Het vergistingsproces
Vergisten heeft tot doel organische stof met micro-organismen om te zetten in vergistingsgas. In het algemeen zijn alle soorten mest en organische reststoffen geschikt voor vergisting. Vergisten gebeurt zonder zuurstof (anaeroob).
Het vergistingsproces bestaat uit vier stappen:
- Hydrolyse van complexe organische verbindingen (polymeren) tot eenvoudige organische verbindingen
- Vorming van vluchtige vetzuren, waterstofgas en koolstofdioxide
- Vorming van azijnzuur uit vluchtige vetzuren en
- Productie van vergistingsgas uit waterstofgas en koolstofdioxide en uit azijnzuur
De hydrolysestap is bepalend voor de snelheid van het vergisten.
De snelheid van het vergisten is van diverse factoren afhankelijk, zoals de temperatuur, de zuurgraad (pH), de koolstof/stikstofverhouding en het droge stofgehalte. Het vergistingsproces kan bij verschillende temperaturen plaatsvinden. Er is psychrofiele (0-20°C), mesofiele (20-45°C) en thermofiele (45-75°C) vergisting. Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller het vergistingsproces verloopt en hoe meer vergistingsgas er in kortere tijd ontstaat. Psychrofiele vergisting gebeurt spontaan bij gewone mestopslag. Bij mesofiele en thermofiele vergisten moet warmte worden toegevoerd. In Nederland gaat het meestal om mesofiele mestvergisting.
Vergistingsgas
Vergistingsgas bestaat uit een mengsel van hoofdzakelijk methaan (50-65%) en koolstofdioxide (35-50%). Het vergistingsgas is verzadigd met waterdamp en bevat daarnaast sporen van:
- waterstof,
- waterstofsulfide en
- ammoniak
Als restproduct van het vergistingsproces blijft digestaat over (het natte eindproduct). Dit bestaat uit moeilijk afbreekbare organische stoffen, zoals vezelachtige plantendelen.
Toepassingen vergistingsgas
Vergistingsgas is een laagcalorisch gas. Dat in bijna alle stookinstallaties, die geschikt zijn voor aardgas, kan worden verbrand. De installatie moet wel aangepast worden op het gebruik van dit laagcalorische gas. Het gas kan ook worden gebruikt als brandstof in een warmtekrachtinstallatie (WKK-verbrandingsinstallatie), waarbij elektriciteit en warm water worden geproduceerd.
Daarnaast kan vergistingsgas worden opgewaardeerd tot het dezelfde kwaliteit heeft als aardgas en vervolgens als groen gas geleverd worden aan het aardgasnetwerk. Dit is alleen interessant als er in de buurt een gasleiding van voldoende doorzet aanwezig is, zodat al het vergistingsgas op die manier kan worden ingezet. Een alternatief voor het leveren van groen gas op het aardgasnetwerk is het inzetten van vloeibaar groen gas als transportbrandstof (Liquefied BioGas (LBG)).
Vergistingsinstallatie
Mestvergistingsinstallaties kunnen in vele vormen worden uitgevoerd, van eenvoudig tot complex. De keuze is tussen de verschillende mogelijkheden is afhankelijk van diverse factoren, zoals robuustheid, kosten, opbrengsten, de gewenste kwaliteit van het vergistingsgas, de hoeveelheid vergistingsgas of de mate van afbraak van organische stof. Bij mestvergisting op boerderijschaal wordt meestal een eenvoudig volledig geroerde vergister toegepast.