Biogas uit rioolslib in Japan: hoeveel gas wordt benut en wat heeft het B-DASH-programma opgeleverd

Japanse rioolwaterzuiveringsinstallaties fermenteren al lange tijd rioolslib, maar een aanzienlijk deel van het geproduceerde biogas werd niet energetisch benut. Volgens een overzicht van Japan for Sustainability (JFS, 2008) werd in het boekjaar 2004 in de Japanse rioleringssystemen circa 290 miljoen m³ biogas geproduceerd. Van deze hoeveelheid werd 30 procent gebruikt voor het verwarmen van vergisters, 20 procent voor de opwekking van elektriciteit, 22 procent voor andere doeleinden en 28 procent bleef onbenut.

Wat zeggen de gegevens uit de jaren 2000

In Japan wordt biogas uit rioolslib sinds 1984 gebruikt voor de productie van elektriciteit. In het boekjaar 2004 werd op deze manier een totaal vermogen van circa 21.000 kW elektriciteit opgewekt, wat overeenkwam met ongeveer 1 procent van het elektriciteitsverbruik in de rioolwaterzuiveringsinstallaties in het land. De gehele riolering verbruikte toen circa 7 miljard kWh per jaar (ongeveer 0,7 procent van het nationale verbruik). In de installatie Morigasaki in Tokio wordt het slib ingedikt en thermofiel (circa 50 °C) gefermenteerd, en sinds april 2004 voorziet het methaan generatoren met een vermogen van 3.200 kW van brandstof. Dit dekt ongeveer de helft van de elektriciteitsbehoefte van de installatie en verlaagt de kosten voor elektriciteit met circa 600 miljoen yen per jaar.

Rioolslib als biomassa

Volgens JFS ontstond in het boekjaar 2004 circa 75 miljoen ton rioolslib (vóór ontwatering, 97 procent water), en steeg het recyclingpercentage van rioolslib als biomassa van 38 procent in het boekjaar 1996 naar 70 procent in 2005. Recycling omvat niet alleen energie, maar ook meststoffen, bodemverbeteraars en bouwmaterialen. Geschat werd dat de energie die in het boekjaar 2005 werd teruggewonnen uit organische stoffen in rioolslib overeenkwam met circa 1,04 miljoen kl olie-equivalent, en dat de stookwaarde van vaste brandstoffen uit rioolslib vergelijkbaar is met die van laagwaardige steenkool. In Fukuoka produceert de installatie Mikasagawa sinds het einde van het boekjaar 2000 brandstof BDF (gemengd slib met gebruikte spijsolie, onder verminderde druk gedroogd; in het boekjaar 2007 circa 2.300 ton), en bevestigde het bedrijf J-Power in proeven dat het maximale aandeel BDF bij co-verbranding met steenkool 1 procent bedraagt. De installatie Sunamachi in Tokio verwerkt bijvoorbeeld sinds november 2007 rioolslib tot vaste brandstof (tot 300 ton ontwaterd slib per dag), die wordt gecovergist met steenkool in de elektriciteitscentrale Nakoso.

Biomethaan in Kobe

De stad Kobe zuiverde het biogas uit de zuiveringsinstallatie Higashinada tot een kwaliteit van circa 98 procent methaan met behulp van drukwaterabsorptie (voorheen werd circa 30 procent van het gas in een fakkel verbrand). Biogas met een samenstelling van circa 60 procent methaan en 40 procent CO₂, met een kleine hoeveelheid siloxanen en waterstofsulfide, werd omgezet in de brandstof „Kobe Biogas”. De installatie, waarin in april 2008 de volledige exploitatie werd gestart, produceert 2.000 m³ per dag, wat voldoende is om 40 stadsbussen aan te drijven die dagelijks 50 km afleggen; dit maakt een vermindering van de CO₂-uitstoot met circa 1.200 ton per jaar mogelijk.

B-DASH: demonstraties in plaats van algemene subsidies

Het B-DASH-programma (Breakthrough by Dynamic Approach in Sewage High Technology) werd in het boekjaar 2011 door het MLIT gelanceerd, en het instituut NILIM is de uitvoerende eenheid. Volgens NILIM werden in het boekjaar 2011 twee technologieën geselecteerd voor de terugwinning van biogas: (1) een energiesysteem met intensieve scheiding van vaste stoffen en vloeistoffen, dat elektriciteit opwekt in een hybride brandstofcel met biogas uit ruw slib; (2) een systeem voor de opwekking van hernieuwbare energie voor transportbrandstof, waarbij de biogasopbrengst uit lokale bronnen (bijvoorbeeld voedselafval) wordt verhoogd, de stalen vergister wordt verwarmd en het biogas wordt opgewerkt in een compacte installatie. NILIM stelde implementatierichtlijnen voor deze technologieën op voor gemeenten en exploitanten; deze werden op 2 augustus 2013 gepresenteerd in Tokyo Big Sight.

Conclusies voor Polen

De Japanse ervaringen tonen aan dat: (1) zelfs in een technologisch hoogontwikkeld land een aanzienlijk deel van het biogas uit rioolslib (in 2004 30 procent) werd gebruikt voor het verwarmen van de vergister, en 28 procent onbenut bleef – dit biedt potentieel voor efficiëntieverbetering; (2) demonstratieprogramma's zoals B-DASH vergemakkelijken de verspreiding van opwerkings- en warmtekrachtkoppelingstechnologieën; (3) gegevens over het daadwerkelijke gebruik van biogas moeten regelmatig worden verzameld – anders is de discussie over het potentieel gebaseerd op schattingen van jaren geleden. De in dit artikel aangehaalde gegevens dateren uit het boekjaar 2004 en geven dus niet de huidige situatie weer.