Industrielinqs 10-2021 Archieven - Utilities

De industrie moet wat CDA-politicus Henri Bontenbal betreft weer op het politieke netvlies komen. En dan het liefst via een groene industrieagenda. Maar dat betekent ook dat er complexe knopen moeten worden doorgehakt. ‘De discussie gaat nog teveel over wat men allemaal niet wil’, zegt Bontenbal. ‘Terwijl de politieke discussies vooral moeten gaan over de energiemix waar we wél mee kunnen leven.’

De Tweede Kamer is niet heel dik bezaaid met bèta’s en dat kan de discussie rondom de energie- en grondstoffentransitie best nog wel eens in de weg zitten. Gelukkig zijn er ook uitzonderingen. Henri Bontenbal zit weliswaar tijdelijk in de Kamer als vervanger van Harry van der Molen, maar vormt al langer het energie- en klimaatgeweten van het CDA. De natuurkundige is al snel geneigd even een spreadsheet er bij te pakken wanneer de discussie over energie gaat. ‘Veel van de energiedebatten gaan eerder over beeldvorming dan over de daadwerkelijke beleidskeuzes’, zegtpol Bontenbal. ‘Men heeft het al snel over groene waterstof als oplossing voor alles of men serveert CO2-opslag, biomassa en kernenergie af als opties, terwijl we weten dat we eigenlijk alle opties nodig hebben. Als je de getallen erbij pakt, zie je dat groene waterstof voorlopig schaars is en duur, en dat we dus ook andere opties zoals blauwe waterstof en CO2-opslag nodig hebben. Maar ook de discussies rondom bijvoorbeeld biomassa gaan vaak meer over emoties dan over de harde cijfers. Om de achterban tevreden te houden, praat men al snel de kritische burger naar de mond zonder het eerlijke verhaal te vertellen. En dat is dat er geen free lunch is. Op de postzegel die Nederland is, heeft iedere keuze zijn keerzijde: windturbines nemen nu eenmaal schaarse ruimte in, net als zonneparken en biomassa. Bovendien zijn de duurzame energiebronnen vaak nog duurder dan de fossiele brandstoffen. Houden we het echter bij aardgas, dan worden we steeds afhankelijker van import uit landen die soms politiek gevoelig liggen. Geopolitiek lijkt niet echt een overweging te zijn in het energiebeleid en we vertrouwen nu wel erg op de energiemarkten.’

Keuzes

Bontenbal wil dan ook wat meer sturing vanuit Den Haag. ‘Het is de taak van de Kamer de pro’s en contra’s tegen elkaar af te wegen en knopen door te hakken. Nu lijkt het er op dat Kamerleden, maar ook NGO’s, vooral weten waar ze allemaal tegen zijn. Terwijl de discussie zou moeten gaan over de energiemix waar we wél mee kunnen leven.’

bontenbal

‘Om de achterban tevreden te houden, praat men al snel de kritische burger naar de mond zonder het eerlijke verhaal te vertellen.’

Henri Bontenbal – vervangend Tweede Kamerlid CDA

De actuele energiecrisis maakt weer pijnlijk duidelijk hoe ingrijpend energietekorten kunnen zijn voor de maatschappij. Bontenbal: ‘We kunnen het ons niet veroorloven om alles maar aan de markt over te laten en hebben wel enige vorm van regie nodig. De TTF gasfutures stonden een jaar geleden nog op vijf euro per megawattuur, nu zo’n 88 euro. Dat is echt absurd hoog. Je moet burgers beschermen tegen de gevolgen van dergelijk hoge prijzen, maar ook een beetje gasverbruikend MKB-bedrijf houdt het op deze manier niet lang vol. Als je iets positiefs uit deze energiecrisis wil halen, dan is dat het feit dat energie en leveringszekerheid weer bovenaan de politieke agenda staan. Maar het geeft ook aan hoe wankel het evenwicht is tussen leveringszekerheid, betaalbaarheid en duurzaamheid. Ik zou daarom ook zeker kernenergie meenemen in de afwegingen. Het energiesysteem dreigt spaak te lopen als er te veel volatiel vermogen op het net komt. Kernenergie kan net dat beetje basislast leveren dat nodig is om de balans in evenwicht te houden. Natuurlijk moet je daarbij wel de maatschappelijke baten en lasten doorrekenen, maar op voorhand uitsluiten is een luxe die we ons niet kunnen veroorloven.’

Industrieagenda

Bontenbal bespeurt daarbij met name bij de linkse partijen een cynische houding richting industrie. ‘Als de industrie al in de debatten wordt genoemd, is het vooral vanwege de dingen die de industrie niet goed doet. Dat zie je bijvoorbeeld bij de discussie rondom Tata Steel. Een aantal partijen zien het bedrijf dan ook liever gaan dan blijven. Maar ze vergeten vaak voor het gemak even dat je daarmee ook een hele keten vernietigt van toeleverende bedrijven en kennisnetwerken rondom de staalreus. De door de publieke opinie afgedwongen koerswijziging van het bedrijf naar groene staalproductie is wat mij betreft dan ook de lakmoesproef voor de groene industriepolitiek die het kabinet wil voeren. Want zonder politieke steun heeft zo’n forse ingreep geen kans.’

De rechtszaak tegen Shell is volgens Bontenbal een ander typerend voorbeeld van hoe de industrie in een negatief daglicht staat. ‘Maar het is vooral de taak van de overheid om grenzen te stellen aan de impact die bedrijven hebben op de directe leefomgeving of het klimaat in het algemeen. Je kunt daar bedrijven individueel niet alleen op aanspreken. Je kunt een klimaatdoel van een land of werelddeel niet zo maar één op één vertalen naar een bedrijfsdoel. Het gelijk dat de aanklager kreeg van de rechter is in mijn ogen dan ook een pyrrusoverwinning. De perverse effecten van zo’n rechterlijke ingreep is dat bedrijven hun activiteiten verplaatsen naar landen met minder stringente regelgeving. Of bedrijfsonderdelen verkopen aan partijen die het minder nauw nemen met het milieu, waardoor de werkelijke uitstoot alleen maar toeneemt.’

bontenbalLeiden

Bontenbal gaf zelf al een voorzetje door een groene politieke industrieagenda te schrijven. ‘Het Klimaatakkoord is een goede aanzet geweest om de industrie te betrekken bij de klimaatambities van het kabinet. Toch blijft het publiek in het algemeen wantrouwig kijken naar de industrie. Ook in de discussies rondom de energietransitie wordt de industrie vooral als probleem gezien. Terwijl een groot deel van het verdienvermogen bij diezelfde energie-intensieve industrie ligt. We hebben nu eenmaal een geografisch gunstige ligging aan de Noordzee waar de oude economie van profiteerde, maar die ook ideaal is voor duurzame innovatie. We kunnen offshore windparken aanleggen, duurzame brand- en grondstoffen importeren. Maar ook CO2 afvangen en opslaan omdat we uitgeproduceerde velden hebben die relatief eenvoudig te bereiken zijn. Als de circulaire economie ergens kan slagen, dan is het hier. Bovendien zijn de Nederlandse universiteiten en hogescholen van wereldklasse, waardoor we ook de kennis in huis hebben om vooruit te lopen in de energietransitie.’

Bontenbal is van mening dat als we als maatschappij kiezen voor een duurzame koers voor onze industrie, we een kraamkamer scheppen voor innovatieve technologie. ‘Als we duurzame alternatieven vinden voor kunstmest en chemische producten, profiteert niet alleen Nederland daarvan, maar leiden we de rest van de wereld naar een schonere toekomst.’

Blauwe boorden

Op het moment van schrijven is de kabinetsformatie nog in volle gang, maar de speerpunten voor de komende vier jaar zijn inmiddels wel duidelijk. ‘De klimaatcrisis, stikstofcrisis, veiligheid en woningen vragen de komende jaren veel aandacht’, zegt Bontenbal. ‘De industrie heeft zeker een aandeel aan de klimaatverandering, maar ook het vermogen om deze op te lossen. Het heeft geen zin om schuldigen aan te wijzen. Kijk vooral naar welk aandeel de partijen kunnen leveren in de transitie.’

‘De industrie heeft zeker een aandeel aan de klimaatverandering, maar ook het vermogen om deze op te lossen.’

Henri Bontenbal – vervangend Tweede Kamerlid CDA

De industrie is ook een grote werkgever en voor de energie en grondstoffen­transitie is nog veel meer bèta-kennis en -kunde nodig. ‘Dan helpt het imago dat de industrie krijgt opgelegd niet mee om leerlingen te motiveren te kiezen voor een bètacarrière. Nu kun je niet alles sturen, maar het is wel de vraag hoeveel jongeren we moeten opleiden voor bijvoorbeeld recreatiewetenschap, terwijl elders grote tekorten ontstaan voor technische beroepen. We hebben als maatschappij en bedrijfsleven de bijna onmogelijke opdracht om grootschalig woningen te renoveren en verduurzamen, netten aan te passen aan elektrificatie en waterstof en nieuwe energiebronnen aan elkaar te knopen. Managers en consultants zijn er genoeg, waar we echt behoefte aan hebben zijn de blauwe boorden. Straal dan ook uit dat we ze belangrijk vinden, anders wordt het nog een lastige transitie.’

Plantmanager Harm Dijkstra van Lyondell­Basell opende eind oktober met een druk op de knop het Circular Steam Project. Op de locatie van het bedrijf op de Maasvlakte staat een waste-to-energy fabriek die afvalwater van de site omzet in biogas en stoom. Dat het project onder de huidige omstandigheden is opgeleverd, getuigt van een sterk staaltje wilskracht. De energiebesparing van 0,9 peta­joule maakt natuurlijk veel goed.

Een beeld zegt natuurlijk meer dan duizend woorden, dus kijk nog maar even goed naar de foto van CSP. Een installatie met de omvang van een flink flatgebouw zie je niet veel bij de meeste utility-projecten. De inzet van LyondellBasell en Covestro was dan ook hoog. Ze wilden een technologie inzetten die nog nergens ter wereld werd gebruikt met een investeringssom van 150 miljoen euro. En dat in een tijd dat de CO2-prijs nog niet heel veel businesscases kon vlottrekken. Dijkstra: ‘Bij dit soort investeringen moet je altijd goed naar de strategische waarde kijken. We produceren er tenslotte geen druppel propyleen-oxide extra mee. De energiebesparing en daar aan gekoppelde milieuvoordelen gaven uiteindelijk de doorslag. Als we in staat waren ons proceswater zelf te verwerken tot biogas en stoom en ook nog minder zout op het oppervlaktewater hoefden te lozen, voelde dat gewoon goed. Natuurlijk beslisten we op meer dan een goed gevoel, maar de duurzame kansen waren zeker een reden voor de CEO en de aandeelhouders om door te zetten.’

Potentiële besparing

Dat wil overigens niet zeggen dat de weg ernaartoe eenvoudig was. Met name Covid zorgde voor extra hoofdbrekens omdat de nieuwbouw gewoon doorging tijdens de lockdown-periode.Dijkstra: ‘Dat betekende dat we 350 man moesten testen, zoveel mogelijk separeren en ervoor zorgen dat ze zich op de site netjes aan de Covid-maatregelen hielden. Zeker met medewerkers van buiten Nederland was het soms spannend of ze überhaupt aan het werk konden toen steeds meer grenzen sloten. Gelukkig konden we de besmettingen die er waren snel isoleren zodat we geen uitbraken hebben gehad.’

De weg naar de CSP fabriek was al tien jaar geleden ingezet. Maar in 2014 werden de plannen echt serieus. Na alle voorbereidingen, FEED-studies en engineering- en procurement-fases stak men in de herfst van 2018 de eerste schop in de grond. Dijkstra: ‘Het idee voor de huidige fabriek kwam van onze eigen experts. Ze combineerden een aantal bestaande technieken en berekenden de potentiële besparing die dat zou opleveren. Uitdaging daarbij was dat deze combinatie nog niet elders was toegepast en net als de meeste bedrijven gebruiken we liever proven technology. Toch besloten we met een groot aantal externe partijen in samenwerking met onze eigen experts de uitdaging aan te gaan.’

Circulair afvalwater

De site op de Maasvlakte produceert via een speciale technologie onder meer propyleen oxide en styreen monomeer (POSM). Het is in zijn soort een van de grootste fabrieken ter wereld. Uit het POSM-proces ontstaan twee soorten afvalstromen die voor de ingebruikname van CSP werden afgevoerd naar de thermische behandelinstallatie van AVR. De eerste afvalstroom is een mengsel van verschillende looghoudende waterige stromen. De tweede stroom betreft een tweetal brandbare afvalstromen afkomstig van de Maasvlakte en de Botlek-fabriek.

circular steam project

‘We gebruiken de komende periode om te leren, optimaliseren en waar nodig te verbeteren.’

Harm Dijkstra – plantmanager LyondellBasell

In de nieuwe situatie worden de waterige stromen gescheiden in een deel dat in de bio-plant wordt behandeld (ongeveer veertig procent) en een deel dat in de verbrandingsoven wordt behandeld (ongeveer zestig procent). Om dit mogelijk maken, bouwden Bilfinger en Veolia een anaerobe en aerobe biologische voorzuivering die aansluit op de bestaande biologische zuivering van LyondellBasell en Covestro. De bacteriën in de anaerobe bio-reactor produceren het biogas dat als brandstof dient voor de stoomproductie. Het water gaat daarna naar een moving bed reactor gevolgd door een dissolved air flotation stap. Een deel van het slib wordt afgevoerd en de rest wordt gerecycled. Daarna is het water schoon genoeg om naar de bestaande bioreactor te worden gestuurd.

De tweede stroom, zo’n zestig procent van de afvalstroom, bevat het caustische water en de brandbare afvalstoffen. Deze stroom gaat naar een innovatieve droge verbrandingsoven, die zowel het biogas als de brandstoffen in de tweede stroom gebruikt om stoom te produceren van tussen de 950 en 1050 graden Celsius. Doordat de temperatuur boven de negenhonderd graden Celsius blijft, smelten de zouten of blijven als kleine druppeltjes in de rookgassen aanwezig. Het gesmolten zout stroomt via de wand naar beneden en wordt opgevangen. Dit zout kan vervolgens, na behandeling, worden ingezet in bijvoorbeeld de glasindustrie of als stutmateriaal voor de mijnen.

Optimaliseren

Nu de fabriek in gebruik is genomen, komt hij langzaam maar zeker op stoom. ‘Een deel van de fabriek is gebaseerd op biologische processen’, zegt Dijkstra. ‘Die bacteriën hebben even de tijd nodig om op volle sterkte te kunnen produceren. Hij heeft natuurlijk nog geen 0,9 petajoule geproduceerd, maar tot nog toe draait alles in ieder geval naar verwachting. We gebruiken de komende periode dan ook om te leren, optimaliseren en waar nodig te verbeteren. We kunnen ook nu pas bijvoorbeeld de samples indienen van de zouten. Als die worden goedgekeurd, kunnen we echt bijdragen aan circulair glas.’

Uitdagend project

De bouw van de installaties was een uitdagende klus. De fabriek bleef tijdens de bouw namelijk gewoon doordraaien. Dijkstra: ‘We konden de tie-ins gelukkig uitvoeren tijdens de onderhoudsstop in 2019, maar dat betekende nog eens extra mensen op de site. Op het hoogtepunt liep hier dan ook driehonderd man rond, waarvan heel veel volledig nieuw waren. Om er zeker van te zijn dat de competenties van die onbekende groep overeenkwam met onze eisen, voerden we een zogenaamd on-boarding beleid in. Onze medewerkers komen uit heel Europa, dus hoe weten we de waarde van elk certificaat? Voor sommige taken willen we daarom dat de medewerkers via een praktijktest bewijzen dat ze ook echt kunnen wat er op hun certificaat staat.’

‘We zijn plannen aan het maken voor onze fabriek in de Botlek om reststoom te gebruiken van onze buren.’

Harm Dijkstra – plantmanager LyondellBasell

Hoewel tijdens de bouw zo’n zeventig mensen volcontinu aan de bouw van CSP werkten, blijven er straks nog maar elf over die de fabriek bedrijven. ‘Het mooie is dat die elf wel meeliepen met het project’, zegt Dijkstra. ‘We betrokken zowel de operators als maintenance en veiligheidskundigen die nu de fabriek draaien bij de verschillende bouwfasen. Zo is de boiler bijvoorbeeld al een aantal maanden online. Wat natuurlijk handig was om alvast de nodige testen uit te voeren. Bijkomend voordeel is dat het CSP-team nu al goed voorbereid is op de taken.’

Transitie

Het antwoord of de circulaire stoomfabriek kan worden gekopieerd naar andere sites durft Dijkstra nog niet te geven. ‘Maar er is zeker belangstelling van onze joint ventures elders op de wereld. LyondellBasell heeft zichzelf hoge CO2-reductiedoelen opgelegd. In 2030 moeten we dertig procent van de emissies uit onze fabrieken terugdringen om in 2050 op nul uit te komen. We moeten veel van dit soort technologie inzetten om die doelen te halen. We zijn nu al plannen aan het maken voor onze fabriek in de Botlek om reststoom te gaan gebruiken van onze buren.’

Tegelijkertijd moet twee miljoen ton van de feedstock uit gerecyclede of hernieuwbare bron komen. Dijkstra: ‘Waar mogelijk wil LyondellBasell mechanisch recyclen, terwijl we ook technieken evalueren voor pyrolyse van lastigere reststromen. Onze klanten vragen echt naar de ecologische voetafdruk van onze producten, terwijl ook onze aandeelhouders duurzaamheid hoog op de agenda zetten. Misschien nog wel het belangrijkste is dat ook onze directe omgeving en medewerkers van de toekomst eisen stellen op het gebied van verduurzaming. En dus moeten we het hele palet, van elektrificatie, waterstof en CCS meenemen in het traject. Het Circular Steam Project, met een jaarlijkse besparing van 140.000 ton CO2, is in ieder geval een mooi begin.’

De industrie staat voor een ambitieuze opgave: 14,3 megaton extra reductie in 2030 ten opzichte van 2015 bovenop de bestaande doelstelling. Innovatieve technologie is nodig om dit te realiseren. Daarom heeft een aantal technologie toeleverende bedrijven de koppen bij elkaar gestoken. Hun marktrijpe technologieën kunnen afzonderlijk leiden tot een flinke CO2-reductie terwijl een combinatie ervan mogelijk een nog veel grotere besparing oplevert, tot misschien wel zes miljoen ton minder CO2-uitstoot tegen 2025. Vanuit die ambitie ontstond Project 6-25.

Evi Husson

Hans van der Spek, programmadirecteur Energie, Duurzaamheid en Circulariteit bij FME en projectleider van Project 6-25 licht toe. ‘De industrie staat voor een enorme uitdaging. Om na te gaan wat het daadwerkelijke potentieel is van de technologieën met betrekking tot energiebesparing heeft FME in samenwerking met VEMW het consortium van Royal HaskoningDHV en PDC gevraagd een onafhankelijke validatiestudie uit te voeren. De studie werd begeleid door een stuurgroep met vertegenwoordigers van technologieleveranciers, industriële energieverbruikers en onafhankelijke technologiedeskundigen. De resultaten zijn inmiddels gepubliceerd.’

Ambitie

Marit van Lieshout, lector bij het Kenniscentrum Duurzame HavenStad van Hogeschool Rotterdam, is betrokken bij het uitvoeren van de studie. ‘Voor de onderzochte portefeuille van innovatieve technieken is een haalbaar CO2-reductiepotentieel van ruwweg drie megaton gevalideerd tot en met 2025. Er is daarbij de aanname gemaakt dat er geen beperkingen zijn qua werkkrachten en kapitaal voor een succesvolle realisatie.’

Van der Spek vult aan: ‘Zes megaton is een ambitie die we onszelf hebben gesteld. De studie toont aan dat ten minste drie megaton reductie haalbaar is in de huidige situatie, met de technieken die zijn onderzocht. In het onderzoek is gekeken naar projecten met een terugverdientijd van vijf jaar of korter, maar reken je met een iets langere terugverdientijd dan zou opnieuw een extra megaton besparing mogelijk zijn. De projecten die vorig jaar een terugverdientijd hadden van zeven jaar, zijn met de huidige hoge energieprijzen mogelijk al veel sneller terugverdiend. De aantrekkelijkheid van veel businesscases is de afgelopen maanden sterk verbeterd door de stijgende energieprijzen en geven een stimulerende impuls aan investeringen rond energiebesparing. Daarnaast zijn er technieken die buiten beschouwing zijn gelaten in de studie, zoals bijvoorbeeld isolatie. Ook daar kan naar verwachting ruim 1,2 megaton worden bespaard. Neem je deze aspecten eveneens mee, dan komen we aardig in de buurt van de vooropgestelde ambitie.’

‘We zijn op dit moment bezig om kennis die we van de technologieën hebben over te dragen naar bedrijven.’

Hans van der Spek – programmadirecteur FME

Ingrijpende veranderingen

Of bedrijven investeren in energiebesparing hangt af van meerdere factoren. Van der Spek: ‘Het belangrijkste is of het economisch haalbaar is. Met hoge energieprijzen heb je de wind in de zeilen. Daarnaast moet het ook technisch haalbaar zijn.’ Een derde aspect is de uitvoering. Van Lieshout merkt in de praktijk dat een aantal bedrijven nog erg voorzichtig is om energiebesparingen door te voeren. ‘Onder meer omdat ze ontzettend lean werken. Een minimale bezetting houdt de productie draaiend. Dit soort extra projecten kun je er niet ‘even bijdoen’. Het is noodzakelijk dat voldoende werknemers de schouders onder het project kunnen zetten voor een succesvolle realisatie. Ik zie overigens wel een verandering in mentaliteit. Tien jaar geleden gaven bedrijven aan dat energie-efficiencyslag niet mogelijk was. Nu staan ze open voor bijvoorbeeld het laten uitvoeren van warmte-integratiestudies waaruit vaak blijkt dat er ruimte voor verbetering is.’

Van der Spek: ‘We proberen met Project 6-25 bedrijven daarom zoveel mogelijk te ontzorgen zodat ze zich kunnen blijven richten op hun kerntaken. We hebben inmiddels subsidie van de overheid gekregen om die assistentie ook daadwerkelijk te kunnen verlenen.’

Sectorafhankelijk

De implementatie van nieuwe technieken is niet voor alle sectoren even eenvoudig. Van Lieshout: ‘De grote fabrieken – stoomkrakers, producenten van industriële gassen – zoeken als grote energieverbruikers al jarenlang naar allerhande mogelijkheden om energie te besparen, omdat ze dit meteen terugzien in hun kosten. Hierdoor zijn ze vaak al vergevorderd om verbeteringen in hun processen door te voeren. Er is nog steeds verbetering mogelijk, maar dit is anders dan bij bedrijven die nog niet zo ver zijn met de procesoptimalisatie en digitalisering. In de foodsector en wider chemicals, oftewel de specialties en polymeren, en in mindere mate de papierindustrie is nog veel CO2-reductie mogelijk.’

Vooral op het gebied van warmte-integratie. Van Lieshout: ‘Het gebruik van warmtewisselaars en de implementatie van warmtepompen, warmtetransformatoren of mechanische damprecompressie heeft veel potentie. Concreet betekent dit het vervoeren van warmte van een temperatuur waar je er te veel hebt naar een hogere temperatuur waar je meer warmte nodig hebt. De mechanismen van dit vervoer zijn mogelijk tot maximaal 250 graden. Daarboven lukt dit met de huidige technologie doorgaans niet. Bij stoomkrakers, bij de productie van ammonia of industriële gassen vinden de processen op een veel hogere temperatuur plaats waardoor deze technologieën niet zijn toe te passen.’

tekst gaat verder onder de afbeelding

Warmterecuperatie

Van der Spek geeft een voorbeeld van een project waar warmterecuperatie wel lukt. ‘Borealis en Qpinch hebben een demonstratie-eenheid voor warmterecuperatie opgestart. De eenheid werd in een bestaande LDPE-fabriek van Borealis in de haven van Antwerpen geïnstalleerd. Bij het ontwerp van het proces liet QPinch zich inspireren door het menselijk lichaam, waarin warmteproductie, -opslag en -transport zeer efficiënt in een cyclus zijn geregeld. Het bedrijf heeft deze processen goed bekeken en bootst ze na om industriële restwarmte van rond de 75 graden Celsius op te waarderen tot 230 graden Celsius en hoger. Borealis verwacht ongeveer 2.200 ton CO2 per jaar met de installatie te kunnen besparen.’

Digitalisering

Naast warmteterugwinning is de potentie van ICT enorm. Van der Spek: ‘Door waardevolle informatie uit data te verzamelen en aan de hand van kunstmatige intelligentie te verwerken kunnen veel bedrijven hun processen nog verder optimaliseren. Een aantal bedrijven heeft hier al stappen gezet, maar voor veel bedrijven is het nog onontgonnen gebied. Om effectief aan de slag te kunnen moet je over betrouwbare informatie beschikken die je real-time kunt uitlezen. Hiermee kun je vervolgens intelligente systemen voeden die aan de hand van modellen aanwijzingen geven hoe je het proces nog beter kunt stroomlijnen zodat je energie kunt besparen.’ Sensoriek is daarbij een belangrijk aspect. ‘Door de komst van 5G is het eenvoudiger om een meetpunt toe te voegen. We zien ook dat steeds meer bedrijven de basis beter op orde krijgen, maar nog niet de stap maken naar kunstmatige intelligentie. Wij zetten er ook op in om bedrijven te ondersteunen, maar dit is niet eenvoudig. Het is nieuw en het vraagt tijd en inzet om bedrijven ermee bekend te maken en de stap te laten maken.’

‘In de foodsector, specialties en in mindere mate de papierindustrie is nog veel CO2-reductie mogelijk.’

Marit van Lieshout – lector Hogeschool Rotterdam

Flexibiliteit

De aandacht voor flexibiliteit in de energievoorziening neemt eveneens toe. Van der Spek: ‘De energietransitie leidt tot meer elektrificatie. Een van de technologieën die zich ook in grote belangstelling mag verheugen is de hybride boiler. Dit is een boiler voor het opwekken van stoom die je zowel op gas als elektriciteit kunt laten draaien. Je kunt hiermee inspelen op de marktwerking. Is de gasprijs hoog, dan kun je de daluren van gas overgaan op elektriciteit. Dreigt er congestie, dan is gas de beste optie. Deze technologie is echter niet voor iedereen geschikt. Het verbruikt veel elektriciteit dus moet er voldoende ruimte en aansluitcapaciteit zijn voor de boilers en moeten er afspraken worden gemaakt met de netbeheerder. Als je een extra transformatorstation moet bouwen wordt het economisch wellicht niet haalbaar. Tegelijkertijd worden in het kader van de congestieproblematiek ook systemen ontwikkeld die het mogelijk maken om de energievraag en aanbod beter in balans te brengen, zoals bijvoorbeeld Gopacs.’

Nieuwe fase

Begin dit jaar is fase 2 van Project 6-25 afgerond. ‘De validatiestudie is uitgevoerd en we hebben kunnen aantonen wat de impact van bepaalde technologie is. Daarnaast hebben we diverse instrumenten ontwikkeld die bedrijven kunnen helpen om de stap te zetten op weg naar projecten. Waar we sinds 1 september mee zijn begonnen is fase 3 van het project. De driehonderd meest CO2-intensieve bedrijven van Nederland zijn we actief aan het benaderen om mogelijkheden te bekijken. We hebben daarbij diverse instrumenten om bedrijven te ondersteunen. We kunnen bedrijven expertise leveren die nodig is om te laten zien waar de meeste kansen zitten. We hebben een methodiek ontwikkeld om goed inzicht te krijgen in de businesscase. Die methodes zijn inmiddels gepubliceerd. Er is een beslisboom ontwikkeld waarmee bedrijven de juiste financieringsmethode kunnen identificeren voor hun project. Vanuit hun eigen budget of extern. De validatiestudie geeft eveneens beter inzicht in wat mogelijk is en we zijn op dit moment bezig om de kennis die we van de technologieën hebben actief over te dragen naar bedrijven. Tot slot hebben we mensen beschikbaar die bedrijven proactief kunnen begeleiden. Kortom, we willen bedrijven zoveel mogelijk ontzorgen zodat ze technologieën makkelijker kunnen inzetten. De transitie is al moeilijk genoeg.’

Besparingspotentieel

De industrie staat voor een ambitieuze opgave: 14,3 megaton extra reductie in 2030 ten opzichte van 2015 bovenop de bestaande doelstelling. Dit komt neer op een besparing in de industrie van 59 procent ten opzichte van 1990. In 1990 was de emissie 86,7 megaton. Het emissiecijfer voor de industrie in 2015 is 55,1 megaton. Richting 2030 moet de industrie indicatief dus nog 19,4 megaton reduceren. Dit is een combinatie van bestaand beleid en de additionele opgave (5,1 + 14,3 megaton).

Er wordt wel eens geroepen dat de industrieën die veel energie verbruiken ook heel veel besparingspotentieel hebben, maar zo werkt het in realiteit niet, zegt lector Marit van Lieshout. ‘De totale warmtebehoefte van de chemische industrie bedraagt 247 petajoule. De grootste energieverbruikers zijn de stoomkrakers (160 petajoule). Dat is een enorm groot deel van het totale energieverbruik. We hebben in het validatierapport onderzocht welke aangedragen technologieën zij zouden kunnen toepassen. Daaruit blijkt dat zij maar een klein deel van de technologieën die we onderzocht hebben, kan toepassen. Voor de foodsector, specialties en polymeren chemie (in het rapport aangeduid als wider chemicals) is er veel meer CO2-reductie mogelijk.’

De afgelopen maanden volgden de aankondigingen voor plastic pyrolyse initiatieven in Nederland elkaar in hoog tempo op. Wat is de stand van zaken?

Jacqueline van Gool

Hoewel wegwerp plastic tasjes al een aantal jaar in de ban zijn gedaan en ook andere plastic wegwerpartikelen in steeds meer landen worden verboden, is het plastic-afval-probleem nog lang niet opgelost. De Nederlandse overheid heeft zich tot doel gesteld om in 2030 de helft van al het plastic te produceren door hoogwaardige recycling en het gebruik van biobased grondstoffen. Zou chemische recycling in de vorm van pyrolyse een doorbraak kunnen zijn om de niet aflatende groei van de plasticberg te keren en de chemische kringloop te sluiten?

Geen ingewikkeld proces

Bij plastic pyrolyse gebeurt eigenlijk hetzelfde als in een thermische kraker. Bij een hoge temperatuur (300-900 graden Celsius) en zonder zuurstof worden de lange ketens van de polymeren afgebroken tot pyrolyse-olie. Pyrolyse is geen ingewikkeld proces en het kan worden gebruikt om zowat ieder type plastic en mengstromen om te zetten. Bovendien kost het proces minder energie dan men zou denken. Het proces vindt plaats bij hoge temperatuur, maar het restproduct kan worden gebruikt in de energievoorziening. Een ander voordeel is dat de pyrolyse-olie minder vervuilingen bevat dan het originele plastic. Anorganische verontreinigingen en inerte stoffen blijven in het bodemproduct achter.

Pyrolyseproeftuin

‘Het verwerken van een plastic stroom tot een bruikbaar product is een moeilijk traject’, vertelt Jayand Baladien, commercieel directeur van het Havenbedrijf Moerdijk. Baladien was betrokken bij de afronding van de Pyrolyse Proeftuin Zuid-Nederland in Moerdijk. De afgelopen jaren vormde de Pyrolyse Proeftuin het hart van de innovaties op het gebied van plastic pyrolyse. ‘Bij recycling spelen waardeketens een grote rol. Dat begint aan de aanbodzijde. Er moet voldoende aanbod zijn dat ook nog van de juiste kwaliteit is. Daarnaast speelt logistiek een grote rol: Hoe krijg je de grondstoffen bij jouw installatie? En natuurlijk de technologie: Welke toleranties heb je in grondstoffen, voorbewerking, product en opzuivering? Je moet ook rekening houden met de afnemers, het product moet immers ook aan hun specificaties voldoen. En niet te vergeten: de wetgeving voor deze processen is ingewikkeld en nog in ontwikkeling.’

‘Als het te recyclen plastic het label ‘afval’ krijgt, mag je daar niet zomaar nieuwe producten van maken.’

Jayand Baladien – commercieel directeur Haven Moerdijk

Onzuivere grondstoffen

Een probleem van plastic recycling is dat het beschikbare materiaal geen homogene kwaliteit heeft. Op zich maakt dat voor het pyrolyseproces niet uit, maar voor het product wel. Om de juiste kwaliteit pyrolyse-olie te verkrijgen, zijn in de Pyrolyse Proeftuin potentiële afnemers nauw betrokken. Eén daarvan is Shell. Richard Zwinkels, directeur van Shell Moerdijk: ‘Plastics zijn helaas niet zuiver na de inzameling. Onzuiverheden komen bijvoorbeeld door kleurstoffen of addititieven die gebruikt worden om er verpakkingsmateriaal van te maken en daarmee geschikt voor marketingdoeleinden. Tevens zijn sommige plasticsoorten zoals PVC minder geschikt om chemisch te recyclen. Dit is niet honderd procent te scheiden van de meer geschikte soorten. Dit levert componenten op in de pyrolyse-olie die je niet kunt verwerken in een kraakproces.’

Shell kijkt daarom ook met interesse naar de ontwikkelingen in de Pyrolyse Proeftuin. Ook ontwikkelde het bedrijf een technologie om de pyrolyse-olie te upgraden. Hierdoor kan pyrolyse-olie met een breder scala aan kenmerken in de krakers worden gebruikt. Een andere grote uitdaging is het opschalen van de technologie. Om de ambities voor 2030 waar te maken, moet er nog een hoop gebeuren.

Waar vestigen?

Wat de ideale vestigingslocatie voor een plastic pyrolysefabriek is, is nog een vraag. ‘Je kunt overwegen om een pyrolyse-fabriekje neer te zetten naast een afvalverwerker, zodat je het plastic niet hoeft te vervoeren. Maar wil je schaalgrootte creëren, dan zijn de risiconiveaus hoger en kun je beter kiezen voor een industriegebied waar grotere stromen plastic gemakkelijk kunnen worden aangevoerd en waar je dichter bij de afnemer zit’, aldus Baladien.

Zwinkels: ‘Naarmate wij meer ervaring hebben opgedaan met welke soorten plastics geschikt zijn als grondstof en het opzuiveringsproces, zal het ook duidelijker worden wat de meest strategische lokatie wordt voor eventuele uitbreiding. Momenteel hebben we gekozen om de pyrolyse-olie in te zamelen bij de fabrieken van bijvoorbeeld Pryme of BlueAlp.’

‘We zien dat er regelgeving ontstaat voor een gelijk speelveld.’

Richard Zwinkels – directeur Shell Moerdijk

Niet labelen als afval

Op het moment vormt ook wetgeving een struikelblok voor chemische recycling van plastic. ‘Als het te recyclen plastic het label ‘afval’ krijgt, mag je daar niet zomaar nieuwe producten van maken. Misschien valt daar te leren van andere ketens waarin dit al gebeurt, zoals in het geval van glas of staal.’ Baladien is afkomstig uit de staalsector, dus zijn kennis hierover komt goed van pas. ‘Scrap dat terug de hoogovens ingaat, is niet gelabeld als afval en wordt dus als grondstof behandeld.’ Daarnaast moet in de wetgeving worden geregeld dat er geen oneerlijke geldstromen ontstaan. ‘Voor het verwerken van afval krijg je geld. Als je er daarna producten van maakt, die je kunt verkopen, zou je er nogmaals aan verdienen. Het is belangrijk dat dit goed wordt gereguleerd.’

tekst gaat verder onder de afbeelding
pyrolyse

(c) Shell

Roadmap

Zwinkels ziet dat het wel de goede kant op gaat. ‘De energietransitie is duidelijk aan het versnellen. We zien dat overheden en regulerende instanties meer en meer belang hechten aan de circulaire economie en er regelgeving ontstaat voor een gelijk speelveld.’ Zo werd begin dit jaar de Roadmap Chemische Recycling kunststoffen 2030 gepresenteerd om investeringen in chemische recycling te versnellen. De roadmap dient om verschillende het hoofd te bieden, het investeringsklimaat te verbeteren en de samenhang van de keten te versterken. Dat gaat bijvoorbeeld om het ontwikkelen van een uniform meet- en registratiesysteem van koolstof en CO2 impact, het opstellen van specificaties voor het inzamelen en sorteren en het beschikbaar stellen van kunststofafval als test batch. Er is ook oog voor subsidies en financiële ondersteuning. Zo is er de komende acht jaar ongeveer 250 miljoen euro beschikbaar vanuit het Groeifonds voor Materialen NL. Daarnaast lopen de DEI+ en de MOOI Regelingen en kunnen bedrijven via Invest-NL ondersteuning krijgen. Ook helpt de Circular Biobased Delta, bijvoorbeeld bij het aanvragen van vergunningen, financiering en verzekeringen en het initiëren van subsidieprojecten.

PyroCHEM Park

Het Havenbedrijf Moerdijk profileert zich nadrukkelijk om een rol te spelen in deze opkomende sector. De Pyrolyse Proeftuin Zuid-Nederland werd afgelopen zomer officieel afgerond, maar de ontwikkelingen gaan door in een kleiner consortium onder de noemer PyroCHEM Park. Naast het Havenbedrijf Moerdijk nemen ook Green Chemistry Campus, BOM, Wast4Me, Van der Kooy en Avans Hogeschool deel. Er werken momenteel in Nederland zo’n honderdvijftig bedrijven in verschillende fases van ontwikkeling aan plastic pyrolyse. Dat is voor het Havenbedrijf Moerdijk een goed gegeven. Baladien: ‘Op het haven- en industrieterrein Moerdijk hier is nog zo’n zestig hectare beschikbaar voor industriële activiteiten. Hiervan willen we er in ieder geval dertig inrichten voor circulaire activiteiten zoals plastic pyrolyse. Deze activiteiten zijn voor ons erg interessant omdat ze het industriële cluster versterken en bijgdragen aan de decarbonisatie van ons haventerrein. We zijn met de bedrijven Waste4Me en Xycle, die vergevorderde plannen hebben om zich hier te vestigen, een lead-traject ingegaan.’ Xycle is een consortium waarin Patpert Teknow Systems, NoWIT BV en Vopak Ventures deelnemen. Patpert Teknow Systems heeft een beproefde technologie die in India al commercieel wordt toegepast. In 2023 hoopt het bedrijf ook in Moerdijk op te kunnen starten. Waste4Me heeft sinds 2019 een demonstratiefabriek in de Pyrolyse Proeftuin en wil deze in eerste instantie opschalen tot 35 kton en wil in de toekomst een miljoen ton pyrolyse olie produceren.

Ondanks dat er nog een aantal struikelblokken te overwinnen is, kan plastic pyrolyse zeker een belangrijke bijdrage leveren om de chemische industrie circulair te maken. De dag dat al het plastic als grondstof kan worden hergebruikt, is nog een stip op de horizon, maar komt hiermee wel een stapje dichterbij. Getuige ook de vele initiatieven van de industrie in binnen- en buitenland.

Projecten

BP – Brightmark: Next Generation Plastic Renewable Plant in Nederland, België of Duitsland naar Amerikaans model. Capaciteit: 100 kiloton plastic per jaar, waarbij zo’n 68 miljoen liter brandstof en nafta wordt verkregen en 22 miljoen liter wax.

Shell – Pryme – BlueAlp: Pryme bouwt een fabriek in Rotterdam waar vanaf 2022 60 duizend ton plastic afval wordt omgezet in pyrolyseolie. Shell neemt de olie af en mengt deze bij in de krakers in Moerdijk en Rheinland. Er zijn plannen voor een tweede fabriek die jaarlijk 350 duizend ton pyrolyse-olie produceert. Oplevering: 2024.

Chemelot – Itero, Recycling Technologies, Plastic Energy, Sabic: Itero bouwt een demonstratieplant op de Brightlands Chemelot Campus om plastic om te zetten in pyrolyse-olie, -gas en wax. Capaciteit: 27 kiloton gemengd en vervuild plastic. Oplevering: 2023. Op Chemelot werken ook Recycling Technologies en Plastic Energy (in samenwerking met Sabic) aan plastic pyrolyse. De installatie van Plastic Energy wordt in 2022 in gebruik genomen en produceert dan zo’n vijftien duizend ton pyrolyse-olie per jaar.

Dow – Fuenix – Haldor Topsoe: Fuenix Ecogy Group levert pyrolyse­olie aan Dow, die deze gebruikt in haar plasticsproductie. Dow wil in 2025 minimaal honderdduizend ton gerecycled plastic in het productaanbod in de EU te hebben. In Terneuzen wordt daarnaast een Market Development Unit gebouwd (capaciteit: tienduizend ton per jaar) die gebruikmaakt van de PureStep-technologie van Haldor Topsoe.

Renasci – BlueAlp, Indaver: Renasci heeft in Oostende een pyrolyse­installatie van BlueAlp met een capaciteit van 120 duizend ton per jaar in bedrijf. Indaver bouwt in Antwerpen een demonstratie­installatie om vijftienduizend ton plastic per jaar te verwerken.

Al die partijen die de industrie aanwijzen als grote vervuiler die maar beter uit Nederland kan verdwijnen, krijgen een lange neus van de klimaat- en energieverkenning 2021. Want wie denk je dat van de grote CO2-uitstoters de grootste sprongen maakte het afgelopen jaar? Juist, trek de champagne maar open, liefst eentje met veel koolzuur. Natuurlijk worden de energiegrootverbruikers daarbij wel geholpen door de stok die CO2-heffing heet en de SDE++ wortel, maar dat is eigenlijk alleen maar een bewijs dat overheidssturing wel degelijk effect heeft.

De Klimaatwet schrijft voor dat onderzoekers van onder andere CBS, PBL en TNO jaarlijks de tussenstand opmaken van het klimaat- en energiebeleid. Zoals het er nu naar uitziet, is het kabinetsdoel om in 2030 49 procent minder uit te stoten dan in 1990 nog niet in zicht. Als het tegenzit komt men maar tot 38 procent en met alle wind in de rug zou 48 procent nog haalbaar zijn. Dat is niet erg hoopgevend, nu de Europese Unie zint op hogere besparingsdoelen met het ‘Fit for 55’-programma. Nederland mag zich dan zeker ook nog niet op de borst kloppen. Andere landen doen het echt beter.

Ook opvallend: het grootste deel van de industriële CO2-besparing komt op het conto van de afvang en opslag van CO2. Een optie die het Planbureau voor de Leefomgeving in alle publicaties als snelste en goedkoopste oplossing presenteert, maar die politiek nog niet veel bijval krijgt. Volgens de opstellers van het rapport is de reductiepotentie het grootst bij bedrijven die investeren in CCS, gevolgd door elektrificatie, energiebesparing en de reductie van de uitstoot van lachgas. Maar nu komt het addertje: het slagen van die ingrepen gaat gepaard met grote onzekerheden. Voor zowel CCS en elektrificatie zijn forse investeringen nodig in complexe infrastructuur met lange vergunningstrajecten. Daar zal de politiek bij moeten springen. U ziet de patstelling al opdoemen. En dan is het ook nog de vraag wie de CO2-rechten krijgt toebedeeld als CO2 wordt opgeslagen of als bijvoorbeeld warmte wordt uitgewisseld.

Dinsdag 7 en woensdag 8 december brengen we de industrie, energiesector, politiek en wetenschap samen voor de European Industry & Energy Summit. De industrie en energiesector heeft twee dagen lang de tijd om te laten zien hoe ze nog grotere sprongen kan maken. Misschien wel net zo belangrijk is om in de discussies tijdens de summit of in de pauzes de patstellingen om te zetten in een remise. Aan alle oplossingen kleven bezwaren, maar laten we samen kiezen waar we wél mee kunnen leven.

Op het grensvlak tussen zoet en zout water zit een enorm energiepotentieel. Ionen uit het zoute water streven namelijk naar een hogere entropie, waardoor ze naar het zoete water trekken. Dit natuurkundig verschijnsel kan je gebruiken om stroom op te wekken, ook wel bekend als blue energy. Met een techniek die bekend staat als reverse elektrodialyse (RED) is het mogelijk om het energiepotentieel van de deelstromen te oogsten. REDstack ontwikkelde membranen die selectief positief of negatief geladen ionen doorlaten en bouwde hiervan een systeem dat inmiddels werkend te zien is op de Afsluitdijk.

Wereldwijd zijn er heel wat deltagebieden waar zoet water uit de rivieren de zoute zee instroomt. Bovendien lozen veel rioolwaterzuiveringen hun zoete water in zee. Dit zijn allemaal potentiële energiebronnen wat REDstack betreft. Directeur Pieter Hack rekende al uit dat wereldwijd één terawatt blue energy beschikbaar is. Men moet het alleen nog maar oogsten. ‘Theoretisch is het energiepotentieel van een vierkante meter membraan twee watt. Daarmee zou een kuub zoet water die de zee instroomt één megawatt per seconde kunnen opleveren’, zegt Hack. ‘Nu is het lastig om alle energie te winnen, maar een deel is al voldoende. Het grote voordeel van deze technologie vergeleken met bijvoorbeeld wind- en zonne-energie is dat het altijd beschikbaar is. Zolang het zoete water richting zee stroomt, ontstaat het potentiaalverschil en kunnen we produceren. Bovendien zou een installatie met een capaciteit van honderd megawatt op vrij korte termijn stroom kunnen leveren tegen een kostprijs van elf cent per kilowattuur. Door schaalvoordelen zou die prijs zelfs kunnen zakken naar de vijf cent, volgens gerenommeerde bureaus.’

Stacks

De ontwikkeling van de RED-technologie is al lang geleden begonnen. Een grote uitdaging was om de juiste membranen en stacks te ontwikkelen tegen zo laag mogelijke kosten. Hack: ‘De eerste testopstellingen haalden nog geen één procent van de theoretische opbrengst van blue energy. Het duurde dan ook lang voor we uiteindelijk de balans vonden tussen kosten en prestaties. Daarna moesten we nog de membranen in een stack plaatsen en voorzien van elektroden die het opgewekte potentiaal omzetten in elektrische stroom. Uiteindelijk konden we testen in 2014 en leek het of meneer Murphy ook zijn intrek had genomen op de Afsluitdijk. Zowat alles wat mis kon gaan, ging mis. We hadden op den duur zelfs te maken met drijfijs. Gelukkig leer je ook van tegenslagen en dus konden we verder bouwen aan een robuust systeem dat weinig onderhoud vergt. Het heeft immers nauwelijks draaiende delen.’

‘Waterschaarste wordt op den duur misschien nog wel een groter probleem dan energieschaarste.’

Pieter Hack directeur REDstack

Inmiddels zijn de meeste hobbels wel overwonnen en draait een pilotinstallatie op de Afsluitdijk. Maar Hack wil deze pilot graag opschalen naar een grotere capaciteit, op industrieel demonstratieniveau. Hack: ‘We hebben intussen belangrijke resultaten geboekt met de stack-technologie. We weten niet alleen hoe we de stacks moeten ontwerpen, maar ook hoe de processen daaromheen moeten worden ingericht. Je moet immers water innemen, voorfiltreren en in de stacks leiden. De volgende stap voor ons is om opschalingsprojecten op te starten zodat we de industriële werking van blue energy voor potentiële klanten kunnen aantonen. Dit is een zeer interessante technologie voor duurzame energieproducenten omdat het een vaste basislast levert.’

Ontzilting

Hack heeft echter nog meer ijzers in het vuur. Want met dezelfde membranen en stacks is ook elektrodialyse mogelijk. Een beproefde techniek om zout water te ontzilten. ‘Waterschaarste wordt op den duur misschien nog wel een groter probleem dan energieschaarste. De jarenlange ontwikkeling in de membranen en stacks leverde uiteindelijk een product op dat ook op ontziltingsgebied beter is dan die nu op de markt verkrijgbaar zijn. Op korte termijn levert deze markt ons dan ook meer op dan die van blue energy. We denken dat de impact van beide toepassingen groot kan zijn op de klimaatuitdagingen waar we voor staan. Om op grotere schaal te leveren, moeten we wel een membraanproductielijn inrichten. Ook voor de stacks geldt dat als we die op industriële schaal kunnen produceren, ze steeds goedkoper worden. En daarvoor hebben we vooral geld nodig.’

Met een bedrag van 17 miljoen euro kan REDstack de komende drie jaar zodanig opschalen dat het op eigen benen verder kan. Hack doet daarom mee aan de Dragons’ Den of Transition tijdens de afsluiting van de European Industry & Energy Summit 2021, 7 en 8 december in Rotterdam Ahoy. ‘We hebben al veel belangstelling, niet alleen uit enkele Europese landen, maar ook uit Colombia, Zuid-Afrika en Zuid-Korea. Bovendien ligt er al vijf miljoen euro subsidie op ons te wachten. Daar kunnen we echter pas gebruik van maken als we drie miljoen euro eigen geld kunnen investeren. Onze businesscase is voor een investeerder dan ook zeer aantrekkelijk met een volwassen technologie en een markt die liever vandaag dan morgen zowel de ontzilting als energieopwekkingsmogelijkheden wil inzetten.’

Reverse ElectroDialysis

Reverse ElectroDialysis (RED) oftewel omgekeerde elektrodialyse maakt gebruik van het feit dat zouten zijn opgebouwd uit positief en negatief geladen ionen. In zeewater zijn dat voornamelijk Na+ en Cl-. Bij RED worden twee type membranen gebruikt. Dit zijn membranen die uitsluitend positieve ionen doorlaten: Cation Exchange Membranes. En membranen die enkel negatieve ionen doorlaten: Anion Exchange Membranes.

Wanneer zout water tussen twee van zulke membranen doorstroomt, met aan de andere zijde van de membranen zoet water, dan zullen de ionen uit het zoute water naar het zoete water willen migreren. Met een CEM aan de ene zijde en een AEM aan de andere zijde, zullen de beide soorten ionen dus in tegenovergestelde richting migreren. Op die manier ontstaat een transport van positief geladen delen in de ene richting en negatief geladen delen in de andere richting. Zo ontstaat er dus een positieve en negatieve, ofwel een elektrochemische cel, een duurzame, volcontinue energie-generator.