OVERSCHAKELEN OP GROEN GAS: WAT, WAAR, WAAROM EN HOE?

Geen aanpassingen aan installaties, wel forse reductie CO₂-uitstoot

België heeft zich voorgenomen om tegen 2030 een daling van 35 % in de uitstoot van broeikasgassen te noteren voor niet-industriële sectoren. Zonne- en windenergie alleen zullen daarvoor niet volstaan. Er gaan dan ook heel wat stemmen op om ook groen gas als valabel alternatief in de energiemix mee te nemen. Dat zou het potentieel hebben om meer dan 80 % van de beoogde CO₂-uitstoot te realiseren. Bovendien vergt het geen aanpassingen aan het net, noch aan de sanitaire toestellen in huis. Het beschikt immers over dezelfde eigenschappen als aardgas.

12 december 2019

WAT IS GROEN GAS?

De definitie van groen gas luidt dat het een duurzaam opgewekt gas is. In tegenstelling tot aardgas kent groen gas dus geen fossiele, maar wel een hernieuwbare oorsprong. Vandaag is dat vooral biomassa. Dit kan zowel van plantaardige als dierlijke oorsprong zijn, al moet de voorrang gegeven worden aan biomassa die niet meer voor voeding kan dienen.

Onder groen gas wordt meestal biogas, biomethaan, synthesegas of groene waterstof begrepen. De Europese Unie werkt momenteel nog aan een strikte definitie rond groen gas, die alle voorwaarden omvat waaraan het moet voldoen. Om het onderscheid duidelijk te maken, bakenen we hieronder ook het begrip biogas af.

Biogas In wkk

Biogas ontstaat door de vergisting van organisch materiaal (biomassa van agrarische oorsprong, huis- en tuinafval, afval uit industriële voedselverwerking, mest, rioolslib, actief slib …). Met behulp van bacteriën en anaerobe vergisting wordt dat organisch materiaal, biomassa dus, omgezet in gas.

De chemische samenstelling van biogas leest als volgt: 50 à 75 % methaan, 25 à 50 % CO₂. Wat overblijft, bestaat uit waterdamp, zuurstof, stikstof en waterstofsulfiet.

In 2018 stonden er 220 van dergelijke vergistingsinstallaties op Belgisch grondgebied. In Europa zouden dat er in 2017 volgens cijfers van het EBA (European Biogas Association) 17.783 geweest zijn, waarvan 10.971 in Duitsland.

Het biogas dat vrijkomt, dient voornamelijk om lokaal elektriciteit en warmte te produceren door middel van warmte-krachtkoppeling (wkk) via een gasturbine.

Biomethaan in het aardgasnet

Om het effectief in het gasnetwerk te kunnen en mogen injecteren, vraagt biogas echter nog om een extra zuiveringsstap. CO₂ is immers een inert gas en zorgt voor een te lage calorische waarde. Om aan de minimale calorische waarde en Wobbe Index te beantwoorden, ligt het gehalte aan methaan daarom rond de 96 %.

Na opzuivering tot biomethaan heeft het groen gas in principe dezelfde kwaliteiten als aardgas en kan het in het aardgasnet geïnjecteerd worden (zie tabel hieronder). Die injectie biedt een hoge efficiëntie: meer dan 90 % van de energie wordt gevaloriseerd, terwijl dat bij wkk's beperkt blijft tot 40 à 80 %. Net zoals bij aardgas het geval is, voegt men aan het gas een geur toe, zodat lekken makkelijker gedetecteerd kunnen worden.

Sinds november 2018 beschikken we in Merksplas over de eerste en voorlopig enige injectiesite in België. In Europa zijn er 540 installaties voor biomethaan, waarvan opnieuw Duitsland het gros (195 installaties) voor zijn rekening neemt. Alle installaties samen zorgen voor een Europese biomethaanproductie van 19.352 GWh of 1,94 miljard m³. De EBA schat dat het potentieel voor biomethaan tegen 2030 op 50 miljard m³ ligt, het equivalent van 10 % van het huidige aardgasverbruik.

Synthesegas uit waterstof

Synthesegas is nog een ander verhaal. Daarvoor gaat men, in plaats van een vergistingsproces toe te passen, de biomassa vergassen. Dat gebeurt door het in een zuurstofarme omgeving tot zeer hoge temperaturen te verwarmen.

Het verkregen waterstofgas bestaat voornamelijk uit waterstof en koolstofmonoxide. Omdat de dichtheid maar de helft van die van aardgas bedraagt, zal men het nog moeten 'methaniseren' om dienst te kunnen doen als 'biomethaan'. Wanneer die stap genomen is, kan dit eveneens als een vorm van groen gas worden beschouwd.

WATERSTOF: EEN CATEGORIE APART

Naast groen gas wordt er ook van waterstof als energiebron van de toekomst veel verwacht, onder andere om overschotten aan hernieuwbare elektriciteit goedkoper te vervoeren en voor langere termijn op te slaan.

Methanisering

Vandaag beperken de meeste toepassingen zich, zoals reeds aangehaald, tot een verdere methanisering tot synthesegas, zodat het, net als biomethaan, in dezelfde netwerken en installaties kan worden gebruikt. Er kan mogelijk ook 5 à 10 % waterstof in een gasstroom worden toe­gevoegd zonder impact.

Volwaardig gebruik

Omdat waterstof over andere (verbrandings)eigenschappen beschikt dan aard­gas, is verdeling onder hoge concentraties of in pure vorm echter niet zomaar mogelijk. Bovendien is het de lichtste en kleinste molecule van allemaal, wat ook risico’s meebrengt op vlak van dichtheid. Een volwaardig gebruik van waterstof zou dus wel om aangepaste toestellen en wijzigingen aan het huidige netwerk vragen, al ligt er in ons land ook al een waterstof­netwerk van 600 km (ter vergelijking, het aardgasnet beslaat 55.000 km).

Het onderzoek naar de mogelijkheden van waterstof en verwarming is in ieder geval volop aan de gang.

WAAR GROEN GAS TOEPASSEN?

Aardgas wordt in België hoofdzakelijk toegepast voor verbranding: in centrale verwarming, sanitair warm water, industriële processen … Daarnaast kan het dienen als grondstof in de chemische industrie en voor transportdoeleinden als lng of cng. Groen gas beschikt over dezelfde flexibiliteit en meer. Het kan immers ook dienen voor de opwekking van elektriciteit.

WAAROM GROEN GAS GEBRUIKEN?

Winst voor het milieu

De transitie van aardgas naar groen gas zou in de eerste plaats een aanzienlijke winst voor het milieu betekenen. Volgens cijfers van de Renewable Energy Directive kan men tijdens de volledige productiecyclus van groen gas zelfs tot meer dan 200 % CO₂-emissies uitsparen. Dat omdat men CO₂ kan recupereren en methaanemissies kan vermijden. Slaagt men erin om dit op korte termijn verder te ontwikkelen, dan zijn de klimaatdoelstellingen van 2030 haalbaar. De groengassector alleen zou immers kunnen zorgen voor meer dan 80 % van de beoogde CO₂-reductie.

Voldoende potentieel

Potentieel genoeg in België om dat te realiseren, in ieder geval. We beschikken over 42,9 miljoen ton aan organische reststromen. Deze zouden 18,5 TWh biogas en 38,7 miljoen ton digestaat (biologische meststof) kunnen produceren.

En ook dierlijke mest kan als feedstock voor groen gas dienen. Deze inputstroom zou 2 miljoen ton CO₂ per jaar kunnen vermijden en 5,5 TWh aan energie opleveren, die op zijn beurt 1,2 miljoen ton CO₂ bespaart door de vervanging van aardgas. Dit alles samen is equivalent aan de uitstoot van de residentiële verwarming van 1 miljoen Belgen.

Regelbare energie

Een ander voordeel is dat een biogasinstallatie gemiddeld 90 % van de tijd functioneert, waardoor de geproduceerde energie groter is dan voor een identiek geïnstalleerd vermogen van wind- of zonne-energie.

Daarnaast is ook de opslag relatief eenvoudig: onze gasinfrastructuur laat toe om meer groene energie op te slaan dan 600 miljoen huishoudelijke batterijen.

Een biogasinstallatie staat met andere woorden voor regelbare energie die voor lange tijd opgeslagen kan worden.

Lokale jobs

Het project in Merksplas, ten slotte, toont aan dat de afhankelijkheid van de internationale energiemarkt dankzij de toepassing van biomethaan een stuk kleiner kan worden. Bijkomend voordeel: daarvoor komen lokale jobs in de plaats. Volgens berekeningen zou een ommekeer - die weliswaar serieuze investeringen vergt - dankzij het vermijden van de dure import van energie (goed voor 360 miljoen euro per jaar) voor minimaal 5.000 extra jobs kunnen zorgen.

HOE OVERSCHAKELEN OP GROEN GAS?

Geen aanpassingen nodig

Omdat groen gas (in de vorm van biomethaan) dezelfde eigenschappen heeft als aardgas, heeft het geen implicaties voor het net, noch voor de huishoudelijke verwarmingsinstallatie. Het kan met andere woorden 100 % zuiver in het net geïnjecteerd worden, en 100 % zuiver voor bijvoorbeeld lokale toepassingen gebruikt worden.

In de praktijk zullen aardgas en groen gas zich de komende jaren nog vermengen.

Kostprijs

Geen drastische ingrepen aan het aardgasnetwerk of de sanitaire installaties die iedereen in huis heeft staan, dus. Waarom schakelen we dan niet meteen over?

De grootste drempel momenteel is de kostprijs. De productie van biomethaan is naar schatting drie- à viermaal zo duur als die van aardgas. Zonder financiële incentives zoals een koolstoftaks achten heel wat spelers de investering dan ook nog te hoog.

Garanties van oorsprong en duurzaamheid

Een andere uitdaging is de certificatie van de productie van groen gas. Omdat het over ongeveer dezelfde eigenschappen beschikt als aardgas, moet er een systeem ontstaan waarbij de volledige stroom van a tot z geregistreerd en getraceerd kan worden: garanties van oorsprong of groengascertificaten.

Maar dat alleen volstaat niet. Men moet ook de duurzaamheid van groen gas kunnen afwegen ten opzichte van andere brandstofalternatieven of energiebronnen. Er moet dus ook een garantie van duurzaamheid komen. Een vrijwillig systeem van groengascertificaten werd al uitgewerkt met het Groengasregister. Achter de schermen wordt momenteel echter ook hard gewerkt aan een systeem van garanties van oorsprong door de Gewesten. Tegen 2021 zou ook dat kader uitgewerkt moeten zijn. 

Met dank aan gas.be, IOK en OWS