De Biocentrale

Samenvatting vooraf:

In dit verslag ga ik duidelijk maken wat een biocentrale is, een biocentrale is een centrale waar je op een milieuvriendelijke manier e energie opwekt doormiddel van biomassa. Biomassa is materiaal afkomstig van planten en dieren. Je kunt biomassa omzetten in energie door de biomassa te verhitten/vergassen/vergisten er ontstaat dan biogas. Van dat biogas wordt dan uiteindelijk bio-energie gemaakt. Er zijn natuurlijk ook wel wat nadelen te noemen. Je kunt bijvoorbeeld zeggen dat het nog wat duur is, en dat er ook wel wat (niet veel) gevaarlijke stoffen vrijkomen. Het is dus een goede manier om energie op te wekken. Mijn onderzoeksvoorstel is: Kan je je eigen biocentrale naast je huis maken. Ik denk dat dat opzich wel kan, maar dat dat nooit genoeg stroom oplevert om je huis te voorzien van energie.

Inleiding:

Voor scheikunde moesten we een scriptie schrijven over een onderwerp wat je kreeg toegewezen. Ik kreeg het onderwerp: ¡¥De biocentrale¡¦. De opdracht was voor de rest vrij ruim, en je moest je eigen hoofd- en deelvragen bedenken. Ik heb als hoofdvraag: Waarom een biocentrale? En als deelvragen: Wat is een biocentrale, wat is biomassa, wat voor materiaal kan je gebruiken voor bio-energie, hoe wek je bio-energie op en wat zijn de nadelen van bio-energie/centrales? Dat heb ik gekozen omdat me dat wel interessant leek, en de hoofdvraag kan je ook echt beantwoorden met de deelvragen die ik heb gebruikt. Als onderzoeksvoorstel heb ik gekozen: kun je je eigen biocentrale bij huis bouwen? Dat heb ik zo gekozen om te kijken of het mogelijk is om je eigen energie te maken met een biocentrale. Ik heb bijna alles in mijn eigen woorden verteld. Maar sommige stukjes zijn wel gekopieerd, die zijn schuinsgedrukt in mijn verslag. Daaronder staat dan ook de bron waarvan het gekopieerd is.

Deelvraag 1a: wat is een bio-centrale?
Een biocentrale is een centrale waar energie op een milieuvriendelijke manier wordt opgewekt. Het is milieu vriendelijk omdat er niet zo als bij een normale energiecentrale schadelijke stoffen voor het milieu wordt gebruikt voor het opwekken van de energie, maar er wordt bij een biocentrale gebruik gemaakt met stoffen uit de natuur (biomassa). Voor het opwekken van de stroom in een biocentrale wordt dus biomassa gebruikt. Biomassa is materiaal afkomstig van planten en dieren. Het is een natuurlijke grondstof. In een biocentrale wordt dus echt rekening gehouden met de natuur. Biocentrales vallen onder de duurzame energie (dat is schone energie). Hier rechts zie je een plaatje waarop je de kringloop van de bio-energie kan zien. Je kunt zien dat het een CO2 kringloop is het begint met CO2 en aan het eind komt er ook weer CO2 vrij) het voordeel daarvan is dat er geen extra CO2 meer vrijkomt.

Reactieschema (hoort bij het plaatje rechtsboven): 02+C„³C+O2„³CO2
Reactieschema in woorden: biomassa+02„³->biogas+methaan (en andere afvalstoffen)

Deelvraag 1b: Wat is biomassa?

Biomassa is dus het materiaal dat afkomstig is van planten en dieren (bijvoorbeeld de mest van een koe). Biomassa kan je omzetten in energie (hoe je biomassa kan omzetten in energie kan je lezen bij deelvraag drie). Als je dat doet Komt er biogas vrij, en met dat biogas kan je bio-energie maken. Maar het biogas bestaat voor 60% uit methaan, en dat is wel een erg schadelijke stof voor het milieu. Daarom wordt het methaan dan ook bijna altijd gelijk weer verbrand. Uit biomassa wordt dus energie gemaakt

Bronnen: www.duurzame-energie.nl/onderwerp/set?onderwerp=Bio-energie
http://mediatheek.thinkquest.nl/~lla070/bio_mogelijkheden.htm#

Deelvraag 2: Wat voor materiaal kan je gebruiken voor bio-energie?

Voor bio-energie kan je bijna alle plantaardige materialen gebruiken. Doordat ook dieren plantaardig materiaal eten kan planaardig materiaal ook omgezet worden tot dierlijk organisch materiaal. Daarom kan ook de mest van kippen, koeien en varkens worden gebruikt voor bio-energie. Plantaardig en dierlijk materiaal noem je biomassa. Binnen de Europese Unie geldt een wettelijke definitie van biomassa: \'de biologisch afbreekbare fractie van producten, afvalstoffen en residuen van de landbouw (met inbegrip van plantaardige en dierlijke stoffen), de bosbouw en aanverwante bedrijfstakken, evenals de biologisch afbreekbare fractie van industrieel en huishoudelijk afval\'. Je kunt zeggen dat je twee hoofdstromen binnen de
biomassa hebt:
de organische reststromen en biomassa die speciaal geoogst is voor energiegebruik. Bij organische reststromen kan je denken aan: Groente-, fruit- en tuinafval, Snoeiafval en dunningshout enz.

Het cursief gedrukte stukje is geciteerd van: www.duurzameenergie.nl/onderwerp/set?onderwerp=Bio-energie

Deelvraag 3: Hoe wek je bio-energie op?

Er zijn ongeveer zes verschillende manieren om bio-energie bij een biocentrale op te wekken. Dat zijn: Er zijn zes manieren om energie te winnen uit biomassa. Maar er zijn er drie die het meest gebruikt worden, de drie meest gebruikte zijn: verbranding, vergassing en vergisting.
Bij verbranding (de naam zegt het al) verbrandt je de biomassa en daar de warmte die daar bij vrijkomt kan, met behulp van een stoomturbine (Werktuig dat stoom omzet in beweging), energie worden opgewekt. De energie die hierbij wordt opgewekt kan direct worden gebruikt, en kan dus gelijk het elektriciteit net in.
Bij vergisting wordt de biomassa in een afvalvergister gedaan. Als het in de afvalvergister zit wordt er warmte en vocht toegevoegd. Dat zorgt ervoor dat de vergisting sneller gaat, en daardoor komt er eerder biogas vrij. En dat biogas wat dan vrij komt kan dan weer worden omgezet in energie of in gas. Als je het gaat omzetten in gas, wordt eerst de CO2 eruit gehaald en worden er reukstoffen aantoegevoegd. Dan is het gas klaar voor gebruik. Als je het biogas wil gebruiken om energie van te maken moet je een warmtekrachtkoppeling (WKK) gebruiken. De WKK werkt als volgt: het biogas zet een motor aan het draaien. Zo¡¦n motor werkt bijna het zelfde als een dynamo, je wekt er dus stroom mee op. Daardoor ontstaat er energie die klaar is om gebruikt te worden.
En de laatste (meest gebruikte) manier om bio-energie mee op te wekken is vergassing. Bij vaste biomassa zoals hout, duurt het veel langer voordat je biogas krijgt dan bijvoorbeeld koeienmest. Daarom wordt er bij die soorten biomassa een andere techniek toegepast. Bij deze methode wordt de biomassa (zoals bijvoorbeeld hout) hoog verhit net zo lang totdat er biogas vrijkomt. En met dat biogas wordt dan precies het zelfde gedaan als hierboven (bij de vergisting) gedaan. Je kunt er dus gas en energie van maken.
Naast deze drie belangrijke heb je er nog meer. Zo heb je bijvoorbeeld ook nog prylose. Bij prylose wordt de biomassa afgesloten van de lucht en erg hoog verhit. Het wordt zo sterk verhit dat de bestandsdelen uit elkaar vallen.

Deelvraag 4: Wat zijn de nadelen van bio-energie/centrales?

Natuurlijk zijn er niet alleen maar voordelen aan bio-energie, en biocentrales. Je hebt ook wel wat nadelen. Het eerste nadeel aan bio-energie is eigenlijk al genoemd bij deelvraag 1b. bij het maken van biogas komt er een hoop methaan vrij, en dat is erg slecht voor het milieu. En ook zijn niet alle biomassa producten even goed voor het milieu. Veel mensen vinden dat je sommige vervuilde biomassastromen niet mag gebruiken voor het opwekken van energie. Je kunt dan bijvoorbeeld denken aan zuiveringsslib, biomassa afkomstig van dieren (bijv. mest) en behandeld (geverfd of verduurzaamd) hout. Als je die soorten biomassa gebruikt komen er ook een hoop schadelijke stoffen vrij, en die heb je niet als je alleen de ¡¥zuivere¡¦ biomassa gebruikt van plantaardig materiaal. Voorbeelden van de schadelijke stoffen die kunnen vrijkomen zijn: stikstofoxiden, kwik, stof en overige emissies (bv. zware metalen). Het is natuurlijk per stof verschillend welke schadelijke stof er vrijkomt. Dat heeft ook te maken met het omzettingsproces en of er een rookgasreiniging aanwezig is bij het omzetten.

Hoofdvraag: Waarom een biocentrale?

hieronder kan je de voor- en nadelen van bio-energie/biocentrales

Voordelen:
- Het is (voor het grootste gedeelte) een heel milieuvriendelijke manier om energie te maken.
- Het is duurzame-energie (en dus een onuitputtelijke bron)
- Er komt geen extra CO2 in de lucht.
- De biomassa is niet heel duur.

Nadelen:
- Bij het maken van biogas komt de gevaarlijke stof methaan vrij.
- Als je vervuilde biomassa gebruikt, komen er ook schadelijke stoffen vrij.
- Het omzetten van de energie kost nu nog redelijk veel geld.

Maar eigenlijk zijn er niet zo veel nadelen, maar wel veel voordelen om deze energie te gebruiken. Het is milieuvriendelijk omdat er geen schadelijke stoffen voor het milieu worden gebruikt, en er geen extra CO2 in de lucht vrijkomt. Het is dus een heel goede manier om energie op te wekken. Daarom is het ook wel logisch dat er in Nederlands steeds meer biocentrales komen. Tweederde van alle duurzame-energie is afkomstig van Bio-energie, het is dus een heel belangrijk voor de duurzame-energie dat er nog steeds meer biocentrales komen. Nu is de bio-energie voor de meeste mensen nog onbekende vorm van energie, maar waarschijnlijk wordt het een steeds bekendere manier van energie opwekken. Op het plaatje hieronder kan je ook zien dat biomassa de belangrijkste vorm van duurzame-energie is. En dat het ook steeds meer gebruikt wordt. Maar slechts 1,3 procent van het Nederlandse energieverbruik wordt gedekt door in Nederland opgewekte bio-energie.

Proefvoorstel:

Ik zou als proefvoorstel willen onderzoeken of je ook zelf een biocentrale bij je huis kan maken. En ook kijken of je daarmee je eigen huis van stroom kan voorzien Ik zou als methode vergassing gebruiken, omdat je dan makkelijk hout kan gebruiken om biogas van te maken. Op de tekening hier rechtsonder zie je een (hele mooie met paint gemaakte) schets van de proefopstelling. Je moet het volgende doen om energie te krijgen: Je verhit het hout net zo lang tot er biogas vrijkomt. Dat biogas gaat dan via een buis, naar de WKK (die draait een motor aan) en je krijgt dus stroom die je dan zelf kunt gebruiken om je eigen energie te maken. Maar het is natuurlijk niet veel energie, en ook nooit genoeg voor een heel huis van stroom van te voorzien. Het zou dus wel kunnen, een biocentrale bij je huis, maar dat is nooit genoeg om je hele huis van stroom te voorzien. Je kunt daar wel mee aantonen dat je zelf bio-energie kan maken, gewoon bij je eigen huis. Maar als je alleen wil aantonen dat je bio-energie ook thuis kan maken kan je dat natuurlijk ook veel makkelijker doen, dan een WKK te gebruiken. Om aan te tonen dat je thuis ook bio-energie kan maken moet je het hout weer verhitten tot dat er biogas vrijkomt. Het biogas stroomt dan door een buis, en aan het einde van de buis stop je (al voordat je de proef begint) een grote kurk, zodat het biogas niet kan ontsnappen. Als er genoeg druk is opgebouwd hou je een windmolentje (of iets dergelijks wat makkelijk kan draaien) voor het einde van de buis, en je haalt de kurk eraf. Het windmolentje gaat dan draaien, er komt dus energie vrij. Zo kan je dus aantonen dat je, je eigen bio-energie kunt maken.

Literatuurlijst:

Ik heb de volgende bronnen gebruikt:

Internet:

http://mediatheek.thinkquest.nl/~lla070/bio_mogelijkheden.htm
http://www.duurzame-energie.nl/onderwerp/set?onderwerp=Bio-energie
http://www.milieucentraal.nl/onderwerp/set?onderwerp=Energie%20uit%20biomassa
http://www.energieprojecten.nl/pr_lienz.htm

Mensen:
Riccardo Nederpel
Mischa Heijselaar

Slot:

Toen ik begon aan dit verslag, kon ik op Internet helemaal geen informatie vinden, maar later vond ik andere zoekwoorden en kreeg ik precies de informatie die ik nodig had om deze scriptie te maken. Er was niet zo heel veel informatie te vinden over dit onderwerp. Ik vond het best wel interessant om deze scriptie te maken omdat je een hoop dingen tegenkomt die je nog helemaal niet wist. Mijn conclusie over de biocentrale is dat het een heel milieuvriendelijke manier is om energie mee op te wekken, maar dat het alleen wel jammer is dat het nog steeds aardig duur is om zo¡¦n centrale neer te zetten. Maar dat zal vast in de toekomst nog wel veranderen.