Grootschalige mestbewerking en groen gas

Context
Nederland heeft een te grote veehouderijsector.
Alle dieren samen produceren meer mest dan men verantwoord in ons land kwijt kan. Volgens het laatste CBS-cijfer uit 2019 ( https://opendata.cbs.nl/statline/#/CBS/nl/dataset/83983NED/table?ts=1610751197404 ) was de productie 74602  miljoen kg, waarvan in Brabant 13982 miljoen.
Omdat mest een erg variabele substantie is, kiest men als wettelijke basis meestal een beter kwantificeerbaar bestanddeel, te weten P2O5 (in de volksmond fosfaat). De wetgeving gaat feitelijk vooral over wat er met dat fosfaat gebeuren moet. Het is een heel verhaal ( www.rvo.nl/onderwerpen/agrarisch-ondernemen/mest/mestverwerkingsplicht-veehouder ), maar het komt erop neer dat er binnen het systeem (grofweg reguliere toepassing op de Nederlandse resp. Brabantse landbouwgronden) beperkte mogelijkheden zijn, en dat de rest een probleem is. In Nederland als geheel kan 133,5 van de 155,5 miljoen kg fosfaat regulier toegepast worden , in Brabant is dat 15,8 miljoen van de 36,4 miljoen kg fosfaat.
Naast fosfaatregels bestaan er ook stikstofregels, maar omdat stikstof verschillende chemische vormen heeft, is stikstof lastiger voor de boekhouding.

Wat niet regulier als bodemverbeteraar toegepast kan worden, moet bewerkt worden en als gehoopt resultaat daarvan verwerkt.

Blokschema van een mestbewerker. Blauw=basiskleur, rood=reële kans op emissies, groen=weinig of geen kans op emissies


‘Bewerken’ is dat men fysische, chemische en biologische technieken op de mest los laat. Die zijn er in drie hoofdsoorten: indikken en scheiden, vergisten of superkritisch vergassen (dit laatste is nog een experimentele techniek in het pilotstadium en blijft hier verder buiten beschouwing – zie Superkritisch vergassen van natte biomassa (update dd 06 mei 2019) ). Combinaties zijn ook mogelijk.

Omdat de regering de veehouder verplicht om (een deel van) zijn mest te bewerken, heeft de regering aan de provincie en de gemeenten de plicht opgelegd installaties voor deze bewerking te faciliteren. Ter invulling van deze wettelijke plicht heeft de provincie Noord-Brabant nu een PlanMER lopen om de optimale locaties van deze installaties vast te stellen (dus: deze PlanMER gaat er niet over of de inrichtingen er komen, maar over waar ze komen).

Welke ‘bewerking’ dan ook verandert niet wat aan de aanwezigheid van de chemische elementen. Elke kg van het element koolstof, fosfor en stikstof (en andere), die een bewerking in gaan, komen er ook weer uit. Hooguit is hun chemische bindingsvorm veranderd.
Omdat mest wettelijk wordt gehanteerd via de indirecte methodiek van het fosfaat (dus van het element fosfor), draagt het bewerken van mest op zichzelf niet bij aan de oplossing van het mestprobleem. De totale hoeveelheid fosfaat blijft immers onveranderd.

‘Verwerken’ is dat de mest buiten het Nederlandse systeem terecht komt. In praktijk betekent dat in juridische zin verbranding (van pluimveemest) of export (gerekend op fosfaatbasis). Ook ‘superkritisch vergassen’ zou de mest buiten het systeem brengen.

Om wettelijk te mogen exporteren, en om economisch te kunnen exporteren, moet respectievelijk de rauwe mest een uur lang verhit worden (hygiëniseren) en ontdaan van het meeste water (wat bereikt wordt via de bewerking indikken en scheiden).
Bijna alle fosfaat gaat dan in de dikke fractie zitten.
De overblijvende dunne fractie (in essentie water met daarin opgeloste stoffen) wordt met omgekeerde osmose verder geconcentreerd. Wat dan overblijft noemt men ook  wel ‘mineralenconcentraat’.  Wateroplosbare verbindingen zoals bijna alle nitraat (een gebruikelijke stikstofverbinding) en kalium, alsmede een deel van de hormoon- en medicijnresten, alsmede van de zware metalen zit in deze dunne fractie. Deze dunne fractie wordt niet geëxporteerd en is op dit moment voor geen enkele agrarische toepassing praktisch.

Zie ook Afzetkansen voor bewerkte mest?

In 2019 exporteerde Nederland (zie www.rvo.nl/onderwerpen/agrarisch-ondernemen/mest/mest-importeren-en-exporteren ) 3100 miljoen kg mest (ca 4% van de totale productie), waarvan ca 36 miljoen kg fosfaat (ca 23% van de totale fosfaatproductie). Het percentageverschil is het resultaat van scheiden en indikken.

Deze geëxporteerde hoeveelheden zijn door de laatste vijf jaar grofweg constant. Het overgrote deel van de mest gaat naar België en naar enkele nabije streken in Duitsland en Frankrijk.

Omdat voor de bewerking en verwerking van mest betaald moet worden, is er een levendig illegaal circuit.

De Princepeel bij St Odiliapeel


Mest kan ook vergist worden. Hij gaat dan in een grote tank in een zuurstofloze omgeving, bij lauwwarme temperatuur, gevuld met bacteriën. Die breken de suikers en polymeren daarvan als cellulose, eiwitten en vetten af tot biogas. Dat bestaat uit methaan (=aardgas), CO2, en bijmengsels als zwavelwaterstof, waterstof, vluchtige vetzuren en ammoniak.
Mest vergist zichzelf spontaan ook, alleen trager. De gassen komen dan gewoon in de atmosfeer. Methaan en lachgas zijn een 28 respectievelijk 265 keer zo krachtig broeikasgas dan CO2 , en zwavelwaterstof in afgesloten ruimtes is levensgevaarlijk. Er vallen regelmatig doden in mestsilo’s.
Biogas kan chemisch worden gezuiverd (‘opgewerkt’) tot nagenoeg zuivere methaan of tot aardgas (Gronings aardgas bestaat grotendeels uit methaan met wat atmosferische stikstof bijgemengd). Na opwerken heet het ‘groen gas’.

Vergisten kan zonder (tot hooguit 5%) of met (tot hooguit 50%) toevoeging van materiaal anders dan mest. Het heet dan mono- resp. co-vergisting. Covergisting brengt meer biogas op, maar is moeilijker hanteerbaar.

Het eindproduct van vergisten, niet zijnde biogas, heet digestaat. Dat is een soort koolstofverarmde mest, met minder stinkstoffen omdat die vaak vluchtig zijn en daarom eerder worden afgebroken. Digestaat bevat nog steeds de oorspronkelijke hoeveelheid stikstof, fosfor en kalium. De stikstof in digestaat is wat makkelijker toegankelijk voor planten dan in rauwe mest.

Het duurzaamheidsvoordeel van scheiden en indikken (en exporteren) van reeds aanwezige mest, ten opzichte van de vroeger gangbare praktijk van ongelimiteerd uitrijden en verder niets, is dat het fosfaatoverschot niet overdadig en voor eeuwig in de bodem en het oppervlaktewater verdwijnt, maar elders in de wereld in planten wordt opgenomen. Fosfaat is een eindige grondstof en de grens van de mijnbouw is in zicht. Verder is een voordeel dat het organisch materiaal bodems elders verbetert, indien niet te sterk verontreinigd.

Het duurzaamheidsvoordeel van vergisten, ten opzichte van de vroeger gangbare praktijk van ongelimiteerd uitrijden en verder niets, is dat men er biogas (en na opwerking methaan = aardgas) mee kan produceren en kan verhinderen dat methaan en lachgas, die anders spontaan geproduceerd zouden worden, in de atmosfeer komen. Verder kan covergisting een rol spelen bij het verwerken van organisch afval, maar dat is tevens riskant en fraudegevoelig.
Digestaat bevat per definitie minder koolstof om aan de bodem toe te voeren, maar het lange termijn-effect is beperkt omdat de vluchtige mestbestanddelen het makkelijkst afgebroken worden in de vergister, maar ook  (indien onvergist) het makkelijkste worden weggeoxideerd in de grond. Een definitief oordeel op de langere termijn is nog niet uitgesproken.

Recente biogas-ontwikkelingen.
Men noemt het product dat uit de vergister komt biogas, en het resultaat na opwerking tot aardgaskwaliteit groen gas. Het taalgebruik echter, ook in de vakliteratuur, is slordig.

In 2018 werd er 14PJ geproduceerd, waarvan 9PJ verbrand werd in een Warmte-Kracht-Koppeling installatie (WKK), en 5PJ tot groen gas opgewaardeerd werd dat ingevoerd werd op het aardgasnet. Die 14PJ kwamen voort uit onderstaande taartpuntverdeling (38% uit mest).
Op basis van lopende of binnenkort startende projecten zou er in 2022 17PJ geproduceerd worden.

Mede omdat de elektriciteitsprijs erg laag is, verschuift de inzet van biogas van stroom naar groen gas.

(NVDE Groen gas: feiten en cijfers, 2018)

In het Klimaatakkoord dd juni 2019 is overeengekomen dat de hoeveelheid biogas in 2030 zal bedragen 70PJ.
Op https://groengas.nl/programmas/hernieuwbaar-gas-uit-biomassa/ kan men nalezen hoe de brancheorganisatie Groen Gas zich de samenstelling van die toekomstige 70PJ voorstelt. Van de daar genoemde 75PJ komt minstens tweederde uit mest.

Allerlei beleidsdocumenten zitten in dezelfde denklijn. Ook bijvoorbeeld het recente SER Biomassa-advies voorziet een grote rol voor groen gas (zie SER-advies schrapt biomassa voor energiedoeleinden te snel en op te losse gronden ).

Mede vanwege het Klimaatakkoord zijn de groen gas-technieken verbeterd en is er meer studie gedaan naar de precieze balansen, bijvoorbeeld in de CO2 – groengasketens van CE Delft dd juni 2019 (zie www.ce.nl/publicaties/2308/co2-balansen-groengas-ketens-vergisting-en-vergassing ).

Men moet deze tabel met eindresultaten van de studie als volgt lezen.
Voor dit artikel is relevant de rijen ‘varkensdrijfmest’ en de kolom ‘G-gas voor distributie’, dat is groen gas dat na opwerking het regionale, lagedrukgasnet in gaat. De eerste G-gas kolom geeft absolute getallen, de tweede bijbehorende percentages.
Verondersteld wordt dat de gebruikelijke handelingen met mest uitgevoerd zijn. De mest is uitgereden met of zonder voorafgaande vergisting. De situatie met vergisting en met energie uit biogas wordt vergeleken met de traditionele situatie zonder vergisting en met energie uit fossiel aardgas. 
Het getal 72 betekent dat als men 1GJ aardgas verbrandt, daarbij over de levensloop van dat aardgas 72 kg CO2,eq vrijkomt (dat is de CO2 bij verbranding plus de methaaneffecten van productie- en transportverliezen). Die 72 is de referentie.
Als men van het G-groen gas uit varkensdrijfmest alleen de CO2 meetelt die, opgeteld over de levensloop, vrijkomt is dat 32,9 kg CO2,eq . Er is 54% bespaard ((72-32,9)/72 ).
Maar bij een snelle verwerking va de mest komt er geen methaan en lachgas in de atmosfeer en bij de traditionele aanpak wel. Beide zijn krachtige broeikasgassen. Zodoende betekent de nieuwe aanpak een negatieve emissie t.o.v. de traditionele aanpak. Het getal – 98,5 moet dus gelezen worden als +32,9 – 131,4 .
(Als ze nou een schoolmeester hadden gehad bij CE Delft die gespecialiseerd was in uitleg, hadden ze het anders opgeschreven. Dan hadden ze opgeschreven dat het uitrijden van de mest, horend bij het produceren van 1 GJ biogas 31,9 kg CO2,eq  gekost had, en het uitrijden van mest in onvergiste toestand, waarna apart 1GJ uit aardgas, 72 + 131,4 kg CO2,eq .).

Brabants Burgerplatform publiceert ‘De harde feiten over grootschalige mestbewerking’
Zie https://brabantsburgerplatform.nl/mestbewerking/de-harde-feiten-over-grootschalige-mestbewerking-2/ .


De studie van het Brabants Burgerplatform laat zich puntsgewijze samenvatten:

  • Bronaanpak is een substantiele krimp van de veestapel en dat is het enige dat deugt
  • De mestbewerkingssector is machtig en hanteert mooie verhalen
  • ‘Mestfabrieken’ draaien op miljarden aan subsidies
  • De veeteelt berust op hele lange voerketens, o.a. vanuit het Amazonegebied. Die worden niet gesloten.
  • Scheiden en indikken maakt export naar nabije landen in Europa goedkoper, maar dat is geen succesverhaal
  • Omdat mestbewerking op zich niet wat doet aan de aanwezigheid van fosfaat, lost mestbewerking het mestoverschot niet op. Het verplaatst het slechts.
  • Bij vergisting komt de invoer aan mest, coproducten en energie minus het gas negatief uit.
  • Oude mest werkt nog slechter dan verse mest.
  • Met de dunne fractie van het scheiden en indikken (met ‘mineralenconcentraat’) kun je in praktijk niets. Het bespaart ook geen stikstofkunstmest, omdat een overschot in het concentraat onverbrekelijk bij een tekort in de gebieden hoort waar het voer vandaan komt of de dikke fractie naar toe gaat.
  • Het concentraat is onzuiver en slecht voor de bodem
  • Drijfmest is ook vervuild en die vervuiling, ook bij correct gebruik van de mest, is slecht voor de bodem
  • Stankproblemen zijn in praktijk onoplosbaar
  • Er gebeuren ongelukken
  • Er wordt gefraudeerd (uit de literatuurverwijzing blijkt dat bedoeld wordt dat illegale materialen voor covergisting gebruikt worden) en ook anderszins werken er gangsters in de sector die onvoldoende worden aangepakt
  • Er is te weinig kennis en professionaliteit in deze problematische sector.
  • Als het dan toch moet, dan 500 tot 1000 meter tussen een grootschalige mestbewerker en een burgerwoning

Wat ik er van vind
Ik ben het op sommige punten met het Burgerplatform eens, maar niet op alle.

Ik ben het er mee eens dat er een substantiële krimp van de veestapel moet komen, en dat de lange voerketens vanuit het Amazonegebied (en andere gebieden) beëindigd moeten worden. Dat echter een veeteelt die zich beperkt tot Noordwest-Europa per definitie tot minder varkens in Brabant leidt is minder zeker. Het zou ook tot minder varkens elders kunnen leiden (zie Landbouwkringlopen sluiten op schaal van NW Europa (3) – update ). Wageningen heeft daaraan in het kader van de Mestdialoog gerekend.

Een overdaad aan varkens en koeien (enzovoort) leidt tot een overdaad aan mestbewerking. Wat ik niet zie is de omgekeerde werking: dat het blokkeren van de overdaad aan mestbewerkers tot het blokkeren van de overdaad aan varkens enzovoort leidt.
Laat ik dit illustreren met een voorbeeld uit een andere sector.
Men kan vinden dat de gestimuleerde consumptiedrift van huishoudens tot een overdadige productie van huisvuil leidt. Maar het opheffen van de huisvuilophaaldienst gaat niet omgekeerd leiden tot minder consumptie, maar vooral tot al dan niet legale rotzooi.

De omgekeerde werking zou beter uit de verf komen als het Burgerplatform een betere nationale strategie had. Nu klaagt het Burgerplatform vooral over de gevolgen, maar is niet aanwezig bij de oorzaken.
Bij de groengas-discussies in het kader van het Klimaatakkoord bijvoorbeeld heeft het Burgerplatform de voorttrekkende groen gas-karavaan gemist. Het Klimaatakkoord is bijvoorbeeld ook ondertekend door  Coalitie Vitale Varkenshouderij, Natuur en Milieu, Natuur en Milieufederaties en Natuurmonumenten.
In de werkgroepen van het SER-akkoord ‘Biomassa in Balans’ van juli 2020, waarin de inzet van groen gas als vaststaande ontwikkeling gezien wordt, zaten Jorien de Lege namens Milieudefensie en Jelmer Vierstra namens Natuur en Milieu. (zie SER-advies schrapt biomassa voor energiedoeleinden te snel en op te losse gronden )
Het Burgerplatform heeft een proces lopen tegen de staat over het recht op geen stank (dus op een gevolg), maar verder heeft het vooral een strategie die zich op de provincie en de gemeenten richt. Dat is op zijn plaats als het om vergunningen en handhaving gaat, en om locatiebeleid, maar niet als het er om gaat het principe van de mestbewerking als zodanig aan te vallen.

Ik ben het met het Burgerplatform eens dat de mestbewerking een onvolwassen sector is waarin dringend behoefte is aan meer kennis en professionaliteit, en ook aan bereidwilligheid van de sector zelf. Een van de sterkere literatuurverwijzingen (nr 18) in het  rapport van het Burgerplatform is die naar het NCM-rapport ‘Knelpunten in mestverwaarding’ dd juli 2019 (zie www.mestverwaarding.nl/kenniscentrum/541/rapport-knelpunten-in-mestverwaarding ).

Ik ben het grosso modo ook eens met het Burgerplatform in hun analyse van de scheiden en indikken-methode. Het duurzaamheidsaspect hiervan (het hergebruiken elders in Europa van fosfaat en organisch materiaal in de dikke fractie in dat deel van de mest dat in Nederland niet legaal op het land kan) wordt door de bewerking niet op een hoger niveau getild, maar slechts minder duur gemaakt. Bovendien is de export geen succesverhaal.

(Meestal neemt men voor biogas ongeveer 20MJ/m3 en voor opgewerkt groen gas 20MJ/m3 . Afkomstig van de website van Groengas Nederland. Deze grafiek gaat over monovergisting.
Verse varkensdrijfmest produceert (Wageningen, https://edepot.wur.nl/300272 ) ongeveer 48m3 per ton drijfmest, maar dat is variabel. Dit is bruto. Het eigen verbruik van de inrichting moet er nog van af. De broeikasgascijfers van CE Delft zijn netto. )

Ik ben het niet met het Burgerplatform eens waar het om vergisten gaat. Ik vind de onderbouwing van het standpunt over vergisten zwak. Puntsgewijze de plussen en de minnen van vergisten:

  • Het is wel degelijk zo (anders dan het Burgerplatform suggereert) dat groen gas uit mest, over zijn levensloop, minder CO2 uitstoot dan aardgas. En, wat nog meer zoden aan de dijk zet, de uitstoot van de krachtige broeikasgassen methaan en lachgas tegengaat, vooral bij korte afhandelingstijden. Het Burgerplatform mist deze niet-CO2 emissies.
  • Mijns inziens is het grootste vraagstuk wat te doen met het eindproduct van de vergisting, het digestaat. Het Burgerplatform zegt hier weinig over.
  • De veiligheidrisico’s van vergisting bestaan, maar zijn te overzien. De lange lijst met literatuur van Burgerplatform noemt in Nederland slechts twee dodelijke ongevallen, een persoon die op het terrein aangereden is door een shovel, en iemand die in 2011 bij werkzaamheden door het dak van een vergister gevallen is. De  meeste doden vallen niet bij verwerkers, maar in opslagruimten met rauwe mest.
    Mijns inziens kan de veiligheid van vergisters, mits deze met voldoende deskundigheid en zorg geëxploiteerd worden, te vergelijken met een grote propaantank of LNG-opslag. Normaliter worden die in Nederland vergund op basis van afstandseisen en vergunningen. Dit kan met mestvergisters ook. ‘Bedrijven en milieuzonering’ van de VNG (zie https://vng.nl/publicaties/handreiking-bedrijven-en-milieuzonering ) noemt als afstand vanwege geur 100m en vanwege veiligheid 30m. Gegeven de onvolwassenheid van de sector vind ik een grotere afstand op zijn plaats. Dezelfde zoneringsbrochure noemt vanwege het gevaar bij  een groot LPG-tankstation  een afstand van 200m . Dat zou voor de nabije toekomst een gedachte kunnen zijn.
  • Ook fraude bij covergisting is een risico waartegen moet worden opgetreden.
Groen gas – opties (CE Delft 2011)
  • Verwerkers stinken soms. Maar ik  heb er zelf een handvol  bezocht en die stonken toen niet, wat mij tot de gedachte brengt dat het, minstens in principe, mogelijk is stank sterk terug te dringen. Stank is geen wetmatigheid.
    Er zijn grote industriële inrichtingen waarbij dat geheel of grotendeels gelukt is, zoals de destructor Ecoson en Coppens Diervoeders op het BZOB-terrein. (zie Wijkraad Brouwhuis (Helmond) sluit convenant af met Coppens Diervoeding (update 19 feb 2016) ). Ik ben nu op afstand betrokken bij pogingen om de VION in Boxtel geurvrij te krijgen (zie VION heeft stank niet onder controle ).
    Er kunnen technieken worden voorgeschreven die, bij een goede bedrijfsvoering, veel kunnen presteren als de handhaving adequaat is. Ongetwijfeld is dat op dit moment niet overal het geval.
Biomassasubsidies staan in hetzelfde rijtje als andere hernieuwbare energie-subsidies en zijn niet onevenredig hoog. Over de jaren opgeteld is biomassa goed voor ruim 60% van de hernieuwbare energie en ca 40% van de subsidie.
  • Iets over de subsidies.
    Het burgerplatform doet ten onrechte voorkomen alsof alle mestbewerking  gesubsidieerd wordt. De eigen literatuurverwijzing 1 zegt het op zich correct, namelijk dat alleen de energieproductie gesubsidieerd wordt vanuit de SDE+ subsidie, dus alleen stroom of groen gas na vergisting.
    Subsidies zijn een dankbaar onderwerp voor wat demagogie. Men doet dan alsof de eigen ongewenste sector de enige is die subsidie krijgt. Maar de hele hernieuwbare energiesector (behalve wind op zee) drijft op subsidies. De subsidie op groen gas per kWh staat in hetzelfde rijtje als die op zonneparken en windturbines  en is grofweg even groot als die op zon en wind een paar jaar geleden was. Bij zon en wind hebben de schaal- en leercurve hun werk gedaan, bij vergisters nog niet.
  • Een voordeel van groen gas is dat het uit moleculen bestaat. Die zijn beter te transporteren dan kiloWatt-en (via het bestaande gasnet) en lenen zich beter voor groene chemie.
  • Ik doe geen uitspraak over locaties. Er loopt niet voor niets een PlanMER.
    Op deze site staan twee extreme voorbeelden: enerzijds de bestaande zuivelboerderij Den Eelder met een grote monovergister in real time (zie Op werkbezoek bij zuivelboerderij Den Eelder ), en dat aan huis op het platteland, en anderzijds een zeer grote vergister die men had willen bouwen op industrieterrein Chemelot, maar die op het laatste moment toch niet doorging ( zie OCI Nitrogen gaat grote mestvergister bouwen op Chemelot-terrein (update dd 29 juni 2018, 21 jan 2019 en 07 nov 2019) ) . Ik vind beide locaties aanvaardbaar.

Tenslotte

  • De veestapel moet worden ingekrompen, zodat er geen mestoverschot meer is. Dit is ook om andere redenen van belang.
  • Nieuwe vergunningen op basis van uitsluitend het scheiden en indikken-principe zouden niet meer moeten worden afgegeven. Dat vereist dat de regering deze techniek op termijn niet langer als oplossing beschouwt.
  • Ongeacht of er wel of geen mestoverschot is moet, vanwege het klimaat, een nader te bepalen deel van de mest vergist worden. Dit kan door vergisten op termijn als Best Beschikbare Techniek te betitelen.
  • Dit kan niet op basis van de vrije markt (zie OCI Nitrogen) en moet op basis van dirigistisch overheidsbeleid.
  • Bij de afweging van welk deel te vergisten, moeten meerdere factoren worden meegenomen, waaronder in elk geval de bodem.
  • Het functioneren van alle mestbewerkers moet worden gebonden aan strikte Best Beschikbare Technieken. Hierbij hoort een navenante handhaving.