Een stoofpot van hout, stro en kolen

De sectie energievoorziening van Werktuigbouw verricht hiervoor onderzoek aan de flexibelste vergassingsinstallatie van Europa. Volgende week wordt ‘fase twee’ van de verbouwing van de eigen wervelbedvergasser afgerond.

Figuur 1 De wervelbedvergasser hergebruikt de eigen gasuitstoot

De vergassing van biologische materialen om zo energie te verkrijgen, als alternatief voor fossiele brandstoffen, staat internationaal flink in de belangstelling. Om de voorraad aardgas en olie te ontzien, is de speurtocht naar andere vormen van energieopwekking in volle gang. Sinds begin januari draait de sectie energievoorziening van Werktuigbouw mee in twee Europese projecten op het gebied van het vergassen van biomassa, zoals hout, stro of GFT-afval.

Een vergasser wekt in twee stappen warmte en/of electriciteit op. Eerst wordt de brandstof bij hoge temperatuur en druk in een brandbaar gasmengsel omgezet. Daarna wordt dit gas verstookt in een gasturbine-verbrandingskamer.

In een van de projecten waaraan Delft deelneemt, wordt het vergassen van mengsels van kolen en biomassa bekeken. Drs. J. Andries, wetenschappelijk medewerker van de sectie: ,,Als je een mengsel gebruikt, kun je fluctuaties in de aanvoer van de biomassa opvangen. Wat je tekort komt aan natuurlijk materiaal, kun je aanvullen met kolen. Een ander voordeel is dat het gas van de biomassa bepaalde negatieve effecten van kolengas kan opheffen. Zo is er minder uitstoot van koolstofdioxide bij gecombineerde vergassing.”

Een energiecentrale die geheel op natuurlijke materialen draait is bijna niet haalbaar. ,,Een centrale op biomassa kan slechts een beperkt vermogen leveren. Bij hoge vermogens is er namelijk zoveel biomassa, bijvoorbeeld hout, nodig dat de vervoerskosten te hoog worden om nog rendabel te kunnen werken”, aldus Andries.

Voor het tweede Europese project bekijkt de sectie het verbranden van het gas in de verbrandingskamer nauwkeuriger. De onderzoekers willen ervaring opdoen met de nieuwe brandstof en daarnaast een bruikbaar model opstellen van de optredende processen.

Gasuitstoot

Voor deze projecten moest de wervelbedvergasser die de sectie in bedrijf heeft op een aantal punten worden aangepast. Met enkele extra toeters en bellen kan de installatie in een groot gebied van procesparameters werken. Andries: ,,Van veel soorten biomassa is nog niet bekend wat de beste omstandigheden zijn om tot een efficiënte vergassing te komen. Daarom is een flexibele opstelling als de onze zeer belangrijk. Je kunt dan verschillende parameterinstelling bekijken en diverse processen uitproberen.”

In de eerste fase werd van de vergasser een gesloten systeem gemaakt. Het apparaat gebruikt nu geen verse lucht van buiten meer, maar hergebruikt de eigen gasuitstoot. Ook is een installatie aangelegd om in het vergassingsgedeelte met verhoogde zuurstofconcentraties te kunnen werken. Daardoor kunnen de onderzoekers de samenstelling van de luchtstroom door vergasser en verbrander variëren.

Vanaf volgende week is ook fase twee gereed. Het gas dat wordt geproduceerd, kan dan verbrand worden in een zogenaamde ‘topping combustor‘, een geavanceerd soort gasturbine. Uiteindelijk is het dan ook mogelijk om onder verhoogde CO2-concentraties kolen en biomassa te vergassen. Op die manier onstaat er een gas dat als brandstof bruikbaar is.

Eind september wordt het geheel afgerond met de installatie van enkele filters en een opstelling om ammoniak, één van de verbrandingsproducten van biomassa, te verwijderen. De totale verbouwing kost anderhalf tot twee miljoen gulden. Het project wordt gefinancierd uit de middelen die de sectie overhield aan eerdere projecten van de Europese Unie.

Voor verder onderzoek naar alternatieve energievoorziening is de Delftse sectie in onderhandeling met de Nederlandse energieorganisatie NOVEM. In dat project zou de voor Nederland specifieke biomassa bekeken moeten worden. ,,Denk daarbij aan houtafval, stro of dunningshout uit bossen. Daar liggen goede mogelijkheden om ook in Nederland vergassing van biomassa toe te passen. In de Europese projecten bepalen de partners uit voornamelijk Scandinavië naar welke soorten biomassa wordt gekeken. Wij stellen de NOVEM voor om ook specifiek naar de Nederlandse situatie te kijken, omdat hier andere soorten natuurlijke materialen ter beschikking staan dan in Noord-Europa”, aldus Andries.