Dicht bij huis meer rendement halen uit gras, maïs en andere eiwitbronnen Heusden, 11 en 12 september 2014 Prof. Dr. J.P.M. (Johan) Sanders Biobased Commodity Chemicals (BCH) De nieuwe uitdaging voor biomassa grondstoffen: Voeding Gezond, veilig, voldoende, € Biobased Producten biorefineries Omzettings processen • materialen € • chemische bouwstenen •transportbrandstoffen • Electriciteit •warmte Biomassa productie € Bestaande Non-Food: •Papier •timmerhout • katoen, wol • hout om te koken . Vele drivers voor de Biobased Economy Tekort aan goedkope olie Hoge energieprijzen Zekerheid energievoorziening Klimaatverandering door broeikasgassen Plattelandsontwikkeling Ontwikkelingslanden Geo-politieke condities Gebruik van biomassa, huidig en in 2050 Mton/year Voedsel incl. diervoeding* 4 – 5000 hout, papier, katoen 2000 Hout om te koken 4000 30% of 1000EJ in 2050= 20 000 Alle bulkchemicalien in 2050 * excl. gras en visserij 600( = 2000 input) Hoe krijgen we dit voor elkaar op duurzame wijze? ● Vergroot de veldopbrengst maar houd de componenten die nodig zijn voor de bodemvruchtbaarheid op het veld ● Gebruik alle biomassa componenten en kies de juiste grondstof ● Gebruik elk component op zijn hoogste waarde: (moleculaire) structuur is beter dan calorische ● Verminder de kapitaalskosten om de innovatie te versnellen en om te profiteren van kleine schaal zonder de nadelen In energie uitgedrukt heeft ons dagelijks voedsel een 20 maal hogere input per output nodig! Biomass 635PJ Fossil 575PJ Net Import 160 Food Industry 150 Household 165 Dutch Agriculture 475 Transportion Food 100 Greenhouses/Food 100 2500 kcal/dag = 55 PJ Biomassa input Jaarbehoefte van gehele bevolking Other Agriculture 60 Fossiel input Halvering van grondstoffen gebruik leidt tot • Halveren van footprint van 6 miljoen ha tot 3 miljoen hectare • Vrijspelen van voldoende energie voor gehele wegtransport! From: PBL, the Protein Puzzle, 2011 Biorefining Nuttig gebruik van bijproduct maakt alkohol fabriek winstgevend 500 miljoen liter bioethanol (~ 400 kton) =200M€ 360 kton DDGS (~130 € / ton) =46M€ 36 kton glutamic acid COOH OH H2N O 23 kton NMP (~2500 € / ton) =58 M€/y Tweede generatie grondstoffen vergen veel kosten in voorbehandeling en leveren weinig op! Valse Hoop! Tarwe stro Chemisch voorbehandeld Bovendien enzymbehandeling Bioraffinage van landbouwreststromen .. Eiwitgehalte 0 5% 15 % Voorbeelden Tarwe stro Cacaodoppe n suikerrietloof Koffiepulp Bietenloof 50-80 50-110 100-140 marktprijs (€/ton) 35 % 50 % raapschroo t sojaschroot 150-180 300-350 Bioraffinage maakt electriciteitgrondstof beschikbaar voor 45€/ton 800 50 Eiwit 700 600 €/GJ 500 30 400 20 300 Amino zuren €/ton 40 Diervoeding 2G Ferment. grondstof Lignocellulose papiervezels 200 10 100 3 0 0 Hout Stro verzameld Stro raapschroot chips op veld stro gewassen Multiproduct bioraffinage fosfaat Electriciteit grondstof Het hoeft niet allemaal op grote schaal! • Vermijd kostbare warmtewisselaars • Vermijd kosten voor retour van mineralen en koolstof naar veld • Vermijd waterverwijdering indien niet strikt nodig Mobiele grasverwerking Grassa (Oenkerk) Gras eiwit Wit product humane voeding Eiwit mengvoeder Groen product diervoeding vezels Gras sap Gras sap concentraat Diervoeder + ..... Ethanol rundvee Isolatie/ karton/ biogas Extrusie producten Alleen eiwit is niet voldoende om de kosten te dekken bioraffinage Drie producten baten Acht producten kosten baten kosten Gras kosten 60 60 Proces kosten 120 440 eiwit 120 120 vezels 30 30 sap 55 mineralen 75 Organ. zuren 60 aminozuren 75 suikers 12 suikerpolymeren 225 vetten 60 totaal 205 180 657 500 Eiwit/olie/ethanol/biogas van kleine schaal mais bioraffinage Biogas fermentation Electricity Biogas biogas CHP minerals Stem heat Maize Grain Pretreatment & Ethanol fermentation Filtration Distillation 60% ethanol Protein Minder investeringskosten/liter ethanol dan de Amerikaaanse ethanol productie die op een 200 x grotere schaal opereert. Feed/food Corn oil Byosis/Zeafuels (Lelystad, Netherlands) Integratie gras & mais bioraffinage voor rund en varken Import uit Brazilie Materialen/Energie import vezels Biorefinery Eiwit Mais Gras Mest mest Situatie sinds 1975 mest akker zakker Verhoging veld opbrengst grasland, Regionale werkgelegenheid, drastische verlaging mest probleem Bioraffinage in de Achterhoek levert voldoende eiwit voor varken en rund/1 250000 hoog 15 ton gras/ha Aanbod van hoog en laagwaardig eiwit 200000 hoog 10.5 ton gras/ha Behoefte aan hoog en laagwaardig eiwit hoog 6 ton gras/ha 1H=2 L rund, 1H=1.33L varken 180000 laag 6 ton gras/ha 160000 laag 10.5 ton gras/ha 150000 140000 hoge kwaliteit 120000 lage kwaliteit laag 15 ton gras/ha Linear (hoog 15 ton gras/ha) 100000 100000 50000 0 0% 20% 40% 60% 80% Linear (hoog 10.5 ton gras/ha) 80000 Linear (hoog 6 ton gras/ha) 60000 Linear (laag 6 ton gras/ha) 40000 Linear (laag 10.5 ton gras/ha) 20000 Linear (laag 15 ton 100% gras/ha) 120% totaal Linear (hoge kwaliteit) Linear (lage kwaliteit) Linear (totaal) 0 0 50 100 150 Hoeveel van NL oogst moet worden geraffineerd om aan inlandse behoefte te voldoen? 1H=..L Vervangingsfactor Bij rund resp varken % vervanging van H door L 6 Ton/ha 10.5 Ton/ha 15 Ton/ha 1.5 20 - 50 31 50 - 75 50 75 - 90 55 20 110* 45 30 50 - 70 40 75 - 80 52 20 105* 43 28 50 - 60 35 75 - 70 45 2 3 1.2 1.33 1.5 •bij 6 ton is er steeds onvoldoende gras etc voorhanden. het raffinage % zou bij hogere L/H nog steeds 110, 105% van de oogst moeten zijn. conclusies • De gecombineerde waarde van biomassa componenten maakt concurrentie mogelijk met fossiele grondstoffen en Braziliaanse grondstoffen • Door bioraffinage technieken kunnen we veel efficienter met onze (vee) voeding grondstoffen worden • Economy of scale verliest zijn concurrentiekracht en dicht bij het veld bioraffineren biedt nieuwe kansen voor de boer en de economy van het platteland Earthscan, ISBN 978-1-84407-770-0
© Copyright 2024 ExpyDoc
