In het kader van het Klimaatakkoord moeten in 2030 anderhalf miljoen woningen aardgasvrij zijn. In Nederland gaan we steeds minder aardgas gebruiken vanwege de energietransitie en het terugbrengen van de CO2 uitstoot. Biogas, eventueel opgewaardeerd naar groen gas, zou het aardgas gedeeltelijk kunnen vervangen. De basis van biogas is biomassa.
Van biomassa naar biogas
Biogas wordt gemaakt door de biomassa te vergassen of te vergisten. Biogas wordt via het vergisten van afvalstromen geproduceerd uit onder meer slib, afval van stortplaatsen, tuinafval, resten groente en fruit, en dierlijke restproducten zoals mest. Ook bij waterzuiveringen ontstaat biogas. Bij vergisten bevindt de biomassa zich in een verwarmde, luchtdichte tank en zetten bacteriën de biomassa om in een mengsel van methaan en kooldioxide (biogas). Biomassa die moeilijk te vergisten is (zoals houtige biomassa en grassen), kunnen in een vergasser worden gebruikt. Meerdere soorten biomassa kunnen tegelijk vergast worden. Bij vergassen vindt de omzetting niet plaats door bacteriën, maar door warmte. Bij hoge temperaturen en weinig zuurstof ontleedt de biomassa in een brandbaar gas. Dat gas noemen we productgas en bestaat vooral uit methaan, waterstof, kooldioxide en koolmonoxide. Dat gas kan worden ingezet als grondstof in de chemie of worden opgewaardeerd naar aardgaskwaliteit.
Productgas wordt meestal toegepast voor meer hoogwaardige toepassingen dan enkel verbranden voor warmte, dat kun je dan beter doen met biomassa. Productgas en biogas kunnen worden gebruikt als grondstof in de chemische industrie. Uit methaan, CO, CO2 en waterstof kan een scala aan chemische producten worden gemaakt.
Van biogas naar groen gas
Biogas is in bepaalde gevallen direct als brandstof bruikbaar in een gasmotor (WKK of warmtekrachtkoppeling) of ketelinstallatie (bijvoorbeeld bij zwembaden), het biogas hoeft hiervoor alleen te worden ontvochtigd en ontzwaveld. Door het verbranden van restafval in een WKK ontstaat warmte die kan dienen voor een warmtenet.
Maar het merendeel van het biogas wordt opgewerkt tot groen gas. Het biogas wordt vervolgens gezuiverd en gedroogd en op dezelfde kwaliteit als aardgas gebracht. Hierbij worden met name de kooldioxide, zwavel en vocht uit het gas verwijderd, waardoor het kan worden ingevoed op het normale openbare gasnet. Na de bewerkingen heet het groen gas en is het een duurzaam alternatief voor fossiel aardgas. Afhankelijk van de gekozen opwaardeertechniek kan de vrijgekomen kooldioxide worden gebruikt in de tuinbouw of voor koeling.
Biogas is bijproduct
Het is niet duurzaam om gewassen te verbouwen om ze later te vergisten voor biogas. Die landbouwgrond kan beter benut worden door er eetbare gewassen op te telen. Biogas is een bijproduct en is vooral rendabel en interessant, als je het van afvalstromen en mest maakt. Bij een grote vuilverbrander of een grote waterzuiveringsinstallatie is genoeg biogas te winnen om er bijvoorbeeld een wijk mee te verwarmen. In de industrie wordt inmiddels veel gebruik gemaakt van biogas. Veel fabrieken zitten met restafval. Via vergisten kan het ontstane biogas aangewend worden voor de verwarming of voor industriële processen. Een menginstallatie zorgt er dan voor dat de hoeveelheid biogas en aardgas goed op elkaar afgestemd zijn.
Transportbrandstoffen
Om op bio- of productgas te rijden of te varen, moet het gas worden ontdaan van kooldioxide, zwavel en vocht en wel zo dat haast zuiver methaan overblijft. Productgas moet daarvoor nog een extra stap ondergaan waarbij waterstof en CO/CO2 worden omgezet in methaan. Dit kan dan worden gecomprimeerd tot bio-CNG (Compressed Natural Gas) waarop auto’s en bussen kunnen rijden. Als het biomethaan door afkoeling vloeibaar wordt gemaakt, is het geschikt voor gebruik in vrachtwagens en schepen. Dit noemt men dan bio-LNG (Liquified Natural Gas).
De verschillende soorten gas
Aardgas is een fossiele energiebron afkomstig uit de diepe ondergrond en bestaat grotendeels uit methaan. De meeste huishoudens in Nederland zijn aangesloten op het aardgasnet. Aardgas wordt ook gebruikt in de industrie en als transportbrandstof.
Biogas is een combinatie van kooldioxide- en methaangas en wordt gewonnen uit hernieuwbare bronnen als mest of gft. Iets minder dan de helft bestaat uit kooldioxide. Biogas moet eerst een bewerking ondergaan om ingevoed te mogen in het gasnet of te gebruiken als transportbrandstof.
CNG is een transportbrandstof en staat voor Compressed Natural Gas. CNG is aardgas onder een druk van circa 200 bar op omgevingstemperatuur. CNG is de meest voorkomende benaming bij tankstations.
LNG is ook een transportbrandstof. Aardgas kan door afkoeling vloeibaar gemaakt worden in de vorm van Liquefied Natural Gas.
Groen gas is een verzamelnaam voor hernieuwbaar gas dat voldoet aan dezelfde eisen als het aardgas dat in het gasnetwerk zit. Dit groen gas is bijgemengd in het aardgasnet.
Bio-CNG staat voor Bio Compressed Natural Gas, hier is geen aardgas samengeperst maar groen gas.
Bio-LNG staat voor Bio Liquefied Natural Gas, hier is geen aardgas vloeibaar gemaakt maar groen gas en bereikt een temperatuur tot wel -163 °C.
Biogas is dus niet hetzelfde als groen gas, en groen gas is weer niet hetzelfde als CO2-gecompenseerd gas. Biogas is ontvochtigd en ontzwaveld gas, ontstaan uit biomassa, dat in een speciale installatie kan branden. Groen gas is opgewerkt biogas en kan in een gewone cv-ketel branden. CO2-gecompenseerd gas is niet groen of duurzaam, maar wordt door energiebedrijven wel als zodanig gepromoot. Meestal komt het er op neer dat het energiebedrijf de CO2-uitstoot van gewoon (grijs) aardgas compenseert door ergens anders in de wereld bomen te planten die broeikasgas opnemen.
Certificering via GvO’s
In de wereld van hernieuwbare energie wordt groene stroom gecertificeerd via zogenaamde Garantie van Oorsprong (GvO). In Nederland geeft Vertogas de GvO’s voor groen gas uit. Vertogas controleert of het gas voldoet aan de gestelde eisen voor zo’n certificaat. De afnemer krijgt zo de zekerheid dat het groene gas ook echt groen is.
Hernieuwbare energie, de rol van biogas in de energietransitie
Er is veel vraag naar bio-energiesystemen, hernieuwbare energie draagt immers bij aan een circulaire economie. Het is tevens een oplossing voor verschillende afvalvraagstukken, omdat we organisch afval omzetten in waardevolle eindproducten zoals warmte en biogas. Op dit moment wordt al biogas opgewerkt tot groen gas ingevoed in het aardgasnetwerk. Groen gas kan dus ook in een gewone cv-ketel branden. Het is daarmee een alternatief om oudere moeilijk te isoleren woningen te verduurzamen. De infrastructuur is er geschikt voor (de gasleidingen en huidige cv-ketels kunnen gewoon gebruikt worden). Het direct toepassen van biogas voor verwarming van woningen kan ook, maar dan is wel een speciale cv-ketel nodig.
Er is nog niet heel veel groen gas beschikbaar, maar door het opwerkproces te verbeteren kan de productie van groen gas toenemen en kan er meer in het huidige gasnet worden ingevoerd. Groen gas is een duurzame vervanger van aardgas. Het is CO2-neutraal en hernieuwbaar, want biomassa wordt steeds opnieuw aangevuld.
Links
Groen gas – TKI Groen Gas (topsector energie)
“Tot nu toe zijn met name vergistingsprojecten ontwikkeld. Vergassingstechnologie (thermische vergassing en superkritische watervergassing) heeft de potentie om in de toekomst grootschalige productie van hernieuwbaar gas uit biomassa en reststromen mogelijk te maken, in aanvulling op de vergistingsroutes.”
Panorama Groen Gas (2021) – New Energy Coalition
Panorama_GroenGas_brochure_interactief2.pdf (newenergycoalition.org)
Panorama Groen Gas 2021 biedt actuele informatie over productie, technologie, handel en transport van groen gas. Ook komen de uiteenlopende vergistingstechnieken aan bod die momenteel in meer dan 270 installaties in Nederland worden toegepast. Panorama Groen Gas is een initiatief van de vereniging Groen Gas Producenten, Biogas Branche Organisatie, Groen Gas Nederland, GasTerra, Koninklijke Vereniging van Gasfabrikanten in Nederland (KVGN) en de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO).
Groen gas – Expertise Centrum Warmte
Factsheet voor het maken van de transitievisie warmte door gemeenten. Versie: 7 september 2020
