Covergistingsrekentool
Schat de productie van methaan, biogas, energie en WKK-vermogen uit een mengsel van substraten. Het methaanpotentieel (BMP) komt uit een database met 270 substraten en 1.866 records uit publicaties; droge stof en installatieparameters zijn expliciete aannames die u kunt wijzigen.
Het model is additief: het houdt geen rekening met synergieën of remming bij covergisting (bijv. door ammoniak), verblijftijd of procestemperatuur. Het resultaat is een voorlopige schatting, geen installatieontwerp.
Rekentool
Installatieparametersstandaardwaarden zijn aannames — pas ze aan voor uw project
Aanname: 85%. Het aandeel van het potentieel uit de laboratoriumtest dat in een continu bedreven vergister wordt behaald (verblijftijd, onvolledige afbraak).
Aanname: 53%. Doorgaans ongeveer 50–60% afhankelijk van de samenstelling van het voer; wordt alleen gebruikt om methaan om te rekenen naar biogas.
Aanname: 40%. Controleer het gegevensblad van de installatie.
Aanname: 43%. Nuttige warmte uit motorkoeling en rookgassen.
Aanname: 8000 u. Wordt gebruikt voor het elektrisch vermogen en de capaciteit van een biomethaaninstallatie.
Alle vergisters, exclusief de digestaattank. Nodig voor OLR en HRT; wij nemen een voerdichtheid van 1 t/m³ aan.
Beïnvloedt de C/N-drempels en de beoordeling van het ammoniakrisico.
Beïnvloedt de beoordeling van de droge stof van het voer.
Voeg een substraat toe en voer de massa in om het resultaat te zien. U kunt ook .
Hoe wij rekenen
Voor elke component bepaalt de rekentool de belasting aan organische droge stof (oDS): massa × droge stof × oDS-aandeel van de droge stof. De belasting vermenigvuldigd met het BMP geeft de theoretische hoeveelheid methaan: BMP wordt uitgedrukt in m³ CH₄ per ton oDS (numeriek gelijk aan NmL CH₄/g oDS in de publicaties). De som over alle componenten wordt vermenigvuldigd met het aandeel van het gerealiseerde potentieel.
- CH₄ [Nm³/jaar] = Σ massa × DS × oDS × BMP × aandeel van het gerealiseerde potentieel
- biogas [Nm³/jaar] = CH₄ ÷ CH₄-aandeel in het biogas; uurdebieten zijn gemiddelden over 8760 u
- energie in het methaan [MWh/jaar] = CH₄ × 9,97 kWh/Nm³ (onderste verbrandingswaarde van methaan onder normaalomstandigheden) ÷ 1000
- elektrisch vermogen [kWₑ] = energie × elektrisch rendement ÷ bedrijfstijd; warmte = energie × thermisch rendement
- biomethaanequivalent [Nm³/u] = CH₄ ÷ 0,97 ÷ bedrijfstijd — biomethaan met 97% CH₄, zonder methaanverliezen bij opwerking
- OLR [kg oDS/(m³·d)] = dagelijkse oDS-belasting ÷ actief volume; HRT [d] = actief volume ÷ dagelijks voervolume (dichtheid 1 t/m³)
- C/N van het mengsel = Σ oDS ÷ Σ (oDS ÷ C/N) — het met oDS gewogen harmonisch gemiddelde (het rekenkundig gemiddelde overschat de C/N); berekend wanneer de componenten met een C/N in de database ten minste 90% van de oDS uitmaken
Het onzekerheidsbereik naast het typische resultaat is dezelfde berekening voor het laagste en hoogste gepubliceerde BMP van elke component (ongewijzigd voor een component met een eigen BMP-waarde). De spreiding komt voort uit verschillen in variëteiten, oogstdatum, monstervoorbereiding en testmethodiek; wij beschrijven die op de substraatpagina’s en in de BMP-methodologie.
Droge stof en organische droge stof wijzigen het resultaat aanzienlijk en verschillen tussen bedrijven en partijen grondstof. Als de database een typische samenstelling van het substraat bevat, vult de rekentool die in met een toelichting (bereik en bron); anders zijn de velden leeg en moeten ze worden ingevuld — bij voorkeur met de resultaten van een laboratoriumanalyse van uw eigen materiaal.
Wat het model niet meeneemt
- synergieën en antagonismen bij covergisting — een mengsel kan beter of slechter presteren dan de som van zijn componenten;
- procesremming, onder meer door ammoniak (eiwitrijke substraten, pluimveemest), waterstofsulfide en vetzuren;
- afbraakkinetiek bij een gegeven verblijftijd, temperatuur, menging en verliezen tijdens kuilopslag;
- het eigen verbruik van elektriciteit en warmte van de installatie en de beschikbaarheid van de WKK-installatie.
Procesbeoordeling
Los van het rendement beoordeelt de rekentool het procesrisico: zij controleert de aandelen van substraten met bijzondere eigenschappen (bijv. vetrijk, gemakkelijk afbreekbaar, zonder buffering), dosisgrenzen uit de substraatbeschrijvingen, OLR, HRT, de droge stof van het voer en de C/N volgens regels met drempels uit de literatuur (waaronder de FNR-handleiding, IEA Bioenergy Task 37 en onderzoeken naar covergisting van vetten en glycerol). Het resultaat is een status: stabiel mengsel, monitoring nodig of hoog risico op procesuitval — met een toelichting, bronnen en een voorstel om de doseringen te verlagen (“Doseringen aan grenzen aanpassen”). De beoordeling wijzigt het berekende rendement niet: wij voegen geen “synergiebonussen” of straffen toe.
Investeringsbeslissingen vereisen eigen BMP-tests van representatieve monsters, een samenstellingsanalyse en een procesontwerp.
Uitgewerkt voorbeeld
Een mengsel van 10.000 t/jaar snijmaïskuil en 20.000 t/jaar rundveedrijfmest, BMP = gewogen gemiddelden uit onze database. Droge stof en organische droge stof zijn illustratieve waarden, geen gegevens van een specifieke installatie. Standaardparameters: 85% van het BMP-potentieel gerealiseerd, 53% CH₄ in het biogas, WKK-rendement 40% elektrisch / 43% thermisch, 8000 bedrijfsuren.
| Substraat | Massa t/jaar | DS % | oDS % DS | BMP m³ CH₄/t oDS | oDS-belasting t/jaar | CH₄ Nm³/jaar |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Maize silage (whole crop) | 10.000 | 33 | 95 | 341,0 | 3.135 | 908.680 |
| Cattle slurry | 20.000 | 8 | 80 | 236,3 | 1.280 | 257.094 |
In totaal 1.165.774 Nm³ CH₄ per jaar (gemiddeld 133,1 Nm³/u), d.w.z. 251,1 Nm³/u biogas met 53% CH₄. De chemische energie van het methaan bedraagt 11.623 MWh/jaar, wat bij een rendement van 40% en 8000 bedrijfsuren overeenkomt met een warmtekrachtkoppelingsinstallatie van circa 581 kWₑ (4.649 MWh elektriciteit en 4.998 MWh warmte per jaar) of circa 150 Nm³/u biomethaan. De kuil levert 78% van het methaan, hoewel hij slechts een derde van de voermassa uitmaakt.
De droge stof van het voer bedraagt 16,3% — onder de 30% die de FNR-handleiding “Leitfaden Biogas” als maximum voor een natvergistingsmengsel hanteert. De inhoud van de vergister heeft minder droge stof dan het voer, omdat een deel van de organische stof in biogas wordt omgezet.
Vragen over de rekentool
Hoe bereken ik de biogasproductie uit een mengsel van substraten?
Voor elk substraat wordt de voermassa vermenigvuldigd met het gehalte aan droge stof (DS), het aandeel organische droge stof (oDS) en het BMP-methaanpotentieel. De som over alle componenten wordt gecorrigeerd voor het in de installatie gerealiseerde aandeel van het potentieel, en de biogasproductie volgt door de hoeveelheid methaan te delen door het CH₄-aandeel in het biogas.
Waar komen de BMP-waarden in de rekentool vandaan?
Uit de database van FeedstockData: voor elk substraat bundelen wij BMP-testresultaten uit peer-reviewed publicaties en databases. De rekentool gebruikt standaard het gewogen gemiddelde en, om de onzekerheid te beoordelen, het laagste en hoogste gepubliceerde resultaat. Elk substraat heeft een pagina met een tabel van records en een bibliografie.
Waarom wijkt het resultaat van de rekentool af van de opbrengst van mijn biogasinstallatie?
De rekentool is een additief model: zij gaat ervan uit dat elke component evenveel methaan oplevert als uit zijn BMP volgt, onafhankelijk van de andere. Zij houdt geen rekening met synergie- of remmingseffecten (bijv. door ammoniak of vetzuren), verblijftijd, temperatuur, menging of opslagverliezen. Het is een voorlopige schatting, geen installatieontwerp.
Wat betekent het aandeel van het gerealiseerde BMP-potentieel?
BMP is de maximale methaanopbrengst uit een laboratoriumtest die doorgaans enkele tientallen dagen duurt. In een continue installatie verlaat een deel van de organische stof de vergister onafgebroken, daarom nemen wij aan dat slechts een deel van het potentieel wordt behaald. De standaardwaarde van 85% is een aanname die u kunt wijzigen, geen gemeten waarde.
Hoe berekent de rekentool het elektrisch vermogen van de WKK?
Zij vermenigvuldigt de chemische energie van het methaan (9,97 kWh per 1 Nm³ CH₄) met het elektrisch rendement van de installatie en deelt het resultaat door de jaarlijkse bedrijfstijd. Bij de standaardwaarden van 40% en 8000 u komt 1 miljoen Nm³ CH₄ per jaar overeen met een vermogen van circa 500 kWₑ.
Wat zijn OLR en HRT?
OLR (organic loading rate, organische belasting) is de hoeveelheid organische droge stof die per dag per 1 m³ actief volume wordt toegevoerd, in kg oDS/(m³·d). HRT (hydraulic retention time, hydraulische verblijftijd) is de gemiddelde tijd dat het voer in de vergister verblijft, in dagen. De rekentool berekent ze zodra het actieve volume is opgegeven, uitgaande van een voerdichtheid van 1 t/m³.