Het gebruik van hout als grondstof is veel zinniger dan het gebruik van hout als brandstof.

BRON

Houtpellets zijn in trek. Het verbruik in Europa steeg van 3,8 miljoen ton in 2005 naar 9,8 miljoen ton in 2010. België en Nederland namen daarvan samen 2,7 miljoen ton voor hun rekening. Niet dat Belgen en Nederlanders zoveel pelletkachels en -boilers kopen. De meeste houtpellets komen in elektriciteitscentrales terecht, met als doel de uitstoot van CO2 te beperken. Maar terwijl een pelletkachel voordelig is vanuit dat oogpunt, is dat voor een elektriciteitscentrale op houtpellets minder evident. De kans dat zo’n centrale meer CO2 uitstoot dan een steenkoolcentrale, is reëel.

img041

Pelletkachels zijn verwarmingstoestellen die samengeperste korrels uit zaagsel als brandstof gebruiken. Houtpellets bieden het voordeel dat de brandstof properder en makkelijker te hanteren is dan hakhout, voor gebruikers maar ook tijdens het transport. De pelletkachel (of pelletketel, je kan de toestellen ook inzetten als centrale verwarming) is met zijn rendement van om en bij de 90 procent ook een stuk efficiënter dan een houtkachel. Er is dus minder hout nodig voor evenveel warmte.

Met hun optimale verbrandingstemperatuur zijn de computergestuurde verwarmingstoestellen daarbij minder vervuilend dan houtkachels. In vergelijking met een tegelkachel is een pelletkachel dan weer erg compact, al is er wel wat stockageruimte voor de brandstof nodig. Een pelletboiler is een stuk groter maar verwarmt het hele huis.

kachel pelletGroot nadeel van de gesofistikeerde pelletkachel is de prijs: hij kost al gauw het dubbele van klassieke verwarmingstoestellen. Ander nadeel is dat hij in tegenstelling tot een houtkachel of tegelkachel elektriciteit nodig heeft om te kunnen werken. Als de elektriciteit uitvalt, is er ook geen verwarming meer. Een tweede nadeel is dat er een bijkomende bewerking nodig is om de uniforme houtpellets te produceren. De pelletkachel steunt dus op een industriële infrastructuur (elektriciteit + pellets) terwijl de houtkachel of tegelkachel in principe onafhankelijk kan functioneren.

Energiebalans van de pelletkachel

Het elektronisch aansturen van de kachel en het productieproces van de pellets introduceren ook extra energieverbruik. Dat energieverbruik en de CO2-uitstoot ervan moet in rekening worden gebracht als we de ecologische score van de pelletkachel willen kennen.

Een pelletkachel met een thermisch vermogen van om en bij de 10 kW (waarmee een ruimte van ongeveer 95 tot 120 m2 kan worden verwarmd) verbruikt ongeveer 40 Wh elektriciteit per uur, terwijl er bij het opstarten kortstondig (5 tot 10 minuten) een vermogen nodig is van 300 tot 350 watt. Uitgaande van 3.000 branduren per jaar komt dat neer op een jaarlijks elektriciteitsverbruik van 120 kWh (exclusief het hogere verbruik tijdens de opstart). De meeste elektriciteitscentrales hebben een rendement van minder dan 35 procent, zodat er ongeveer drie keer zoveel primaire energie nodig is om die elektriciteit te leveren. Het primaire energieverbruik van de pelletkachel is dan 360 kWh per jaar, oftewel 1.296 megajoule.

foto Automatische aanvoer van pellets voor een pelletboiler, aangesloten op een centraal verwarmingssysteem.

De operationele energiekost van de pelletkachel bedraagt minder dan 7 procent van de energieopbrengst, als de pellets uit houtafval worden gemaakt

Elektriciteitsverbruik van kachel en pelletproductie zijn dus samen goed voor 3.726 megajoule energie per jaar. Daartegenover levert de verbranding van 3.000 kg pellets 3.000 x 5 kWh thermische energie, wat neerkomt op 15.000 kWh of 54.000 megajoule. De operationele energiekost van de pelletkachel bedraagt dus minder dan 7 procent van de energie die hij oplevert. De pelletkachel bespaart energie en CO2, althans in dit scenario waar pellets worden gemaakt van het houtafval van zagerijen.
Industriële pellets

De ellende is dat meer dan negentig procent van de houtpellets niet in een pelletkachel terecht komen, maar in een elektriciteitscentrale. Tenminste, in dit deel van de wereld. Het gebruik van houtpellets voor elektriciteitsproductie in (omgebouwde) steenkoolcentrales is vooralsnog een exclusief West-Europees fenomeen. Het Verenigd Koninkrijk, Nederland en België zijn de drie belangrijkste consumenten van “industriële pellets”: in 2010 waren ze verantwoordelijk voor bijna de helft van de wereldconsumptie (6.4 van 14 miljoen ton). Het verbruik in Europa steeg van 3,8 miljoen ton in 2005 naar 9,8 miljoen ton in 2010, een groei die bijna volledig te wijten is aan de activiteiten in drie landen.

6a00e0099229e88833017d40711b8e970c-500wi

 

 

 

 

 

 

 

 

In landen zoals Duitsland, Zweden en Oostenrijk is de residentiële pelletkachel weliswaar in populariteit gestegen, maar zelfs de 145.000 pelletkachels en -boilers in Duitsland verbruiken nog altijd maar 435.000 ton pellets per jaar. Electrabel begon in 2005 met het gebruik van pellets voor elektriciteitsproductie in België, aanvankelijk 700.000 ton per jaar. In 2010 was dat opgelopen tot 1,2 miljoen ton pellets per jaar. Daar zouden 400.000 gezinnen een pelletkachel of -boiler mee kunnen doen werken (gerekend aan een verbruik van 3 ton pellets per jaar), terwijl er in 2010 slechts 24.000 pelletkachels en pelletketels in werking waren.

Nederland begon al in 2002 met het gebruik van pellets voor elektriciteitsproductie. Het verbruik steeg van 200.000 ton pellets in 2002 tot 1,5 miljoen ton pellets in 2010. Daar zouden 1 miljoen Nederlandse gezinnen een pelletkachel mee kunnen stoken — terwijl er nauwelijks pelletkachels in Nederland zijn (want er is gas). Alleen in het Verenigd Koninkrijk worden nog meer pellets verstookt voor elektriciteitsproductie: 3,7 miljoen ton in 2010.

Internationale handel

Geen van deze landen beschikt over voldoende houtafval uit zagerijen om die houtpellets te maken. België produceerde in 2010 slechts 325.000 ton pellets, Nederland slechts 120.000 ton. Maar ook in Europa is er geen overschot: tegenover een consumptie van 9,8 miljoen ton stond een productie van slechts 7,7 miljoen ton, of een tekort van 2,1 miljoen pellets.

De industriële pellets die nu in de Belgische en Nederlandse energiecentrales worden verbrand, zijn bijna allemaal afkomstig uit de VS en Canada.

Dat tekort werd hoofdzakelijk aangevuld met pellets uit Noord-Amerika en Canada: daar was een overschot van 1,5 miljoen ton. De ontbrekende pellets werden bij elkaar gesprokkeld in Oost-Europa (2,2 miljoen ton) Rusland (0,8 miljoen ton) en Australië (0,2 miljoen ton). De industriële pellets die nu in de Belgische en Nederlandse energiecentrales worden verbrand, zijn bijna allemaal afkomstig uit de VS en (vooral) Canada.

6a00e0099229e88833017d40711b8e970c-500wi

Tegen 2020 zal deze situatie nog meer zijn scheefgegroeid, want zowel in het Verenigd Koninkrijk, Nederland als België staan meer projecten op stapel. Als die plannen worden uitgevoerd, dan verbruikt Europa 23,8 miljoen ton houtpellets in 2020. Omdat de productie minder snel aangroeit, tot 13 miljoen ton, stijgt het tekort in Europa daarmee van 3,1 miljoen naar 10,8 miljoen ton pellets. Producerende landen spelen op die verwachte vraag in. De productie in de VS en Canada zal in 2020 opgetrokken zijn tot 11 miljoen ton (het overschot stijgt van 1,5 naar 5,4 miljoen ton), terwijl Latijns-Amerika vanuit het niets de derde producent wordt met 4,4 miljoen ton pellets in 2020. Ook Oost-Europa, Rusland en Oceanië voeren de productie op (samen goed voor een overschot van 5,7 miljoen ton).

Waarom pelletgestookte energiecentrales geen CO2 besparen

Terwijl een pelletkachel een zinnig alternatief kan zijn voor fossiele brandstoffen, omdat er in vergelijking met stookolie of aardgas fossiele energie wordt bespaard en minder CO2 wordt geproduceerd, zijn de pelletgestookte elektriciteitscentrales dat niet. Daar zijn drie redenen voor.

Ten eerste worden houtpellets over steeds grotere afstanden vervoerd, wat een extra energiekost introduceert. Ten tweede worden houtpellets ingezet voor elektriciteitsproductie in plaats van voor warmte, wat maar half zo efficiënt is. Ten derde worden houtpellets steeds vaker uit verse, groene bossen gemaakt, en niet uit houtafval. De explosieve groei van de vraag naar industriële pellets overstijgt het beperkte aanbod van zaagsel in zagerijen. Pellets moeten uit hoogwaardig hout worden gemaakt, en vers hout is het enige alternatief voor vers houtafval.

6a00e0099229e88833017ee806fd1b970d-500wi

 

 

 

 

 

Een pelletcentrale in België. Foto: ENplus.

Een studie uit 2009 (zie bronnen onderaan het artikel) beschrijft een levenscyclusanalyse van pellets die van Canada naar Europa worden verscheept, en gemaakt worden uit levende bomen in plaats van uit houtafval. Het is een zeer relevant onderzoek, aangezien het bijna letterlijk van toepassing is op de pelletcentrales in België en Nederland. De onderzoekers komen tot de conclusie dat het transport per schip een extra energieverbruik introduceert van 2,6 gigajoule per ton pellets.

Daarbij komt het extra energieverbruik dat wordt geïntroduceerd door de productie van pellets uit vers hout: bossen moeten worden aangeplant en omgehakt, gekapt hout moet worden gedroogd en vervolgens tot zaagsel worden vermalen, en van dat zaagsel moeten tenslotte pellets worden gedraaid. Dat introduceert een extra energieverbruik van 4,64 gigajoule per ton pellets.

Een elektriciteitscentrale die op pellets draait, is bijna drie keer minder efficiënt dan een pelletkachel

Zouden we die 2,6 + 4,64 = 7,24 gigajoule per ton optellen bij de eerder berekende energiekost van het elektriciteitsverbruik van onze pelletkachel (0,3 tot 0,43 gigajoule per ton), dan komen we aan een totale energiekost van 7,67 gigajoule per ton. Voor een jaarlijks verbruik van 3.000 ton pellets wordt dat dan 23,01 gigajoule. De operationele energiekost van onze pelletkachel, die daarnet nog minder dan 10 procent van de opbrengst bedroeg, is nu opgelopen tot ruim 40 procent van de energieopbrengst. Niet meer zo overtuigend, maar nog altijd voordeliger dan fossiele brandstoffen.

Voor een elektriciteitscentrale ziet de energiebalans er evenwel veel slechter uit. In Noord-Europa worden industriële pellets voornamelijk ingezet voor districtsverwarming, of in gecombineerde energiecentrales die zowel warmte als elektriciteit leveren. Deze centrales hebben een efficiëntie tot ongeveer 90 procent, wat betekent dat slechts tien procent van de energie in het proces verloren gaat.

België, Nederland en het Verenigd Koninkrijk kiezen daarentegen voor een exclusieve elektriciteitsproductie. Deze centrales hebben een efficiëntie van maximum 35 procent, zodat minstens 65 procent van de energie verloren gaat (als warmte via de koeltorens). Dat maakt een elektriciteitscentrale op pellets 2,6 keer minder efficiënt dan een (residentiële of industriële) pelletkachel. De beloofde CO2-besparing dreigt daarmee bijna volledig in rook op te gaan.

Is biomassa klimaatneutraal? De koolstofschuld

Vanaf het moment dat houtpellets worden gemaakt uit levend hout in plaats van uit houtafval, gaat de efficiëntie van de energiecentrale de dieperik in. Steeds meer wetenschappers keren zich tegen het gangbare idee (en politiek beleid) dat het verbranden van biomassa als klimaatneutraal beschouwt. Als je een bos omhakt en de bomen vervolgens in een elektriciteitscentrale stopt, dan breng je in één klap een hoeveelheid CO2 in de atmosfeer die dat bos decennialang heeft opgebouwd. Je bespaart geen CO2, je produceert het. Het zal decennia duren alvorens een even grote hoeveelheid CO2 wordt opgenomen door het nieuwe bos dat daar zal groeien — als dat bos daar opnieuw kan groeien.

bosBos in Canada. Foto: Greenpeace.

De tijdspanne tussen de uitstoot van de CO2 door verbranding van de biomassa, en de toekomstige heropname ervan door de aangroei van nieuwe biomassa, wordt de “koolstofschuld” genoemd. Volgens een studie uit 2011 bedraagt die koolstofschuld in het geval van houtpellets uit Canadese bossen maar liefst 38 jaar.

38 jaar wachten

Dat betekent dat de Belgische en Nederlandse met pellets gestookte elektriciteitscentrales de eerste 38 jaar van hun bestaan geen CO2-besparing zullen opleveren. Integendeel, ze zullen tijdens die periode de CO2-uitstoot opdrijven omdat de verbranding van biomassa meer CO2 produceert dan de verbranding van steenkool. Pas na 38 jaar is zo’n centrale CO2-neutraal, en pas daarna levert ze een CO2-besparing op in vergelijking met elektriciteit op steenkool. Tenminste: als de omgehakte bossen allemaal 38 jaar de tijd krijgen om opnieuw aan te groeien. Gebeurt dat niet, dan blijft de klimaatbalans negatief.

De Belgische en Nederlandse met pellets gestookte elektriciteitscentrales zullen de eerste 38 jaar van hun bestaan geen CO2-besparing opleveren, wel integendeel.

Soortgelijke cijfers komen naar voren uit onderzoeken in andere regio’s: een onderzoek over pellets in het Zuid-Oosten van de VS (2012) komt tot een koolstofschuld van 35 tot 50 jaar. Een studie in de Amerikaanse staat Massachusetts (2010) rapporteert een koolstofschuld van 21 tot 42 jaar.

Als een met pellets gestookte elektriciteitscentrale een aardgascentrale vervangt (in plaats van een steenkoolcentrale), dan loopt de koolstofschuld zelfs op tot meer dan 90 jaar. Al deze onderzoeken stellen ook duidelijk dat vrijwel al het houtafval in de streek al wordt gebruikt en dat een uitbreiding van de productie van pellets alleen maar van de bosbouw kan komen.

Oogsten zonder te zaaien

Vergeleken met zonnepanelen of windturbines, waar de geïnvesteerde energie minstens 5 keer sneller wordt teruggewonnen, is een energetische terugverdientijd van 38 jaar voor pelletcentrales moeilijk verdedigbaar. De klimaatwetenschap roept op om sneller te handelen. Bovendien is de stimulans om de geïnvesteerde energie te recupereren in het geval van zonnepanelen of windturbines veel groter dan in het geval van biomassa.

Een zonnepaneel of windturbine vraagt een input van energie voorafgaande aan het gebruik van de energiecentrale. Je kan, bij wijze van spreken, niet oogsten zonder te zaaien. De eigenaar van de centrale heeft er dus alle belang bij dat de geïnvesteerde energie wordt gerecupereerd. In het geval van biomassa moet de investering pas achteraf worden terugbetaald. Je kan (één keer) oogsten zonder te zaaien.

6a00e0099229e88833017d40928a41970c-500wi

Warmte in plaats van elektriciteit

Dat betekent niet dat het verbranden van pellets (of andere biomassa) gemaakt uit levende bossen per definitie een slecht idee is. Uit de onderzoeken hierboven blijkt dat als pellets worden ingezet voor de productie van thermische energie, in plaats van stookolie, de koolstofschuld al na vijf jaar wordt afgelost. Houtpellets importeren uit Canadese bossen om ze hier te verbranden, kan dus nuttig zijn. Maar dan moeten de centrales niet (alleen) elektriciteit maar ook warmte leveren, zoals dat in Scandinavië gebeurt.

——————————————————————————————————–

Het gebruik van hout als grondstof is veel zinniger dan het gebruik van hout als brandstof

——————————————————————————————————–

Nog beter is het om helemaal geen bossen te verbranden. Een bos dat gewoon blijft staan, bespaart veel meer CO2 dan een bos dat wordt omgehakt en als brandstof wordt opgestookt. De CO2 die door het bos uit de atmosfeer werd gehaald, blijft immers opgeslagen in de stammen, wortels, takken en bladeren van die bomen. Zolang de boom niet sterft en ontbindt, wordt de koolstof uit de atmosfeer gehouden. Die ontbinding kan tegengegaan worden door een duurzame houtkap: bomen worden op tijd geoogst, niet als brandstof, maar als grondstof.

Hout als grondstof

Door bomen om te zetten in houten objecten, zoals gebruiksvoorwerpen, meubels, huizen of bruggen, en door die zaken goed te onderhouden, kan de CO2 nog veel langer uit de atmosfeer worden gehouden. Bovendien slaan we op die manier een dubbele slag: hout inzetten als structureel materiaal bespaart tegelijk de CO2 die zou vrijkomen bij de productie van de alternatieven, zijnde staal, plastic of beton. Geen enkele vorm van bio-energie kan aan deze efficiëntie tippen. En houtafval kan in zo’n scenario nog altijd verbrand worden.

Aan de andere kant van het spectrum staan biobrandstoffen, die nog minder efficiënt zijn dan elektriciteit uit houtpellets: het duurt volgens een van de onderzoeken meer dan 100 jaar eer de CO2-uitstoot van biobrandstoffen weer is opgenomen.

Kris De Decker