Bio-energie
ICCT lanceert eigen studie over het biomethaanpotentieel in Europa

ICCT lanceert eigen studie over het biomethaanpotentieel in Europa

30 november 2018

Een reactie op de Ecofys studie: Gas for Climate – How gas can help to achieve the Paris Agreement target in an affordable way

The International Council on Clean Transport (ICCT) heeft recent een nieuwe studie gepubliceerd over de rol van biomethaan in Europa. Op basis van een techno-economische analyse wordt een inschatting gemaakt van het potentieel van hernieuwbaar methaan in de energie- en transportsector tegen 2050. 

Met de herziening van de Europese richtlijn hernieuwbare energie voor de periode 2021 – 2030, wordt hernieuwbaar methaan meer en meer naar voren geschoven als één van de meest beloftevolle pistes om de klimaatdoelstellingen te halen. Biomethaan wordt vaak als mogelijke oplossing gezien voor het decarboniseren van de transportsector. Om de switch te maken van fossiele vloeibare brandstoffen naar hernieuwbare gasvormige brandstoffen, moet er volgens de studie grote investeringen gedaan worden in enerzijds het bestaande wagenpark en anderzijds in het onderhoud en eventuele uitbreiding van het gasnet om het biomethaan van de producent naar het tankstation te vervoeren. Ook voor andere toepassingen, naast het gebruik van transportbrandstof, zal het gasnet een belangrijke rol (blijven) spelen. De studie onderzoekt de mogelijk rol van hernieuwbaar methaan in de energietransitie. 

Biomethaanpotentieel Europa

Voor de berekening van het productiepotentieel wordt rekening gehouden met de CO2-impact van de gebruikte inputstromen voor vergisting en vergassing. Omdat de vergisting van mais en de vergassingen van kaphout leiden tot indirect land use change, en bijgevolg een relatief hoge CO2-impact hebben, worden ze buiten beschouwen gelaten. 

In tegenstelling tot de recente studie van het ‘Gas for Climate’ consortium (studie), zien de onderzoekers weinig heil in de teelt van groenbemesters of tussengewassen voor de productie van biomethaan. Deze gewassen worden nu vooral ondergeploegd om het stikstofgehalte en het percentage organische stof in de landbouwgrond te verhogen. Mogelijks kunnen groenbemesters en tussengewassen ook dienen als inputstroom voor vergisting zonder in conflict te treden met de voedselproductie. ICCT stelt vast dat de teelt van deze gewassen nog maar zelden wordt toegepast in Europa, en slechts een zeer beperkt aandeel wordt reeds geoogst. De onderzoekers concluderen dat waarschijnlijk de lage opbrengst van de groenbemesters hier de voornaamste reden voor is. Daarnaast is het niet duidelijk of het telen van groenbemesters, die interessant zijn voor vergisting zoals graansoorten, wel overal in Europa mogelijk is vanwege het koudere klimaat tijdens de winter. In the ‘Gas for Climate’ studie wordt verondersteld dat mais en graan als tussengewas kunnen geteeld worden, waarna deze vergist worden. De onderzoekers van ICCT stellen echter vast dat beide gewassen enkel in warmere klimaten in de winter geteeld kunnen worden, en dus niet in heel Europa.   

De studie adresseert ook het probleem van methaanslip bij opwerkingsinstallaties. Bij nieuwe installaties varieert het percentage methaanslip van 0% tot 2%. Vanwege het sterke broeikaspotentieel van methaan, heeft het percentage methaanslip een sterke invloed op de totale broeikasgasreductie van de biomethaanproductie. Vanaf een methaanslip van 11% wordt zelfs het ecologisch voordeel van vergisting ten opzichte van het gebruik van fossiel aardgas herleidt tot nul. Er zijn echter nog maar zeer weinig data bekend over de reële methaanslip bij installaties, het transport en de valorisatie van biomethaan/aardgas, waardoor de impact hiervan moeilijk in te schatten is.

Ondersteuning noodzakelijk

Uit de economische analyse blijkt dat alle technieken (vergisting, vergassing en power-tot-methane) ondersteuning nodig hebben. De vergisting van waterzuiveringsslib komt als meest rendabele techniek uit de bus samen met vergassing. Al geven de onderzoekers toe dat er nog veel onduidelijkheid is over de productiekosten van methaan door middel van vergassing en power-to-methane, omdat deze technieken nog volop ontwikkeld worden. De vergisting van mest heeft het grootste technische potentieel, maar de onderzoekers hebben vragen bij de economische haalbaarheid ervan. Mest wordt vaak zeer lokaal vergist vanwege het beperkt biogaspotentieel. Bovendien is in vele delen van Europa het gasnetwerk niet erg uitgebreid in landelijke gebieden waardoor ofwel het gasnetwerk moet uitgebreid worden ofwel het biomethaan via vrachtwagens getransporteerd moet worden. Beide oplossingen zijn volgens de studie te duur waardoor veel van het biomethaanpotentieel uit mest niet gerealiseerd kan worden op een rendabele manier. In dit geval is de lokale valorisatie met een onsite WKK economisch de beste oplossing.

De onderzoekers berekenden dat er minimale een ondersteuning van 1,5 €/m³ (ongeveer 150 €/MWh) nodig is om tot een significante productie te komen. Om bijna het volledige potentieel te valoriseren is er een ondersteuning nodig van minstens 4 €/m³ wanneer het methaan wordt gebruikt voor elektriciteitsproductie. Wanneer het methaan wordt gebruikt voor verwarming en transport is een veel hogere ondersteuning nodig vanwege de lage aardgasprijs. Het productiepotentieel dat technisch haalbaar wordt geacht, is ruim 35 miljoen m³.

Rol van biomethaan 

Ondanks de significante CO2-besparingen die gerealiseerd kunnen worden, is het potentieel van hernieuwbaar biomethaan in Europa beperkt, concluderen de onderzoekers. Zelfs zonder financiële barrières zou hernieuwbaar biomethaan maar maximaal kunnen instaan voor 7% van de huidige gasvraag en 12% van de verwachte gasvraag in 2050.  Deze resultaten zijn minder optimistisch dan de resultaten van de Ecofys-studie i.o.v. het 'Gas for Climate' consortium. Het potentieel voor hernieuwbaar biomethaan wordt in deze studie geschat op 98 miljoen m³, meer dan het driedubbele van het potentieel van de ICCT-studie. De ICCT-onderzoekers vinden dan ook dat in de Ecofys-studie een aantal optimistische aannames zijn gebeurd. In tegenstelling tot Ecofys, gelooft ICCT niet in de doorbraak van tussengewassen voor biomethaanproductie. Ecofys schat ook de opbrengst van vergassing 3,5 keer hoger in dan ICCT.   

Voor ICCT is het duidelijk dat hernieuwbaar methaan een rol kan spelen in het decarboniseren van de Europese economie tegen 2050, maar het potentieel is eerder beperkt. ICCT roept op om rationeel om te gaan met de productie en injectie van methaan. Biogas kan volgens hen beter onsite gevaloriseerd worden indien er geen injectiepunt aanwezig is nabij de biogasinstallatie. De ontsluiting van het gasnet in vele landelijke gebieden in Europa is ondermaats, waardoor ICCT besluit dat de vergisting van mest maar beperkt kan bijdragen aan de productie van biomethaan.

Daarnaast maakt ICCT de opmerking dat bepaalde feedstocks die gebruikt kunnen worden voor de productie van biomethaan, ook gebruikt kunnen worden voor de productie van vloeibare biobrandstoffen, die bijgemengd kunnen worden bij conventionele transportbrandstoffen (diesel en kerosine). Op deze manier kan het wegtransport en de luchtvaart zonder grote aanpassingen aan de bestaande infrastructuur vergroenen. Er bestaan ook reeds technieken om van surplus elektriciteit vloeibare transportbrandstoffen te maken in plaats van methaan. Deze power-to-liquids zijn volgens ICCT meer competitief met diesel dan power-to-methane ten opzichte van aardgas vanwege de lage aardgasprijs. De algemene conclusie van de studie luidt dan ook dat het economisch interessanter is om biomethaan te gebruiken voor de productie van elektriciteit dan voor warmte of transport.

Op basis van de resultaten van hun onderzoek lanceert ICCT vier beleidsaanbevelingen in verband met de productie van biomethaan in Europa:

Gebruik dierlijke mest voor onsite energieproductie. De grootste CO2-besparing wordt bereikt door het vergisten van dierlijke mest, maar in landelijke gebieden is het gasnet vaak weinig ontwikkeld. Het geproduceerde biomethaan moet dus ofwel via trailers getransporteerd worden, ofwel moet het gasnet uitgebreid worden. Beide oplossingen brengen de economische rendabiliteit in gevaar.
Een gelijke ondersteuning voor vloeibare ‘drop-in’ biobrandstoffen en biomethaan brandstoffen. Power-to-liquids en ‘drop-in’ biobrandstoffen, geproduceerd uit de vergassing van houtige biomassa, kunnen op termijn immers een rendabeler alternatief vormen, met een groter potentieel.
Het invoeren van standaardvoorwaarden om methaanslip te minimaliseren. Methaanslip heeft immers een grote impact op de ecologische meerwaarde van biomethaanproductie.
De decarbonisering van de transport-, elektriciteits-, en warmtesector is enkel mogelijk door een combinatie van technieken. Het potentieel van biomethaan is te laag om het huidige en toekomstige gasverbruik te vergroenen. Overheden moeten dus investeren, niet alleen in biomethaan, maar ook in warmtepompen, waterstof, hernieuwbare elektriciteit, batterijen…

Lessen voor België?

Deze studie van het ICCT is een interessante reactie op de studie van Ecofys voor het 'Gas for Climate' consortium. Biogas-E wil hierop inpikken door extra duiding te geven bij een aantal opmerkelijke conclusies over de verwachte biomethaanproductie uit vergisting. 

Het grote verschil tussen de twee studies is voornamelijk te wijten aan het potentieel dat toegedicht wordt aan zogenaamde groenbemesters of tussengewassen. Deze tussengewassen en de niet-eetbare delen van het hoofdgewas kunnen dienen om een vergister te voeden. Italië is voortrekker in Europa om dit principe te introduceren bij elke biogasinstallatie met het project 'Biogas done right' (meer info). Het potentieel van een tweede gewas of groenbemester voor de productie van biomethaan echter blijft controversieel. Het is zeer de vraag of mais en graan overal in Europa (met uitzondering van de Baltische staten, Scandinavië en Ierland) geteeld kan worden zoals Ecofys verondersteld. In 2014 onderzocht Valbiom reeds het potentieel van tussengewassen voor biogasproductie in Wallonië. Het potentieel in Wallonië (en bij uitbreiding) Vlaanderen) is eerder beperkt, voornamelijk door de klimatologische en meteorologische omstandigheden waardoor de teeltperiode vaak beperkt is en het rendement laag. Bijkomend onderzoek is duidelijk nodig om het potentieel van tussengewassen beter in te schatten zowel in België als Europa.  

Een volgend opmerkelijk standpunt is dat het ICCT de productie van biomethaan op basis van dierlijke mest afraadt, omdat de ontsluiting van het gasnet vaak beperkt is in landelijke gebieden. Het is echter gevaarlijk om alle agrarische vergisters over één kam te scheren. De nabijheid van het gasnet zal automatisch een criterium zijn in een haalbaarheidsstudie voor een biomethaaninstallatie, zeker in Vlaanderen. Hier gebeurt immers de uitbreiding van het net voornamelijk op kosten van de producent. In België is bovendien het gasnet redelijk uitgebreid, waardoor agrarische vergisters hier eenvoudiger de aansluiting maken dan in andere landen. De vergisting van mest heeft dus zeker potentieel om biomethaan te produceren, alleen zal bij elke case een uitgebreide haalbaarheidsstudie noodzakelijk zijn om de economische haalbaarheid na te gaan. 

Door de lage aardgasprijs suggereert de ICCT-studie dat het economisch interessanter is om biomethaan te gebruiken voor de productie van elektriciteit dan voor de productie van warmte of als transportbrandstof. Deze conclusie houdt echter weinig rekening met de ecologische impact van deze keuze. Uit onderzoek van de Universiteit Gent blijkt immers dat de warmterecuperatie een grote impact heeft op CO2-besparing (ongepubliceerde data). Biomethaan verbranden in een STEG-centrale (voor de productie van elektriciteit) scoort veel slechter op ecologisch vlak dan de valorisatie van biomethaan in bijvoorbeeld een WKK met de productie van warmte én elektriciteit. Biogas-E wil onderstrepen dat niet enkel het economische belang speelt, maar ook de ecologische impact, om van biomethaan een positief verhaal te maken. Daarnaast verwacht Biogas-E dat biomethaan niet enkel interessant zal zijn als groene energiedrager, maar ook zijn toepassingen zal kennen als groene grondstof voor de industrie. Deze toepassingen kunnen mogelijks bijdragen aan een verbeterde rendabiliteit, jammer genoeg werd dit niet onderzocht. 

Bijlagen

Renewable-Methane-Briefing_ICCT.pdf

Bron: Nieuwsbrief Biogas-E

Alle platformen van ODE

Zonne-energie Warmtenet Bio-energie Windenergie Warmtepomp