	contact achtergronden thema's projecten zonneterp


	inhoud ruimte mensen energie water

De koolstofkringloop

De koolstofkringloop (C)

Voor teelt in een gesloten kas moet CO2 worden toegevoerd (CO2-bemesting). Planten verbruiken immers CO2 bij hun groei. De koolstof wordt in de plant gebonden. En vrije zuurstof wordt geproduceerd.

De formule voor plantengroei is: CO2 + H2O ==> CH2O + O2

Uit het plantmateriaal kan de koolstof weer worden teruggewonnen voor CO2-bemesting in de kas. Daarvoor moet het plantmateriaal worden verbrand, waarbij koolstof en zuurstof weer CO2 vormen. Bij verbranding komt energie vrij. In het Zonneterp-ontwerp wordt deze energie gebruikt voor productie van elektriciteit en warm tapwater.

Fossiele brandstoffen

Voor productie van CO2 en elektriciteit worden veelal fossiele brandstoffen gebruikt. Die bestaan uit plant- en dierlijk materiaal dat in miljoenen jaren in de aardkorst is omgevormd, tot olie, gas en kolen. Omdat de vormingscyclus van deze brandstoffen ons tijdsbegrip (en verbruikstempo) te boven gaat, noemen we het verbruik van fossiele bronnen ‘niet duurzaam’.

Biomassa

Wel duurzaam, want vernieuwbaar, is het verbruik van biomassa. Wanneer we het hebben over biomassa, dan hebben we het vaak over organisch afval en de verwerking daarvan.

Nuttige toepassingen van biomassa: meestoken of vergisten?

Een gebruikelijke ‘nuttige’ verwerking van biomassa (GFT) is verbranding voor energieproductie. Dit gebeurt bijvoorbeeld in de vorm van meestoken in een energiecentrale. Deze verwerking kent de nodige nadelen: voordat waterige biomassa kan branden, moet het water eerst verdampen. Dat proces kost energie. Bovendien levert het meestoken sterk vervuilde rookgassen op. Toepassing van CO2 uit deze rookgassen in de kas ligt niet voor de hand.

Vergisting heeft deze nadelen niet. Water hoeft niet eerst te verdampen en de CO2 uit de biogasverbranding is direct in de kas te gebruiken. Bovendien is het vergistingsresidu (digestaat en effluent) nutriëntrijk, en als substraat en gietwater in de kas toepasbaar.

Dat alles kan worden opgevat als bron van voedingstoffen (nutriënten) en energie.

Binnen de Zonneterp levert de kas overtollige biomassa: alle plantresten die niet als product de markt op kunnen. En ook de mensen leveren overtollige biomassa. Denk daarbij aan gft en ieders persoonlijke ontlasting. Dat alles kan worden opgevat als bron van voedingstoffen (nutriënten) en energie.

In de Zonneterp wordt de biomassa indirect verbrand. Althans, wat het energierijke deel betreft (biogas). Daarvoor wordt het eerst anaëroob vergist. Waar verbranding een reactie met zuurstof betreft, gaat het bij anaërobe vergisting om een zuurstofloos proces.

Vergisting is een scheidingsproces. Er ontstaat:

Biogas;
Vloeistof (effluent);
Vaste stof (digestaat).

De zonneterp koolstofkringloop

Biogas

Het gas (biogas) bestaat voor grofweg 2/3 uit het brandbare methaan (CH4) en voor 1/3 uit kooldioxide (CO2). In kleine hoeveelheden zitten er ook andere gassen in, waaronder het brandbare waterstof (H2), het inerte stikstof (N2) en het stinkende zwavelwaterstof (H2S).

Het biogas kan als zelfstandige brandstof dienen voor de productie van elektriciteit en warmte. Bovendien is de CO2 uit de rookgassen op eenvoudige wijze toe te passen in de glasteelt.

De energiewaarde van biogas wordt bepaald door de hoeveelheid methaan. Gemiddeld ligt de energiewaarde van een m3 biogas op 20–25 MJ of 5,5–7,0 kWh. Daarmee is de energiewaarde van 1 m3 biogas vergelijkbaar met de energiewaarde van 0,6 m3 aardgas.

In de Zonneterp wordt het biogas nuttig verstookt voor de productie van:

Elektriciteit;
Warm tapwater;
CO2-bemesting van gewassen in de gesloten kas.

Energiebalans biogas

Effluent en digestaat

Na anaërobe vergisting en afvangen van het biogas worden de vloeibare en vaste delen die uit de vergister komen, door ontwatering gescheiden.

De vloeistof wordt opgenomen in de (grijs)waterkringloop, waardoor het uiteindelijk als gietwater de kas in gaat. De vaste stof levert een poedervormig en reukloos product dat na bewerking als veenvervanger in de kas kan worden toegepast.

Een mogelijke bewerking van het digestaat tot veenvervanger bestaat uit aanmenging met versnipperd snoeihout – ter verkrijging van de nodige structuur - en compostering.

Een andere denkbare toepassing van het digestaat is verwerking tot briketten voor verbranding in gesloten houtkachels.