Biogeen CO₂ uit biomethaaninstallaties: toepassingen in de voedingsindustrie, kassen en e-brandstoffen

De opwerking van biogas scheidt koolstofdioxide, dat 35–50% van het biogasvolume uitmaakt. Een installatie die 500 m³/h biogas met 45% CO₂ verwerkt, produceert circa 225 m³/h CO₂, wat overeenkomt met ongeveer 445 kg/h en circa 3500 ton per jaar (8000 uur). Dit biogene CO₂ kan in de atmosfeer worden vrijgelaten, maar het kan ook worden gezuiverd en verkocht aan de voedingsindustrie, kassen of worden gebruikt voor e-brandstoffen. Technologieën zoals aminewassing en cryogene scheiding leveren de hoogste zuiverheid van de stroom op, terwijl bij membranen en PSA het off-gas methaanverontreinigingen bevat en aanvullende voorbehandeling vereist is.

Kwaliteit van de stroom afhankelijk van de technologie

Toepassingen en eisen

1. Frisdranken, bier, voeding. Vereist is een hoge zuiverheid (meestal ≥ 99,9%) en controle op verontreinigingen zoals benzeen, koolwaterstoffen, zwavelverbindingen, ammoniak, aldehyden en andere volgens branchespecificaties (o.a. richtlijnen van de Europese vereniging voor industriële gassen EIGA). Producenten moeten een HACCP-systeem en partijonderzoek hebben.
2. Verpakken in gemodificeerde atmosfeer en droogijs. Vergelijkbare kwaliteitseisen als voor dranken.
3. Kassen. CO₂ wordt gedoseerd om de opbrengst te verhogen (typisch tot een concentratie van 800–1000 ppm overdag). De eisen aan zuiverheid zijn minder streng, maar verontreinigingen (etheen, SO₂, NOₓ, H₂S) zijn schadelijk voor planten. In Nederland bestaat al lange tijd een pijpleidingsysteem dat kassen voorziet van CO₂ uit de industrie.
4. Waterzuivering. Regulering van de pH en ontkalking.
5. Lassen en andere industriële toepassingen.
6. E-brandstoffen en chemie. CO₂ is een grondstof voor methanisering (e-methaan), methanol en andere producten.

Markt en prijzen

De Europese CO₂-markt is grotendeels gebaseerd op bijproducten van de productie van ammoniak, bio-ethanol en andere processen, waardoor het aanbod afhankelijk is van de productie in deze sectoren. In augustus 2018 ontstond er een tekort aan CO₂ op de drankenmarkt, en in 2022, toen de hoge gasprijzen sommige kunstmestproducenten dwongen de productie te beperken, deden zich opnieuw problemen voor met de beschikbaarheid. Deze episodes hebben de belangstelling voor alternatieve bronnen, waaronder biogeen CO₂ uit biomethaaninstallaties, vergroot. De prijzen voor CO₂ zijn contractueel en afhankelijk van kwaliteit, schaal en logistiek; voor een project moeten offertes van afnemers worden verkregen.

Economisch voorbeeld (illustratieve aannames)

Aannames: 3500 ton CO₂ per jaar; verkoop van vloeibaar CO₂ tegen 250 zł/ton (aanname); kosten voor zuivering, vloeibaarmaking en opslag 120 zł/ton; transport 60 zł/ton. Nettomarge: 250 − 120 − 60 = 70 zł/ton, oftewel 245.000 zł per jaar. Als de investering in vloeibaarmaking en zuivering 3,5 miljoen zł kost, bedraagt de eenvoudige terugverdientijd circa 14 jaar – langer dan in veel projecten acceptabel is. Als de verkoopprijs 400 zł/ton bedraagt, stijgt de marge naar 220 zł/ton (770.000 zł) en daalt de terugverdientijd naar 4,5 jaar. Het voorbeeld toont de hoge gevoeligheid voor de prijs en daarom zijn contracten met afnemers cruciaal.

Wettelijke eisen en certificering

Voor voedingstoepassingen zijn sanitaire vergunningen en kwaliteitsmanagementsystemen vereist. Voor e-brandstoffen regelen de voorschriften voor RFNBO en gedelegeerde verordening (EU) 2023/1184 de boekhouding van biogeen CO₂ als toegestane bron. Controleer of CO₂ uit een bepaalde installatie is toegestaan als grondstof voor hernieuwbare brandstoffen en welke documentatievereisten gelden.

Rol in de GHG-balans

De verkoop van CO₂ vermindert niet altijd de emissies, omdat na gebruik (bijv. in dranken) CO₂ terugkeert in de atmosfeer. De klimaatbetekenis ligt vooral in de vervanging van fossiel CO₂ (uit de productie van kunstmest uit aardgas) en de langdurige binding van koolstof in producten of de opslag ervan. Bij de boekhouding moet voorzichtigheid worden betracht met verklaringen.

Logistiek van CO₂

CO₂ kan als vloeistof worden getransporteerd in isobare tankwagens (druk van circa tien tot twintig bar, temperatuur rond −30°C) of als gas via een pijpleiding, als de afnemer dichtbij is. Op kleine schaal is een opslagtank voor vloeibaar CO₂ een stationaire tank met een koelunit en verdamper, en nemen de transportkosten toe met de afstand. Bij het ontwerpen van de balans moet een bufferopslag en een alternatief worden gepland voor het geval er geen afname is, bijvoorbeeld gecontroleerde lozing in de atmosfeer, om de productie van biomethaan niet stil te leggen.

Samenvatting

Biogeen CO₂ uit biomethaaninstallaties is een potentieel bijproduct, maar de rendabiliteit hangt af van de technologie, kwaliteit en afnemers. Voordat u investeert in zuivering en vloeibaarmaking, moet u afnamecontracten bevestigen.