79% van hernieuwbare warmte in Europa komt van biomassa

Houtblok-, snipper- en pelletketels … een overzicht van de mogelijkheden

Van alle in Europa verbruikte hernieuwbare energie komt 62% van biomassa. Deze groene energie gaat voor 85% naar verwarming, wat niet hoeft te verwonderen. De helft van de totale Europese energiebehoefte is immers voor rekening van warmte. Deze warmtebehoefte wordt echter nog altijd voor 80% gedekt door fossiele brandstoffen. Het potentieel van biomassa wordt nog te weinig benut, ondanks de technische mogelijkheden van biomassaketels.

Gebruik van biomassa in België

België kan op het vlak van hernieuwbare energie geen goede cijfers voorleggen: volgens Eurostat haalde het in 2020 amper 13% van zijn bruto-eindverbruik uit hernieuwbare bronnen. Daarmee zit het land gevoelig onder het Europese gemiddelde, al scoren de buurlanden nauwelijks beter. 

Opvallend is nog dat vaste biomassa, vooral in de vorm van hout, de belangrijkste hernieuwbare energiebron blijft, met een aandeel van bijna 57%.

Bronnen van bio-energie

Bio-energie betreft alle energievormen die het resultaat zijn van de omzetting van biomassa (i.e. op hernieuwbare basis beschikbare biologische bronnen). Bio-energiebronnen zijn naargelang hun oorsprong algemeen op te delen in drie categorieën: bossen, landbouw en afval (zie grafiek 'Bronnen van bio-energie').

Vier biobrandstoftypes

Voor centrale verwarming zijn er vier types van brandstoffen die we courant in biomassaketels toepassen: pellets, houtblokken, houtsnippers en miscanthus.

Houtblokken en houtsnippers

Het hout in de vorm van houtblokken, houtsnippers en houtpellets dat als brandstof dient, komt idealiter van lokale (duurzaam beheerde) bossen of van eigen productie.

Voor houtblokken worden de gekapte boomstammen gespleten en verwerkt op lengte, al naargelang de houtblokketel is dit gewoonlijk maximaal 55 cm tot 1 meter (grotere toestellen). Voor houtsnippers gaan de takken en het restafval van bomen door een hakselaar.

Om in een hout- of snipperketel te kunnen worden verbrand, moet het vochtgehalte minder dan 25% zijn. De droogperiode van snippers is zo'n zes maanden, deze van houtblokken ca. een jaar (omwille van hun grotere volume).

Houtpellets

Pellets zijn in feite brandbare houtkorrels, gemaakt van houtafval en bijproducten van de houtindustrie, vooral houtspaanders.

Deze worden gedroogd en onder hoge druk samengeperst tot een korrel. Dit proces volgt een aantal strikte richtlijnen, want pellets zijn als brandstof voor pelletketels genormeerd en ingedeeld in klassen volgens de Europese ENplus^®-richtlijn. Zowel hun fysieke (afmetingen, stofgehalte …) als chemische (chloor-, zwavel- en nikkelgehalte …) eigenschappen zijn hierin opgenomen in de vorm van drempelwaarden. Fabrikanten baseren de werking van hun pelletketels op deze parameters.

Miscanthus

Olifantengras oftewel miscanthus behoort als enige biomassa die we in het kader van dit artikel bespreken, tot de energiegewassen. Zijn energie-inhoud is vergelijkbaar met die van hout. Het gaat om een meerjarige plant met zeer hoge opbrengsten – per hectare kunnen telers tot 15 ton droge stof oogsten.

Lukt dit na een droge periode, dan bedraagt het vochtgehalte tussen de 10 en 15%, voldoende droog om onmiddellijk te worden gehakseld en eventueel geperst tot balen of pellets.

Niet elke biomassaketel is geschikt voor de verbranding van miscanthus. De chemische samenstelling van grasachtigen verschilt significant van deze van houtproducten. Dit vereist een aangepaste installatie en schouw.

Voordelen van het gebruik van biomassa

Het gebruik van biomassa als energiebron biedt belangrijke voordelen ten opzichte van fossiele brandstof, en niet alleen op het vlak van het milieu. Ook onze lokale economie vaart er wel bij. Voor de particulier die er zijn woning mee verwarmt, betekent biomassa een significante reductie van de stookkosten.

Op het vlak van milieu en economie

Onze houtbrandstof komt voornamelijk uit lokale bossen en wordt door plaatselijke zagerijen verwerkt. Dat maakt de transportketen heel kort en stimuleert de regionale economie. Ook maakt dit het land op het gebied van energievoorziening een pak minder afhankelijk van het buitenland. Bovendien drijft de houtenergiesector op reststromen – denk maar aan de manier waarop bijvoorbeeld pellets worden gemaakt.

Daarnaast worden de kweekbossen duurzaam beheerd. Dat wil zeggen dat er voor elke omgehakte boom minstens één nieuwe wordt geplant, zodat het vermogen van het bos om CO₂ op te slaan niet wordt aangetast, wel integendeel. Jonge bomen hebben CO₂ nodig om te groeien en slaan daarom meer van dit broeikasgas op dan oude.

Afhankelijk van onder meer het vochtgehalte en de calorische waarde van de biobrandstof zorgt de lambdasonde (of de vlamvoeler) voor een optimaal verbrandingsproces (maximaal rendement). In combinatie met – eventueel geïntegreerde – fijnstoffilters blijft de fijnstofuitstoot ruim onder de wettelijke maximumgrens. Fabrikanten gaan tegenwoordig zelfs nog een stapje verder en injecteren de rookgassen deels opnieuw in de verbrandingskamer zodat er bijna geen uitstoot meer is.

Op langere termijn zijn de prijzen van biomassa's stabieler dan die van olie en gas

Voor de portemonnee

De prijs per kWh en de verhouding ten opzichte van fossiele brandstoffen wijzigen dagelijks. Wel blijkt over langere periodes beschouwd dat de prijzen van biomassa veel stabieler zijn dan deze van olie en gas, die veel meer onderhevig zijn aan sterke schommelingen door een onstabiel geopolitiek landschap. Gemiddeld genomen is de prijs per kWh voor biomassa ook lager. Als je de gemiddelde stookkost per kWh over tien jaar bekijkt, komt biomassa veel gunstiger uit de vergelijking.

Uiteenlopende technische mogelijkheden

Centrale verwarming en sanitair warm water

Op basis van de biobrandstof waarop ze draaien, kom je tot houtvergassers (houtblokken), pelletketels (pellets), combiketels (houtblokken en pellets) en snipperketels (houtsnippers, pellets, briketten en miscanthus). Allemaal halen ze voldoende vermogen om particuliere huizen te verwarmen en tegelijkertijd sanitair warm water te leveren. Ook in industriële projecten en stadsrenovatiewoningen vinden biomassaketels hun toepassing.

Gelijkaardige werkingsprincipes

Het werkingsprincipe van de verschillende keteltypes vertoont heel wat gelijkenissen. Geen enkele gebruikt de vlam van de verbranding rechtstreeks. In contact met een koude ketel koelt een vlam af, wat een slechte verbranding veroorzaakt. Dus warmt men het ketelwater op met hete rookgassen. Het warme water kan dan naar om het even welk afgiftesysteem, ook vloerwarming.

Buffervat biedt extra voordelen

Bij voorkeur wordt er een gelaagd buffervat tussen geplaatst, ook in het geval van pellet- en snipperketels. Hoewel deze ketels, in tegenstelling tot houtvergassers, kunnen moduleren tussen 30 en 100% van het vermogen (en een buffervat daarom niet strikt noodzakelijk maar wel sterk aanbevolen is), zal het rendement altijd hoger zijn. Een buffervat zal ook het aantal starts en stops aanzienlijk verminderen, wat gunstig is voor het verbruik en onderhoud.

Koppeling met zonne-energie

De combinatie met zonne-energie (zonneboiler of fotovoltaïsche panelen) is geen enkel probleem. Ofwel koppelt men de biomassaketel met de slimme P1-poort, ofwel gebruikt men stroomklemmen. Deze meten de hoeveelheid elektriciteit die aan het net wordt teruggegeven.

Een intelligente sturing regelt vervolgens de elektrische weerstand zodat er via een traploze vermogensregeling en in functie van het overschot, energie kan worden afgetapt om warmte te produceren en eventueel op te slaan in het buffervat of de sanitaire boiler.

De technologie is zeker niet beperkt tot biomassaketels, maar het bewijst dat alle mogelijke energievormen kunnen worden geïntegreerd. Qua aansturing zijn de fabrikanten trouwens volledig bijgewerkt volgens de laatste technische standaarden. Bijvoorbeeld: bediening op afstand via een app is ook mogelijk.

Welke ketel voor welke doelgroep?

Er zijn ook verschillen tussen de biomassaketeltypes.

De biobrandstoftoevoer verschilt, en dat heeft gevolgen. Bij snipperketels, bijvoorbeeld, heb je een gemotoriseerd roerwerk, een brandsluis en een vijzel die de snippers naar binnen drijft. Dit gebeurt vraaggestuurd en automatisch. Wel neemt een dergelijke installatie wat ruimte in beslag. Daarom vind je snipperketels eerder bij grootgebruikers zoals tuinaannemers of bedrijven in de meubelindustrie, en minder bij particulieren.

Ook de pelletketels zijn volledig te automatiseren, via de combinatie van een pelletsilo en een vacuümzuigsysteem, maar dat hoeft niet. Ze zijn evengoed manueel bij te vullen.

Bij houtvergassers is enkel een manuele bijvulling mogelijk. Wel beschikken moderne houtketels over een automatische ontsteking, wat hun autonomie bijna verdubbelt. Ook bieden zij veel meer rendement en comfort dan een houtkachel.

De gebruiksvriendelijkheid en het relatief compacte karakter van pelletketels maken deze populair bij particulieren.

Houtvergassers spreken vooral mensen met een eigen bos of houtproductie aan, die hiermee over bijna gratis brandstof beschikken – iets wat niet oninteressant is, gezien de huidige energieprijzen.

Met de medewerking van Ardea (Hargassner), ÖkoFEN Belgium en TSD (Fröling)

Lees ook 'Pelletketels, de perfecte alternatieve verwarming?'