Methaan oxideren
Waar alle andere maatregelen focussen op het verminderen van de vorming van methaan, is het ook mogelijk om de productie van methaan in de mest niet te verminderen, maar te voorkomen dat het gevormde methaan in de atmosfeer terecht komt. Dit kan door methaan te oxiderenMethaan oxideren:
Door methaangas in aanraking te laten komen met lucht of vuur, kan methaangas omgezet worden in kooldioxide (CO2) en water (H2O). CO2 heeft een veel minder sterk opwarmend effect op de aarde dan methaan. (verbranden) tot CO2 waardoor het klimaatopwarmend effect van methaan voor een groot deel teniet wordt gedaan. Soms kan de energie-inhoud van methaan zelfs worden benut.
Het oxideren van methaan tot CO2 en water kan op verschillende manieren:
Biologische oxidatie door methaan-etende (methanotrofe)Methaan-etende (methanotrofe) bacteriën:
Bacteriën die van nature in de grond zitten. In deze bacteriën reageert methaan met zuurstof, waarbij energie vrijkomt voor de bacteriën en CO2 wordt uitgeademd. Dit noemen we biologische oxidatie. bacteriën
In de bodem leven methaan-etende bacteriën. In deze bacteriën reageert methaan met zuurstof, waarbij energie vrijkomt voor de bacteriën en CO2 wordt uitgeademd. Dit noemen we biologische verbranding, ofwel biologische oxidatie. Dit proces kan toegepast worden in een bodemfilter of bovengronds biofilter.
Bodemfilter
Door de mestgassen uit een gesloten mestopslag (bijvoorbeeld een mestzak) af te vangen en in de bodem te brengen via drainageslangen kunnen methaan-etende bacteriën groeien in de bodem.
- De mestzak moet volledig gasdicht zijn om de druk te kunnen opbouwen om het gas in de bodem te krijgen. Het is aan te raden wel een overdrukbeveiliging in te bouwen omdat er in geval van schuimvorming verstopping kan ontstaan.
- Een ontzwavelingsfilter is aan te raden om uitspoeling van sulfaat naar de bodem te voorkomen.
- De bodem moet voldoende poreus zijn en de grondwaterstand niet te hoog zodat het gas jaarrond door de bodem kan trekken. Met name zandgronden zijn hiervoor geschikt. De grond moet niet te intensief worden gebruikt om voldoende poreus te blijven.
Bovengronds biofilter
Door de mestgassen uit een gesloten mestopslag (bijvoorbeeld een mestzak), drijfdeksilo of spankapsilo actief af te zuigen en in een biofilter te blazen kunnen methaan-etende bacteriën groeien in het substraat.
- De mestopslag moet vrijwel gasdicht zijn om alle methaan te kunnen afzuigen. Er mag buitenlucht meekomen. Idealiter is de methaanconcentratie 0,5-2%, waarbij 2% een bovengrens is. Als deze wordt overschreven (>4%) ontstaat er explosiegevaar.
- Een ontzwavelingsfilter is aan te raden om aantasting van de blower en verzuring van het substraat te voorkomen.
- Het biofiltermateriaal moet voldoende poreus zijn en in droge periodes actief bevochtigd worden. Een mix van groencompost met een luchtig materiaal als perliet of Hydro korrels is geschikt.
- De randafdichting moet zorgvuldig uitgevoerd worden om kortsluitstromen te voorkomen.
- De benodigde verblijftijd is veel groter dan bij een biofilter voor geurreductie. Aangeraden wordt om minimaal 30 minuten verblijftijd te hebben.
1
Thermische oxidatie van methaan
Bij thermische oxidatie wordt het biogas uit de mest in een concentratie van minimaal 5% methaan door een vlam geleid. Hierbij verbrandt methaan en wordt omgezet in CO2 en water. Dit is vergelijkbaar met het verbranden van aardgas in een CV-ketel.
- Door het afgevangen biogas te verbranden, is er een effectieve omzetting naar water en CO2.
- Een ontzwavelingsfilter is aan te raden om aantasting van de apparaten en zwaveldioxide (SO2) emissies te voorkomen. Deze emissies veroorzaken stank en gezondheidsschade.
- Verbranding kan in een biogasketel (niet in een normale CV-ketel omdat biogas een lager methaangehalte heeft dan aardgas) of door het in een fakkel te verbranden. Bij verbranding in een ketel kan de vrijkomende warmte mogelijk worden benut.
2
Actief methaanvorming stimuleren door vergisting en het methaan benutten
In de (mono-)vergister wordt de mest verwarmd en geroerd, waardoor extra organische stof snel omgezet wordt tot methaan en CO2. Het methaan komt niet in de atmosfeer terecht, maar wordt verbrand tot CO2.
- Het biogas kan worden opgewaardeerd tot groen gas, wat aan het aardgasnet kan worden geleverd. Dan wordt de methaanemissie voorkomen en wordt het gebruik van fossiel aardgas vervangen. Het methaan wordt hierbij door de eindgebruiker verbrand.
- Het biogas kan gebruikt worden voor energieopwekking met een biogasmotor. Dit heet een warmtekrachtkoppeling (WKK). Deze verbrandt het biogas en levert elektriciteit en warmte die gedeeltelijk gebruikt wordt voor het op temperatuur houden van de vergister.
- Een vergister is door de hogere mate van complexiteit niet voor ieder bedrijf geschikt en vraagt een forse investering. Het is daarmee vooral een oplossing voor locaties waar relatief veel mest beschikbaar is (vanaf circa 8000 ton/jaar)
- Bij mestvergisting wordt de organische stof deels in de vergister afgebroken. Dit gaat met name om de niet effectieve organische stof. Er leven zorgen over het op peil houden van de bodemvruchtbaarheid bij toepassing van mestvergisting (zie bijvoorbeeld dit artikel uit Nieuwe Oogst). In verschillende onderzoeken is (tot nu toe) geen afname van bodemvruchtbaarheid geconstateerd.
Lees meer over mestvergisting en bodemvruchtbaarheid: - Het is belangrijk om voldoende aandacht te besteden aan de lekdichtheid van de mestvergister. Door de hoge methaanproductie in de mestvergister en de sterke impact van methaan (34 CO2eq) op klimaatverandering, is een kleine methaanlekkage al voldoende om het positieve effect van mestvergisting teniet te doen.
3
Tip
Mestvergisting past uitstekend bij emissiearme stalsystemen die werken met dagontmesting. Door de mest dagvers in de mestvergister te brengen wordt methaanemissie in de stal voorkomen en wordt de methaanopbrengst in de mestvergister juist hoger.
Alle video's op een rij