De energiefabriek
De wereld van afvalwaterzuivering is volop in beweging en zoekt naar mogelijkheden om niet alleen grondstoffen, maar zelfs ook energie uit huishoudelijk en industrieel afvalwater te halen.
De waterschappen in Nederland beschouwen afvalwater niet langer alleen als een afvalproduct dat gezuiverd moet worden, maar ook als een bron van duurzame energie, grondstoffen en (schoon) water. Dit past geheel bij de op handen zijnde transitie naar een circulaire economie. Alle Nederlandse waterschappen, in totaal eenentwintig, werken hieraan binnen de netwerkorganisatie ‘Energie- en Grondstoffenfabriek’. Voor de ontwikkeling van de benodigde technologieën werken de waterschappen samen met vele universiteiten en kennisinstellingen.
De energiefabriek van Waterschap De Dommel in Tilburg. Deze bevat een Cambi-installatie voor voorbehandeling (5-10 bar, 100-200°C) van zuiveringsslib zodat het beter vergist, een reactor voor ammoniumverwijdering (Anammox) en een reactor voor terugwinning van fosfaat (struviet).
Waterschap De Dommel, Boxtel
Hoe het begon
In 2008 daagde de overkoepelende Unie van Waterschappen de Nederlandse Waterschappen uit om ‘fris en wild’ mee te denken over vernieuwende initiatieven binnen het project WaterWegen. De Waterschappen hadden de ambitie om zich in tien jaar tijd te ontwikkelen tot een sterke netwerkorganisatie die in staat is om innovatief te anticiperen op de uitdagingen van morgen.
De grote vraag was hoe de sector dit moest doen. Als winnend idee kwam het concept ‘de Energiefabriek’ naar voren. Met de Energiefabriek zouden de waterschappen in hun eigen energiebehoefte kunnen voorzien en wellicht ook energie gaan leveren.
Met de Energiefabriek wordt een rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi) bedoeld die op basis van het binnenkomend rioolwater en eigen slibproductie evenveel energie opwekt als dat het zelf verbruikt om de installatie te laten draaien. Doordat de slibverwerking inmiddels gecentraliseerd is, gaat deze definitie niet meer op en komen vaak ook slibstromen van andere rwzi’s uit het gebied naar een centrale rwzi. Deze produceert dan meer energie dan nodig is op de desbetreffende rwzi om energieneutraal te zijn.
Groene stroom
Rioolwaterzuiveringen ontvangen grote hoeveelheden energie in de vorm van organische stof in het afvalwater. Het grootste gedeelte van deze organische stof wordt afgebroken tot CO2 door oxidatie met zuurstof. Het resterende deel gaat naar de aanwas van micro-organismen die het zuiveringsproces katalyseren.
Door deze organische stof nu meteen aan het begin van het zuiveringsproces af te scheiden, kunnen micro-organismen dit direct omzetten in biogas. Het biogas kan vervolgens gebruikt worden voor de eigen elektriciteit- en warmtebehoefte op de rwzi, of het kan aan het elektriciteitsnet worden geleverd om auto’s op te laden of huishoudens van stroom te voorzien: groene stroom van het eigen waterschap.
Technisch is een energieneutrale rwzi realiseerbaar. De grootste uitdaging was echter om de Energiefabriek ook financieel aantrekkelijk te maken. Hiervoor is samenwerking met andere partijen in de omgeving gezocht. Dit waren vaak andere overheden, maar ook GFT-verwerkers en stortplaatsen die biogas opwekten, om samen het biogas op te waarderen tot aardgaskwaliteit.
In de Energiefabriek zitten vele bestaande en ook innovatieve technieken verborgen. Zo wordt om het slib goed te ontsluiten, ofwel de bacteriecellen open te breken, thermische drukhydrolyse toegepast. Hierdoor is er meer biomassa beschikbaar voor de gisting. Andere inzetbare technieken zijn preprecipitatie, hoogrendements-gisting en -opwekking van biogas met bijvoorbeeld brandstofcellen, indampen van slibstromen met restwarmte en superkritische slibvergassing.
Afhankelijk van de gekozen aaneenschakeling van deze verwerkingsprocessen zijn verschillende uitvoeringen van de Energiefabriek mogelijk. De combinatie van de gekozen technische mogelijkheden en de lokale situatie en bepalen uiteindelijk of het financieel haalbaar is. De waterschappen hebben ieder binnen hun eigen beheersgebied een rwzi-variant geselecteerd en doorgerekend. Hieruit bleek dat zowel technisch als financieel energieneutrale en ook energieleverende rwzi’s haalbaar zijn.
Naar energie- en grondstoffenfabriek
De tijd dat waterschappen alleen afvalwater zuiverden met oog op volksgezondheid is definitief voorbij. De focus ligt nu ook op het beschermen van het milieu, terugwinnen van energie en inmiddels het terugwinnen van grondstoffen. Hiermee zijn de waterschappen een belangrijke speler geworden in de transitie binnen de afvalwaterwereld. Zij kunnen een spil en aanjager zijn om veranderingen in gang te zetten.
De Nederlandse waterschappen hebben met het Energie- en grondstoffenconcept een koploperspositie, en dragen deze oplossing en technologieën internationaal uit. Het is niet de vraag of we circulair moeten gaan denken. Maar hoe we volledig circulair kunnen worden.
Hoe werkt de energiefabriek Tilburg? Dat zie je in dit filmpje.
Lees het volgende artikel van het thema ‘Afvalwater’
Biopolymeren uit zuiveringsslib
Afgesproken
Om projecten als de Energiefabriek uit te kunnen voeren is bestuurlijk commitment nodig. Dit is gecreëerd door diverse bestuurlijke akkoorden en – afspraken:
- Klimaatakkoord (april 2010)
- Lokale klimaat agenda (oktober 2011)
- Green Deal fosfaat (oktober 2011)
- Fosfaat ketenakkoord (oktober 2011)
- Energie akkoord MJA3 (juli 2008)
- Routekaart afvalwaterketen 2030 (2012)
- Samenwerking in de waterketen (Bestuursakkoord Water)
- Green deal – grondstoffen (november 2014)
