Vergisting van intergemeentelijk afval: Technologische opportuniteiten 2de Vlaams Vergistingsforum – 19.09.2012 L. Raport, M. Bossuwé, N. Lievens, J. Van Driessche, B. Willems, E. Meers

Overzicht Inleiding intergemeentelijk afval Soorten, karakteristieken, mogelijkheden voor verwerking 2. Organisch intergemeentelijk afval mogelijkheden voor vergisting 3. Technologieën voor vergisting van intergemeentelijk afval 4. Vergisting van intergemeentelijk afval: Aandachtspunten 5. EcoWerf case: Onderzoek en opportuniteiten

1. Intergemeentelijk afval Organische fractie van intergemeentelijk afval Niet-gescheiden organisch afval: Organisch-biologische fractie van huishoudelijk restafval: Op basis van sorteerproeven, vastgelegd op 47,48 % (in 2009) → Wekelijkse/tweewekelijkse huis-aan-huis-inzameling Gescheiden organisch afval Groente -, Fruit- en Tuinafval (GFT): in +/- 65 % van de Vlaamse gemeenten → Wekelijkse/tweewekelijkse huis-aan-huis-inzameling in ‘GFT-regio’s’ Groenafval Bermmaaisel Zacht snoeiafval Snoeiafval Boomstronken → Huis-aan-huis in ‘Groen-regio’s’, rest: inzameling via containerparken 3. Onbehandeld houtafval → Voornamelijk inzameling via containerparken

1. Intergemeentelijk afval Selectief ingezamelde hoeveelheiden intergemeentelijk organisch-biologisch afval in Vlaanderen (2010) Afvalstroom Totale hoeveelheid (ton) Hoeveelheid per inwoner (kg/inw) GFT 263.645 41,86 Tuinafval gemengd 348.893 55,40 Snoeihout 120.648 19,16 Groenafval 469.541 74,56 Houtafval 166.495 26,44 Bron: Inventarisatie huishoudelijke afvalstoffen 2010, OVAM.

1. Intergemeentelijk afval Huidige verwerking van organisch intergemeentelijk afval in Vlaanderen: GFT afval: 6 aerobe composteringsinstallaties: 65 % 2 vergistingsinstallaties (met nacompostering): 35 % Groenafval: 26 Groencomposteringsinstallaties Compostering: 30-35 kWh per ton VERBRUIK Vergisting: 100-150 kWh per ton OPBRENGST

1. Intergemeentelijk afval Mogelijkheden voor verwerking selectief ingezameld organisch afval: Geïntegreerd concept Bron: OVAM (2009) Economische marktanalyse van de verwerking van (deelstromen) van groen- en gft-afval met voorstel van beleidsaanbevelingen

Overzicht Inleiding intergemeentelijk afval Soorten, karakteristieken, mogelijkheden voor verwerking 2. Organisch intergemeentelijk afval mogelijkheden voor vergisting 3. Technologieën voor vergisting van intergemeentelijk afval 4. Vergisting van intergemeentelijk afval: Aandachtspunten 5. EcoWerf case: Onderzoek en opportuniteiten

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval Organisch intergemeentelijk afval: mogelijkheden voor vergisting? → Belangrijke karakteristieken die het biogaspotentieel van organische afvalstromen beïnvloeden: Inzamelwijze en voortraject: Scheiding aan de bron zorgt voor beduidend betere kwaliteit dan mechanische scheiding achteraf Afbreekbaarheid gehalte aan eiwitten, vetten en koolhydraten Gehalte aan cellulose, hemicellulose en lignine C:N verhouding N-gehalte (NH4+/NH3-inhibitie) Partikelgrootte

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval GFT-afval Schillen en resten van groente en fruit, alle etensresten, kaas en kaaskorsten, koffiefilters, koffiedik, theezakjes en theebladeren, snijbloemen en kamer-planten, aanhangende potgrond, gras, stro en bladeren, klein snoeiafval en kort gemaakte takken, resten van tuinplanten, beperkte hoeveelheden papier. → Zéér heterogeen, poging tot gemiddelde elementaire samenstelling: Component Eenheid Vochtigheid Gew. % 60 Asrest Gew. % van d.s. 45 S 0,18 C 29 K 1,21 H 3 Na 0,31 O 21 Ca 1,62 N 1 Cl 0,24

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval GFT-afval → Biogaspotentieel gaande van 100 Nm3 biogas/ton Verse Stof (VS) tot 180 Nm3 biogas/ton VS → Methaangehalte gaande van 50 % tot 70 % (meestal rond 60 %) → Belangrijke karakteristieken die het biogaspotentieel van GFT beïnvloeden: Afbreekbaarheid: 60 - 80 % C:N verhouding: < 20 (25-30 = optimaal) N-concentratie:

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval GFT-afval en fijne fractie groenafval → Samenstelling, en dus biogaspotentieel, zijn afhankelijk van: Regio (stedelijk of landelijk) Stedelijk: Hoger aandeel etensresten, minder groenafval en maaisels Landelijk: Hoger aandeel groenafval en maaisels, deel afval ‘zelf verwerkt’ dmv thuiscomposteren, gebruik als kippenvoer, etc. Seizoensgebonden (winter versus zomer) Gedurende winter: Lager tonnage, hoger aandeel etensresten tov groenafval, hogere biogasopbrengst per ton vers gewicht Gedurende zomer: Hogere tonages, hoger aandeel maaisels en groenafval, lagere biogasopbrengst per ton vers gewicht Inzamelwijze: Scheiding aan de bron zorgt voor betere kwaliteit dan mechanische scheiding achteraf

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval Maaisels en fijne fractie groenafval → Biogaspotentieel gaande van 50 Nm3 biogas/ton VS tot 150 Nm3 biogas/ton VS (mogelijk > 150 Nm3/ton VS indien ingekuild) → Methaangehalte +/- 60 % → Belangrijke karakteristieken die het biogaspotentieel van GFT beïnvloeden: Partikelgrootte Afbreekbaarheid: 60 – 80 % C:N verhouding: +/- 20: goed Bron: Hartmann & Ahring, 2006

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval Maaisels → Samenstelling, en dus biogaspotentieel, zijn afhankelijk van: Maaiperiode Eerste maaibeurt (vanaf 15 juni) Tweede maaibeurt (vanaf 15 sept): hoger gehalte aan hemicellulose en lignine, dus lagere biogasopbrengst (tot 50 % minder!) Maaimethode Cirkelmaaier: hogere biogasopbrengst per ton VS Klepelmaaier: meer contaminatie in gras, lagere biogasopbrengst per ton VS Vegetatietype Variatie in biogaspotentieel tussen soorten, maar bronnen spreken elkaar tegen

2. Vergisting van organisch intergemeentelijk afval Maaisels Voordelen : → Mogelijkheid tot inkuilen van maaisels Spreiding van aanvoer van inputstromen (gebruik tijdens winterperiode wanneer tonnages GFT lager liggen) MAAR: maaisel moet zéér vers ingekuild worden

Overzicht Inleiding intergemeentelijk afval Soorten, karakteristieken, mogelijkheden voor verwerking 2. Organisch intergemeentelijk afval mogelijkheden voor vergisting 3. Technologieën voor vergisting van intergemeentelijk afval 4. Vergisting van intergemeentelijk afval: Aandachtspunten 5. EcoWerf case: Onderzoek en opportuniteiten

3. Vergistingstechnologieën Indeling van types installaties volgens: Drogestofgehalte Voedingsregime Nat (5-15 % DS) vs. Droog (20-40 % DS) Continu vs. batch Continue - Droog SUBSTRAAT MENGER POMP SILO VOEDINGSBUIZEN M BIOGAS DIGESTAAT ENTEN M Liggende fermentor Silofermentor Continue (CSTR) - nat Discontinue (batch) Geroerde fermentor Garagebox fermentor Bron: Biogas-e, 2008

3. Vergistingstechnologieën Indeling van types installaties volgens: Drogestofgehalte Nat (5-15 % DS) vs. droog (20-40 % DS) Voedingsregime Continu vs. Batch Reactortemperatuur Mesofiel (minder gevoelig voor stikstofinhibitie, lagere energiebehoefte) vs. Thermofiel (hogere belasting mogelijk → kleinere installatie) Scheiding van processtappen 1- of 2 –fasig (hydrolyse en methanogenese in afzonderlijke tank met ≠ pH en T) Droog = kleinere opp, nat = makkelijker verpompbaar, snellere processturing

Overzicht Inleiding intergemeentelijk afval Soorten, karakteristieken, mogelijkheden voor verwerking 2. Organisch intergemeentelijk afval mogelijkheden voor vergisting 3. Technologieën voor vergisting van intergemeentelijk afval 4. Vergisting van intergemeentelijk afval: Aandachtspunten 5. EcoWerf case: Onderzoek en opportuniteiten

4. Vergisting intergemeentelijk afval: aandachtspunten Technische en procestechnische uitdagingen: Vezelmateriaal en afbreekbaarheid maaisels Vervuiling (blikjes, plastic, ...) → Voorbehandeling nodig: Zeven Trommelzeef Sterrenzeef Windshifter Pulpen

4. Vergisting intergemeentelijk afval: aandachtspunten Technische en procestechnische uitdagingen: Aanvoer GFT in pieken: te compenseren met inkuilen van maaisels?

Overzicht Inleiding intergemeentelijk afval Soorten, karakteristieken, mogelijkheden voor verwerking 2. Organisch intergemeentelijk afval mogelijkheden voor vergisting 3. Technologieën voor vergisting van intergemeentelijk afval 4. Vergisting van intergemeentelijk afval: Aandachtspunten 5. EcoWerf case: Onderzoek en Opportuniteiten

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf Interreg IVB ARBOR Project “Accelerating Renewable Energies through valorisation of Biogenic Organic Raw Material” Binnen Werkpakket 1: “Stimulating sustainable production, collection and preparation of biomass” werkt Innolab samen met UGent, Innova Energy en EcoWerf aan de ontwikkeling van het ‘Synergy Park’ rond EcoWerf

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf Opdrachthoudende vereniging (Intercommunale) 27 gemeenten Provincie Vlaams-Brabant Integraal beleid huishoudelijk afval Preventie, inzameling en verwerking 390.000 inwoners 257 werknemers -242 VTE

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf Totale energiebehoefte 2011 Kostprijs: 1.370.000 € / jaar 5% van de jaaromzet → EcoWerf wenst energie uit GFT optimaal te recupereren met behoud productie compost

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf Huidige composteerinstallatie (capaciteit 65.000 ton/jr) → Verwerking GFT, zacht groenafval, maaisels en kleine hoeveelheid OBA’s Potentieel voor vergistingsinstallatie: Eigen inzameling GFT + Maaisels + zacht groenafval: 33.700 ton/jaar Huidige aanvoer GFT vanwege intercommunales Interza/Interrand 11.362 ton/jaar Beschikbare gemeentelijke bermmaaisels 3.000 ton/jaar → Totaal 48.000 ton/jaar

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf Verschillende scenario’s mogelijk Koppeling met omgeving

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf Correcte inschatting van biogaspotentieel van groot belang bij dimensionering van vergistingsinstallatie! Binnen Interreg IVB ARBOR-project: Evaluatie van het biogaspotentieel van het GFT/zacht groen-afval: Duurtijd: 1 jaar Staalname: 2 x per week gedurende 2 weken: telkens 1 mengstaal 26 Stalen in totaal: biogaspotentiaal wordt bepaald door Innolab dmv batch testen → Een reële bepaling van het biogaspotentieel van gemengd intergemeentelijk organisch afval doorheen heel jaar!

5. Vergisting intergemeentelijk afval: Case EcoWerf Biogaspotentieel organisch intergemeentelijk afval EcoWerf: Voorlopige resultaten Staal 1: 145,6 Nm3/ton VS (603 Nm3/ton ODS) in 57 dagen met 56,7 % CH4 Staal 1 (12.07.2012) % DS = 36,5 % % ODS = 66,2 % Staal 2 (30.07.2012) % DS = 31,0 % % ODS = 64,9 %

Hartelijk dank voor uw aandacht Contact: Linde.Raport@innolab.be