Project Technopark Emmen

Op een groot industrie- en businesspark in Emmen levert de waterzuivering biogas voor een wkk, die dit omzet in elektriciteit en warmte. De warmte wordt deels gebruikt om het kantoor van een energiebedrijf te verwarmen en om aardgas voor te verwarmen voor een unieke minigasexpander. Deze gasexpander wekt elektriciteit op uit de gasdrukreductie van 8 naar 2 bar.

Projectbeschrijving

In Emmen is een groot technologiepark met daarop verschillende industrieën. Op het park is een waterzuivering aanwezig, waarin de organische stoffen in het afvalwater door anaërobe bacteriën worden omgezet in biogas. Biogas is een mengsel van methaan (CH₄) en koolstofdioxide (CO₂). Het biogas uit deze industriële waterzuivering heeft een bijzonder hoog methaangehalte. De verbrandingswaarde is daardoor vergelijkbaar met die van aardgas. Het biogas wordt in Emmen ook daadwerkelijk gebruikt als energiebron. Een wkk met een gasmotor en generator van ruim 300 kW zet het biogas om in elektriciteit en warmte. Een deel van de warmte is nodig om het afvalwater in de zuiveringsinstallatie op temperatuur te houden. Dit is nodig omdat de anaërobe bacteriën hun werk het beste bij ca. 36 °C doen. Doordat het afvalwater al vrij warm uit de fabrieken komt, is er voor dit zuiveringsproces relatief weinig warmte nodig en blijft er dus veel warmte uit de wkk over. Daarom heeft men een warmteleiding naar een kantoorpand van een energiebedrijf, dat vlak naast het businesspark staat, gelegd. Hiermee wordt fors bespaard op het gasverbruik van dit kantoorpand.

Bij het kantoor van het energiebedrijf in Emmen is ook een gasreduceerstation aanwezig. Hier komt het aardgas binnen met een druk van 8 bar en wordt het in druk verlaagd tot ca. 3 bar voor het regionale distributienet. Recent heeft het energiebedrijf hier een unieke minigasexpander geplaatst. Deze werkt net als een stoommachine en gebruikt het drukverschil in het gas om een generator aan te drijven. De enige energie die nodig is om op deze manier elektriciteit te maken, is warmte om het aardgas voor te verwarmen tot ca. 100 °C. Deze warmte wordt voor het grootste deel gehaald uit de resterende warmte van de op biogas lopende wkk. Het maximum vermogen dat deze minigasexpander kan leveren is 150 kW. Om zoveel mogelijk elektriciteit te produceren, wordt de druk in het distributienet van het aardgas iets verlaagd.

Het project is een unieke combinatie van het gebruik van biogas en gasexpansie. Het is ook voor het eerst, dat men aardgas met een druk van 8 bar gebruikt voor gasexpansie. De eerder gerealiseerde gasexpansieprojecten in Nederland gebruiken hogedruk gas (ca. 40 bar) van het aardgastransportnet.

Het industrie- en businesspark in Emmen is ook voor het grote verbruik, van onder andere warmte en elektriciteit, in de fabrieksprocessen energiezuinig opgezet. Men beschikt over een warmtekrachtcentrale met een gasturbine voor de centrale productie van stoom en elektriciteit met een hoog omzettingsrendement. Een klein deel van de warmte wordt gebruikt in absorptiekoelmachines voor proceskoeling. Ook enkele wkk-units met gasmotoren leveren heet water voor een koelmachine.

Milieuvoordelen

Het anaërobe waterzuiveringsproces is energetisch veel aantrekkelijker dan het normale aërobe proces, waarbij het vuil door zuurstof wordt geoxideerd. Bij de oxidatie ontstaat alleen het broeikasgas CO₂, maar bij de anaërobe vergisting krijgen we energie in de vorm van biogas. Door dit biogas te benutten in een wkk wordt hiervan optimaal gebruik gemaakt. De combinatie met gebruikmaking van de energie in aardgasdruk betekent een dubbelslag in energiebesparing. De toepassing van minigasexpansie op aardgas met een voordruk van slechts 8 bar betekent een enorme vergroting van het potentieel van deze uiterst milieuvriendelijke manier om elektriciteit op te wekken. Als ook elders restwarmte uit de industrie wordt ingezet om het aardgas voor gasexpansie op te warmen, dan produceert men elektriciteit met een minimale uitstoot van CO₂ of andere schadelijke stoffen!

Aandachtspunten

De techniek om biogas te produceren uit afvalwater en dit biogas te benutten is beproefd en op verschillende plaatsen toegepast. Van belang is een goede bepaling van de te verwachten gasproductie en de mogelijkheid om variaties inde productie wat op te kunnen vangen in een gasbuffer. Verder moet het biogas enigszins gedroogd en eventueel ontzwaveld worden. De toepassing van minigasexpanders is nog nieuw evenals het gebruik van een aardgasdruk van slechts 8 bar. De resultaten van dit demoproject moeten nog komen. Van belang is om een zo laag mogelijke druk in het gasnet na de gasexpander te houden voor een goed resultaat.

Het gebruik van restwarmte voor gasexpansie is ook een bijzonderheid. Afhankelijk van de temperatuur van de restwarmte kan het energetisch aantrekkelijk zijn om het aardgas in meerdere stappen op te warmen. Bij grote drukverschillen is ook expansie in twee trappen aantrekkelijk om laagwaardige warmte te benutten.