Bio2Watt in Bronkhorstspruit: biogasinstallatie op stalmest van een feedlot die een BMW-fabriek van stroom voorziet

De biogasinstallatie Bio2Watt in Bronkhorstspruit bij Pretoria wordt beschreven als de eerste commerciële installatie in Zuid-Afrika die rundveestalmest op enkele megawattschaal omzet in elektriciteit. De eerste stroom vloeide op 10 oktober 2015 naar de BMW-fabriek in Rosslyn. Enkele jaren na de ingebruikname is dit een nuttige case study: het laat zien hoe een kleine, onafhankelijke biogasinstallatie kan functioneren in een land waar de energiemarkt al decennialang wordt gedomineerd door één enkele operator.

Parameters van de installatie

De biogasinstallatie staat naast de rundvee-feedlot Beefcor in Bronkhorstspruit, ten oosten van Pretoria. Engineering News (2015) beschreef dat de belangrijkste grondstof stalmest is van het bedrijf, waar ongeveer 20.000 runderen en 12.000 schapen worden gehouden. De installatie bestaat uit twee parallelle lijnen, elk met een primaire en secundaire vergister, en de verblijftijd bedraagt 35 dagen; het biogas bevat volgens het ontwerp 55–65% methaan. Het vermogen werd aangegeven als 4,4 MW (mededelingen vóór de ingebruikname) en 4,6 MW (juli 2016). Het project werd in "turnkey"-formule gerealiseerd door Bosch Projects, dat een exclusieve licentie heeft op de Deense technologie ComBigaS, en het zusterdrijf Bosch Munitech kreeg een vijfjarig contract voor de exploitatie. In juli 2016 werd het dagelijks beheer al uitgevoerd door Anaergia Africa.

De stalmest van de feedlot is voor de biogasinstallatie een stabiele en kwantitatief voorspelbare grondstof, omdat de dieren het hele jaar door op één plaats verblijven. Het heeft echter een relatief laag methaanpotentieel per ton verse massa, daarom is het aanvullen met afvalstoffen met een hogere opbrengst een typische manier om de productie te stabiliseren. De algemene principes voor het samenstellen van zo'n mix worden beschreven in het artikel Covergisting: planning van de mix van substraten voor biogasinstallaties].

Bedrijfsmodel: stroom voor een specifieke afnemer

Het meest interessante element van het project is de afnameovereenkomst. De energie gaat naar een aangewezen industriële afnemer, BMW Rosslyn, in het kader van een tienjarige overeenkomst voor hernieuwbare energie (PPA); de eerste stroom werd geleverd op 10 oktober 2015. BMW maakte bekend dat de hernieuwbare energie uit de biogasinstallatie 25–30% van de energiebehoefte van de fabriek moet dekken. Volgens Engineering News ging BMW akkoord met het betalen van een premie voor schone energie in ruil voor een voorspelbaar prijspad, en het project verkreeg van de gemeente Tshwane een vergunning voor het transporteren van energie via het gemeentelijke netwerk ("wheeling") naar de fabriek.

De weg naar dit punt was kostbaar: Engineering News beschreef dat de juridische kosten circa 8 miljoen rand bedroegen, tegenover de geraamde 2 miljoen, en de juridische documentatie telde meer dan 1500 pagina's. Onder de partners van het project werden onder andere BMW, de gemeente Tshwane, Beefcor, IDC en Norfund genoemd. Dit is een belangrijke les voor investeerders in andere landen: het opwekken van biogas is vaak eenvoudiger dan het verkrijgen van vergunningen en voorwaarden voor transport.

Wat hieruit volgt

1. Stalmest van grote veebedrijven is een reële grondstoffenbasis, maar de rendabiliteit hangt af van het aanvullen met substraten met een hogere opbrengst en van een oplossing voor de verwerking van digestaat.
2. Een directe overeenkomst met een industriële afnemer kan het ondersteuningssysteem vervangen, als de afnemer eigen klimaatdoelstellingen heeft.
3. Operationeel beheer is van belang: de wisseling van exploitant in 2016 laat zien dat in de eerste jaren van de installatie de operationele competenties cruciaal zijn, en niet alleen de technologie zelf.
4. De schaal van 4–5 MW is vergelijkbaar met grotere agrarische biogasinstallaties in Europa, dus de overdracht van ervaringen (ook uit Polen) is mogelijk.

Voor Poolse exploitanten van installaties op stalmest is vooral de vergelijking van het verrekeningsmodel interessant: in Polen komt de opbrengst voornamelijk voort uit veilingen voor hernieuwbare energie en het ondersteuningssysteem, in Zuid-Afrika uit een tweezijdig contract. Beide vereisen echter een gestabiliseerde aanvoer van substraat en een efficiënte exploitatie.

Digestaat en sluiten van de nutriëntenkringloop

Een biogasinstallatie op stalmest heeft nog een product dat vaak wordt onderschat: digestaat, dat stikstof en fosfor uit de stalmest bevat. Engineering News (2015) meldde dat de vaste en vloeibare fractie van het digestaat als meststof moet worden verkocht. In de omstandigheden van een feedlot, waar de stalmest op één plaats ontstaat en de velden ver weg liggen, zijn de logistieke kosten van digestaat een belangrijke factor. Een oplossing is vaak de scheiding in een vaste fractie, die goedkoper over grotere afstanden kan worden vervoerd, en een vloeibare fractie, die dichterbij wordt toegepast. Deze onderwerpen worden beschreven in het artikel Scheiding van digestaat: technologieën, fracties, balans].

Risico's van dergelijke projecten

• Afhankelijkheid van één substraatleverancier: de feedlot kan de veestapel verkleinen of de houdtechnologie wijzigen.
• Afhankelijkheid van één energieafnemer: een contract voor 10 jaar waarborgt de opbrengst, maar een verandering in de behoeften van de fabriek beïnvloedt de economie.
• Aansluiting en transport: het transporteren van energie naar de afnemer via het gemeentelijke netwerk vereist toestemming van de netbeheerder, en een nieuwe lijn (hier 13 km naar het Eskom-onderstation) brengt extra kosten met zich mee.

Waarom het de moeite waard is deze te kennen

De beschreven installatie blijft een van de weinige goed gedocumenteerde voorbeelden van een commerciële biogasinstallatie op dierlijke mest in Zuid-Afrika. Het biedt een referentiepunt voor de evaluatie van volgende projecten: qua schaal, contractstructuur en eisen aan de exploitant. Bij internationale vergelijkingen moet echter rekening worden gehouden met verschillen in regelgeving met betrekking tot digestaat, netaansluitingen en energietarieven.