Emissies en klimaatAnalyse
Methaanemissies uit biogasinstallaties: herkomst en omvang van verliezen
Methaan ontsnapt uit biogasinstallaties via veiligheidskleppen, membranen, open digestaatopslagtanks, WKK-motoren en off-gas uit opwerking. We bespreken de bronnen, de omvang van verliezen uit meetcampagnes en methoden om deze te beperken.
Andere taalversies: Polski, English, Deutsch, Español, Français, Italiano.
Een biogasinstallatie is een van de instrumenten om methaanemissies te reduceren, maar kan zelf ook methaan uitstoten als deze lekt of slecht wordt beheerd. De belangrijkste bronnen zijn: digestaatopslagtanks (met name open tanks), veiligheids- en overdrukventielen en gaskamers en -tanks, lekke verbindingen en appendages, onverbrande methaan in WKK-rookgassen, off-gas uit opwerking en onderhouds- en noodoperaties. Meetcampagnes in Europa tonen een grote spreiding in verliezen – van fracties van een procent tot meer dan tien procent van de geproduceerde methaan – waarbij een groot deel van de emissies afkomstig is van enkele punten die na detectie snel gerepareerd kunnen worden.
Bronnen van emissies
| Bron | Mechanisme | Mogelijkheid tot beperking |
|---|---|---|
| Digestaat in open opslagtanks | restproductie van methaan na verlaten van de vergister | luchtdichte afdekking met gasterugwinning, langere verblijftijd (HRT) |
| Overdruk- en onderdrukventielen | opening bij te hoge druk (overdrukventiel) of te lage druk (onderdrukventiel) | noodfakkel, gasopslag met voldoende capaciteit, automatisering |
| Membranen van daken en gastanks | microlekkages, beschadigingen | inspecties, vervanging |
| Lekkages in appendages, leidingen, compressoren | slijtage van afdichtingen, corrosie | LDAR, vervanging van afdichtingen |
| WKK-rookgassen | onverbrande methaan (zogenaamde methane slip) | selectie van motor, katalytische oxidator |
| Off-gas uit opwerking | methaanslip | naverbranding, selectie van technologie |
| Laden/lossen, onderhoud | ontluchten, openen van apparatuur | procedures, gasterugwinning |
Wat metingen laten zien
Rapporten en onderzoeken (o.a. werk binnen IEA Bioenergy Task 37 en meetcampagnes in Denemarken, Duitsland, Zweden en andere landen) bevestigen dat:
- methaanverliezen ongelijk verdeeld zijn: veel installaties hebben geringe verliezen, terwijl een kleine groep zeer hoge verliezen kent;
- de grootste individuele emissies voortkomen uit ontluchtingen, beschadigde membranen en open digestaatopslagtanks;
- voor agrarische biogasinstallaties liggen de gemiddelde waarden in publicaties meestal tussen ongeveer 1% en enkele procenten van de methaanproductie, met een zeer grote spreiding tussen installaties;
- remote sensing-metingen (bijv. tracer gas-methode of pluimanalyse) detecteren het totale lek goed, terwijl contactmetingen puntbronnen identificeren.
Exacte cijfers zijn afhankelijk van land, technologie en meetperiode, daarom moeten in eigen analyses gegevens uit specifieke campagnes worden gebruikt, geen generalisaties.
Rekenvoorbeeld
Aannames: een biogasinstallatie produceert jaarlijks 2,2 miljoen m³ methaan. Totale verliezen van 3% betekenen 66 duizend m³ CH₄, oftewel circa 47 ton. Bij GWP₁₀₀ = 28 is dit circa 1325 ton CO₂e per jaar (bij GWP₂₀ = 84 – circa 3970 ton CO₂e). Energetisch: 660 MWh per jaar (10 kWh/m³), en bij een aangenomen prijs van 200 zł/MWh – 132 duizend zł aan misgelopen inkomsten. Als 70% van deze verliezen afkomstig is van één lekke klep en een open tank, verlaagt reparatie hiervan de verliezen tot circa 0,9% en bespaart circa 92 duizend zł per jaar. Of dit rendabel is, moet individueel worden beoordeeld door de kosten van het afdekken van de tank en het vervangen van de klep te vergelijken met de waarde van de vermeden verliezen.
Hoe te beperken
- Luchtdichte afdekking van digestaatopslagtanks en aansluiting op het gassysteem.
- Noodfakkel en ruime gasopslag, zodat ontluchtingen worden voorkomen.
- Inspecties en LDAR: regelmatige detectie van lekkages met een detector of optische camera en reparatie hiervan.
- Katalytische oxidatie van methaan in WKK-rookgassen waar de waarden hoog zijn.
- Naverbranding van off-gas uit opwerking.
- Exploitatieprocedures: opstarten, stilleggen, filterwissels, zodat ontluchting wordt beperkt.
- Scholing van personeel en kwaliteitscontrole van reparaties.
Invloed op de GHG-balans
Methaanlekken worden meegenomen in de emissieberekening van biomethaan of energie uit biogas en kunnen bepalend zijn voor het voldoen aan de reductiedrempel in RED. Kleine verliezen (fracties van een procent) veranderen de beoordeling meestal niet, maar verliezen van enkele procenten kunnen de reductie aanzienlijk verlagen. Daarom documenteren producenten steeds vaker verliezen met metingen.
Rol van ontwerp en oplevering van de installatie
De meeste problemen met lekkages kunnen in de ontwerpfase worden beperkt: voldoende grote gasopslag, een fakkel met voldoende capaciteit, kleppen met de mogelijkheid om naar de fakkel af te voeren in plaats van naar de atmosfeer, luchtdichte afdekkingen en toegang tot controlepunten. Bij de oplevering van de installatie is het raadzaam luchtdichtheidstests en een inspectie met een optische camera te eisen, en in het onderhoudscontract regelmatige controles op te nemen. Een initiële lekmeting na ingebruikname dient als referentiepunt voor latere vergelijkingen.
Waarom metingen rendabel zijn
Installaties die verliezen meten, verminderen deze meestal – kennis over waar methaan ontsnapt, maakt het mogelijk prioriteiten voor reparaties vast te stellen. Daarnaast verbetert betrouwbare documentatie de positie bij certificering en in gesprekken met de bank of afnemer van het gas.
Samenvatting
Methaanemissies uit biogasinstallaties vormen een technisch probleem dat aanzienlijk kan worden beperkt met kleine investeringen en goede praktijken. De beste strategie is een combinatie van luchtdichte constructie, systematische metingen en snelle reparaties.
Bronnen
Verwante artikelen
