Digestaat: gesloten opslagtanks en restmethaanpotentieel – hoe emissies te beperken

Digestaat dat de vergister verlaat, bevat nog steeds organische stof die tijdens de opslag methaan kan afgeven. De hoeveelheid van dit methaan wordt beschreven door het restmethaanpotentieel (RMP), dat in laboratoriumonderzoek wordt bepaald als de verhouding tussen het methaan dat uit een digestaatmonster onder gecontroleerde omstandigheden wordt geproduceerd en het methaan dat in het hele proces wordt geproduceerd. In open tanks ontsnapt methaan naar de atmosfeer, waardoor de klimaatvoordelen van de installatie afnemen. De oplossing zijn gesloten tanks met gasterugwinning, en ook een langere verblijftijd en een stabiele werking van de vergisters.

Waar RMP vandaan komt

Substraten worden in de vergister met verschillende snelheid afgebroken. Gemakkelijk opneembare fracties (suikers, vetten) worden binnen enkele dagen omgezet in biogas, maar vezelrijke fracties (cellulose en hemicellulose in plantaardige residuen, vaak omhuld door lignine, dat onder anaerobe omstandigheden praktisch niet wordt afgebroken) worden langzaam afgebroken en een deel daarvan verlaat de vergister niet-omgezet. Daarnaast verhogen een korte verblijftijd, onvoldoende mengen, verstoringen van het proces (remming door ammoniak, vluchtige zuren) en een lage temperatuur het RMP. Digestaat dat in de zomer bij omgevingstemperatuur in de orde van 20°C en meer wordt opgeslagen, kan sneller methaan produceren dan in de winter.

Hoe RMP wordt gemeten

De standaard is een batchtest: een digestaatmonster wordt bij constante temperatuur (vaak 20°C of 37°C) enkele tientallen dagen geïncubeerd en het geproduceerde methaan wordt gemeten. Het resultaat wordt uitgedrukt als hoeveelheid methaan per massa of per volume digestaat of als percentage van de totale methaanproductie van de installatie. In de literatuur variëren de RMP-waarden van fracties van een procent tot ruim tien procent van de productie, afhankelijk van de installatie en de omstandigheden, dus een eigen onderzoek is beter dan algemene waarden.

Gesloten tank

Een dichte afdekking van de digestaattank (gasdicht membraan, dak) wordt aangesloten op het gassysteem, en het biogas uit de opslag gaat naar de installatie. In RED II onderscheiden de standaardwaarden voor biogasketens open en gesloten digestaat, wat laat zien dat het verschil in emissie aanzienlijk is. Een gesloten tank beperkt niet alleen de emissies, maar verhoogt ook de biogasproductie – het gas uit het RMP gaat niet verloren.

Rekenvoorbeeld

Uitgangspunten: een biogasinstallatie produceert 2,2 miljoen m³ methaan per jaar, het RMP van digestaat bij een temperatuur van 20°C bedraagt 4% van de productie (88.000 m³ CH₄). In een open tank is, aangenomen dat 60% van het RMP tijdens de opslag vrijkomt, het verlies 52.800 m³ CH₄ (m³ onder normaalomstandigheden), oftewel ca. 37,9 t (bij een methaandichtheid van 0,718 kg/m³). Bij GWP₁₀₀ = 28 is dat ca. 1060 t CO₂e per jaar en 528 MWh energie (bij 10 kWh/m³), oftewel ca. PLN 106.000 bij een prijs van PLN 200/MWh. Een afdekking met gasterugwinning vangt het grootste deel van deze hoeveelheid op; de kosten van de afdekking (bijv. enkele honderdduizenden PLN voor een tank van gemiddelde omvang – indicatieve waarde) kunnen binnen enkele tot ruim tien jaar worden terugverdiend, en verbeteren bovendien de koolstofvoetafdruk van het gas.

Maatregelen in de exploitatie

1. Verlenging van de verblijftijd in de vergisters of toevoeging van een tweede vergistingstrap (navergister) bij procestemperatuur.
2. Stabiliteit van het proces: vermijden van overbelasting met substraten, beheersing van vluchtige zuren en ammoniak.
3. Grondig mengen en temperatuur: eliminatie van dode zones.
4. Verkleinen van vezelrijke substraten om de afbraakgraad te verhogen.
5. Gesloten of afgedekte tanks en een systeem voor gasterugwinning.
6. Snel uitrijden van digestaat op het veld in het groeiseizoen, om de opslagtijd te verkorten.
7. Periodieke RMP-onderzoeken en het volgen van trends.

Juridische en milieukwesties

De voorschriften voor de opslag van digestaat hebben betrekking op de capaciteit van de tanks (overeenkomstig de periode van het verbod op het uitrijden van meststoffen), de bescherming van water en lucht en geureisen. De concrete verplichtingen hangen af van de vergunningen en nationale voorschriften, die het raadzaam is te bespreken met de milieuautoriteit.

RMP-meting stap voor stap

Neem een representatief monster digestaat uit de uitlaat van de vergister (niet van het oppervlak van de tank), sluit het af in een dichte houder, transporteer het bij lage temperatuur naar het laboratorium en voer een batchtest uit bij een vaste temperatuur. Herhaal het onderzoek per seizoen en na ingrijpende wijzigingen in het substraatrecept. Leg de resultaten vast samen met gegevens over de belasting van de vergisters (OLR), de verblijftijd en de temperatuur, zodat u het RMP kunt correleren met de procesomstandigheden en de oorzaken van verslechtering kunt aanwijzen.

Samenvatting

Digestaat is niet slechts afval na vergisting, maar ook een potentiële bron van methaan. Een gesloten tank met gasterugwinning verhoogt de productie, verbetert de broeikasgasbalans en verkleint het risico op geurhinder, en de kosten van de investering zijn doorgaans gerechtvaardigd.