Houtgas en houtvergassing 101
Wat is houtvergassing?
In enkele zinnen: houtgas ontstaat door verhitting van hout tot temperaturen boven de 1000 graden Celsius met toevoeging van een kleine hoeveelheid zuurstof. In de praktijk komt dat neer op het verbranden van ca. 15% van het hout door een afgepaste hoeveelheid lucht. De benodigde temperatuur kan bereikt worden door de hoge snelheid van de intredende lucht. Hout bestaat voor het grootste deel uit koolstof (C) en chemisch gebonden water (H en O). Door de verbranding, ofwel oxidatie ontstaat kooldioxide (CO2) en waterdamp (H2O); beide superverhit. Het overige hout, inmiddels verworden tot houtskool, reageert (reduceert) bij deze hoge temperatuur met de waterdamp en kooldioxide tot het brandbare koolmonoxide (CO) en waterstofgas (H2). Helaas is dit gasmengsel ernstig verdund door stikstof (N2) die meegevoerd is met de verbrandingslucht. Het maakt houtgas een calorisch arm gas. En daarmee een nog steeds impopulaire brandstof.
Tijdens normale verbranding van hout ontstaat ook een deel vergassing. Alleen verbrandt dit houtgas direct. We spreken van houtvergassing als de uiteindelijke verbranding van het gas in een andere ruimte plaats vindt dan het vergassingsproces.
Wat zijn de toepassingen?
We onderscheiden een aantal toepassingen. De meest voorkomende methode is vergassing van hout in een ketel voor warm water of stoom. De verbranding van het houtgas geschiedt onder toevoer van secundaire lucht direct na de vergassing. Het gas hoeft niet vrij van teer of stof te zijn, omdat dit mee verbrandt. Dit is een proces dat weinig eisen stelt aan de kwaliteit van het hout, de ketel en de operator.
Een volgende toepassing is het aandrijven van verbrandingsmotoren met houtgas. Meestal voor het draaien van elektriciteit en produceren van warmte, de zogenaamde warmte-kracht-koppeling (WKK). Met name in houtrijke gebieden een veel toegepaste methode. De vergasser heet nu een houtgasgenerator, daar deze motorkwaliteit houtgas moet leveren. Dwz. houtgas zonder teer. Teer verwoest namelijk motoren. Na de houtgasgenerator volgt een koel- en filtertrein om het gas nog verder te zuiveren. Helaas bestaan er geen teerfilters.
Het is ook mogelijk om voertuigen met houtgas aan te drijven. Met name in de tweede wereldoorlog veel toegepast vanwege de benzineschaarste. Het is een crisismethode, want de drie-eenheid chauffeur/machinist, de gebruikte houtgasgenerator en het hout moeten op elkaar afgestemd zijn. Blijft één in gebreke, dan werkt het niet of matig. Buiten dat is het proces sowieso grillig. Het ene moment werkt het goed, het andere moment minder, zonder duidelijke aanwijzing. Ervaren houtgassers (lui die op houtgas rijden) typeren houtvergassing dan ook wel als zijnde vrouwelijk. Het kan natuurlijk ook zo zijn dat zij geen verstand van vrouwen hebben…
De derde toepassing is het maken van synthetische vloeibare brandstof uit houtgas. Met het zogenaamde Fischer-Tropsch proces wordt onder druk en hoge temperatuur onder invloed van een katalysator benzine of diesel gemaakt. Het proces is veel minder efficiënt dan direct gebruik van houtgas in een motor, maar het biedt de nodige voordelen. Er hoeft geen raffinaderij meegenomen te worden, de bestuurder hoeft geen machinist te zijn, de actieradius is veel groter, kortom het biedt meer comfort en is praktischer. Het F-T proces is in de tweede wereldoorlog met succes toegepast om synthetische brandstof voor legervoertuigen te maken. Tegenwoordig vindt het weer een geleidelijke opgang, soms geclaimd als een nieuwe vinding die het voertuigbrandstofprobleem gaat oplossen. EROI (energy return on input) getallen worden niet gegeven, maar zullen op gelijke laagte liggen als bio-diesel en bio-ethanol, ofwel 0,8 à 3,0 op 1.
Wat zijn de nadelen van houtvergassing?
Er kleven nogal wat nadelen aan houtgas, waardoor het geen grote opgang vindt en vaak als een crisisbrandstof bestempeld is. Een aantal nadelen zijn al genoemd, maar hier volgt een vollediger opsomming:
-Laagcalorisch door stikstofverdunning.
-Lastig te beheersen proces, dat met name door de houtkwaliteit beïnvloed wordt. Houtformaat en relatieve vochtigheid zijn erg belangrijk en vragen om een voorbehandeltraject.
-In geval van transportbrandstof: de raffinaderij rijdt mee en de brandstof is volumeus. Beide beperken het laadvermogen en de actieradius. Van de bestuurder zijn de nodige vaardigheiden gevraagd.
-Houtgas laat zich niet samenpersen. Het instabiele koolmonoxide valt onder druk uiteen. Het waterstofgas vraagt om speciale drukcilinders. Het lekt gewoon weg door stalen wanden.
Wat maakt een houtgasgenerator toch intrigerend?
Heel simpel: de toegankelijkheid. De brandstof is overal te vinden en meestal gratis. Een houtgasgenerator laat zich min of meer succesvol door elke handige jongen met een lasapparaat bouwen. Het biedt dus een grote mate van onafhankelijkheid. Puristen en idealisten nemen de nadelen op de koop toe.
Waar kan ik meer vinden?
De meest uitgebreide site over houtgasgeneratoren is toevallig ook een Nederlandse site en wel die van Dutch John: [1]
Op zijn link pagina vindt u verdere uitwijdingen, waarbij de “houtgasbijbels” de belangrijkste zijn:[2] [3]
Dutch John is ook actief op het ecologieforum en een aantal onderwerpen over houtgas zijn hier te vinden: [4] [5] [6] [7]