1. Thema B:
Flexibilisering Biogasproductie
…….in den beginne van de Flexigas keten……
Jan-Peter Nap
EKC, ALIFE, Hanzehogeschool Groningen,
University of Applied Sciences
Partners:
- Hans Banning, PROCES-Groningen
- Stefan Blankenborg, ENKI Energy, Nijmegen
- Andere Flexigas thema’s RenQi 22-06-11

2. Thema B: Biogasproductie
Proces fermentatie (naast vergassing)
- hergebruik organisch afval/restmateriaal
- omzetting van organisch materiaal door mengsels van bacteriën
- leidt tot (60%) methaan, kooldioxide en sporenelementen
- uitontwikkelde technologie? (Duitsland…)
- ‘black box’ benadering van omzettingen
- ‘hands-on’ experience en ‘rules-of-thumb’, dus intrinsiek conservatief
- verschil laboratoriumsituatie – praktijktoepassing

3. Biogasproductie: inflexibel
- langzaam & lange verblijfsduur (2-4 weken of meer)
- sterk afhankelijk van type en inputstroom (voeding)
- zwakke relatie met vraag en aanbod
- voeding van installatie, gasproductie, gasvraag
- vereiste omvang en ‘economy of scale’
- complex investerings- en subsidielandschap
- kosten ‘failure’ (mogelijk) hoog
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
500
1000
1500
2000
2500
0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00
Gas/uur(m3)
Elektra/uur(kWh)
Urenin eendag
dag-nacht variatie
Maand juli elektriciteitsverbruik
Maand Juli gasverbruik

4. Flexibilisering biogas productie: wensen
(1) Omvang installatie: grootschalig – kleinschalig (People in Power)
- Wat is groot/ wat is klein? Wat is haalbaar/rendabel? Hoe?
(2) Proces parameters: less is more?
- Geringere afhankelijkheid inputstroomtype
- Hogere opbrengst per eenheid organisch materiaal (OM)
- Te sturen kwaliteit/samenstelling (CH4/CO2) biogas per eenheid OM
- Betere afstemming tussen gasvraag en gasaanbod

5. Model: Biogasvoorziening in een dorpje
(1)Literatuurstudie + kennis + aannames
(2)Variatie:
(1) Productie variatie: seizoen (zomer/winter)
(2) Vraag variatie: dag/nacht
(3) Resultaat:
- Opvangen seizoensvariatie met vergistingsvolume
- Opvangen vraagvariatie met gasopslag buffer
Dorpje (44 km2) van 6000 inwoners vraagt 2 x 5.000 m3 vergisters
plus 1-3 x 2.5 m3 vergisters, totaal 10-17.5 kuub en 8.000 m3
opslagtank.

6. Biogasproductie uit witlofwortels
(1)Potentiële bron van biomassa afval
(2)Biogas en wat nog meer?
(3)Ecologische teelt
(4)Hergebruik digestaat in teelt

7. Metagenomics van biogasproductie
Welke bacteriën doen wat: mixed communities!
Welke bacteriën zijn er eigenlijk?

8. Metagenomics van biogasproductie
- Grootschalige DNA isolatie en analyse
- Twee verschillende biogasproductie sites
- Duitsland (mais, rogge, kippenmest) – DNA data
- Groningen (graan, biet) – partner PROCES-Groningen
- Identificatie bacteriën door vergelijking van DNA sequenties
- Conclusies:
- Analyse haalbaar (maar interpretatie complex)
- ~60% afkomstig van ‘nieuwe’ (onbekende) bacteriën
- verrassend grote verschillen in bacteriële samenstelling
- Vervolg: meerdere sites; afhankelijkheid van voeding & proces;
relatie met opbrengst/kwaliteit
- amenstelling

9. Metagenomics van biogasproductie

10. Uitdaging: integratie van schaal en eenheid
(1)Volume bacterie: 1 femtoliter
(2)Volume vergistingsinstallatie: ~20-20.000 m3
(3)Gasverbruik Nederland: ~50 miljard m3 jaar
Dus te omspannen:
10-15 liter –> 107 liter –> 1013 liter (range 1028….)
(Bekijk: The Powers of Ten…)

11. Output
(1)wetenschappelijke output/kennis/kunde (alle)
(2)werkgelegenheid in Noord-Nederland
(3)spin-off: Biogas Centrum Groningen (PROCES-Groningen)
(4)spin-off: research voucher(s) (ENKI)
(5)onderzoeksinfrastructuur (Hanze)
(6) betrokkenheid studenten
(7)publieke presentaties (Nacht van Kunst en Wetenschap)
http://www.youtube.com/watch?v=RWAb9oRWJbw

12. Dit project is mede mogelijk gemaakt door Samenwerkingsverband Noord Nederland, het ministerie van Economische Zaken, Provincie Groningen en Gemeente Groningen en wordt
ondersteund door Energy Valley