Ons stedelijk bioafval plaatselijk terugwinnen: succesvolle resultaten van het Europese DECISIVE-project
PERSBERICHT - Bioafval, voedselafval en ander biologisch afbreekbaar natuurlijk afval, vertegenwoordigt een derde van het Franse huishoudelijk afval. Dit biologisch afbreekbaar afval is een echte bron van hulpbronnen die niet alleen kan worden gebruikt voor de opwekking van energie voor elektriciteit en warmte, maar ook voor de productie van producten met een hoge toegevoegde waarde voor de landbouwers. Terwijl iedereen tegen eind 2023 over een praktische oplossing moet beschikken om zijn bioafval aan de bron te sorteren*, heeft het multidisciplinaire Europese project DECISIVE zich toegespitst op de ontwikkeling van micromethanisering van bioafval in de stedelijke omgeving. Dit door INRAE gecoördineerde programma, dat in 2016 van start is gegaan met 14 partners** in Frankrijk, Duitsland, Spanje, Italië, België en Denemarken, heeft het mogelijk gemaakt om een doeltreffend lokaal micromethanisatiesysteem te ontwikkelen en te testen, dat in staat is om zowel lokaal energie te produceren als een biopesticide dat op het veld kan worden gebruikt. De resultaten van het project, dat in oktober 2021 afloopt, maken het zowel uit milieuoogpunt als uit sociaal-economisch oogpunt mogelijk de concrete invoering van dit circulaire systeem te overwegen.
Nu de demografische, milieu- en energiedruk in stedelijke gebieden toeneemt en bioafval een hulpbron lijkt te zijn die moet worden geëxploiteerd, moet het beheer van dit afval worden geïntegreerd in de duurzame ontwikkeling van gebieden. De partners van het Europese DECISIVE-project hebben geschikte technologieën ontwikkeld voor de optimale terugwinning van dit bio-afval, en hebben de organisatie van het ontwerp van een micromethaniseringsproces op ware grootte getest op territoriale schaal.
Bewezen robuuste technologieën, lokale energie en een biopesticide output
Verscheidene micromethaniseringsprocédés met biogasrecuperatie door middel van een Stirlingmotor[1] zijn gedurende verscheidene jaren getest, door twee verschillende fabrikanten. Het consortium heeft, met name via het INRAE-laboratorium in Rennes, ook een nieuw micromethaniseringsproces ontwikkeld. Dit nieuwe proces, dat energie-efficiënter is, bestaat uit twee fasen: eerst wordt het vaste bio-afval in een buizensysteem gebracht dat werkt als een zuiger, waar het wordt afgebroken door de recirculatie van een vloeistof (het percolaat). De afbraakproducten die uit het percolaat worden gehaald, worden vervolgens in een aparte tank omgezet in biogas. Aan de uitlaat van de zuiger wordt een vast digestaat opgevangen dat kan worden nabehandeld voor terugwinning. Het DECISIVE-project in Spanje heeft fermentatie op vast substraat getest om de productie van een biopesticide mogelijk te maken.
Uit het oogpunt van nutriënten heeft het consortium aangetoond dat het bioafval, dat een hoog methanogeen vermogen heeft, een digestaat kan produceren dat minerale stikstof bevat die als meststof kan worden gebruikt. De terugvoer van het geproduceerde digestaat naar de bodem is echter nog steeds onderwerp van onderzoek, want ook al wordt bio-afval vóór de methanisering gehygiëniseerd[2], het hergebruik van dierlijke resten van ons bord legt een zeer streng gezondheidskader op. De lotgevallen van pathogenen in terugwinningssystemen voor bioafval blijven daarom een belangrijk onderzoeksgebied.
Een ongekende demonstratie op ware grootte in een dichtbevolkt stedelijk gebied
Na drie jaar evaluatie van de lokale bioafvalstromen en onderzoek naar de meest geschikte technologieën voor de terugwinning ervan, is in november 2019 in Ecully[3], in de agglomeratie Lyon, een proefdemonstratiesite geïnstalleerd. De micromethanisator, gebouwd door een Frans-Chinees bedrijf en voorzien van een zonnepaneel, is ontworpen om ten minste 50 ton bioafval per jaar terug te winnen om het project energetisch te voltooien, d.w.z. 1 ton per week. De installatie is ontworpen om biogas te produceren, waarvan 80% wordt gebruikt om de vergister te verwarmen en te voorzien van het warme water dat nodig is voor de hygiëne, en 20% wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken waarmee de gebouwen van de stadsboerderij van stroom worden voorzien. Deze proeffabriek, die zijn weerga niet kent in een dichtbevolkte stedelijke omgeving, zou hoofdzakelijk worden gevoed met keukenafval (collectieve catering, traditionele catering en afval van een nabijgelegen verkooppunt van streekprodukten). Het doel van de stadsboerderij was in eerste instantie het terugwinnen van bioafval dat binnen een straal van 5 km werd verzameld, en was ontworpen om 20 m3 biogas per dag en 1 tot 2kWh aan warmtekrachtkoppeling te produceren, en om het digestaat aan het eind van het proces over de naburige velden te verspreiden. Ondanks de pandemische periode, die de ophalingen vertraagde, kon de micromethanisator 4,3 kg organisch materiaal per m3 reactor terugwinnen om 15 m3 biogas per dag te produceren.
Bewijs van het concept van een succesvolle gedecentraliseerde organisatie
Wat de technologie betreft, heeft de installatie van een micromethanisator in een dichtbevolkt stedelijk gebied zijn doeltreffendheid bewezen, met de betrokkenheid van zelfs neofiete actoren. De organisatie van een kort circuit van gerecycleerd organisch materiaal toont ook in fraaie bewoordingen de mogelijkheid aan om werkgelegenheid te scheppen. Deze technologie, die gemakkelijk kan worden gereproduceerd, is ook aanpasbaar gebleken omdat zij gemakkelijk kan worden vervoerd naar gelang van de behoeften. De micromethanisator van Ecully is nu geïnstalleerd in Narbonne en een nieuwe installatie in Italië, die tot 400 ton afval per jaar kan verwerken, wordt geïnstalleerd in een bergachtig gebied.
Een Duitse partner voert ook een onderzoek uit onder huishoudens om na te gaan of zij voorstander zijn van het sorteren van bioafval aan de bron. De resultaten van dit sociologisch onderzoek, in huishoudens met verschillende sociaaleconomische niveaus, zullen bijdragen tot een verfijning van het beleid ter ondersteuning van bronscheiding.
Afgezien van de technologische processen zal het welslagen van dergelijke gedecentraliseerde projecten voor het beheer van de nuttige toepassing van afvalstoffen afhangen van de mobilisatie van de plaatselijke actoren (plaatselijke autoriteiten, restauranthouders, distributeurs, landbouwers, ...) en de steun van de bevolking.
* Wet energietransitie voor groene groei van 17 augustus 2015 **INRAE, coördinator, SUEZ, Refarmers (Frankrijk); UAB, ENT, Aeris, ARC (Spanje); AU (Denemarken); TUHH, GEOMAR (Duitsland), ITS, AT (Italië), ACR+, PSUtec (België)
[1] Een Stirlingmotor is een warmtekrachtkoppelingsmotor met uitwendige verbranding. Het is het temperatuurverschil dat de druk van het gas in de motor wijzigt om een zuiger te activeren waarvan de mechanische energie een spoel doet draaien die elektriciteit opwekt. De externe verbranding maakt een minimale zuivering van het biogas vóór de verbranding in de externe brander mogelijk. Conventionele warmtekrachtkoppelingsmotoren zijn interne verbrandingsmotoren. Ook in dit geval moet het biogas vóór de verbranding worden gereinigd om de motor niet te beschadigen.
[2] Hygiënisatie bestaat uit een behandeling bij 70°C gedurende 1 uur, op afval dat tot een maximum van 12 mm is vermalen.
[3] In het Centrum voor Opleiding en Promotie van de Tuinbouw (CFPH) in Ecully (69), in samenwerking met Refarmers, een plaatselijk bedrijf dat gespecialiseerd is in stadslandbouw.
Wat is methanisatie?
Het is een biologisch proces dat organisch materiaal afbreekt in afwezigheid van zuurstof. De afbraak van organische substraten door micro-organismen in een gesloten en gecontroleerde omgeving zorgt voor een maximale productie van een gas, biogas genaamd, dat rijk is aan methaan. In geval van injectie in het aardgasnet zal het door deze afbraak verkregen biogas worden gezuiverd (de andere gassen in het gasmengsel zullen worden geëxtraheerd om alleen het methaan terug te winnen) ten einde biomethaan te verkrijgen dat dezelfde kenmerken heeft als aardgas. Aan het einde van de vergistingsinstallatie wordt een deegachtig materiaal verkregen, digestaat genaamd. Dit is een bijproduct van de methanisering, waarbij de aanvankelijk via de substraten in de methanisator gebrachte bemestende elementen (stikstof, fosfor, kalium) worden vastgehouden. Dit digestaat is, net als dierlijke mest, een organische meststof die kan worden gebruikt om gewassen te bemesten.