http://www.changemagazine.nl/doc/20101118%20ECN%20presentatie%20biomassa

Page 1

Biomassa in de duurzame energievoorziening Hamid Mozaffarian ECN Perslunch, Amsterdam, 5 oktober 2010

www.ecn.nl


Inhoud • • • • •

2

Bijdrage biomassa in de wereld primaire energie-mix Nederlandse HE-doelstellingen (Europese Richtlijn HE) Bijdrage biomassa in de realisatie van HE-doelstellingen Bestaand beleid Samenvatting

6-10-2010


Aandeel bioenergie in wereld primaire energie-mix

Municipal and Industrial Waste

Agricultural Crop and By-products

3

6-10-2010


Hoeveel biomassa is Hoeveel beschikbaar? biomassa is duurzaam duurzaam beschikbaar?

4

6-10-2010


Nederlandse HE-doelstellingen (Europese Richtlijn HE)

• Aandeel HE van 14% in de vraag naar elektriciteit, warmte en transportbrandstoffen in 2020 • Aandeel HE van 10% in 2020 binnen de transportsector

5

6-10-2010


Primair energieverbruik Nederland 2009 (totaal 3,3 EJ) 1% Elektriciteit 1% Stoom uit kernenergie 46% Aardgas 38% Totaal aardoliegrondstoffen en producten 9% Totaal steenkool en steenkoolproducten 5% Warmte, biomassa en afval Bron: Nationaal actieplan voor energie uit hernieuwbare bronnen

6

6-10-2010


Verwacht bruto eindverbruik per sector PJ

2.500

2.000

1.500

1.000

500

0 2005

2010

2011

Verwarming en koeling

2012

2013

2014

Elektriciteit

2015

2016

2017

Vervoer (artikel 3, lid 4, onder a)

Bron: Nationaal actieplan voor energie uit hernieuwbare bronnen

7

6-10-2010

2018

2019

2020


Ontwikkeling aandeel HE per sector 40%

37% 35%

30%

25%

20%

14,5%

15%

10,3% 10%

8,7% 5%

0% 2005

2010

2011

HEB-Verwarming en Koeling (%)

8

6-10-2010

2012

2013

2014

HEB-Elektriciteit (%)

2015

2016

2017

HEB-Transport (%)

2018

2019

2020

Algemeen aandeel HEB (%)


Ontwikkeling energie uit hernieuwbare elektriciteit 200 180

160 140 Waterkracht Zon-PV Wind op land Wind op zee Vaste biomassa Biogas

120 PJ 100

80 60 40 20

0 2010

2020 Bron: Nationaal actieplan voor energie uit hernieuwbare bronnen

9

6-10-2010


Ontwikkeling energie uit hernieuwbare warmte 100 90

80

Diepe geothermie

70

Warmtepompen

60 Zonnewarmte

PJ

50

40

Vaste biomassa

30

Groen gas (voor gasnetinvoeding) Biogas (voor warmte)

20 10

0 2010

2020 Bron: Nationaal actieplan voor energie uit hernieuwbare bronnen

10

6-10-2010


Ontwikkeling bijdrage HE in transportsector 40 35 Hernieuwbare elek. wegtransport Hernieuwbare elek. geen wegtransport Biodiesel ingevoerd

30 25 PJ 20

Biodiesel met dubbeltelling

15

Bioethanol/bio-ETBE ingevoerd Bioethanol/bio-ETBE met dubbeltelling

10 5

0 2010

2020 Bron: Nationaal actieplan voor energie uit hernieuwbare bronnen

11

6-10-2010


Biomassa: aanbod en vraag in Nederland Aanbod biomassa • 2009: 10 Mton ds beschikbaar voor energieopwekking (45 PJ finale energie) • 2020: 13,7-16,4 Mton ds beschikbaar (53-94 PJ finale energie) Vraag biomassa • 2009: circa 65 PJ finale energie • 2020: circa 160 PJ finale energie • =>Import duurzaam geproduceerde biomassa

12

6-10-2010


Centrale instrumenten voor stimulering van HE SDE (Stimuleringsregeling Duurzame Energieproductie): • Subsidie HE in de sectoren elektriciteit, gas en warmte uit bio-WKK Verplichting Biobrandstoffen: • Minimum aandeel benzine- en dieselvervangers in de transportsector

13

6-10-2010


Visie Bio-Based Economy in energietransitie

• Een economie waarin bedrijven non-food •

14

toepassingen vervaardigen uit groene grondstoffen Duurzame productie biomassa wereldwijd

6-10-2010


Bioraffinage sleuteltechnologie efficiĂŤnter gebruik biomassa

15

6-10-2010


SDE: Biomassa categorieën

• • • • • •

16

Stortgas / biogas uit RWZI/AWZI Mestcovergisting GFT-vergisting Vergisting van overige biomassa (VGI) Thermische conversie vaste / vloeibare biomassa Afvalverbranding

6-10-2010


Bij- en meestook van biomassa in kolencentrales • MEP-subsidie (Milieukwaliteit Elektriciteitsproductie) loopt af; wat • • • •

17

verder met de installaties? Kolencentrales: voortzetting meestook tegen extra vergoeding Bij- en meestook nodig om HE-doelstellingen te halen Geen brandstofsubstitutie zonder additioneel beleid Weinig animo langjarig subsidiëring van kostprijsverschil tussen kolen en biomassa Wordt nagedacht over verschillende vormen van verplichtingen

6-10-2010


Elektriciteitsprijs €ct / kWh

Conceptadvies ECN/KEMA basisbedragen SDE 2011 Vergisting / verbranding / AVI’s

18

24,0 22,0 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0

6-10-2010


Gasprijs [â‚Źct / Nm3]

Conceptadvies ECN/KEMA basisbedragen SDE 2011 Groen gas opties

19

6-10-2010

80 70 60 50 40 30 20 10 0


SDE kengetallen

• Totaal opgesteld vermogen t/m 2009 binnen MEP en SDE: 9 TWh (biomassa: 4,4 TWh)

• Jaarlijkse stroomvraag 2,7 miljoen huishoudens (biomassa: 1,3 miljoen huishoudens)

• 5,8 Mton CO2-uitstoot vermeden (biomassa: 3,3 Mton) • Kasuitgaven voor subsidiebetalingen in 2009: € 700 miljoen (biomassa: € 321 miljoen )

20

6-10-2010


SDE budget

• Huidig budget: circa 1 miljard €/jr • Budget bij voorgenomen verruiming (aanvullend

21

beleidsakkoord van mrt 2009): oplopend tot 3 miljard €/jr in 2020 Budgetverruiming nodig om HE-doelstellingen voor 2020 te halen

6-10-2010


Concept regeerakkoord VVD, CDA 30 September 2010 • • • • • •

22

Europese doelen voor een duurzame energievoorziening leidend SDE geleidelijk omgevormd in een SDE+ regeling Financiering SDE+ via een opslag op de energierekening Totale uitgaven MEP/SDE en SDE+: in 2015 en verdere jaren maximaal 1,4 miljard €/jr Beleidsevaluatie in 2014 Mogelijke import en de optie van een verplicht aandeel duurzaam

6-10-2010


Samenvatting

• Biomassa heeft de potentie om een belangrijke bijdrage te leveren aan de duurzame energievoorziening. • De ingezette biomassa dient echter duurzaam geproduceerd te worden. • Huidige SDE-regeling is het belangrijkste instrument voor de stimulering van HE in Nederland, gevolgd door biobrandstoffen verplichting. • Voor het behalen van de Nederlandse HE-doelstellingen zijn stabiele overheidsbeleid en instrumenten vereist.

23

6-10-2010


Dank voor uw aandacht!

24

6-10-2010


Biomassa in de duurzame energievoorziening Jan Willem Erisman ECN Perslunch, Amsterdam, 5 oktober 2010

www.ecn.nl


Conclusies en overzicht • Biomassa is een essentiële waardevolle, veelzijdige en • •

• •

26

hernieuwbare bron voor energie, materiaal en chemicaliën De potentie voor duurzame energie is groot Voor grootschalige duurzame inzet zijn criteria en 2e generatie technologie noodzakelijk Nederland heeft goede positie op het gebied van voorbewerking, vergassing, groen gas en productie van chemicaliën Zet R&D in op de ontwikkeling van innovatieve ketens voor bronnen van biomassa

Perslunch 5-10-2010


Nu: eerste generatie

27

Perslunch 5-10-2010


Biomassa – een veelzijdige bron Biomassa = al het niet-fossiele organisch materiaal 2e generatie = (geen voedsel cq verdringing), verbeterde efficiëntie (CO2, nutriënten, landgebruik)

afval 28

Perslunch 5-10-2010

hout

(landbouw) residuen

energiegewas

aquatische biomassa


Biomassa heeft meerdere voordelen • Het is een hernieuwbare grondstof • Het creëert meer onafhankelijkheid van • • •

• 29

fossiele brandstoffen (grote lokale beschikbaarheid) Het gebruik levert minder broeikasgassen op dan fossiele brandstoffen Past goed in bestaande infrastructuur Het kan opgeslagen worden en gebruikt wanneer nodig Voor veel eindgebruik toepasbaar: grondstof, chemicaliën, bouwmateriaal, energie, vloeibare en vaste brandstof, gas, etc. Marktkansen voor Nederland!

Perslunch 5-10-2010


Biomassa scenario’s: huidig gebruik

Gas

Kolen

Olie

30

Perslunch 5-10-2010


Biomassa scenario’s 2050 (-80% CO2) Max zon/wind

CCS

Max biomassa

31

Perslunch 5-10-2010


Van biomassa naar eindproducten Waterstof

CO2

N2 Kunstmest

Landbouw Industrie Huishoudens

Planten (Biomassa)

Organische reststromen

Vergassing Verbranding

Voorbewerking (Torrefactie, pyrolyse, Biochar)

Groen gas Elektriciteit Warmte Diesel

Vergisting

Methanol ChemicaliĂŤn

Bioraffinage Polymeren

Duurzaamheids criteria 32

Perslunch 5-10-2010

N


Duurzaamheidsaspekten van biomassa Cramer criteria:  Een voldoende positieve broeikasgasbalans.  Geen concurrentie met voedsel of andere lokale toepassingen zoals medicijnen of bouwmaterialen.  Geen aantasting van kwetsbare biodiversiteit.  Geen aantasting van het milieu.  Bijdrage aan de lokale welvaart.  Bijdrage aan het welzijn van werknemers en lokale bevolking

33

Perslunch 5-10-2010

CO2, water en mineralen kringloop Verschuiving van landgebruik


CO2 reductie (% tov fossiele brandstof)

Broeikasgasbalans 100

huidige biobrandstoffen

90 80

70 60 50 40 30 20 10 0

ethanol

34

2e generatie

Perslunch 5-10-2010

biodiesel

biogas

ethanol

FischerTropsch diesel

DME

methanol


Specifieke gewassen

Moeilijke reststromen + Houtachtige gewassen

35

Perslunch 5-10-2010

Gezondheid en lifestyle

Voedsel Voer

Voeding

Bulk chemie Kunstmest, materialen

Chemie

Transportbrandstoffen Elektriciteit, warmte

Energie

Volume

Agro en voedsel residuen

Fijn chemicaliĂŤn

Toegevoegde waarde

Biobased economy: waardeketen


Wat doet ECN? • • • •

Warmte en Kracht productie Syngas en Groen Gas Transportbrandstoffen en Chemicaliën CO2 afvangst en opslag

• Luchtkwaliteit en klimaatverandering • Risicobeoordeling Milieuverontreiniging • Beleidstudies

36

Perslunch 5-10-2010

Biomassa, Kolen en CCS

Milieuonderzoek


Strategie voor de inzet van biomassa  Biomassa moet voldoen aan de duurzaamheidcriteria  Conversie van locale/regionale biomassa (reststromen) in centrales voor warmte en elektriciteit (en Groen gas) of specifiek geteelde gewassen voor de fijnchemie

 Voorbewerking van biomassa in brandstoffen met een hoge energiedichtheid met goede logistieke eigenschappen (vaste brandstof, gepelletiseerd of pyrolyse olie) of locale bioraffinage tbv (fijn)chemische toepassing

 Centrale conversie van deze voorbewerkte biomassa (grote schaal) in    

Elektriciteit en warmte Transport brandstoffen Substitute Natural Gas (Groen gas) Chemicaliën & Producten

 Optimaal warmtegebruik bij de conversie voor het bereiken van de maximale efficiency 37

Perslunch 5-10-2010


Voorbeelden 2e generatie ontwikkelingen: thermo-chemische omzetting

Torrefactie 38

Perslunch 5-10-2010

Vergassing – Groen gas


Biomassa bij- of meestoken: nut van torrefactie

 Verhogen percentage biomassa  Kolen- en gasgestookte centrales  Bestaande en nieuwe centrales + voorbewerking, warmtebenutting en CCS 39

Perslunch 5-10-2010


Torrefactie: van biomassa/afval naar brandstof Woody biomass

Agricultural residues

Mixed waste Fuel powder

Fuel pellets

40

Perslunch 5-10-2010


Implementatie van de torrefactie technologie

Hout aantal ton/h demonstratie plant, 2011

50-100 kg/h pilot plant bij ECN, 2007 41

Perslunch 5-10-2010


Vergassing: technologie met mogelijkheden Ruwe biomassa

Voorbewerkte biomassa

Vergassing

Gasbehandeling

Syngas CH4, CO2, CO, H2 en H2O

4 Toepassingen voor syngas Methanisering

WKK

Elektriciteit / Warmte

Elektrisch rendement: 27-30% in plaats van 15% lokale traditionele verbranding Korte termijn

42

Perslunch 5-10-2010

SNG (Groen Gas)

Verwerking in aardgasnet

FischerTropsch

Shift

2e Generatie biobrandstoffen

Waterstof

Groen gas auto’s

Middellange termijn

Lange termijn


ECN’s indirecte vergasser: Milena Indirecte fluidized bed vergasser: • • • •

biomass

43

Hoge methaan opbrengst Geen zuivere zuurstof nodig, geen N, geen lucht-scheidingseenheid nodig Volledige omzetting Hoog biomassa-naar-SNG rendement

air

Perslunch 5-10-2010


ECN’s teerverwijderingssysteem OLGA teer verwijdering: • • •

hoge teerverwijdering efficiency Geen effect op methaan opbrengst Geschikt voor teren uit indirecte vergassers (hoge concentraties, hoog teer dauwpunt)

OLGA technologie ontwikkeling 44

Perslunch 5-10-2010


Groen gas (Substitute Natural Gas, SNG) • SNG uit biomassa is een vorm van groen aardgas • biomassa-SNG rendement is ~70% • zuiver CO2 is coproduct en bij opslag is SNG 170% neutraal

45

Perslunch 5-10-2010


46

Perslunch 5-10-2010


Status van de technologie Fundamenteel Basis R&D

Voorbewerking (olie, pellets) E&W: verbranding E&W: vergassing Groen gas: vergisting Groen gas vergassing/CO2 Biobrandstoffen: 1e generatie Biobrandstoffen: 2e generatie Bioraffinage

47

Perslunch 5-10-2010

Demonstratie PreCommercieel commercieel


Dank voor uw aandacht Jan Willem Erisman erisman@ecn.nl

Foto’s: JasperLensselink.com 48

Perslunch 5-10-2010


De efficiëntie van zonlicht

Energie verlies: Deel zonlicht niet geschikt voor fotosynthese Deel licht niet efficiënt geadsorbeerd

15 – 25% 10 W/m2

400 W/m2

Omzetting licht in chemische energie Energie voor CO2 vastlegging

0.5 – 1.5% 0.01 – 1.0 W/m2 49

Perslunch 5-10-2010

5 – 17% 0.1 – 17 W/m2


Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.