Biomassa veel beter voor het klimaat dan aardgas

Ter intro
De Nederlandse Vereniging voor Duurzame Energie, een vereniging van ondernemingen die duurzame energie probeert te realiseren, heeft aan Royal Haskoning DHV gevraagd om op wetenschappelijke wijze in kaart te brengen welke de voor het klimaat en de luchtvervuiling relevante emissies zijn van de warmteproductie met enerzijds aardgas, en anderzijds houtige biomassa.
Het rapport “Warmte uit aardgas of uit biomassa?” dd 26 februari 2020 is te vinden op www.nvde.nl/wp-content/uploads/2020/03/BH1576-def.pdf .

Het is een goed stuk werk.
In het hierna volgende heb ik commentaar van mijn hand in Italic gezet.

(Dus in 2017/2018 verbruikte Nederland zelf 100 kiloton snippers, 100 kiloton pellets, en 700 tot 900 kiloton haardhout. Nederland exporteerde 250 kiloton snippers, en 170kiloton pellets, vooral naar Duitsland omdat daar de subsidie gunstiger is.
100 kiloton droog hout levert ongeveer 1,8PJ warmte)

Afbakening
Bij het opstellen van het rapport zijn een aantal keuzes gemaakt:

  • De emissies van broeikasgassen zijn over de hele levensduur van elke  brandstof gerekend
  • De emissies van luchtvervuilende gassen zijn in Nederland berekend. In praktijk is dat in de omgeving.
  • De emissies zijn berekend per eenheid van energie-output (GJ)
  • Er zijn twee toepassingsgebieden onderzocht, namelijk
    – warmtelevering aan woningen met een op biomassa draaiend warmtenet in plaats van de vroegere gasketel
    – de vervanging van aardgas voor hoge temperatuur-warmtelevering voor industriele processen
    (in praktijk schelen voor beide toepassingsgebieden de kengetallen per eenheid van energieoutput nauwelijks, zodat ik er zelf kortheidshalve voor kies om hier alleen de woningverwarming in mijn verhaal mee te nemen)
  • Biomassa is een ruim begrip, waarvan houtige biomassa een deel is. Ook houtige biomassa is weer een ruim begrip, waarvan de hier onderzochte stromen uit bosexploitatie en houtindustrie  opnieuw een deel zijn. De beperking tot
    – snippers uit Nederland;
    – pellets uit reststromen uit het Zuidoosten van de VS;
    – pellets uit pulphout uit idem uit de VS;
    – pellets uit beide bronnen uit de Baltische staten
    vormen een nieuwe, geografische afbakening.
    Men kan dus de studie het beste opvatten als het geven van enkele belangrijke, representatieve voorbeelden.
    (Overigens kan de VS, vanwege de RED II- richtlijn, geen biomassa meer aan EU-landen leveren als het land binnenkort uit het Klimaatakkoord van Parijs gestapt is. Dat maakt aan beide kanten weinig uit, want de EU importeert nauwelijks uit de VS (in 2018 importeerde Nederland zelfs 0), en voor de VS is de EU slechts een kleine markt. Zie https://www.bjmgerard.nl/?p=11563 ).
  • Voor pulphout is de Amerikaanse definitie gebruikt
  • In de VS bestaat 65 tot 70% van de pellets uit pulphout, en 30 tot 35% uit resten van de houtverwerkende industrie. In de Baltische landen is deze verhouding 50-50%.
    Dit is voor de VS  modelmatig verwerkt door een voorbeeld te kiezen met 100% reststromen, en een voorbeeld met 100% pulphout (fifty-fifty uit seminatuurlijk beheerd bos en uit Loblolly pine-plantages)
  • De ‘koolstofschuldtheorie’ van Mitchell gaat niet op of is heel beperkt, omdat hout vooral geoogst wordt als materiaal en slechts een klein deel verbrand wordt. Bovendien is de hersteltijd vaak veel korter dan de bij Mitchell genoemde tientallen jaren.
Theorie en praktijk van de koolstofschuld
  • Bij het aardgas is uitgegaan van drie representatieve voorbeelden, namelijk aardgas uit Noorwegen, uit Rusland en per schip aangevoerd aardgas uit Qatar.
  • Het is onduidelijk hoeveel methaanverlies er in Rusland en Qatar optreedt. Dit leidt tot forse verslechterende onzekerheid over de hier berekende broeikasgasemissies.
  • In de Appendix zijn een aantal thema’s nader uitgewerkt. Ik maak van enkele van die bijlagen een apart hoofdstukje.
  • Voor de installatietechniek worden aannames gedaan die te specifiek zijn om hier te behandelen

De resultaten

Hierboven de emissie van alle broeikasgassen samen over de levenscyclus voor alle voorbeelden. In alle varianten doet biomassa het veel beter dan aardgas, zelfs als het uit de VS komt.
De onderlinge verschillen binnen bet biomassa worden, naast door de afstand, ook door procesfactoren bepaald.
Merk op dat de broeikasgasemissie van hout uit de Baltische landen nauwelijks groter is dan die van hout uit Nederland. Baltisch hout bespaart ca 90% broeikasgassen.

De emissieconcentraties voldoen aan het Activiteitenbesluit, de gangbare wetgeving voor normale instellingen.

Een nieuwe biomassacentrale op een plaats, waar er eerst geen stond, brengt nieuwe luchtvervuiling met zich mee. Dat is een belangrijke overweging.
Dit geldt echter voor zeer veel productie-inrichtingen, of het nou de DAF is of een cementfabriek of een kippenboer. In alle gevallen stelt de gangbare milieutechniek eisen aan de emissies. Als men die niet goed genoeg vindt, kunnen ze worden aangescherpt. Ik zou graag discussies zien over state of the art-kenmerken van rookgasreinigingen.
En verder kent de Vereniging van Nederlandse Gemeenten (VNG) een zoneringsbeleid dat afstanden voorstelt tussen een inrichting en een woonwijk.
Dit alles leidt tot vertrouwde afwegingen die niet wezenlijk anders zijn dan bij bijvoorbeeld een zwaar bedrijventerrein. Ook dat is niet ideaal, maar je kunt niet zonder.
Een biomassacentrale is niet ideaal. Andere vormen van duurzame energie zijn dat, om andere redenen, ook niet. De keuze bij duurzame energievormen gaat niet tussen zwart en wit, maar tussen grijs en grijzer of, zo men wil, tussen lichter en donkerder groen.

Zie Biomassa kan wel degelijk duurzaam zijn (en is nodig voor de getallen)

CE Delft heeft een methode ontwikkeld om uiteenlopende soorten milieubelasting op één noemer te brengen, de zg ‘milieuprijzenbenadering’ (zie www.ce.nl/publicaties/1963/handboek-milieuprijzen-2016 ). Elke substantie krijgt zijn kiloprijs.
Ook als deze methode toegepast wordt, wint biomassa als bron van warmtelevering het van aardgas.

Loblolly pines telen in de VS
Men moet zich realiseren (dat blijkt in Nederland geen automatisme) dat het hier gaat om bosbouw door commerciële bedrijven die producten aanbieden aan de markt, waaronder uiteraard een gewaardeerd product als hout.
Het gaat niet om romantische wildernissen, maar om bossen met een productiefunctie.

Het rapport bespreekt twee soorten bosopstanden die in het Zuidoosten van de VS (het gebied waar indertijd de Zembla-uitzending zich afspeelde): beheerde, halfnatuurlijke bossen (ca 35%) en Loblolly pine-plantages (ca 65%), en gaat dieper in op laatstgenoemde.

Dat wil niet zeggen dat beheerde halfnatuurlijke bossen in de VS, net als in Nederland, niet ook andere functies hebben, zoals natuurwaarde, biodiversiteit en recreatie.

Loblolly pine – bomen worden geplant uit stekjes. Bossen zijn plantages. Feitelijk is het een soort landbouw. Die kan met of zonder kaalbranden, bestrijdingsmiddelen en bemesten plaatsvinden. Bij intensief beheer vindt er na 12 tot 15 jaar dunning plaats en na 20 tot 25 jaar eindkap.  De milieu- en klimaateffecten van de bewerking zijn in de balans opgenomen.
Bij minder intensief beheer is de generatieduur 25-30 jaar.

De bomen groeien dus heel snel, ongeveer zoals bij ons sommige soorten populieren.

Houtstromen in de VS
Pulphout en industrierestanten brengen ongeveer €15 a 16/m3 op, zaaghout (wat bij ons in Europa grenen of vuren zou heten) drie tot acht keer zoveel. De bossen/plantages worden dus geoptimaliseerd voor de productie van timmerhout. In de VS vindt men een boom geschikt voor timmerhout als hij op borsthoogte en diameter van 23cm of meer heeft en verder gezond en recht is. Men werkt daarom toe naar dikke bomen. Dat betekent tussentijdse dunning (dus pulphout).
Ruwweg levert dit ongeveer evenveel pulphout als zaaghout. Dit pulphout is goed voor ruim 10% van de inkomsten van de boseigenaar.

Er worden dus geen bossen aangeplant met slechts de verbrandingsoven als einddoel. Dat zou bedrijfseconomisch absurd zijn.

Pulphout wordt gebruikt o.a. voor papier, absorberend materiaal (luiers, WC-papier), plaatmateriaal (OSB) en voor energiefuncties.
In 2014 zag de houtstroom in het Zuidoosten van de VS er ongeveer als volgt uit:

(odt betekent Oven Dried Tonne = 1000kg, unmobilised betekent dat het gekapt had kunnen worden maar dat is niet gebeurd, 140m betekent 140 miljoen).

Deze figuur komt uit een studie t.b.v. Energie Nederland (in persoon RVO), welke de vraag moest beantwoorden of er door de subsidie op pellets wijzigingen in dit verdelingspatroon zouden optreden. Uit eenzelfde verdelingsstroom in 2025 blijkt dat de zaaghoutstroom iets toeneemt, maar dat er binnen de pulphoutstroom verschuivingen optreden. Subsidie concurreert een beetje met papier, niet met zaaghout. Dat ligt overigens niet alleen aan de subsidie, maar ook aan de papierpulpprijs.

De dynamiek van het bosbeheer blijft gedomineerd worden door de zaaghoutproductie.

Houtsnippers in Nederland en rookgasreiniging
Nederlandse biomassacentrales draaien op houtsnippers uit bos- en landschapsbeheer, in praktijk binnen 80km afstand. Het thema bespreekt kort diverse technische zaken van de rookgasreiniging van centrales. Daaraan worden nog steeds verbeteringen doorgevoerd.
Hieronder de rookgasreiniging van de BWI Lage Weide van Eneco in Utrecht.

Hoe duurzaam?
Men begint vaak schamper over de duurzaamheid van biomassacentrales, zonder dat er een feitelijke beschuldiging komt.

Duurzaamheid is een multi-interpretabel containerbegrip dat ingezet wordt tegen een veelheid aan biomassavormen en daarbinnen, aan een veelheid aan bosexploitatievormen. En dan moet de afwezigheid van een probleem bewezen worden. Iets dat volgens de wetten van de logica niet mogelijk is.

Mijns inziens is de wetgeving inzake biomassa en bosbeheer binnen de EU grosso modo goed, al blijft het een politiek compromis en zal er ongetwijfeld ergens wel wat te verbeteren zijn.
Wat ook vast staat is dat het bosareaal in de EU, en in de meeste landen van de EU, al minstens decennia groeit. Blijkbaar bestaat er een duurzame bosbouw.
Mij is nooit wat gebleken van grootschalige fraude in de EU.

Bosbalans in de EU

Dezelfde vraag voor de VS en Canada kan ik slechts beperkt beantwoorden om de simpele reden dat ik daar de wet en de praktijk niet ken. In de VS bleef het bosareaal lange tijd ongeveer gelijk en is de laatste jaren wat gestegen.

Het is niet logisch om bossen te verbranden, want dat is in strijd met het eigen belang. Het is als boseigenaar in de regel ook niet logisch omdat het de continuiteit van de onderneming schaadt.

Er bestaat, bovenop de internationale wettelijke verplichtingen, een convenant met leveranciers van biomassa, zowel uit de EU als uit de VS en Canada. Ook de milieuorganisaties zijn partij. Het convenant wordt jaarlijks gemonitord door NEN Delft, en het jaarverslag 2018 meldt geen ongerechtigheden. Zie


Overigens blijkt ook daar uit, wat ik al eerder uit andere bron beschreven heb, dat er in 2018 geen biomassa uit de VS en Canada geïmporteerd is. Voor de VS zal dat zo blijven zo lang dat land niet onder het Klimaatakkoord van Parijs valt. Zie Verslag 2018 PBE .

Sommige bosbouw is in feite landbouw en men kan dezelfde duurzaamheidsvragen stellen als aan een veld met spruitjes. Je kunt op beide locaties iets vinden van kunstmest en bestrijdingsmiddelen. Maar dat wordt niet bedoeld.

Het Nederlandse Klimaatakkoord wil meer houtbouw en minder CO2, onder andere uit cement. Daarvoor is hout nodig.

Kortom, ik zie eigenlijk niet zo waar het probleem zit, zolang men het natuurlijke systeem niet overvraagt.

Biomassapaper van de Nederlandse Vereniging voor Duurzame Energie (NVDE)

Ter inleiding
De Nederlandse Vereniging voor Duurzame Energie (NVDE) heeft een paper uitgebracht, dat diepgaand beschrijft hoe, hoeveel en onder welke voorwaarden biomassa als duurzame energie betiteld mag worden. Dat is vaak.
Het paper is te downloaden op http://www.nvde.nl/nvdeblogs/nvde-position-paper-biomassa-en-bio-energie/ .

Het paper bestaat uit  twee delen. Er is eerst een wetenschappelijke tekst van 28 pagina’s over alle vormen van biomassa. Vervolgens is er voor de deelcategorie ‘houtige biomassa’ een samenvatting gemaakt in de vorm van 10 vragen-en-antwoorden .

Diverse soorten biomassa en hun gebruik (hout is maar een deel van een grotere categorie)

Ik vind het fantastisch. Blijkt dat de kennis, die ik zelfstandig bijeen gesprokkeld heb en die in diverse artikelen op deze site verwoord is, bijna tot in de finesses overeenkomst met de analyses van de NVDE.
Bovendien gaat de NVDE soms zover de diepte in, dat ik er nog wat van kan leren, o.a. over de korte stikstofkringloop.

Ik ben blij dat de NVDE eindelijk zijn verantwoordelijkheid neemt en de vele broodje aap-verhalen helpt bestrijden die over dit onderwerp in omloop zijn.

Overzicht van de SDE+ – subsidies voor diverse doelen. Alle biomassaprojecten samen zijn over 2012 t/m 2018 goed voor ca 16 van de 42 miljoen € daadwerkelijk uitgegeven subsidie

Subsidies
De diverse gruwelbeweringen over biomassasubsidies zijn zo’n broodje aap-verhaal.
In het Algemeen Dagblad (annex Eindhovens Dagblad) wordt van “€11,4 miljard voor allerlei biomassa-installaties” gewag gemaakt die op geen enkele manier verantwoord worden. Ik heb actief gezocht naar een methode om op een of andere manier die 11,4 miljard kon terugvinden, alsmede over hoeveel jaar dat was, alsmede wat precies bedoeld werd met “allerlei biomassa-installaties” (er is veel meer biomassa in gebruik dan alleen het hout waarover het artikel ging), maar noppes. Men kletst maar wat.
Het EASAC-rapport en Louise Vet hebben het over €3,6 miljard in acht jaar (welke acht jaar?) voor houtbijstook in kolencentrales (dus al heel wat minder als het EhvDagblad), maar parkeren je in de literatuurverwijzing bij de openingspagina van de SDE+-regeling met 25295 resultaten – en daarna zoek het maar uit. Dit is regelrecht academisch onfatsoen en een reden te meer dat dit artikel niet door een eventuele peer review had mogen komen. Zie https://www.bjmgerard.nl/?p=10525 .

Hierboven wat de SDE+-regeling feitelijk van 2012 t/m 2018 uitgegeven heeft voor de diverse sectoren. Benadrukt moet worden dat biomassa een containerbegrip is waarvan hout maar een deel is. Snel even uit de losse hand schattend kom ik hierboven op 16 miljard over 2012 t/m 2018 voor alle vormen van biomassa samen.

Stikstof
De energiesector is goed voor 0,3% van de Nederlandse stikstofdepositie. Dit mede omdat het statische inrichtingen zijn waar een goede rookgasreiniging uitgevoerd kan worden, inclusief soms een DENOX-installatie. Dat een dergelijke geringe hoeveelheid een rol speelt, is omdat andere sectoren (als vooral de landbouw, maar ook het verkeer) de boel dusdanig verziekt hebben dat elke groei van iets kleins tot een probleem leidt.

Het rapport van DNV GL ( zie https://www.bjmgerard.nl/?p=10699 ) zegt dat biomassaketels relatief meer stikstof uitstoten dan aardgas. Dat is ook zo omdat aardgas geen biologische stikstof bevat en (bijvoorbeeld) hout wel. Aan de ene kant wordt die stikstof bij verbranding omgezet in NOx. Aan de andere kant legt groeiend hout ook weer stikstof vast. Kort door de bocht gezegd, wordt het meerbedrag aan stikstof bij biomassastook in de korte cyclus ook weer opgenomen in nieuw hout. Er geldt dus hetzelfde voor als voor koolstof.

Duurzaamheidscriteria
Het Position Paper gaat hierop dieper in. Ik beperk mij tot een afbeelding.

SFM = Sustainable Forest Management;
BKG Balans = BroeiKasGas balans = Richtlijn 2009/28/EG
Koolstofschuld = dat je eerst koolstof vrijmaakt voor die weer terug
keert
ILUC = Indirect Land Use Change
Chain of Custody = documentatieverplichting over de levensloop)

Fijnstof-emissie
Bij het verbranden van dingen komt fijn stof vrij.
Als het een inrichting is waar er eerst geen stond is dat een verslechtering, waartegen over een klimaatverbetering staat. Dit vraagt om afweging van belangen. Het hangt er onder andere van af hoe goed de techniek is, hoe groot de capaciteit en de afstand tot woningen.
Als er al een inrichting stond die stof loosde, en die wordt verbouwd, kan het om een vooruitgang gaan.
Moderniteit en grootschaligheid bevorderen relatief lage emissies.

Vier vragen en antwoorden ter illustratie
Uit de tien Vragen-en-antwoorden selecteer ik er als voorbeeld vier. Dit zonder verder commentaar.
Zie onder andere www.bjmgerard.nl/?p=6753 en www.bjmgerard.nl/?p=9445 en www.bjmgerard.nl/?p=9919 .