De Voordelen, Nadelen, Kosten, Eisen en Werking!

De Voordelen, Nadelen, Kosten, Eisen en Werking!

In Nederland behoort biomassa tot de meest gebruikte duurzame energiebronnen. Op deze pagina staat beschreven wat biomassa is, wat er wordt bedoeld met biomassa bijstook en wat de voor- en nadelen zijn van het gebruik van biomassa als energiebron.

Inhoud:

1. Introductie biomassa bijstook
2. Wat is biomassa
3. Soorten biomassa
4. Energie uit biomassa halen
5. Biomassa bronnen
6. Voordelen biomassa
7. Nadelen biomassa
8. Biomassa bijstook eisen in Nederland
9. Kosten energie uit biomassa
10. Samenvatting

1. Introductie biomassa bijstook

Het merendeel van de energie in Nederland wordt opgewekt met fossiele brandstoffen als kolen, aardgas en aardolie. Aan het gebruik van fossiele brandstoffen kleven echter praktische, milieutechnische en politieke bezwaren. Zo zijn de voorraden van fossiele brandstoffen eindig, brengt het gebruik van fossiele brandstoffen schade toe aan het milieu en wil Nederland voor haar energie niet te afhankelijk zijn van bepaalde landen. De Nederlandse overheid streeft daarom naar het gebruik van alternatieve en duurzame energiebronnen. Wie aan groene energie denkt, denkt al snel aan energie opgewekt met water, wind of zonlicht. Het merendeel van de groene energie in Nederland wordt echter opgewekt met biomassa. Uit cijfers van het CBS bleek dat in 2015 5,8 procent van de gebruikte energie uit hernieuwbare bronnen kwam. Het overgrote deel hiervan (70 procent) werd met biomassa opgewekt. Om het opwekken van elektriciteit te verduurzamen ontvangen kolencentrales in Nederland subsidie (SDE+) voor bijstook van biomassa. Biomassa bijstook houdt in dat de gebruikte kolen in de kolencentrales worden aangevuld met een bepaald percentage (tot 30 procent) aan biomassa. De biomassa betreft in dit geval voornamelijk ‘pellets’ (samengeperste houtsnippers). Bij de verbranding van biomassa komt ook CO2 (koolstofdioxide) vrij. Deze CO2 maakt echter in tegenstelling tot die uit kolen deel uit van de huidige koolstofkringloop (zie ‘voordelen biomassa’), zodat biomassa bijstook als duurzaam wordt gezien. In het vervolg van deze pagina wordt uitgelegd wat biomassa precies is en wat de voornaamste voor- en nadelen zijn van het gebruik.

2. Wat is biomassa

De term ‘biomassa’ is afkomstig uit de biologie, waar het wordt gebruikt om de hoeveelheid biologische massa in een bepaald ecosysteem uit te drukken. Zo is de hoeveelheid biomassa in een regenwoud relatief hoog en in een woestijn relatief laag. Tegenwoordig doelt men met biomassa echter vooral op organische materie die ingezet kan worden voor het opwekken van energie. Deze organische materie is afkomstig uit levende of dode planten en dieren en bestaat voornamelijk uit koolstof, zuurstof en waterstof. Voorbeelden van biomassa die gebruikt wordt voor het opwekken van energie zijn hout, mest, gft-afval en palmolie. Biomassa gold lange tijd als de voornaamste brandstof voor de mens. Sinds de industriële revolutie namen fossiele brandstoffen zoals kolen of aardgas deze rol in veel landen over. In de meeste Westerse landen neemt het gebruik van biomassa de afgelopen decennia echter weer toe als gevolg van het streven naar verduurzaming van de energieopwekking.

3. Soorten biomassa

Biomassa kan op verschillende manieren onderverdeeld worden. Zo is er het onderscheid tussen biomassa afkomstig van planten of van dieren. Daarnaast kan er ook een onderscheid worden gemaakt tussen droge en natte biomassa. Houtsnippers, zaagsel of stro zijn voorbeelden van droge biomassa die relatief eenvoudig in energie kan worden omgezet door middel van verbranding. Mest, rioolslib of compost worden gerekend tot de natte biomassa. Deze moeten voor verbranding eerst gedroogd worden of worden door middel van een chemisch proces op een andere manier tot brandstof omgevormd. Hiernaast zijn er ook soorten biomassa in de vorm van dierlijke of plantaardige oliën en vetten zoals palmolie, die direct als brandstof kunnen worden gebruikt. Men spreekt daarnaast ook wel van eerste generatie en tweede generatie biomassa. Eerste generatie biomassa bestaat voornamelijk uit biomassa die ook voor voedseldoeleinden kan dienen. Hieronder vallen onder andere gewassen als suikerriet of mais. Omdat deze biomassa ten koste gaat van de voedselproductie, streeft men over het algemeen naar het gebruik van tweede generatie biomassa. Deze biomassa bestaat voornamelijk uit restproducten en afval.

4. Energie uit biomassa halen

Energie wordt meestal door middel van verbranding uit biomassa gehaald. Soms moet de biomassa eerst nog omgevormd worden tot een bepaald type biobrandstof voordat het efficiënt gebruikt kan worden. De biomassa die gebruikt wordt in de Nederlandse kolencentrales voor de biomassa bijstook bestaat uit hout dat eerst wordt samengeperst tot ‘pellets’ (kleine samengeperste houtsnippers). Dit verlaagt het vochtgehalte en maakt vervoer eenvoudiger. Voor de verbranding wordt de biomassa eerst fijngemalen, zodat het brandoppervlak optimaal is. De door de verbranding vrijgekomen warmte wordt gebruikt om water in stoom om te zetten. Deze stoomkracht wordt vervolgens ingezet voor het opwekken van elektriciteit met een turbine. Voor sommige vormen van biomassa is het wenselijk dat de biomassa eerst wordt omgezet in een andere vorm van biobrandstof door middel van thermale, chemische of biochemische methoden. Zo kan biomassa bijvoorbeeld worden bewerkt tot gas of vloeistof met behulp van verhitting, chemische synthese of bacteriën. Biobrandstof in de vorm van bio-ethanol, biodiesel of biogas kan worden gebruikt om bijvoorbeeld de verbrandingsmotoren van voertuigen aan te drijven.

5. Biomassa bronnen

Biomassa wordt gewonnen uit speciaal daarvoor verbouwde gewassen, als restproduct uit industrieën zoals de landbouw, veeteelt of bosbouw of uit afval. Hout is de wereldwijd meest gebruikte vorm van biomassa. Restproducten uit de bosbouw of hout- en papierindustrie kunnen worden ingezet als biobrandstof. Hout is ook de voornaamste bron van biomassa voor de biomassa bijstook in Nederlandse kolencentrales. Ook kunnen restproducten uit de veeteelt worden ingezet als biomassa. De uitwerpselen van vee als koeien, kippen en varkens kunnen worden verzameld en chemisch worden omgezet in biobrandstoffen. Op een vergelijkbare manier kan ook biomassa worden gewonnen uit rioolwater. Restproducten uit de landbouw zoals niet-eetbare gedeelten van gewassen of gft-afval afkomstig uit huishoudens kunnen ook op verschillende manieren worden gebruikt als biobrandstof. Er zijn ook verschillende soorten planten die specifiek als gewassen voor biobrandstof worden verbouwd. Met name planten met een hoog suiker- en/of vetgehalte zijn hiervoor geschikt.

6. Voordelen biomassa

Fossiele brandstoffen worden sinds de industriële revolutie veelvuldig ingezet als brandstof voor het opwekken van elektriciteit, het genereren van warmte of het aandrijven van verbrandingsmotoren. De voorraad fossiele brandstoffen is echter eindig en aan het verbruik zijn verschillende negatieve effecten op het klimaat en de luchtkwaliteit verbonden. Er wordt daarom steeds meer naar alternatieve energiebronnen gekeken. Biomassa geldt, naast water-, wind- en zonne-energie, als één van de meest gebruikte duurzame energiebronnen. Onderstaand de voornaamste voordelen van het gebruik van biomassa: 

  • Hernieuwbare energiebron

Fossiele brandstoffen worden gevormd gedurende miljoenen jaren onder hoge druk in het binnenste van de aarde. De hoeveelheid beschikbare fossiele brandstof op aarde is daarom eindig. Biomassa is daarentegen in overvloed op aarde aanwezig. Bovendien kan biomassa eenvoudig worden geproduceerd. Gewassen voor biomassa kunnen na de oogst weer opnieuw worden gezaaid en vee blijft uitwerpselen produceren zolang het wordt gevoed.

  • Koolstofkringloop

Fossiele brandstoffen hebben net als biomassa een organische oorsprong. Bovendien komt er bij de verbranding van biomassa ook CO2 in de lucht. Toch geldt biomassa als een duurzame energiebron en fossiele brandstof niet, dit heeft te maken met de koolstofkringloop. Planten nemen namelijk CO2 uit de lucht op. Als er na het verbranden van een boom weer een nieuwe boom wordt aangeplant, dan zal de vrijgekomen CO2 weer worden opgenomen. Op deze manier blijft de hoeveelheid CO2 die onderdeel uitmaakt van de koolstofkringloop gelijk. Wanneer echter fossiele brandstoffen worden gebruikt, dan komt er CO2 vrij die reeds miljoenen jaren geen onderdeel meer uitmaakt van de koolstofkringloop, zodat de hoeveelheid CO2 in de kringloop toeneemt. Het gebruik van biomassa is dus duurzamer dan het gebruik van fossiele brandstoffen en wordt ook wel CO2-neutraal genoemd.

  • Met andere brandstof te vermengen

Veel soorten biomassa zijn geschikt om te gebruiken met onze huidige verbrandingsmethoden. Dit vergt dus minder investeringen en aanpassingen om de biomassa in gebruik te nemen. Bovendien kunnen bepaalde soorten biomassa zelfs vermengd worden met in gebruik zijnde fossiele brandstoffen. In Nederland vindt in de kolencentrales veel bijstook met biomassa plaats, waarbij de gebruikte kolen worden aangevuld met een bepaald percentage biomassa. Op deze manier kunnen bestaande kolencentrales duurzamer worden gemaakt.

  • Zowel afvalverwerking als energiebron

Bij veel industrieën en in de huishoudens van mensen blijven organische restproducten en afval over. Door deze restproducten en het afval om te zetten in energie, worden twee vliegen in één klap geslagen. Het afval wordt verwerkt en er wordt op een duurzame manier energie opgewekt.

  • Stabiele aanlevering

Andere groene energiebronnen als windenergie en zonne-energie zijn afhankelijk van factoren als windkracht en zonuren. Wanneer er niet voldoende wind of zon is moet het gebrek aan opgewekte energie worden gecompenseerd uit andere bronnen. Het aanbod van biomassa is stabieler en constanter. Op dit moment wordt het tekort aan wind- of zonne-energie in Nederland opgevangen door onder meer de kolencentrales. Wanneer deze kolencentrales gebruik maken van biomassa bijstook, kan het tijdelijk wegvallen van andere groene energiebronnen op een duurzame manier worden opgevangen.

7. Nadelen biomassa

Hoewel energie opgewekt door biomassa doorgaans als groen of duurzaam wordt aangeduid, zijn er ook kritische geluiden te horen. De meeste kritiek op het gebruik van biomassa heeft te maken met de uitvoering. Wanneer het winnen of verwerken van biomassa niet op de juiste manier gebeurt, dan verdwijnen de duurzame aspecten van biomassa. Daarnaast is het, mede door de grote variëteit aan soorten biomassa, vaak lastig om de duurzaamheid van biomassa te meten.

  • Luchtvervuiling en klimaat

Van de CO2 die vrijkomt bij de verbranding van biomassa wordt meestal gesteld dat dit niet bijdraagt aan klimaatverandering, omdat dit deel uit maakt van de huidige koolstofkringloop. Echter zal de opname van CO2 door planten dan wel daadwerkelijk moeten worden gerealiseerd door nieuwe aanplanting. Dit is een proces dat soms decennia kan duren. Het is daardoor moeilijk te controleren of vrijgekomen CO2 ook daadwerkelijk weer wordt opgenomen. Daarnaast kunnen er, afhankelijk van het type biomassa, ook andere gevaarlijke stoffen vrijkomen zoals zware metalen, methaan, chloor en zwaveloxide.

  • Food vs. fuel

Een belangrijk discussiepunt binnen het debat over het gebruik van biomassa gaat over de botsing tussen voedsel- en brandstofproductie. Een akker die wordt gebruikt voor de productie van biobrandstof kan ten koste gaan van een akker die wordt ingezet voor voedselproductie. Wanneer de productie van biomassa toeneemt, kan de productie van voedsel afnemen, waardoor de voedselprijzen stijgen.

  • Schade biodiversiteit en milieu

Een voordeel van biomassa is dat de voorraad door de mens aangevuld kan worden, bijvoorbeeld door gewassen te verbouwen die speciaal als biomassa dienen (energieteelt). Het verbouwen van biomassa neemt echter veel ruimte in beslag. Dit kan betekenen dat bestaande bossen en ecosystemen moeten wijken om plaats te maken voor bijvoorbeeld een palmolieplantage. Dit kan er niet alleen toe leiden dat de leefgebieden van bepaalde plant- en diersoorten worden bedreigd, maar ook dat de hoeveelheid CO2 die wordt opgenomen uit de lucht afneemt. Een eeuwenoud regenwoud neemt namelijk veel meer CO2 uit de lucht dan een koolzaadakker.

  • Secundaire uitstoot

Voordat biomassa omgezet kan worden in energie moet de biomassa eerst geoogst of verzameld worden en vervolgens naar de juiste bestemming vervoerd worden. Dit kost samen naar schatting 3 procent van de energie die biomassa op dit moment oplevert. Voor bijvoorbeeld het vervoer van houtpellets uit Noord-Amerika naar Europa wordt gebruik gemaakt van schepen die varen op fossiele brandstoffen. De extra uitstoot die ontstaat bij een industrie rondom biomassa moet dus ook worden meegerekend. In de meeste gevallen is deze gebruikte energie niet duurzaam te noemen.

8. Biomassa bijstook eisen in Nederland

In 2013 werden in het Energieakkoord voor duurzame groei door de overheid afspraken gemaakt met werkgevers, vakbonden en milieuorganisaties over duurzame energie. Het uiteindelijke streven is een 100 procent duurzame energievoorziening in Nederland. In 2020 moet 14 procent van de energie hernieuwbaar zijn. Bijstook van biomassa in de kolencentrales wordt hierbij gezien als een belangrijke factor. In ruil voor het bijstoken van biomassa ontvangen de energiebedrijven SDE+ subsidie (Stimulering Duurzame Energieproductie). Omdat biomassa bijstook ook daadwerkelijk duurzaam moet zijn, is er in 2015 op verzoek van Minister Henk Kamp (Economische Zaken) een akkoord gesloten tussen energiebedrijven en milieuorganisaties over de duurzaamheidseisen aan biomassa bijstook. Zo mag het hout dat dient als biomassa slechts het bijproduct zijn van een andere houtindustrie en niet speciaal daarvoor gekapt worden. Ook komt het hout alleen uit gecertificeerde en duurzaam beheerde bossen uit Europa en Noord-Amerika. In Nederland maken Essent (onderdeel van RWE), Uniper en Engie aanspraak op de SDE+ subsidie.

9. Kosten energie uit biomassa

De meeste groene energiebronnen in Nederland hebben SDE+ subsidie nodig om te kunnen concurreren met de prijzen van fossiele brandstoffen, omdat deze nu (nog) goedkoper zijn. Van de duurzame energiebronnen die subsidie ontvangen is windenergie (januari 2017) het goedkoopst. Windenergie op land ontvangt 5 eurocent subsidie per kilowattuur (kWh) en op zee iets meer. Zonne-energie ontvangt 6,8 eurocent subsidie. Biomassa zit hier tussenin met 6,5 eurocent per kWh. Een voordeel van biomassa is dat bij bepaalde typen biomassa gebruik gemaakt kan worden van bestaande installaties. Bij biomassa bijstook wordt namelijk gebruik gemaakt van bestaande kolencentrales. Dit scheelt investeringskosten. Wel is het aanbod aan biomassa dat voldoet aan de strenge eisen die worden gesteld voor bijstook in kolencentrales nog beperkt, waardoor de prijs van geschikte biomassa stijgt terwijl dat van windenergie en zonne-energie daalt. Ieder jaar stelt het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) in het Eindadvies basisbedragen de basisbedragen vast waarop de hoogte van de SDE+ subsidies wordt gebaseerd .

10. Samenvatting

  • In Nederland wordt het grootste deel van de energie opgewekt door middel van fossiele brandstoffen. Slechts een klein percentage wordt opgewekt met duurzame energiebronnen als wind, zon en biomassa. Meer dan de helft van deze duurzame energie is afkomstig van biomassa. Ook in kolencentrales wordt biomassa gebruikt om het gebruik van kolen terug te dringen. Het bijstoken van biomassa is CO2-neutraal, mits er aan strenge voorwaarden wordt voldaan.
  • Biomassa is een verzamelnaam voor alle soorten organische materialen die ingezet worden als energiebron. Door middel van verbranding, vergisting of vergassing kan biomassa worden gebruikt om energie op te wekken. Soms wordt de biomassa eerst nog omgezet in een biobrandstof zoals bio-ethanol.
  • Biomassa kan op verschillende manieren onderverdeeld worden. Zo is biomassa van planten of van dieren afkomstig. Droge biomassa zoals hout is geschikter voor verbranding, terwijl voor natte biomassa zoals rioolslib meestal andere methoden worden gebruikt. Als het gaat over duurzaamheid, dan is biomassa die ontstaat als bijproduct van andere industrieën (tweede generatie) wenselijker dan biomassa die speciaal als brandstof wordt verbouwd (eerste generatie).
  • De biomassa die in Nederlandse kolencentrales wordt bijgestookt bestaat voornamelijk uit houtpellets, die als restproduct afkomstig zijn uit de houtindustrie. Er zijn strenge eisen in Nederland aan de oorsprong van dit hout en het beheer van de betreffende bossen.
  • Biomassa heeft een aantal voordelen ten opzichte van andere energiebronnen. Zo is biomassa CO2-neutraal, mits er aan bepaalde voorwaarden wordt voldaan. De voorraad biomassa is niet eindig maar hernieuwbaar, en niet afhankelijk van het weer. Bovendien is biomassa makkelijker in te passen in bestaande energiecentrales. Dikwijls is de inzet van biomassa voor energie tegelijkertijd een methode van afvalverwerking.
  • Er zijn echter ook een aantal gevaren bij het grootschalig overstappen op biomassa. Wanneer de bijgestookte biomassa niet zorgvuldig wordt gecompenseerd, komt er meer CO2 in de atmosfeer. Biomassa heeft daarnaast veel ruimte nodig, dezelfde ruimte die nodig is voor het verbouwen van voedsel, waardoor de twee met elkaar in het gedrang kunnen komen. Tot slot is het niet de bedoeling dat eeuwenoude bossen en biotopen moeten wijken voor biomassa plantages.
  • Voor het bijstoken van biomassa wordt in Nederland SDE+ subsidie verstrekt. In 2015 was windenergie goedkoper dan biomassa, maar biomassa was goedkoper dan zonne-energie. Een voordeel van biomassa bijstook is dat er geen nieuwe energiecentrales voor gebouwd hoeven te worden, omdat de meeste kolencentrales hier al geschikt voor zijn.

 

*Deze website is het resultaat van een studieproject van een groep universitaire studenten met een achtergrond in scheikunde, geologie en biologie. Wij wilden onze vergaarde kennis rondom dit onderwerp graag delen door middel van een website.