Wat is biomassa en waar wordt biomassa voor gebruikt?

Biomassa kan worden gebruikt als brandstof voor het maken van een vuur. Tot op de dag van vandaag wordt biomassa voornamelijk in ontwikkelingslanden voor dit doel gebruikt. Het vuur kan dienen als verwarming maar ook om eten op te koken en te braden. Vuur kan ook worden gemaakt op basis van fossiele brandstoffen zoals olie en gas. Biomassa bestaat echter uit organisch materiaal. Hout is een veelgebruikte soort biomassa.

Daarnaast kunnen ook plantenresten en andere organische materialen al biomassa worden gebruikt. Mensen maken al heel lang gebruik van hout als brandstof voor vuur. De mens heeft als enige van alle levende wezens geleerd om vuur te maken en te beheersen. Door de jaren heen hebben mensen echter steeds weer nieuwe brandstoffen ontdekt en uitgevonden. Het gebruik van biomassa is echter nooit verdwenen. Ook nu wordt biomassa nog veel gebruikt.

Wat is biomassa precies?
Hout en houtsnippers zijn veel voorkomende vormen van biomassa. Vooral hout van snelgroeiende bomen wordt veel gebruikt. Hierbij kan gedacht worden aan het hout van de populier en de wilg. Naast deze soorten van biomassa worden ook andere organismen gebruikt zoals olifantsgras. Ook meststoffen kunnen worden gebruikt als biomassa. In de praktijk wordt de mest van varkens, koeien en kippen gebruikt. Deze meststoffen zijn de afvalstoffen van boerderijen, veehouderijen en andere agrarische bedrijven. Deze afvalstoffen worden als biomassa hergebruikt. Dit is een soort recycling van afvalstoffen.

Natte en droge biomassa
Biomassa kan worden onderverdeeld in droge en natte biomassa. Droge biomassa bestaat uit droog hout zoals afvalhout en droog groenafval. Droge biomassa kan goed worden verbrand. Natte biomassa is bijvoorbeeld mest maar ook slib. Daarnaast kan GFT (groene fruit en tuin) afval worden gebruikt als natte biomassa. Deze biomassa kan worden gedroogd zodat het kan worden verbrand. Daarnaast wordt natte biomassa ook wel vergist. Doormiddel van vergisting kan natte biomassa namelijk ook worden omgezet in energie.  

Toepassing van biomassa
Biomassa wordt tegenwoordig niet alleen maar gebruikt als brandstof voor een eenvoudig vuur. Doormiddel van vergassing en verbranding kan biomassa ook worden omgezet in energie. In kolencentrales wordt tegenwoordig ook een deel biomassa verstookt. Door biomassa in kolencentrales te verbranden hoeven minder kolen te worden gebruikt. Daarnaast hoeven er ook geen aparte centrales gebouwd te worden die energie kunnen opwekken uit biomassa. De regering van Nederland wil het meestoken van biomassa in kolencentrales verplichtten. Hierdoor worden minder kolen verstookt. Ondanks dat zorgt het verstoken van biomassa ook voor een hogere CO2 uitstoot.

Biomassa is CO2 neutraal
Biomassa zorgt bij verbanding voor een CO2 uitstoot. Dit gebeurd ook bij het verbranden van fossiele brandstoffen. Bij fossiele brandstoffen wordt echter puur CO2 in de lucht geblazen tijdens de verbranding. Bij biomassa heeft het organisme zoals bijvoorbeeld de boom eerst geleefd. Tijdens dit leven hebben bomen en planten eerst CO2 opgenomen uit de lucht. De broeikasgassen worden door bomen en platen omgezet in zuurstof. Na verbranding stoten ze weer CO2 uit waardoor het gecompenseerd. Biomassa is hierdoor in feite CO2 neutraal.

Wat is warmte-krachtkoppeling WKK en waarvoor wordt deze techniek gebruikt?

Warmte-krachtkoppeling is het benutten van de restwarmte die vrijkomt in de stoomkringloop wanneer stoomdruk wordt gebruikt voor het opwekken van elektriciteit. Deze restwarmte kan worden gebruikt voor verschillende doeleinden. Hieronder is in een aantal alinea’s uitgelegd hoe de stoomkringloop werkt voor het opwekken van elektriciteit. Daarna is aangegeven wat een warmte-krachtkoppeling is en waarom deze zo belangrijk is.

De stoomkringloop voor het opwekken van elektriciteit
In stoomketels wordt water verwarmt zodat stoom ontstaat. Deze stoom bevat een bepaalde druk die er voor zorgt dat  de stoom arbeid kan verrichten. Voor het opwekken van elektriciteit wordt de stoomdruk gebruikt om een aantal loopwielen die van schoepen zijn voorzien in beweging te brengen. De stoom drukt tegen de schoepen van de loopwielen aan zodat deze snel beginnen te draaien. Deze loopwielen met schoepen bevinden zich in de stoomturbine.

Deze stoomturbine is gekoppeld aan een generator. De generator wekt elektrische stroom op met een hoge spanning. De stoom die de schoepen in beweging heeft gebracht heeft in feite arbeid verricht. Nadat de stoom arbeid heeft verricht wordt ook wel gesproken over afgewerkte stoom. Deze afgewerkte stoom wordt weer afgekoeld. Hierdoor veranderd de stoom weer in water. Dit proces gebeurd doormiddel van condensors in een condensatieturbine. Deze bevat een aantal bundels met condensorpijpen. Koelwaterpompen zorgen er voor dat er koelwater door deze condensorpijpen wordt geperst. De afgewerkte stoom veranderd in water oftewel in condensaat wanneer deze in contact komt met de condensorpijpen. Dit condensaat wordt weer naar de ketel teruggebracht, die het vervolgens doormiddel van hitte weer in stoom verandert. De stoomkringloop is nu rond. Het koelwater dat door de condensorpijpen stroomt wordt echter warm door de afgewerkte stoom en wordt naar buiten getransporteerd.

Warmte-krachtkoppeling
In een stoomkringloop wordt slechts een deel van de opgewekte warmte gebruikt voor het opwekken van elektriciteit. Het elektrisch rendement van moderne elektriciteitscentrales is ongeveer zestig procent. De overige energie die in de stoomkringloop van deze centrales ontstaat komt vrij als warmte. Deze warmte wordt afgevoerd met het koelwater zoals in de vorige alinea is beschreven. Doormiddel van een warmte-krachtkoppeling kan deze warmte nuttig worden gebruikt. De warmte-krachtkoppeling wordt vaak afgekort met WKK en wordt gebruikt om de warmte uit de afgewerkte stoom te benutten voor verwarming en droging. Door de WKK kunnen woningen, fabrieken en utiliteit worden verwarmd. Een warmte-krachtkoppeling is een gecombineerde opwekking en productie van elektriciteit en warmte die nuttig wordt gebruikt. Doordat de warmte die vrijkomt uit de afgewerkte stoom wordt hergebruikt voor de verwarming van gebouwen hoeft men minder brandstoffen te verbranden om de gewenste temperatuur te bereiken. Hierdoor wordt brandstof bespaard. Dit is gunstig voor het milieu omdat minder brandstoffen worden verbrand en daarmee de CO2 uitstoot wordt beperkt. Daarnaast is het ook nog financieel aantrekkelijk.

Samenvatting: hoe werkt een warmte-krachtkoppeling?
Het gebruik van een warmte-krachtkoppeling zorgt er voor dat de afgewerkte stoom die de stoomturbine verlaat niet wordt gecondenseerd in een condensor. Het warme water dat de afgewerkte stoom bevat wordt hergebruikt voor bijvoorbeeld een centrale verwarming.

Wat is CO2 en waarom moet de CO2 uitstoot zoveel mogelijk worden beperkt?

CO2 is een kleurloos en reukloos gas. Het wordt ook wel kooldioxide of koolstofdioxide genoemd en komt voor in de atmosfeer van de aarde. CO2 is de bruto formule van een anorganische verbinding tussen zuurstof een koolstof. De hoeveelheid CO2 neemt op aarde jaarlijks toe. Dit draagt bij aan de opwarming van de aarde. Deze opwarming van de aarde moet zoveel mogelijk worden beperkt. Daarom wordt er wereldwijd veel aandacht besteed aan het beperken van de CO2 uitstoot. In internationale verdragen proberen landen onderling afspraken vast te leggen waarin een maximum is vastgesteld aan de CO2 die een land jaarlijks in de atmosfeer mag uitstoten.

Hoe ontstaat CO2 uitstoot?
Het overgrote deel van de CO2 uitstoot in de atmosfeer wordt veroorzaakt door de verbranding van verschillende fossiele brandstoffen. Fossiele brandstoffen worden gebruikt om als brandstof te dienen voor bijvoorbeeld auto’s, machines en elektriciteitscentrales. Hierbij worden de fossiele brandstoffen verbrand. Voorbeelden van fossiele brandstoffen die veel worden gebruikt zijn aardolie, aardgas en steenkool. Door het verbanden van deze fossiele brandstoffen kan warmte worden gecreëerd en daarnaast kan de fossiele brandstof bij verbranding worden omgezet in elektriciteit en mechanische energie.  Een nadeel van deze verbranding is wel dat er CO2 wordt uitgestoten in de atmosfeer.

Wat is het broeikaseffect?
Dit effect, wordt zoals de naam al aangeeft, vergeleken met een broei kas. Broeikassen zijn glazen of plastic overkappingen die meestal in de buitenlucht worden geplaatst. De zon schijnt met haar stralen door het glas of het plastic heen. Hierdoor krijgen de planten in de kas warmte door kortgolvige straling. De warmtestraling wordt echter ook teruggekaatst door alles wat in de kas aanwezig is. Deze teruggekaatste straling is echter langgolvige staling. Echter het glas of plastic van de kas zorgt er voor dat de langgolvige straling slechts in beperkte mate wordt teruggekaatst naar de omgeving buiten de kas. Hierdoor blijft een groot deel van de warmte in de kas aanwezig. Zo werkt het ook met de aarde. CO2 absorbeert  infrarode straling. Hierdoor wordt de langgolvige uitstraling van de zonnewarmte die wordt teruggekaatst naar de ruimte vermindert. Doordat de langgolvige straling van de zon niet geheel meer wordt teruggekaatst naar de ruimte houdt de aarde een deel van de warmte in haar atmosfeer. Het gevolg is dat de aarde opwarmt.

Wat zijn de gevolgen van een opwarming van de aarde?
Wereldwijd zijn er verschillende instanties die zich bezig houden met de klimaatontwikkelingen op aarde. Een bekende instantie die zich bezig houdt met de klimaatontwikkelingen is het Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC. Dit is een organisatie van de Verenigde Naties en is in 1988 opgericht. Deze instantie doet zelf geen onderzoeken maar evalueert onderzoeken over klimaatontwikkelingen op aarde. Naast het IPCC zijn er verschillende andere instanties over de wereld verspreid die de gevolgen van CO2 uitstoot onderzoeken. Ze proberen de gevolgen van het broeikaseffect in kaart te brengen. Dat de aarde opwarmt is duidelijk maar de gevolgen van deze opwarming zijn moeilijk vast te stellen. Hieronder heerst tussen de onderzoeksinstanties verdeeldheid.

  • Een belangrijk gevolg van de opwarming van de aarde is dat de zeespiegel zal stijgen. Dit heeft te maken met het smelten van de poolkappen. Daardoor zullen meer mensen getroffen kunnen worden door overstromingen wanneer er niet tijdig dijken worden verhoogd.
  • Bepaalde gebieden in de wereld kunnen gaan uitdrogen. Er zullen door de opwarming van de aarde waarschijnlijk meer woestijnen ontstaan. Dit zal voornamelijk gebeuren in gebieden die op dit moment al warm zijn zoals het Midden-Oosten en India.
  • Daarnaast zal de opwarming van de aarde er toe bijdragen dat het klimaat over de hele wereld verandert. Dit heeft niet alleen met een toename van de temperatuur te maken. Ook het neerslagpatroon zal waarschijnlijk veranderen.
  • Door het veranderen van het klimaat en het weer zullen verschillende ecosystemen verdwijnen of opschuiven. Hierdoor kunnen diersoorten uitsterven of zich naar andere gebieden verplaatsen.
  • Daarnaast zal er wereldwijd veel verzuring optreden. Het zeewater zal verzuren waardoor het leven in het zeewater wordt aangetast. Koraalriffen zullen met uitsterven worden bedreigd.

Dit zijn slechts enkele voorbeelden van de gevolgen van een broeikaseffect op aarde. Deze voorbeelden worden in verschillende publicaties genoemd. Het is echter onduidelijk in welke mate deze gevolgen zullen plaatsvinden en bij welke temperatuurtoename. Feit is wel dat de opwarming van de aarde de leefomstandigheden voor veel mensen en dieren verslechtert. Nederland zal door de verwachte stijging van de waterspiegel aanzienlijk moeten investeren in haar deltawerken waaronder het verstevigen en verhogen van haar dijken.

Wat kan tegen het broeikaseffect worden gedaan?
Nederland is hard bezig om zo zuinig mogelijk met fossiele brandstoffen om te gaan. De CO2 uitstoot wordt zoveel mogelijk beperkt. Mensen maken gebruik van zonnepanelen waardoor ze voor een deel hun eigen energie opwekken. Hierdoor hoeven kolencentrales minder energie te produceren. Er zijn zelfs plannen om het Waddeneiland Ameland geheel zelfvoorzienend te laten zijn op het gebied van energie. Daarnaast wordt er geïnvesteerd in de ontwikkeling van energiezuinige, lichte elektrische auto’s.

Ook het recyclen van afval behoort tot een belangrijk element van het beperken van de CO2 uitstoot. Veel afval bestaat uit grondstoffen die uit het aardoppervlak worden gehaald. Voorbeelden hiervan zijn plastics maar ook metalen. Wanneer deze materialen worden hergebruikt hoeven er minder delfstoffen uit de aarde worden gehaald. Daarnaast kost recyclen vaak minder energie dan het gehele proces waarbij delfstoffen gewonnen moeten worden en vervolgens in de juiste vorm moeten worden gebracht. Plastics zijn daarnaast zeer duurzaam. Dit is een voordeel want het gaat lang mee. Een nadeel hiervan is dat plastics in de natuur nauwelijks oplossen. Daarom is het goed dat plastics worden gerecycled.

Nederland loopt hierin niet voorop maar doet wel mee. Nederland is wereldwijd echter een klein dichtbevolkt land en kan in haar eentje nauwelijks de totale CO2 uitstoot van de wereld beperken. Grote landen zoals China, Rusland en de VS hebben meer invloed op de totale uitstoot. Gelukkig hebben deze landen langzamerhand ook een positieve houding gecreëerd ten opzichte van duurzame energie. Wanneer die landen eenmaal duurzaamheid hoog op de agenda zetten is de kans groot dat de CO2 uitstoot omlaag gaat. Dit is van belang voor de leefbaarheid van de gehele aarde en alles wat daarop leeft.

Nederland streeft naar mondiaal energieneutraal tijdens klimaattop

Staatssecretaris Wilma Mansveld van Milieu heeft in een interview met nieuwswebsite NU.nl aangegeven dat ze streeft naar een duurzame energieproductie. Daarvoor moet de CO-2 uitstoot worden teruggedrongen met 80 tot 95 procent voor het jaar 2050. Dinsdag 19 november 2013 gaat ze naar een klimaattop in Warschau. Tijdens deze top moet volgens Mansveld een “fundament” worden gelegd voor een nieuw mondiaal akkoord over het klimaat. Dit richtlijnen in het klimaatakkoord moeten van toepassing zijn na 202. De afspraken die dinsdag in Warschau worden gemaakt moeten in 2015 op de klimaattop in Parijs definitief worden vastgelegd.

Mansveld wil er voor zorgen dat de maatregelen de opwarming van de aarde vertragen. De aarde moet tussen 1990 en 2100 met maximaal 2 graden opwarmen. Daarvoor is een beperking van de CO-2 uitstoot noodzakelijk. De staatsecretaris streeft naar een binden akkoord waarin doelstellingen zijn vermeld die de CO-2 uitstoot omlaag moeten brengen. Het is volgens haar heel moeilijk om de afspraken in een internationaal akkoord juridisch bindend te maken. Vooral met landen als China en de VS zijn juridisch bindende afspraken moeilijk te maken.

Reactie Technisch Werken
Nederland wil er voor zorgen dat andere landen milieubewuster worden en effectiever omgaan met het energieverbruik. Hoewel we een klein land zijn hebben we verhoudingsgewijs veel inwoners per vierkante kilometer. Een land als Nederland probeert ook binnen haar eigen grenzen effectief met energie om te gaan. Het gebruik van zonnepanelen wordt in Nederland gestimuleerd evenals het aanbrengen van isolatie in woningen. Dit zijn al belangrijke stappen. De kolencentrales in Nederland stoten nog veel CO-2 uit. Ook dit dient beperkt te worden. Toch is de energie die uit kolen worden gehaald nog niet te vervangen door duurzame energie. Windenergie en zonne-energie is niet op elk moment evenveel aanwezig.

Dat kolencentrales zeer vervuilend zijn bleek gisteren wel in een rapportage in het nieuws. In sommige steden in China is zoveel smog dat de mensen elkaar op straat nauwelijks kunnen zien. Dit heeft natuurlijk ernstige gevolgen voor de gezondheid van de mensen en voor het milieu. Daarom denkt ook China nu na over duurzame energie. Dit kan er voor zorgen dat China met een andere houding aanwezig is op de klimaattop. Landen kunnen kennis met elkaar delen over duurzaamheid. Dat gebeurd op dit moment al maar kan nog veel intensiever plaatsvinden. Dat schept weer nieuwe kansen voor de beperking van de CO-2 uitstoot in de wereld.