als u wilt investeren in een nieuw verwarmingssysteem, biedt een biomassaketel veel voordelen. Het is een verwarmingssysteem dat gebruik maakt van organische brandstoffen zoals houtblokken, pellets of houtsnippers. Biomassa-ketels kunnen eenvoudig worden aangesloten op uw bestaande cv-net.

Welke brandstoffen voor een biomassaketel?

Biomassa brandstofBiomassa omvat alle organische materialen die als energiebron worden gebruikt. In tegenstelling tot fossiele brandstoffen zoals gas of olie levert biomassa duurzame energie op.

Brandstoffen op basis van hout

Voor een biomassaketel zijn er verschillende materialen op basis van hout, zoals:

brandhout,
Pellets: cilindrische pellets gemaakt van gecomprimeerd houtafval zonder toevoeging van chemicaliën,
houtsnippers: houtsnippers zijn afkomstig van het versnipperde hout dat overblijft als bomen worden gesnoeid of hardnekkig zijn,

worden gebruikt als brandstof.

Andere brandstoffen

Er zijn ook biomassaketels die werken met andere brandstoffen zoals :

Stro,
koolzaadolie,
miscanthus,
het riet.

Deze brandstoffen worden echter vooral door boeren gebruikt. Zij hebben de middelen en de ruimte om deze grondstoffen winstgevend te verbouwen en te oogsten.

Het principe van centrale verwarming op biomassa

Het principe is eenvoudig. De biomassaketel verwarmt het water voor de centrale verwarming. Vervolgens wordt het cv-water door een pomp door het cv-systeem gepompt, net als bij een gas- of olieboiler. Radiatoren, vloerverwarming of convectoren leveren de in het cv-water opgeslagen energie aan de betreffende ruimte. Of de pomp wordt in- of uitgeschakeld, wordt bepaald door één of meer kamerthermostaten. Dit kan op basis van een eenvoudige temperatuurthermostaat, maar kan natuurlijk ook worden geregeld door :

een thermostaat met een klok,
een draadloze thermostaat,
weersafhankelijke controle,
een wide area control: temperatuurregeling per kamer).

Centrale verwarming en sanitair warm water

Een combinatie van centrale verwarming en sanitair warm water is ook mogelijk. Er zijn verschillende technische oplossingen en mogelijkheden, maar in de praktijk komt het erop neer dat het water van de centrale verwarming wordt gebruikt om leidingwater te verwarmen via een warmtewisselaar. In feite, ook hier, net als in het geval van een gasketel. De warmtewisselaar voor het verwarmen van drinkwater kan op verschillende manieren worden gevuld. De eenvoudigste manier is het gebruik van een warmwaterboiler (met geïntegreerde indirecte warmtewisselaar), maar er zijn ook oplossingen die gebruik maken van een zogenaamd warmwaterstation, buffertanks met geïntegreerde warmtewisselaar, enz. De mogelijkheden zijn eindeloos.

Combinatie van biomassa met zonne-energie

Combinatie met zonne-energie is natuurlijk ook mogelijk. In feite is het de meest economische manier om aan onze brandstofbehoeften te voldoen. De zon dekt vaak een groot deel van onze warmwaterbehoefte.

Met een dergelijke regeling wordt de toevoer van leidingwater tijdens de wintermaanden geregeld en gegarandeerd door het biomassasysteem. Tijdens de zomermaanden neemt de installatie van de zonneboiler het automatisch over en wordt de kraanwatervoorziening verzorgd door de zonneboiler. Wanneer de centrale verwarming door de hogere buitentemperaturen niet meer nodig is, kan de biomassa-installatie zelfs worden uitgeschakeld.

Extra brandstofbesparing door het gebruik van gratis zonne-energie zorgt voor een maximale duurzame bijdrage aan het milieu en een optimaal rendement op de investeringen in apparatuur en materialen.

Hoe werkt de centrale verwarming op biomassa?

De biomassaketel werkt autonoom. Het is een vraagmodulatiesysteem waarbij de verbranding van de biomassabrandstof volledig automatisch plaatsvindt. De biomassabesturing, het hart van de biomassakachel, meet en regelt alles en is volledig controleerbaar voor de gebruiker. Er is de mogelijkheid om een controller-versie te hebben die volledig op afstand kan worden beheerd via een smartphone.

Wat de werking van het systeem betreft, beheert de controller :

de automatische brandstoftoevoer,
de brandstofmixer,
de hoeveelheid brandstof.

De regelaar regelt de kleppen, pompen, de luchttoevoer naar de verbrandingskamer en kan op basis van een aangesloten kamerthermostaat of temperatuursensor de biomassaverwarming volledig onafhankelijk aansturen. Dit kan van enkele dagen tot enkele weken achter elkaar, afhankelijk van het type brandstof, de inhoud van de brandstofsilo en de buitentemperatuur. Dit garandeert comfort en gemak.

Sensoren bepalen de aanwezigheid van brandstof, om veiligheidsredenen, als de siloklep open is, als er geen censor uitvalt en als de maximale temperaturen worden overschreden. In combinatie met diverse veiligheidsventielen, afsluiters en een automatisch blussysteem dat wordt geleverd en gemonteerd, is het een van de meest betrouwbare en veilige biomassasystemen op de markt.

Werking en rendement van de biomassaketel

Biomassa-verwarming werkt op dezelfde manier als een standaard verwarmingssysteem. Het gebruik van organische en fossiele brandstoffen maakt echter het verschil. Als u bijvoorbeeld al vaak gebruik maakt van een hulpverwarmingssysteem op basis van pellets, is het de moeite waard om een aansluiting op uw centrale of sanitaire verwarmingssysteem te voorzien om uw hele huis van warmte uit biomassa te voorzien.

Biomassa-ketels, met een verbruik van 25 tot 30 kW/u en een rendement van ongeveer 90%, zijn een efficiënte en kosteneffectieve manier om uw huis van warmte te voorzien.

De brandstof kan handmatig of automatisch worden gevuld. Er zijn modellen op de markt die automatisch worden bijgevuld vanuit een opslagsilo. Dit is vooral handig omdat u niet elke dag of na een paar dagen handmatig hoeft te tanken. Er zijn ook biomassaketels die slechts om de paar weken geregenereerd hoeven te worden.

Hoeveel kost het verwarmen van biomassa?

De kosten van een biomassaketel zijn relatief hoog. Voor een basismodel betaalt u minimaal €5.000,-. Voor een ketel met een automatisch vulsysteem kunt u rekenen op een richtprijs van € 20.000,-. Daarnaast liggen de installatiekosten tussen € 500 en € 1.500 voor een model met een handmatig vulsysteem en tussen € 2.500 en € 3.500 voor een automatisch systeem met een silo.

Op de lange termijn is een biomassaketel een zeer goede investering. Brandstoffen zoals houtblokken, pellets en houtsnippers zijn veel goedkoper dan fossiele brandstoffen en je kunt ook veel geld besparen op je energierekening

Voor- en nadelen van een biomassaketel

Een biomassaketel heeft vele voordelen.

Zuinig: door de lage kostprijs van houtsnippers en pellets zijn de jaarlijkse kosten van uw brandstof veel lager.
Ecologisch: biomassaproducten zijn hernieuwbaar en milieuvriendelijk.
Hoog rendement: een biomassaketel heeft een laag vermogen en dus een hoger rendement.
Premie: u hebt vaak recht op een renovatiepremie voor de installatie.
Lage emissies: moderne systemen stoten zeer weinig CO2 uit.

Er zijn echter ook een aantal nadelen:

Prijs: vanwege de hoge prijs is het een zeer belangrijke investering.
Ruimtebehoefte: een biomassaketel neemt meer ruimte in beslag dan een standaard verwarmingssysteem.
Verwarmingstijd: een biomassaketel heeft iets meer tijd nodig om te verwarmen.

Enkele praktische tips

Omdat een biomassaketel regelmatig onderhoud nodig heeft en moet worden bijgevuld, kunt u deze het beste op een toegankelijke plaats plaatsen, zoals in uw kelder of garage.

Het is noodzakelijk om een buffertank aan te sluiten op uw biomassaketel. Op deze manier wordt het teveel aan geproduceerde warmte opgeslagen totdat u het weer nodig heeft. Zo zorgt u voor een minimaal warmteverlies en een optimaal rendement.

U hebt een rookkanaal nodig voor de rookgassen die tijdens het verbrandingsproces worden geproduceerd. Daarom is het belangrijk om het juiste type rookkanaal aan te sluiten op uw biomassaketel.

Twijfelt u of een biomassaketel compatibel is met uw huidige CV-installatie of twijfelt u aan het juiste type schoorsteen? Een ervaren chauffeur geeft u persoonlijk advies. Hij analyseert uw situatie en berekent of een biomassaketel rendabel is voor uw woonsituatie.

Wat zijn de voordelen van biomassa?

Het grootste voordeel van biomassa is ongetwijfeld de veelzijdigheid ervan. Of het nu gaat om resten van bosbouw en landbouw, speciale energiegewassen of mest: biomassa is een uiterst flexibele hernieuwbare energiebron. De grondstof groeit zowat overal. Afhankelijk van de omgeving en de mogelijkheden worden verschillende installaties gebruikt voor de productie van warmte, elektriciteit en brandstoffen. Het resultaat is een enorm potentieel dat momenteel bijna tien procent van de energiebehoefte van de wereld dekt – als materialen zoals brandhout en houtskool worden meegerekend.

Nu landen ernaar streven de in het Akkoord van Parijs van 2015 vastgelegde luchtkwaliteitsdoelstellingen te handhaven, zijn consumenten en energiebedrijven in toenemende mate op zoek naar milieuvriendelijke alternatieven voor de traditionele methoden van energieproductie, waaronder biobrandstoffen. Sinds de laatste EU-richtlijn inzake hernieuwbare energie in 2008 is bio-energie goed voor ongeveer de helft van de groei in de sector van de hernieuwbare energie.

Biomassa, klimaatneutraal

Biomassa, het woord zegt het al. Organisch materiaal, rechtstreeks uit de natuur. Biomassa wordt op grote schaal gebruikt voor de productie van energie (elektriciteit). Op kleine schaal heeft het gebruik van biomassa als brandstof ook zijn voordelen.

Bij de verbranding van biomassa komt CO2 vrij, net als bij de verbranding van gas of olie. Het grote verschil is echter dat de vrijkomende CO2 niet afkomstig is van fossiele brandstoffen, maar van een brandstof die (toen het nog een boom of plant was) zelf CO2 uit de natuur (atmosfeer) haalde. Met andere woorden, door het verbranden van biomassa laat u CO2 vrij in onze atmosfeer, die door de natuur zelf in een eerder stadium is onttrokken, zodat u geen nieuwe CO2 toevoegt en dus niet vervuilend is. In tegenstelling tot gas- en oliebranders is een biomassa-brander daarom een 100% klimaatneutraal verwarmingssysteem.
Herkomst van de gebruikte materialen voor bio-energie

Hoewel een aantal afvalstoffen kan worden gebruikt om biomassa te creëren, zoals

Zaagsel van zagerijen,
gewasresten,

ze komen voornamelijk uit hout. Deze praktijk wordt door de voorstanders van biomassa als duurzaam beschouwd omdat het gebruik kan maken van de bijproducten van bosbeheer of kan helpen bij het ruimen van een gebied met dode of zieke bomen. Hout is een overvloedige, duurzame en lokaal geteelde cellulosehoudende grondstof.

In tegenstelling tot wind- en zonne-energie hebben externe invloeden zoals kalme wind of bewolkte lucht geen invloed op de productie van elektriciteit en warmte. Energie is het hele jaar door beschikbaar, zonder grote schommelingen of storingen. In dit opzicht is biomassa een planbare hoeveelheid, die vooral voor een decentrale energievoorziening van groot belang is.µ

Wat zijn de negatieve aspecten van biomassa?

Vervanging van voedingsgewassen

Biomassa wordt, net als alle andere regeneratieve energiebronnen, soms zwaar bekritiseerd. Het verwijt dat er steeds meer energiegewassen worden verbouwd in plaats van voedingsgewassen op beperkte landbouwgrond staat op de voorgrond.

Enerzijds heeft dit een negatieve invloed op het natuurlijke ecosysteem en de diversiteit die zich heeft ontwikkeld. Aan de andere kant zullen de voedselprijzen stijgen als tarwe en maïs voornamelijk worden gebruikt voor de productie van brandstof. In sommige regio’s is de productie van agrobrandstoffen goed voor iets minder dan 20 procent van het bouwland.

De milieu-impact van biomassa

Een ander probleem is dat de productie en de teelt soms meer schade toebrengen aan het milieu dan ze gebruiken. Sommige emissies zijn veel hoger dan die van fossiele brandstoffen. Critici van de intensieve landbouw wijzen in dezelfde richting. Minerale meststoffen en pesticiden vervuilen het grondwater en leiden op hun beurt tot een verhoogde uitstoot van lachgas.

Wetenschappers betwisten daarom dat biomassa een positieve klimaatbalans heeft. Twijfels worden gevoed door het feit dat ecologisch waardevolle gebieden zoals regenwouden of heidevelden worden omgevormd tot landbouwgrond. Hierbij komen gassen vrij zoals methaan en lachgas. Daarnaast is er een gebrek aan voedingsstoffen, vooral in de bosbouw, omdat planten tot de laatste stengel worden gebruikt en er zich geen humus meer kan vormen.

Professor John Beddington, wetenschappelijk hoofdadviseur van de Britse regering tussen 2008 en 2013, heeft geschreven dat biomassa zelfs kan leiden tot een situatie waarin de wereldwijde uitstoot van kooldioxide versnelt, en zegt dat we onze aandacht in plaats daarvan moeten richten op het ontwikkelen van minder schadelijke bronnen van wind en zon.

Hij waarschuwt dat het aanmoedigen van het gebruik van bio-energie ertoe kan leiden dat mensen bomen en planten speciaal voor elektriciteitscentrales gaan oogsten in plaats van alleen maar afval te gebruiken, een angst die steeds waarschijnlijker wordt naarmate de vraag naar biomassa toeneemt.

Bovendien merkt hij op dat de verbranding van biomassa niet eens een volledig schoon proces is. Hij zegt dat de lagere verbrandingstemperatuur van hout in combinatie met de hogere koolstofintensiteit betekent dat er per geproduceerde energie-eenheid meer koolstof vrijkomt dan fossiele brandstoffen – bijna vier keer meer dan aardgas, en meer dan 1,5 keer zoveel als bij steenkool.

Het Earth Institute heeft ook vastgesteld dat de huidige biomassacentrales 65 procent meer kooldioxide per megawattuur produceren dan fossiele brandstofcentrales, wat ook bijdraagt aan grote hoeveelheden luchtvervuiling zoals stikstofoxiden, koolmonoxide en lood, waarvan vele kankerverwekkend zijn.

Critici stellen dat het gebruik van biomassa niet in grote lijnen moet worden toegejuicht als een koolstofneutraal alternatief voor steenkool, maar veeleer als een bron die met de nodige voorzichtigheid moet worden ontwikkeld, met meer transparantie over eventuele negatieve milieueffecten die essentieel zijn voor de consument.

Conclusie

Hernieuwbare grondstoffen zijn niet automatisch synoniem met duurzame energieproductie. Daarom is het debat over bio-energie nog steeds aan de gang over de vraag in hoeverre deze vorm van hernieuwbare energie overeenkomt met het beginsel van duurzaamheid. Ter herinnering: duurzame ontwikkeling is een ontwikkeling die voorziet in de behoeften van het heden zonder het risico te lopen dat toekomstige generaties niet in hun eigen behoeften kunnen voorzien.

In dit opzicht richten milieuactivisten zich uitsluitend op het ecologische aspect. Een duurzame manier van leven kan echter alleen worden gegarandeerd als ecologische, economische en sociale doelstellingen hand in hand gaan. Dit geldt ook voor bio-energie. Soms leidt dit tot verschillen. Milieubescherming als ecologische component valt niet noodzakelijkerwijs samen met de doelstellingen van het creëren van (economische) werkgelegenheid en het verbeteren van de wereldwijde (sociale) voeding.

Het is begrijpelijk dat er kritiek wordt geuit omdat tropische bossen worden gekapt of omdat velden alleen worden gebruikt voor de teelt van energiegewassen. Hier is het belangrijk om een gezond evenwicht te vinden. Er moet rekening worden gehouden met het feit dat bio-energie nog steeds een enorm onderzoeksgebied is. Voorlopig kunnen we alleen maar raden welke opties er zijn, hoe de planten van de toekomst eruit zullen zien en welke materialen energie zullen leveren. Het duurzaamheidsdebat gaat in ieder geval over het leren van fouten.