Voor een opdrachtgever in Gelderland is een studie naar de beschikbare biomassastromen in de regio onderzocht. Verder zijn een 5-tal business cases onderzocht die deze biomassastromen valoriseren. Een zevental evaluatiecriteria zijn daarbij geformuleerd en onderzocht om de casussen onderling te vergelijken.
Massabalansen
Door
de sterke agrarische positie van de regio komen veel reststromen vrij uit kassen, akker- en tuinbouw en veeteelt. Verdere stromen komen uit gemeentelijke groenvoorziening,particuliere huishoudens, bos, landschap en industrie. Samyama heeft expertise om gedetailleerde berekeningen te maken van de omvang en bewerking van deze stromen. Daarbij is ook de geografische distributie van wezenlijk belang voor het kiezen van locaties voor verzameling, verwerking en opwerking van biomassa (‘biomassawerven of hubs’).
Op initiatief van Samyama zijn ook voedselconsumptie (primaire producten) en niet—voedselgerelateerde consumptie onderzocht (zoals hout, beton, plastic, textiel, die te maken zijn met lokaal geteelde vezels of biomassa). Dit is een stap richting een verhoogde zelfvoorzieningsgraad van de regio: door inzicht te krijgen wat een regio consumeert, wordt duidelijker welke volumes circulair kunnen worden geproduceerd. Een belangrijk aspect van deze ‘local2local’-benadering is dat veel andere duurzaamheidsaspecten bevorderd worden, namelijk vermindering van transportkilometers, sluiten van kringlopen, eigen werkgelegenheid stimuleren en uitgaven binnen de regio houden (dus verhoogde inkomsten) .
Biobased & groene innovatie
Op de regionaal vrijkomende biomassastromen zijn 5 interessante business casussen onderzocht die de biomassa verder valoriseren. Hierbij is de focus gelegd op een aantal specifieke criteria: ze moeten lokaal ingericht kunnen worden met lokale stakeholders en kennis; duurzaam zijn en arbeid genereren; de circulariteit moet verstevigd worden; het innovatieve karakter moet, behalve gericht op optimalisatie, ook liggen in structurele verduurzaming of zelfs systeembrede transitie. Dit zijn voorbeelden van uitgangspunten in een gedegen multi-criteria analyse en kunnen door Samyama nog uitgebreid worden. De onderzochte business cases zijn:
- Duurzame eiwit- en vezelwinning uit paprikaresten en berm/maaigras: hier worden natte stromen uit de kasgroenteteelt, berm- en maaigras in een mechanische pers bewerkt. Met deze biobased & groene innovatie worden twee hoofdstromen geproduceerd: één eiwitrijke sapstroom voor dierlijke
(en later mogelijk menselijke) voeding, en één droge vezelrijke restmassa als grondstof voor de papier- en kartonindustrie, als composietmateriaal of als alternatieve verpakkingen (eierdoosjes, tomatenbakjes, bioplastics). De installatie gaat uit van een verwerkingscapaciteit van 2 ton/uur waarmee 4.000 ton gras en 1.000 ton paprikaresten per jaar kunnen worden verwerkt.
- Duurzame waardeketen houtige biomassa: dit betreft de conversie van houtige biomassa voor duurzame warmte met een geïnstalleerd vermogen van 1.500 kWth (waarvoor een energie analyse is uitgevoerd voor 3 ketels van 500 kW). In samenwerking met waterschappen en Staatsbosbeheer kunnen
houtige biomassastromen uit landgoederen, plantsoenen en gemeentelijk snipperhout worden verzameld voor een duurzame warmteproductie. De jaarlijkse input voor dit vermogen is 2.700 ton verse houtsnippers en er wordt uitgegaan van gelijke hoeveelheden (elk 25%) vanuit (1) de fruit- en laanboomsector, (2) landgoederen, (3) griendvelden en (4) productiebos, oftewel elk 675 ton per jaar.
- Mest(co)vergisting met LBG-opwerking: benut de grote dierlijke meststromen voor vergisting. Bermgras en hooi wordt als coproduct gebruikt. Het biogas wordt via een cryogene schakel (-160 graden) hoogwaardig opgewerkt naar bio-LNG (oftewel LBG) als brandstof voor de zware transport. Samyama heeft een gedetailleerde techno-economische analyse
gedaan van de gehele keten inclusief voorbehandeling van mest en coproduct; thermische drukhydrolyse; vergisting; mestverwerking (decanter, ultra-filtratie en reverse osmose); WKK voor de interne energiebehoefte; en cryogene biogasopwerking tot LBG (zie Mestvergisting tot LBG opwerking voor meer informatie).
- Duurzame kalkhennepketen voor de bouw: deze casus is erbij betrokken om in het teken van de circulaire economie ook de teelt van een vezelgewas te onderzoeken – industriële hennep. Het is een gemakkelijk gewas met diverse toepassingsmogelijkheden: het gewas wordt gebruikt als grondstof ter vervanging van beton, als grondstof voor isolatiemateriaal, textiel, papier, geneesmiddelen, biocomposiet, voeding, energie en bioraffinage. In deze casus is de toepassing ‘bouwen met kalkhennepsteen’ onderzocht als Biobased & groene innovatie. Er is gekozen om een klein deel van de jaarlijkse nieuwbouw in regio Rivierenland te maken van kalkhennep, oftewel 70 van de 700 nieuw gebouwde huizen die elk jaar
in de regio bij worden gebouwd. In deze casus is uitgegaan van een hennepverwerkingsinstallatie met capaciteit van 2,5 ton hennep per uur, waarvoor 1.750 hectare hennep aangeplant wordt (4% van alle landbouwareaal in regio Rivierenland).
- Duurzame melkveesector: deze casus beoogt een geleidelijke sectorale overstap van de gangbare naar biologische, circulaire melkveeteelt over een verloop van 15 jaar. Bij het bepalen van de systeemgrens is de volgende vraag gesteld: Kan de melkveesector in de regio bij gelijkblijvende opbrengsten overstappen op een 100% biologische bedrijfsvoering? Als onderdeel van een herstellende landbouw is uitgegaan van de aanplant van extra biomassa in de vorm van bomen, ongeveer 95 bomen per hectare.
Dit komt dat neer op een bomenaanplant op 10% van het melkveeareaal (grasland) en fungeert zodoende als een belangrijke ‘carbon sink’, oftewel een maatregel voor het vastleggen van koolstof uit de atmosfeer. Verder is uitgegaan van een ‘revolverend’ fonds waarin de overstapsubsidie voor de eerste paar jaar wordt bekostigd met een deel van de meerwaarde van de biologische prijs.
Samyama heeft voor deze casussen een uitgebreide multi-criteria analyse uitgevoerd voor elke casus, waarbij 7 criteria opgesteld en berekend zijn, waaronder:
- Investeringskosten (in euro’s);
- Netto contante waarde (in euro’s );
- Simpele terugverdientijd (in jaren);
- Totale emissiereductie van broeikasgassen ( in ton CO2,eq);
- Emissiereductiekosten van broeikasgassen(euro per ton CO2);
- Gecreëerde arbeid (in FTE per jaar);
- Circulair karakter (nominaal).
Conclusies
Enkele belangrijke conclusies uit deze multi-criteria analyse waren:
- Sectorale veranderingen die een meer structurele verduurzaming beogen (overstap van gangbare naar biologische melkveeteelt) blijken kosteneffectiever en meer broeikasgassen te verminderen dan ‘end-of-pipe’ projecten (zoals mestvergisting met opwerking naar LBG). Vooral op ‘circulair gehalte’ scoren deze sectorale veranderingen hoog. Het beheersen van klimaatverandering wordt dus maar in bescheiden mate gerealiseerd door duurzame energieprojecten en meer met gedragsverandering en een structurele, sectorbrede aanpak.
- Wordt er naar de gehele keten gekeken, dan zijn er meer voordelen te behalen dan wanneer er per schakel wordt ge(sub)optimaliseert. Zo kan betrekkelijk simpel een robuuste natuurvezelsector worden opgezet als daar een goede prijs voor wordt betaald (afkomstig van een bescheiden doorberekening in de huisprijs) en de consument daar ook van bewust wordt gemaakt (casus ‘Kalkhennep’). Dit geldt ook voor de casus ‘Biologische veeteelt’ waar binnen een consortium van melkafnemers, supermarktketens, boeren, beleidsmakers en vooral ook consumenten een transitiemodel opgezet kan worden die de overstap op grote schaal stimuleert, betaalt en ondersteund. Het aanbieden van enkel biologische melk in supermarkten vergt een kleinere stap dan mensen denken!
Ook adviseert Samyama in het samenstellen van een biomassaplatform en de formulering van een langetermijnvisie en strategie. Zo is locatiebepaling van biomassawerven (‘verzamelpunten’) altijd een moeilijk onderwerp. Eén van Samyama’s kerncompetenties is het inzichtelijk maken van de voordelen van langetermijn-duurzaamdenken boven een kortetermijn-winstoptimalisatie, wat vaak een groot obstakel vormt in transities. Waar nu vooral biomassastromen per jaar opnieuw aan de hoogste bieder wordt vergeven, is in de toekomst de levensvatbaarheid van biomassaprojecten afhankelijk van vaste, langdurige, lokale en transparante leveringen van biomassa. Samyama onderzoekt bestaande en concept-samenwerkingsinitiatieven, markt- en beleidsstrategieën om de voorwaarden voor transitie te vergroten.