Mestvergisting / Anaerobe vergisting

In het kort

Anaerobe vergisting is een biologisch proces waarbij micro-organismen organisch materiaal in afwezigheid van zuurstof omzetten in biogas wat bestaat uit methaan (CH₄) en koolstofdioxide (CO₂). Het restproduct wordt digestaat genoemd. Bij monovergisting van mest wordt minimaal 95% mest gebruikt en maximaal 5% andere grondstoffen (co-substraat). Bij co-vergisting van mest wordt minimaal 50% mest en maximaal 50% co-substraat gebruikt. Het digestaat krijgt hierdoor de status dierlijke mest.

Mestvergisting, anaerobe vergisting, mono-vergister, co-vergister, biogas

Doel techniek

Door middel van anaerobe vergisting kan meerwaarde worden gecreëerd voor mest. Organisch materiaal uit mest wordt in de vergister omgezet naar biogas en een restproduct digestaat. Biogas uit mest bestaat voor 55-60% uit methaan (CH₄) en 40-45% uit CO₂. Het biogas kan worden opgewerkt tot elektriciteit, groen gas of Bio-LNG. De CO₂ kan worden toegepast bij o.a. tuin- en landbouw. Het digestaat wat overblijft kan (na bewerking) toegepast kan worden als waardevolle meststof.

Omschrijving techniek

Anaerobe vergisting is een opeenvolging van processen waarbij micro-organismen organisch materiaal in afwezigheid van zuurstof (=anaeroob) omzetten in biogas. Dit doet men door de mest te verwarmen en te mengen, waardoor deze bacteriën, die van nature in de mest aanwezig zijn, actief worden. Het anaerobe vergistingsproces is een potentieel zeer effectieve behandeling om de uitstoot van broeikasgassen op het veehouderijbedrijf te verminderen. In feite wordt tijdens het proces het grootste deel van de afbreekbare organische stoffen afgebroken tot methaan en koolstofdioxide. Hierdoor ontstaat een digestaat met in verhouding een lagere uitstoot van broeikasgassen dan de ingaande producten.

Lees meer...

Biogasopbrengst
De productie van biogas uit biomassa (bijvoorbeeld mest) middels anaerobe vergisting is een hernieuwbaar alternatief voor aardgas. De biogasopbrengst van rundvee- en varkensdrijfmest is respectievelijk 25 en 30 m³ per ton mest, maar dit is sterk afhankelijk van de ouderdom van de mest. Bij dagverse mest wordt deze opbrengst aanmerkelijk hoger, met name bij mest van niet-herkauwers zoals varkens. Plantaardige materialen zoals gras en mais geven respectievelijk 102 en 200 m³ biogas per ton product.

Doordat tijdens anaerobe vergisting koolstofhoudende organische verbindingen worden afgebroken, wordt mest stabieler doordat de afbraak- en fermentatie processen worden vertraagd. Hierdoor kan mest langer worden opgeslagen. Na vergisting blijft digestaat over. De nutriënten (N, P, K, etc.) van het ingaande product blijven tijdens het vergistingsproces behouden en kunnen na de vergisting als meststof worden toegepast. Een klein deel van de organische stof wordt tijdens het proces gemineraliseerd. Organisch stikstof wordt deels omgezet in mineraal stikstof waardoor de stikstofefficiëntie van digestaat hoger is (stikstof wordt beter opgenomen door planten). Het risico van ammoniakemissie kan toenemen door het hogere aandeel mineraal stikstof.

Geur
Omdat de vergistingsinstallatie gesloten is, zal er bij een normale bedrijfsvoering geen geuremissie plaatsvinden. De opslag van co-vergistingsmaterialen, mest en digestaat zijn wel mogelijke bronnen van geuroverlast. Bepaalde eisen zorgen er echter voor dat geurhinder voorkomen wordt. Doordat de geurcomponenten bij vergisting worden afgebroken, zal het digestaat een fors mindere mestgeur hebben wanneer het wordt uitgereden over het land.

Kosten en verbruik
Vergisters zijn gezien de hoge investering voor de installatie interessant vanaf 180-350 koeien^{3, 9} of 1.200 vleesvarkens¹⁰. De investering voor een monovergistingsinstallatie op een bedrijf met 250 melkkoeien is €405.000,- voor een extensief bedrijf en €421.000,- voor een intensief bedrijf⁵. Voor het gebruik van de installatie liggen de kosten tussen €346,-/melkkoe/jaar (extensief) en €362,-/melkkoe/jaar (intensief). Er is ongeveer 30% van de geproduceerde warmte nodig voor het vergistingsproces. Voor de overige warmte die vrijkomt tijdens de vergisting kan een nuttige bestemming gevonden worden.

Varianten

Het anaerobe vergistingsproces kan met verschillende input stromen worden gevoed:

Monovergisting

Bij monovergisting wordt één enkele reststroom vergist waarbij maximaal 5% co-substraat mag worden toegevoegd.

Co-vergisting

Bij co-vergisting wordt de installatie gevoed met minimaal 50% dierlijke mest dat aangevuld wordt met andere reststromen (co-substraten). Reden voor de inzet van co-substraten is een hoger biogasopbrengst. Co-vergisting van mest met andere substraten maakt een betere biogasproductie en stabielere reactoroperaties mogelijk, evenals een meer optimale economie. Om het digestaat uit co-vergisting als dierlijke mest te mogen gebruiken, moeten de co-substraten op de lijst met toegestane bestanddelen in de Uitvoeringsregeling Meststoffenwet – Bijlage Aa – IV staan (zie ‘Interessante links’). Voorbeelden van co-substraten zijn energierijke gewassen zoals mais, bijproducten uit de levensmiddelenindustrie, berm-/natuurmaaisel en voerresten.

Naast de indeling tussen mono- en co-vergisting is er onderscheid in de temperatuur waaronder wordt vergist: mesofiele (32-42°C) en thermofiele (48-55°C) vergisting.

Lees meer...

Ondanks dat thermofiele vergisting (vaak) een hogere biogasopbrengst heeft, kan mesofiele vergisting een vergelijkbare opbrengst leveren indien de verblijftijd voldoende lang is. Het proces verloopt trager (de mest blijft dus langer in de vergister, waardoor de capaciteit groter moet zijn), maar bij voldoende verblijftijd wordt uiteindelijk evenveel biogas geproduceerd. Daarnaast is mesofiele vergisting minder gevoelig voor ammoniumtoxiciteit waardoor dit proces robuuster is in vergelijking met thermofiele vergisting. Bovendien wordt het aantal ziekteverwekkers tijdens het vergistingsproces vertraagd (hygiënisatie). Afhankelijk van de temperatuur worden ziektekiemen tijdens het proces gedeeltelijk (in een mesofiele omgeving) of nagenoeg volledig (in een thermofiele) omgeving gedood.

Ingaande meststromen
Co-substraten Dikke fractie Drijfmest van runderen/varkens Kippenmest Vaste mest

(Uitgaande) eindproducten

Biogas

Klik hier om uit te vouwen..

Biogas bestaat uit 55-60% methaan (CH₄) en 40-45% koolstofdioxide (CO₂). Daarnaast bevat het kleinere hoeveelheden (1-2%) waterstofsulfide (H₂S), ammoniak (NH₃) en waterstof (H₂), en kan het sporen bevatten van koolstofmonoxide (CO), stikstof (N₂) en zuurstof (O₂).

Digestaat

Bronnen en interessante links

Bronnen

1. BiogasBranche. (2021). Opgehaald van BiogasBranche: https://biogasbranche.nl/

2. Biogas-E. (2021). Hoe kan biomassa worden ingezet om biogas te produceren? Opgehaald van Biogas-E: https://www.biogas-e.be/kenniseninnovatie/procesvoering

3. Bodde, R. (2020, januari 24). Aantal vergisters Jumpstart verviervoudigt in 2020. Boerderij. Opgehaald van https://www.boerderij.nl/aantal-vergisters-jumpstart-verviervoudigt-in-2020

4. EIP-AGRI Focus Group. (2017). EIP-AGRI Focus Group Nutrient Recycling. Brussel: European Commission. Opgehaald van https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/default/files/eip-agri_fg_nutrients_recycling_final_report_2017_en.pdf

5. Gollenbeek, L., Van Gastel, J., Casu, F., Huisman, I., & Verdoes, N. (2022). Berekeningen emissies en economie voor verschillende scenario's voor verwaarding van rundveemest; NL Next Level Mestverwaarden. Wageningen: Wageningen Livestock Research, Openbaar Rapport 1372. Opgehaald van https://edepot.wur.nl/569408

6. Kenniscentrum InfoMil. (2023). Handreiking covergisten van mest. Opgeroepen op 27 september, 2023, van Kenniscentrum InfoMil: https://www.infomil.nl/onderwerpen/landbouw/mest/handreiking/virtuele-map/handreiking/

7. Meers, E., Velthof, G., Michels, E., & Rietra, R. (2020). Biorefinery of inorganics: recovering mineral nutrients from biomass and organic waste. Ghent University. Opgehaald van https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9781118921487

8. Nutriman. (2021). Technologie categoriën. Opgehaald van Nutriman: https://nutriman.net/farmer-platform/technology-categories/nl

9. Stokkermans, P. (2021, maart 16). Na aarzelende start komt Jumpstart op stoom. Nieuwe Oogst. Opgehaald van https://www.nieuweoogst.nl/nieuws/2021/03/16/na-aarzelende-start-komt-jumpstart-op-stoom

10. Wevers, K., Hol, S., Meijvogel, D., Van der Weide, R., & Gollenbeek, L. (2023). Mogelijke mest behandelingen op bedrijfsniveau. Wageningen: Wageningen University & Research. Opgehaald van https://edepot.wur.nl/584504

Interessante links

Website van Platform Groen Gas:
https://platformgroengas.nl/

Website van European Biogas Association:
https://platformgroengas.nl/

Artikel Melkvee100plus ‘Vergisten dagverse mest zeer interessant’:
https://melkvee100plus.nl/financieel/vergisten-dagverse-mest-zeer-interessant/

Filmpje Boerderij Uitgelicht | De kansen van monovergisters:
https://www.youtube.com/watch?v=Il9uQlRfmxc

Informatie van Kenniscentrum InfoMil over het kleinschalig vergisten van mest:
https://www.infomil.nl/onderwerpen/landbouw/activiteitenbesluit/activiteiten/kleinschalig/

Uitvoeringsregeling Meststoffenwet – Bijlage Aa – IV:
https://wetten.overheid.nl/BWBR0018989/2020-01-01#BijlageAa

Bedrijven

Voorbeelden van bedrijven die vergistingsinstallaties leveren zijn:

Biodeal
Biogas Holland
Biogas Plus
BiogasTec
Biolectric
Bio-Line
Fabiton
HoST
Intertech
Lek/Habo
Maris Projects
Mono+