Het consortium is na ruim tien jaar gestopt met het pilotproject ‘Supersludge’ op rwzi Dinther om zuiveringsslib superkritisch te vergassen. De technologie is volgens Peter Verlaan, directeur Aa en Maas, weliswaar veelbelovend, maar onvoldoende robuust. Sterker nog, in een presentatie voor de bestuurders van het waterschap, staat dat zo’n beetje alles ‘wat stuk kon gaan ook kapot ging’. Electron Technologies en ProBiomass gaan tot eind 2022 door met de experimenten.
Waterschappen, zoals Aa en Maas, zoeken alternatieven voor de traditionele verwerking van zuiveringsslib: een combinatie van slibgisting, slibontwatering en daarna (centrale) verbranding. Ze kunnen nu 25 tot 30 procent van het slib opwerken van biogas naar groen aardgas of -op termijn- groene waterstof. Hiermee kunnen ze deels in de eigen energiebehoefte voorzien. Daarnaast wordt het gebruikt om huizen te verwarmen en auto’s te laten rijden. Maar als er in de zomer weinig vraag naar gas is, fakkelen de waterschappen het af. Dat is zonde, en zeker niet duurzaam.
Bovendien moeten de waterschappen het groen gas van 1 bar tot 8 bar opwerken om het in het hogedruk gasleidingnetwerk te brengen. Zo raken ze al het energetisch voordeel meteen kwijt. Superkritisch vergassen zou de energieopbrengst kunnen verdubbelen, was de verwachting. Hierbij wordt een groot deel van het slib bij hoge druk (boven 300° Bar) en temperatuur (boven 600 graden Celsius) direct omgezet in brandbare gassen.
Pilotinstallatie
Het consortium ‘Supersludge, waaronder Aa en Maas, startte in 2011 met het project met STOWA, slibverwerker SNB en de bedrijven ProBiomass en Electron Technologies. Hierbij borduurden de partijen voort op het fundamenteel en labonderzoek dat eerder voor STOWA in het Karlsruhe Institute of Technology werd verricht. Na labtesten startte in 2017 de bouw van de demo-installatie op rwzi Dinther. In 2018 begonnen de experimenten.
Eén van de grootste tegenvallers in het project bleek de robuustheid van de installatie. Zo staat in een presentatie voor de bestuurders van het waterschap dat ‘alles wat stuk kon gaan ook kapot ging.’ Volgens projectleider Rob van de Sande van het waterschap bleek het materiaal van de demo-installatie niet bestand tegen de hoge druk en de hoge temperatuur van het proces. Hierbij ging het met name om de verbindingen tussen de verschillende onderdelen. “We hebben veel nieuwe onderdelen moeten bestellen”, licht Van de Sande toe. “Die waren niet erg duur, maar de levertijden liepen enorm op mede door de coronapandemie.”
Tijdens de pilot heeft het consortium geleerd dat het proces op pilotschaal dezelfde omzetting krijgt als in de labproeven bij het KIT. Daarmee is het volgens Van de Sande op pilot schaal bewezen dat het mogelijk is om de gasopbrengst uit zuiveringsslib te verdubbelen.
Kostbare reparaties
Peter Verlaan stelt dat de waterschappen Aan en Maas en De Dommel samen met twee specialistische bedrijven de nek heeft uitgestoken om het superkritisch vergassen verder te brengen in waterschapsland. “We hebben goede resultaten tijdens de labtesten behaald en een procesontwerp voor de pilot-installatie gemaakt. Op rwzi Dinther hebben we er drie jaar experimenten mee uitgevoerd. Maar zodra de druk of de temperatuur opliep, ging er weer een onderdeel kapot. Of kregen we met verstoppingen te maken. Kortom: wij hebben gemerkt dat het een heel kritisch bedrijfsproces is.”
Hij benadrukt dat waterschappen continue slib moeten verwerken. Betrouwbaarheid en continuïteit van de installatie is daarom essentieel. “Maar dat hebben we met superkritisch vergassen nog lang niet bereikt.”
Geen decentrale technologie
Het project heeft tot een aantal conclusies geleid. Zo gelooft Verlaan er niet meer in dat superkritisch vergassen een decentrale technologie kan zijn voor de verwerking van zuiveringsslib. “Als het ooit daadwerkelijk van de grond komt, zijn grootschalige installaties essentieel. En niet één apparaatje op een willekeurige zuivering.”
Daarnaast is het essentieel om een back up voorziening te hebben om slib te kunnen blijven verwerken als de installatie uitvalt. Ook neemt het veel werk en kosten met zich mee om van een pilot-installatie naar een demo-installatie en vervolgens naar een full scale installatie te gaan. “Wij hebben met het consortium geconstateerd dat we hiervoor onvoldoende middelen en voorzieningen hebben”, aldus Verlaan.
Verder bleek het veel te lang duren om kapotte onderdelen van de installatie te vervangen. Die moesten toeleveranciers op maat produceren. Of ze bevonden zich op afstand bij leveranciers of in een verderweg gelegen magazijn. Monteurs moesten regelmatig heen en weer reizen om ze te vervangen. Daar komt nog eens bij dat alle reparaties en wijzigingen gecertificeerd moesten worden door een keuringsinstantie, zoals Vincotte. “Zo maar even iets dichtlassen is er echt niet bij”, aldus Verlaan. Ook hield de RVO-subsidietermijn op.
Grotere partijen
Hoewel het consortium heeft geprobeerd om grotere marktpartijen aan zich te binden, is het niet gelukt. Er was een lijst van 30 veelal internationaal opererende bedrijven, maar die gaven zonder uitzondering aan eerst de robuustheid van de techniek bewezen te willen zien. “De markt is momenteel niet bereid om in superkritisch vergassen te stappen. Het duurt ze allemaal te lang en het kost te veel geld.”
Aa en Maas zet nu eerst in op de Torwash technologie. ECN part of TNO ontwikkelde deze technologie in 2010 om waterige biomassa op te waarderen naar een geschikte biomassa voor energietoepassingen. Bij deze technologie wordt onder druk en hoge temperatuur (200 graden Celsius) biomassa behandeld waardoor het een chemische- en fysische verandering ondergaat.
Slibkoek
Voor de toepassing op zuiveringsslib zorgt deze verandering ervoor dat het slib beter uitgeperst kan worden en voor de verbranding schadelijk stoffen zoals chloor uit het slib verdwijnen. Na een Torwash behandeling ontstaat een slibkoek met een flink hoger percentage droge stof in vergelijking met andere technologieën waardoor het in de vorm van pellets als brandstof kan dienen. Bovendien biedt de technologie de mogelijkheid om grondstoffen als fosfor terug te winnen en meer biogas te produceren.
Opschaling
Aa en Maas borduurt voort op een Torwash proef bij de rwzi in Almere. De stellage daar verwerkte met succes 25 liter slib per uur, op 200 graden en 20 bar. Daarom nu een opschaling: een demonstratiemodel in Haps, het Land van Cuijk, waar Aa en Maas 500 liter slib per uur door de installatie gaat leiden. Dat is 10 procent van alle slib van de zuivering. Als dit allemaal goed gaat, betekent dit volgens het waterschap een belangrijke klimaatstap vooruit. De planning is dat dit jaar nog de schop de grond in gaat. Verlaan: “Hiermee zeggen we allerminst dat in de verre toekomst superkritisch vergassen geen interessante technologie zou kunnen zijn. Het zou fantastisch zijn als de technologie een doorbraak kan maken. Maar dat verwacht ik niet in het komende decennium.”
SCW Systems
Maar hoe zit het dan met de hooggespannen verwachtingen over superkritisch vergassen bij SCW Systems in Alkmaar? Acht waterschappen en slibverwerker HVC startten hier binnen een half jaar een onderzoek, maakte STOWA onlangs bekend. De focus van het onderzoek van STOWA en STW Systems richt zich vooral op de voorbehandeling van het slib. SCW Systems bouwt de komende maanden in Alkmaar testopstellingen om de verschillende voorbehandelingsstappen te testen.
Verlaan wijst erop dat SCW Systems grote en kapitaalkrachtige investeerders achter zich heeft, zoals pensioenfonds PGGM, Gasunie en Invest-NL. Bovendien gaat SCW Systems eerst andere reststromen vergassen, zoals glycerine en maaisel. “Goed dat STOWA en de waterschappen dit onderzoek voortzetten”, stelt Verlaan. “En het zou heel mooi zijn als hier een doorbraak wordt bereikt.”
Meer informatie: begin 2023 komt het rapport met de resultaten beschikbaar op de site van STOWA
