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Aspiravi-project:
Interbrew haalt bioelektriciteit uit afvalwater
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Els Jonckheere, Control & Automation Magazine
Als grootste bierproducent ter wereld heeft Inbev een voorbeeldfunctie op vlak
van duurzaam ondernemen te vervullen. De Benefralux sites spelen bij deze
doelstellingen een pioniersrol. Na de kleinere projecten in Hoegaarden, Belle
Vue en het Nederlandse Dommelen, werd in 2004 ook het afvalwater van Stella
Artois’ site in Leuven onder handen genomen…
Inbev beschikt in België over vier productiesites waar het ongeveer 3.500 mensen
tewerk stelt. De grootste is deze van Leuven waar de brouwerij een capaciteit
van zo’n 4,5 miljoen hectoliter heeft. Jan Deman, Hoofd Technische Diensten Site
Leuven: “Met dit proces gaat zeer veel afvalwater gepaard: de productie van één
liter bier resulteert in ongeveer vijf liter afvalwater. Dit is niet giftig,
maar bevat wel veel organische bestanddelen. Deze hoge COD – chemical oxigen
demand – is snel afbreekbaar, maar zou bij directe lozing in het
oppervlaktewater ervoor zorgen dat het zuurstofgehalte in het water te laag
wordt, met alle schadelijke gevolgen voor de waterfauna vandien. Vandaar dat we
ons afvalwater eerst zuiveren vooraleer we het naar de Dijle afvoeren. Sinds
1980 gebeurt dat op een aërobe manier: biologisch slib met levende organismen
wordt aan het water toegevoegd. Door een actieve beluchting via surpressoren
voeden de organismen zich met de organische bestanddelen van het afvalwater. Zo
ontstaat er zuiver water dat aan de kwaliteitsnormen voor lozing in het
oppervlaktewater voldoet. De capaciteit van onze waterzuivering op de site in
Leuven bedraagt zo’n 15.000 m³ en dertig ton COD per dag, wat overeenkomt met
een afvalwatercapaciteit voor een stad van 350.000 inwoners!”
Talrijke nadelen…
Hoewel de aërobe installatie al jaren een efficiënt resultaat levert, zijn
er aan de technologie wel enkele nadelen verbonden. Doordat de micro-organismen
ademen, is een grote hoeveelheid lucht nodig om tot een optimale zuivering te
komen. En dat kost heel wat energie! Jan Deman: “Daarnaast is een typisch
minpunt van aërobe zuivering de snelle aangroei van het biologische slib,
waardoor je continu met overschotten zit. Deze worden als bodemverbeteraar in de
landbouw gebruikt. Maar door de huidige mestoverschotten betekent dit
overtollige slib wel een kostenpost.”
Uitbreiding met anaërobe voorzuivering
Om de kosten in te perken én het milieu zo min mogelijk te belasten, werd
vorig jaar besloten om de waterzuiveringsinstallatie van Stella Artois met een
anaëroob systeem uit te breiden. Jan Deman: “Dit laat toe om het afvalwater voor
te zuiveren volgens een proces waarbij geen zuurstof komt te kijken. In plaats
van de organische bestanddelen van het afvalwater in slib en CO2 om te zetten,
vormen de anaërobe bacteriën biogas dat uit methaangas en CO2 bestaat. Dit
methaangas kan dan tot groene energie worden omgevormd, waardoor we heel wat op
onze elektriciteitsfactuur kunnen besparen. Een ander voordeel van de anaërobe
voorzuivering is dat het energieverbruik in het aërobe stadium aanzienlijk daalt
doordat er minder beluchting nodig is: in totaal is ons verbruik met vier
miljoen kwh per jaar gedaald! Tevens ontstaat er een reductie van de aërobe
slibproductie: op één jaar tijd zijn we van 18.000 tot 10.000 ton gegaan!
Tenslotte groeit het anaërobe slib maar zeer traag aan: sinds onze opstart
hebben we nog geen overschotten moeten verwijderen, waardoor we kosten voor
afvoer en afvalverwerking hebben kunnen vermijden.”
Keuze valt op elektriciteit
Van meet af aan was het ook de bedoeling om het biogas te valoriseren. Na de
opstart van de anaërobe waterzuivering in januari 2004 nam de projectgroep
enkele maanden de tijd om de biogasproductie te onderzoeken. Jan Deman: “Dit was
belangrijk om na te gaan wat we ermee zouden doen. Want in principe zijn er twee
mogelijkheden: de aanmaak van elektriciteit via een motor of de productie van
stoom in een stookinstallatie. Dit laatste bleek voor ons geen goed alternatief,
gezien de waterzuivering zeer ver van onze stoomproductie is verwijderd. Vandaar
dat we onze analyse al vrij snel op de elektriciteitstoepassing afstemden.”
Specialist ingeschakeld…
Omdat er voor de productie van elektriciteit een speciale motor (die met
biogas kan worden aangedreven) is vereist en dit niet tot het kennisdomein
binnen Inbev behoorde, besloot de bierproducent om het hele project in handen
van een gespecialiseerde firma te geven. Van de vier partijen die werden
gecontacteerd, koos Inbev uiteindelijk voor Aspiravi. Dit bedrijf ontstond in
2002 uit een gezamenlijk initiatief van de gemeenten van de Vlaamse zuivere
intercommunales Interelectra, IVEG, PBE en WVEM. Ir. Fred Popelier,
Projectwerver Aspiravi: “Hoewel we als firma nog relatief jong zijn, hebben we
wel al een jarenlange en zeer uitgebreide kennis van het energiegebeuren.
Vandaag specialiseren we ons in de investering, realisatie en exploitatie van
hernieuwbare en milieuvriendelijke installaties. Tegen het eind van dit jaar
zullen we in totaal een vijftigtal windturbines, twee kleinschalige
waterkrachtcentrales met twintig warmtekrachtmotoren én vier biogas motoren
exploiteren.” Jan Deman: “Dat Aspiravi een grote ervaring kon voorleggen én al
drie biogasinstallaties in werking had, waren voor ons doorslaggevende
argumenten om met dit bedrijf in zee te gaan. Bovendien kwamen we tot een
samenwerkingsvorm die voor beide partijen interessant was.” Ir. Fred Popelier:
“De installatie werd volledig door ons ontworpen en gebouwd. Ze blijft onze
eigendom en het is ook Aspiravi die ze exploiteert. Inbev levert het biogas, wij
zorgen voor de transformatie naar elektriciteit en warmte die we dan aan de
bierproducent verkopen. Omdat Inbev zelf de grondstof levert, ligt het
prijskaartje van deze groene energie lager dan bij de traditionele
energieleveranciers. Bovendien hebben we een overeenkomst waarbij de inkomsten
van het project tussen beide partijen worden verdeeld.”
Hoe werkt het systeem?
In april 2004 kwamen Inbev en Aspiravi tot een principiële overeenkomst,
waarna de installatie werd ontworpen. In september kreeg de brouwer de nodige
bouw- en milieuvergunningen, eind januari 2005 was het systeem al operationeel.
Maar hoe werkt de oplossing nu? Ir. Fred Popelier: “In eerste instantie wordt
het biogas in een waskolom behandeld, zodat het aan de kwaliteitsspecificaties
van de motor voldoet. Het biogas vertrekt dan naar een buffer van circa 600 m³:
een soort ballon waarin het tijdelijk wordt opgeslagen. Dit is nodig om de
schommelingen in de biogasproductie op te vangen en een stabiele werking van de
motor te garanderen. Uiteindelijk wordt het gezuiverde biogas via een
hoogrendementsmotor in elektriciteit en warmte omgezet. We kozen voor een motor
van één megawatt, waarmee we een elektriciteitsproductie van ongeveer vijf
miljoen kilowatt uren op jaarbasis willen produceren. Dat is ongeveer het
equivalent van het energieverbruik van 1.500 gezinnen en zal volledig in de
productieafdelingen van de brouwerijsite in Leuven worden benut. De warmte wordt
dan weer gebruikt om het rendement van de anaërobe zuivering te optimaliseren.”
Een succesverhaal…
Ruim een half jaar na de opstart blijken zowel Inbev als Aspiravi zeer
tevreden over het resultaat te zijn. Jan Deman: “De prognoses inzake
elektriciteitsopbrengst worden waargemaakt. Met de huidige toestand van de
energiemarkt zullen we ons financieel objectief halen. Want nu al wordt acht
procent van onze elektriciteit via biogas gegenereerd! Bovendien heeft het hele
project tot een totale elektriciteitsreductie van 21 procent geleid!” Ir. Fred
Popelier: “Wij zijn dan weer zeer tevreden over de performantie van het systeem.
Op basis van de analyses die we de laatste maanden hebben uitgevoerd, komen we
tot de conclusie dat de installatie een beschikbaarheid van 95 à 98 % biedt. Dat
is voor een niet gestandaardiseerd systeem ontzettend hoog, vooral als je
bedenkt dat het onderhoud ook in de stilstandtijd is verrekend! We kunnen dus
van een waar succes spreken…” <<
KADER:
Interbrew: wereldleider in bier
Stella Artois is één van drie hoofdmerken die Inbev wereldwijd commercialiseert.
Het is tevens het oudste bier van de groep, want uit geschriften blijkt dat het
al in 1366 in Leuven werd gebrouwen. De origine van de naam dateert echter van
1717, want in dat jaar werd de brouwerij door Sebastien Artois overgenomen.
Hiermee werden trouwens de fundamenten voor ’s werelds grootste bierproducent
Inbev gelegd. Want de brouwerij in Leuven groeide doorheen de eeuwen uit tot één
van de meest gereputeerde bierproducenten in Europa. Dé grote internationale
doorbraak kwam er echter pas in 1987, toen Artois en Piedboeuf fusioneerden. Dit
resulteerde in de oprichting van Interbrew, waarna de bal echt aan het rollen
ging. Dankzij talrijke acquisities over de hele wereld klom de groep (die nog
steeds in familiale handen was!) snel omhoog op de ladder van de grootste
brouwerijen. In 2000 was het hek helemaal van de dam toen het bedrijf naar de
beurs stapte. En dankzij de combinatie met het Braziliaanse Ambev in 2004 werd
de eerste doelstelling verwezenlijkt: wereldleider op de markt van de
bierproducenten worden. Vandaag is de groep in meer dan dertig landen actief en
stelt het zo’n 77.000 personen te werk. Vorig jaar werd er 205 miljoen
hectoliter bier gebrouwen en bedroeg de netto omzet iets meer dan 8,5 miljard
euro. <<
Projet Aspiravi:
Interbrew récupère de la bioélectricité des eaux usées
Els Jonckheere, Control & Automation Magazine
En tant que plus grand producteur de bière au monde, Inbev doit remplir une
fonction ‘d’exemple’ dans le domaine de l’exploitation durable. Les sites
Benefralux jouent un rôle de pionnier afin d’atteindre ces objectifs. Après les
projets plus petits à Hoegaarden BelleVue et Dommelen aux Pays-Bas, le site de
Stella Artois à Louvain a été pris en mains en 2004….
En Belgique, Inbev ne dispose que de quatre sites de production, occupant près
de 3.500 personnes. Le plus grand est celui de Louvain, où la brasserie a une
capacité de quelque 4,5 millions d’hectolitres. Jan Deman, Responsable du
Service Technique du Site de Louvain: «Ce processus génère énormément d’eau
usée: la production d’un litre de bière donne environ cinq litres d’eau
souillée. Elle n’est pas toxique, mais contient de très nombreuses particules
organiques. Ce taux élevé de COD – chemical oxigen demand – est rapidement
décomposé, mais en cas de déversement direct dans les eaux de surface, ils
diminueraient considérablement le taux d’oxygène dans l’eau, avec des
conséquences néfastes pour la faune aquatique. C’est la raison pour laquelle
nous commençons par purifier l’eau usée, avant de l’évacuer vers la Dyle. Depuis
1980, cela se fait selon une méthode aérobie: la boue biologique, avec des
organismes vivants est ajoutée à l’eau. Grâce à l’aération active, au moyen de
surpresseurs, les organismes se nourrissent de particules organiques dans l’eau
usée. L’eau est ainsi purifiée, répondant aux normes de qualité pour être
déversée dans les eaux de surface. La capacité de notre station d’épuration sur
le site de Louvain est de quelque 15.000m³ et de trente tonnes de COD par jour,
ce qui correspond à une capacité d’eau usée d’une ville de 350.000 habitants!»
Nombreux inconvénients …
Bien que l’installation aérobie donne des résultats satisfaisants et
efficaces depuis plusieurs années, la technologie présente néanmoins quelques
inconvénients. Comme les micro-organismes respirent, il faut d’importantes
quantités d’air pour arriver à une épuration optimale. Cela coûte beaucoup
d’énergie! Jan Deman: «En outre, l’épuration aérobie présente un inconvénient
typique: l’amoncellement rapide de boue biologique, ce qui fait que vous avez
continuellement des résidus. Ceux-ci sont utilisés comme améliorateur de sol en
agriculture. Mais vu les excédents de lisiers, ces boues restantes représentent
néanmoins un poste de frais.»
Expansion au moyen d’un pré-traitement anaérobie
Afin de limiter les frais et de charger le moins possible l’environnement,
Inbev décida l’année dernière d’agrandir l’installation d’épuration d’eau de
Stella Artois par un système anaérobie. Jan Deman: «Celui-ci permet de
pré-traiter l’eau selon un processus sans apport d’oxygène. Au lieu de
transformer les particules organiques de l’eau usée en boue et en CO2, les
bactéries anaérobies produisent du biogaz composé de méthane et de CO2. Ce
méthane peut être transformé en énergie verte, ce qui nous permet de faire des
économies considérables sur la facture d’électricité. Un autre avantage du
pré-traitement est une diminution significative de la consommation d’énergie au
stade aérobie, puisqu’il faut moins d’aération: au total, notre consommation a
chuté de quatre millions de kWh par an! En outre, il y également réduction de la
production de boue aérobie: en un an, nous sommes passés de 18.000 tonnes à
10.000 tonnes! Enfin, la boue anaérobie se développe très lentement: depuis le
démarrage, nous n’avons pas encore dû nous débarrasser d’excédents, ce qui nous
permet d’éviter des frais d’évacuation et de traitement des boues;»
Choix de l’électricité
D’emblée, l’objectif était également de valoriser le biogaz. Après le
démarrage de la station d’épuration anaérobie en janvier 2004, le groupe de
projet a réfléchi quelques mois à l’analyse de la production de biogaz. Jan
Deman: «Il était important de vérifier ce qu’on allait en faire. Car en
principe, il y a deux possibilités: la production d’électricité au moyen d’un
moteur ou la production de vapeur dans une chaufferie. Cette dernière option ne
nous semblait pas une bonne alternative, vu que la station d’épuration était
située très loin de la production de vapeur. C’est pourquoi, notre analyse nous
a mené assez rapidement à l’application électrique.»
Intervention de spécialistes…
Comme il faut un moteur spécial (entraîné au biogaz) pour la production
d’électricité et que cette technique ne faisait pas encore partie du domaine des
connaissances au sein d’Inbev, le producteur décida de confier l’ensemble du
projet à une société spécialisée. Des quatre parties contactées, Inbev choisit
finalement Aspiravi. Cette entreprise a vu le jour en 2002 et est née d’une
initiative collective des communes comprenant les Intercommunales flamandes
propres Interelectra, IVEG, PBE et WVEM. Ir. Fred Popelier, chef de projet
Aspiravi: «Bien que notre société soit encore relativement jeune, nous avons
déjà des années d’expérience et une vaste connaissance de tout ce qui entoure
l’énergie. Aujourd’hui, nous nous spécialisons dans l’investissement, dans la
réalisation et l’exploitation d’installations renouvelables et écologiques. Pour
la fin de cette année, nous exploiterons au total une cinquantaine de turbines à
vent, deux petites centrales hydrauliques avec vingt moteurs thermiques et
quatre moteurs au biogaz.» Jan Deman: «Le fait qu’Aspiravi puisse faire la
démonstration de sa grande expérience et qu’elle avait déjà trois installations
au biogaz en fonctionnement, a été un des arguments déterminants pour que nous
leur fassions confiance. Par ailleurs, nous avions trouvé une forme de
collaboration intéressante pour les deux parties.» Ir. Fred Popelier: «Nous
avons entièrement conçu et construit l’installation. Elle reste notre propriété
et c’est également Aspiravi qui l’exploite. Inbev fournit le biogaz, nous nous
chargeons de la transformation en électricité et en chaleur, que nous vendons
ensuite à la brasserie. Comme Inbev fournit la matière première, le prix de
cette énergie verte est nettement inférieur à celui des fournisseurs
traditionnels d’énergie. En outre, nous avons un contrat impliquant que les
revenus de ce projet sont partagés entre les deux parties.»
Comment fonctionne le système?
En avril 2004, Inbev et Aspiravi ont signé un accord de principe, après quoi
l’installation fut conçue. En septembre, la brasserie a obtenu les permis de
construire et d’environnement nécessaires et fin janvier 2005, le système était
déjà opérationnel. Mais comment cela fonctionne-il? Ir. Fred Popelier:
«Premièrement, le biogaz est traité dans une colonne de lavage, de manière à
répondre aux spécifications qualitatives du moteur. Le biogaz part ensuite vers
un réservoir tampon d’environ 600 m³: une espèce de ballon dans lequel il est
temporairement stocké. Ce passage est nécessaire afin d’équilibrer les
variations dans la production de biogaz et de garantir un fonctionnement stable
du moteur. Enfin, le biogaz purifié est transformé en électricité et en chaleur
au moyen d’un moteur à haut rendement. Nous avons opté pour un moteur de un
mégawatt, avec lequel nous voulons produire environ cinq millions de kilowatt
d’électricité par heure par an. Cela correspond environ à la consommation
énergétique de 1.500 ménages et elle sera entièrement utilisée par les unités de
production du site brassicole de Louvain. Quant à la chaleur, celle-ci sera
utilisée pour optimaliser le rendement de l’épuration anaérobie.»
Une histoire à succès…
Six mois après le démarrage, Inbev et Aspiravi semblent très satisfaits du
résultat. Jan Deman: «Les pronostics en matière de revenus en électricité se
vérifient. La situation actuelle du marché de l’énergie va nous permettre
d’atteindre notre objectif financier. Car aujourd’hui déjà, huit pc de notre
électricité sont générés par le biogaz! En outre, le projet complet a entraîné
une réduction totale de la consommation d’électricité de vingt et un pc!» Ir.
Fred Popelier: «En ce qui nous concerne, nous sommes très satisfaits des
performances du système. Sur base des analyses que nous avons effectuées les
derniers mois, nous arrivons à la conclusion que l’installation offre une
disponibilité de 95 à 98%, ce qui est extrêmement élevé pour un système non
standardisé, surtout si on pense que l’entretien est également calculé dans le
temps d’arrêt! Nous pouvons donc parler d’une véritable réussite…» <<
CADRE:
Interbrew: Leader mondial en bière
Stella Artois est une des trois marques principales commercialisées par Inbev
dans le monde. C’est également la plus ancienne bière du groupe, car certains
écrits racontent qu’elle était déjà brassée à Louvain en 1366. L’origine du nom
date toutefois de 1717, car c’est en cette année que Sébastien Artois reprit la
brasserie. C’est ainsi qu’il institua les premières fondations du producteur
brassicole le plus grand au monde: Inbev. Car, au fil des siècles, la brasserie
de Louvain devint un des producteurs de bière les plus réputés en Europe. La
grande percée internationale ne s’est produite qu’en 1987, lorsque Artois et
Piedboeuf ont fusionné. C’est ainsi que Interbrew a vu le jour et que la balle
s’est mise à rouler. Grâce aux nombreuses acquisitions à travers le monde, le
groupe (toujours aux mains de la famille) progressa très rapidement pour
s’installer parmi les plus grandes brasseries. En 2000, tout était permis,
puisque l’entreprise fut cotée en bourse. Grâce au mariage avec Ambev au Brésil
en 2004, le premier objectif fut réalisé: devenir leader mondial des brasseries.
Aujourd’hui, le groupe est opérationnel dans plus de trente pays et il occupe
quelque 77.000 personnes. L’année dernière, 205 millions d’hectolitres de bière
ont été brassés pour un chiffre d’affaires net d’un peu plus de 8,5 milliards
d’euros.<<
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