Industrielinqs 2-2020 Archieven - Utilities

‘De industriële revolutie was eigenlijk meer een evolutie. Als je het op microniveau beschouwt, ging het om een proces van heel veel kleine stapjes’, stelt Jeroen van Woerden, de kwartiermaker van het nieuwe Fieldlab Industriële Elektrificatie. ‘De huidige transitie van de industrie zal ook niet van de ene op de andere dag gaan, maar we kunnen er wel alles aan doen om die te versnellen.’

Hij is geen onbekende in de Rotterdamse en landelijke procesindustrie. In 2016 werd Jeroen van Woerden uitgeroepen tot Plant Manager of the Year, toen hij nog de scepter zwaaide over de site van chemiebedrijf Kemira in de Botlek. Jeroen paste methodes uit de maakindustrie toe in de chemie. Samen met klanten producten ontwikkelen en innoveren. Hij vroeg medewerkers om met ideeën te komen om de installaties te verbeteren en daadwerkelijk met relatief kleine verbeteringen aan de slag te gaan.

‘We hebben nog discussies over wat bij elektrificatie hoort. Hoort daar bijvoorbeeld elektrochemie bij?’

Jeroen van Woerden, kwartiermaker Fieldlab Industriële Elektrificatie

Het lijkt zeer bij Jeroen van Woerden te passen: vele kleine vissen maken één grote. Ogenschijnlijk grote veranderingen gebeuren gewoon niet plotsklaps. Vaak is er een proces voor nodig met tal van kleine stappen. ‘Ook de industriële revolutie was eigenlijk meer een evolutie,’ analyseert hij. ‘Als je het op microniveau beschouwt, ging het om een proces van heel veel kleine stapjes. Een revolutie kan ook veel kapot maken. En een evolutie kun je versnellen. Achteraf lijkt de overgang van traditionele lampen naar ledverlichting heel snel gegaan. Ik heb dat van wat dichterbij gevolgd bij Philips Lighting. Al met al heeft deze overgang minder dan tien jaar geduurd.’

E-boilers

Zo zal het volgens hem ook gaan met de energietransitie. Met zijn nieuwe functie als kwartiermaker van het Fieldlab Industriële Elektrificatie zal hij zich daarom vooral bezighouden met welke stappen de komende tijd zijn te zetten. Het fieldlab moet nog volledig vorm krijgen. ‘We hebben zelfs nog discussies over wat allemaal bij elektrificatie hoort. Hoort daar bijvoorbeeld elektrochemie bij?’

Nog niet zo lang geleden had niemand het er over, maar inmiddels zijn er veel initiatieven op het gebied van elektrificatie van industriële installaties. Elektrische boilers, pompen en zelfs elektrisch aangedreven fornuizen en hele krakers. Het wordt momenteel allemaal genoemd en onderzocht.

Ook over de mogelijkheden van elektrochemie wordt veel gesproken. Power-to-heat, power-to-hydrogen, power-to-x, allemaal mooie termen die een belofte in zich herbergen. Maar het moet nog op veel echt vlakken vorm krijgen. Zo is zijn er wel veel plannen op het gebied van groen waterstof, maar er is nog geen finale handtekening gezet. Van Woerden: ‘Veel innovatieve processen zijn bijvoorbeeld nog duur. Voor het fieldlab is het de taak om uit te zoeken of dat zo blijft of dat ze met wat financiële en technische ondersteuning toch vlot kunnen worden getrokken.’

Industrielinqs nu 3 maanden gratis ontvangen?

Dit artikel komt uit de tweede editie van het Industrielinqs magazine, dat zich richt op de procesindustrie, energiesector en onderlinge infrastructuur. Met het magazine verbinden we industriële ketens zodat ze van elkaar kunnen leren. Belangrijke thema’s zijn: innovatie, energietransitie, onderhoud en veiligheid.

Gebruik kortingscode ILQS20GRATI

Stap voor stap, lijkt het credo. ‘In eerste instantie zullen we ons vooral richten op haalbaarheidsstudies en de eerste pilots.’ Een mooi onderwerp van een “papieren” haalbaarheidsonderzoek zou de elektrische boiler kunnen zijn, stelt Van Woerden. ‘Om bijvoorbeeld industriële warmte in op te slaan. Kunnen we daarmee bijvoorbeeld pieken en dalen in het warmtegebruik balanceren?’

De technologie is geen rocket science, maar het vooral belangrijk om te weten hoe e-boilers in industriële processen zijn in te passen. Lukt dat grootschalig, dan kan heel veel warmte opnieuw worden gebruikt of opgewaardeerd.

Fornuizen

Waar liggen de mogelijkheden op de kortere termijn en waar kunnen we proof points creëren, stelt hij. ‘Over een half jaar moeten we de eerste resultaten laten zien. Voor proefinstallaties onderzoeken we de mogelijkheden bij één of twee centrale testlocaties, maar ook bij bedrijven zelf. Dat laatste levert meteen een spanningsveld op. Industriële bedrijven werken het liefst met proven technology. De dagelijkse praktijk van productiebedrijven is eigenlijk niet ingericht op ingrepen van buitenaf zoals innovatie in de processen. Er zijn geen lab-omstandigheden. Bovendien moeten veiligheid en betrouwbaarheid geborgd blijven. Tegelijkertijd zien de bedrijven de noodzaak van vergroening. Ze moeten dus wel in beweging komen. Maar hoe doe je dat, terwijl de winkel gewoon openblijft?’

fieldlabOok is het belangrijk om te weten hoe nieuwe grondstofstromen in de bestaande industrie kunnen worden ingepast. Binnen het fieldlab wil het bedrijf Duiker onderzoeken hoe industriële fornuizen andere brandstoffen kunnen verwerken. Waterstof lijkt hiervoor een goede kandidaat. De groene variant, geproduceerd met hernieuwbare elektriciteit, is echter nu nog niet in grote hoeveelheden beschikbaar. Daarom moeten er gedurende de energietransitie fase alternatieven zijn. En het liefst flexibel.

Duiker wil in het fieldlab daarom ook andere duurzame brandstoffen onderzoeken, zoals methanol, biogas of ammoniak. Zelfs aardgas is wellicht nog nodig tijdens de overgangsperiode naar een volledige CO2-reductie. Wereldwijd en in Nederland zijn talloze procesfornuizen in bedrijf. Deze zijn, in de huidige configuratie voor een groot gedeelte ongeschikt om met duurzame brandstoffen te worden bedreven. Er is daarom behoefte om de bestaande geïnstalleerde fornuizen geschikt te maken voor het gebruik van duurzame brandstoffen.

Uitwisselbaar

Van Woerden is blij dat het fieldlab wordt gesteund door een coalitie van verschillende partijen die zowel de dagelijkse praktijk van productiebedrijven als innovatieve bedrijven vertegenwoordigen. ‘Partner FME vertegenwoordigt technologische toeleveranciers, zoals Duiker in het voorbeeld, die gericht zijn op de mogelijkheden van technologieontwikkeling. Deltalinqs behartigt de belangen van de industrie, die de uitdaging heeft te duurzamer te worden met versterking van de concurrentiepositie. Bij TNO zijn onderzoekers gericht op innovatie en is veel toepasbare kennis aanwezig. Samen met het Rotterdamse Havenbedrijf en Innovation Quarter vormen ze een sterke coalitie om gezamenlijk een goed doel te bereiken om de regio Rotterdam duurzaam te versterken.’

De samenwerking houdt daar zeker niet op. Het fieldlab komt weliswaar in Rotterdam, maar samenwerking met andere clusters wordt nadrukkelijk gezocht. Zoals met de Eemsdelta, die een belangrijke rol gaat spelen in de energietransitie, en ook met Chemelot. Van Woerden: ‘Partner TNO is bijvoorbeeld nauw betrokken bij Brightsite dat veel onderzoek doet op de Chemelot Campus. En in het noorden hebben bedrijven bijvoorbeeld ervaring met e-boilers. We gaan juist voor uitwisseling en niet voor competitie met andere clusters. Door samen te werken zijn veel resultaten uitwisselbaar en opschaalbaar.’

‘De dagelijkse praktijk van productiebedrijven is niet ingericht op ingrepen van buitenaf, zoals innovatie in de processen.’

Jeroen van Woerden, kwartiermaker Fieldlab Industriële Elektrificatie

Versnelling

Van Woerden gelooft dan wel niet in een revolutie, maar de evolutie kan volgens hem ook in de energietransitie snel gaan. ‘Er heerst consensus over dat er wat moet gebeuren. De Europese Unie heeft bijvoorbeeld haar duurzame ambities niet bijgesteld tijdens de coronacrisis. Het gevoel van urgentie is er nog steeds. Daarbij kan het fieldlab de bedrijven helpen. En dan kan het snel gaan. Er is echt sprake van momentum. Het is aan ons om met inspirerende projecten de versnelling van de energietransitie vorm te geven.’

Van alle energieverbruikers is de luchtvaart een van de lastigste om te verduurzamen. De druk op de sector om de CO2-uitstoot te verlagen, neemt ondertussen toe. Met verschillende initiatieven probeert Nederland een pioniersrol te vervullen, maar opschaling blijft voorlopig een brug te ver.

Francis Voermans

In Delfzijl wil SkyNRG een fabriek bouwen voor de productie van duurzame kerosine, ook wel SAF, sustainable aviation fuel, genoemd. De fabriek gaat gebruikt frituurvet innemen om honderdduizend ton brandstof per jaar te maken. Het moet de eerste productielocatie worden van het in Amsterdam gevestigde SkyNRG, dat zich tot nu toe toelegt op het inkopen, mengen, verkopen en leveren van SAF. KLM is een van de partners in het project en gaat driekwart van de productie afnemen.Het frituurvet wordt verwerkt met het zogeheten HEFA-proces, waarbij esters en vetzuren met waterstof worden omgezet. Het is momenteel de enige commercieel haalbare techniek om duurzame kerosine te maken.

Gebrek aan vraag

Het HEFA-proces is sinds 2011 goedgekeurd voor de productie van brandstof voor de commerciële luchtvaart. KLM had in dat jaar de wereldprimeur met de eerste vlucht op HEFA-SAF van Amsterdam naar Parijs.

Maar het aanvankelijke enthousiasme verstomde snel. In de jaren erna werd er steeds minder mee gevlogen en de grootste producent, het Finse Neste, stopte met de productie wegens het gebrek aan vraag.

De laatste jaren zit de productie echter weer in de lift. Lucht-vaartorganisatie IATA schat dat er momenteel wereldwijd zo’n vijftig miljoen liter per jaar aan SAF wordt geproduceerd. Tot dusver zijn er in totaal ruim tweehonderdduizend vluchten met SAF uitgevoerd en inmiddels hebben zo’n veertig vliegmaatschappijen er ervaring mee opgedaan. Qua CO2-emissiereductie zet het nog weinig zoden aan de dijk. SAF vertegenwoordigt slechts zo’n 0,01 procent van het totale (pre-corona) kerosineverbruik.

De SAF komt nu voornamelijk uit de raffinaderij van World Energy in Paramount nabij Los Angeles. Ook Neste heeft de productie in 2018 weer hervat. En er staat veel nieuwe capaciteit op stapel. World Energy breidt zijn raffinaderij uit en zal de productie van SAF bijna vertienvoudigen. Na een grote investering van Neste in zijn raffinaderij in Singapore, moet deze vanaf 2023 anderhalf miljoen ton SAF per jaar kunnen maken. Neste overweegt ook te investeren in Rotterdam, waar het de raffinaderij geschikt zou willen maken om SAF te produceren. Daarnaast is er nog een aantal andere bedrijven met bouwplannen, waaronder dus SkyNRG. Als dat allemaal doorgaat, zou er in 2025 tot wel 3,5 miljard liter per jaar kunnen worden geproduceerd, aldus ATAG (Air Transport Action Group). De coronacrisis zal echter voor vertraging zorgen en voor sommige plannen wellicht het einde betekenen.

Industrielinqs nu 3 maanden gratis ontvangen?

Dit artikel komt uit de tweede editie van het Industrielinqs magazine, dat zich richt op de procesindustrie, energiesector en onderlinge infrastructuur. Met het magazine verbinden we industriële ketens zodat ze van elkaar kunnen leren. Belangrijke thema’s zijn: innovatie, energietransitie, onderhoud en veiligheid.

Gebruik kortingscode ILQS20GRATIS voor een gratis proefabonnement

Vrijwillige toeslag

Om het aandeel SAF in de kerosinepool te doen groeien, is de rol van de overheid belangrijk. Zij moet de verduurzaming faciliteren, dan wel afdwingen. De prijs van HEFA-SAF ligt twee tot drie keer hoger dan die van fossiele kerosine. Volgens KLM zelfs vijf tot zes maal als de transportkosten worden meegerekend. Dit betekent dat een duurzame vlucht van Amsterdam naar New York honderd tot tweehonderd euro duurder is dan een normaal ticket. SkyNRG denkt dat bedrijven die hun CO2-voetafdruk willen verlagen, bereid zijn die prijs te betalen. Het heeft daarvoor het “Board Now”-concept opgezet, waarbij bedrijven SAF kunnen inkopen om hun personeel of vracht duurzaam te vervoeren.

‘Biokerosine is het goedkoopste. Maar er is een grens aan de hoeveelheid frituurvet die beschikbaar is.’

Joris Melkert, docent luchtvaarttechniek TU Delft

Op grotere schaal kan de sector niet op zo’n vrijwillige toeslag rekenen. Dus zal het prijsverschil kleiner moeten worden. ‘De vliegindustrie heeft heel dunne marges. De gemiddelde winst per ticket is minder dan tien euro (pre-corona). Het kan dus niet uit om duurdere brandstof te gaan inkopen. Je zou kunnen zeggen dat fossiele brandstof gewoon te goedkoop is’, zegt Joris Melkert, docent luchtvaarttechniek aan de TU Delft.

Een effectieve maatregel is om het bijmengen van duurzame brandstof te verplichten. Noorwegen heeft als eerste land zo’n verplichting geïntroduceerd. Vanaf dit jaar moet 0,5 procent van de vliegtuigbrandstof die er wordt getankt duurzaam zijn. Ook Nederland wil een bijmengverplichting, maar dan het liefst Europees. Minister van Nieuwenhuizen (Infrastructuur en Waterstaat) heeft het voortouw genomen om dit vanaf 2023 in te voeren. Als dat niet haalbaar blijkt te zijn, wil ze de verplichting alleen in Nederland invoeren. Om welk percentage het gaat, is nog niet bekend, maar dit zou moeten doorgroeien naar veertien procent in 2030 en naar honderd procent in 2050, zoals in het Ontwerpakkoord Duurzame Luchtvaart is afgesproken.

Waterstof

Voor zo’n hoog aandeel duurzame brandstof is HEFA-kerosine geen optie. ‘Biokerosine is het goedkoopst en het meest haalbaar. Maar er is een grens aan de hoeveelheid frituurvet die beschikbaar is’, zegt Melkert. Andere technieken zullen dus moeten worden aangewend. Waterstof zal daarbij een sleutelrol spelen, verwacht hij. ‘Dat kan op drie manieren. Ten eerste – en dat is het meest voor-de-hand-liggend – als energiebron en voeding voor synthetische kerosine. Ten tweede kan het rechtstreeks worden verbrand in de vliegtuigmotor. Dat is waarschijnlijk ook niet zo moeilijk, maar daar heb je wel nieuw ontwikkelde motoren voor nodig. De derde optie is om waterstof te gebruiken als brandstof voor een vliegtuig met een brandstofcel en elektromotor.’ Die waterstof moet uiteraard wel duurzaam worden opgewekt. Melkert: ‘Dan rijst de vraag of we wel voldoende duurzame energie hebben voor de hele maatschappij.’

Ook Airbus gelooft dat waterstof de oplossing is voor de luchtvaart om haar klimaatdoelstellingen te realiseren. De vliegtuigbouwer presenteerde onlangs drie concept-ontwerpen voor vliegtuigen op waterstof. Deze hebben aangepaste turbine-motoren, die worden gevoed met vloeibaar waterstof. Het eerste ZEROe-vliegtuig zou vanaf 2035 moeten gaan vliegen.

Synthetisch kerosine

De uitdaging voor de vliegtuigbouwer is om voldoende waterstof te kunnen meenemen. Melkert: ‘Als je kijkt naar het gewicht is waterstof fantastisch. Per kilo bevat het drie keer meer energie dan kerosine. Maar je moet het ook kwijt kunnen. Vloeibaar waterstof bevat per kuub vier keer minder energie dan kerosine.’ Dit betekent dat de afstand de bottleneck wordt. ‘Een van de ontwerpen van Airbus lijkt op de bestaande vliegtuigen. Die zou de helft van de afstand kunnen vliegen en dat zou prima zijn voor Europese vluchten. De grote uitdaging ligt in intercontinentale vluchten. Van alle vluchten is de top één procent met de langste afstanden goed voor twintig procent van het totale brandstofverbruik.’

tekst gaat verder onder de afbeelding
kerosine

NExBTL unit in Rotterdam (c) Neste

Voor die lange afstanden zou synthetische kerosine een oplossing zijn. Het is zelfs de enige levensvatbare optie voor de luchtvaart om te verduurzamen, concludeert TNO in een onlangs verschenen rapport over e-fuels. Een belangrijk voordeel daarbij is dat synthetische brandstof in bestaande vliegtuigen kan worden gebruikt.

Wereldprimeur

Synthetische kerosine wordt gemaakt uit synthesegas (een mengsel van koolmonoxide en waterstof) met het – al honderd jaar geleden ontwikkelde – Fischer Tropsch proces. Het synthesegas kan worden gemaakt uit kolen, olie, biomassa, of – het meest duurzame – uit kooldioxide en waterstof.

Deze laatste techniek is helaas nog niet rijp voor commerciële toepassing. Het produceren van kerosine uit kooldioxide en waterstof is tot dusver alleen op labschaal gedaan. In Rotterdam wil een internationaal consortium een eerste proof-of-concept-installatie bouwen, die zo’n duizend liter per dag moet gaan produceren. De initiatiefnemers zijn Urban Crossovers, SkyNRG en het Zwitserse Climeworks, dat technologie heeft om CO2 uit de lucht te filteren. Urban Crossovers is een Rotterdams bedrijf dat nieuwe concepten ontwikkelt om oplossingen van de CO2-problematiek te versnellen. ‘Dit project gaat als eerste ter wereld synthetische kerosine maken van groene elektriciteit, groene waterstof en CO2 uit buitenlucht’, zegt Willem van Genugten van het bedrijf.

Het is de bedoeling deze wereldprimeur bij Rotterdam Airport te bouwen. ‘Bij Rotterdam Airport komt een groot veld met zonnepanelen, parallel aan de landingsbaan. Samen met de demonstratiefabriek ontstaat zo een lokaal ecosysteem van groene elektriciteitsproductie, kerosineproductie en de levering aan afnemers. Bovendien staat hij dan dichtbij het publiek. Informatie over de noodzaak en mogelijkheden van circulaire kerosine is belangrijk voor het draagvlak en de opschaling van synthetische kerosine uit lucht. Er zal dan ook een bezoekerscentrum bij komen.’

‘Deze installatie is van grote waarde om tot competitieve productie te komen.’

Willem van Genugten, oprichter Urban Crossovers

Prijscompetitief

De technische constructie van de demofabriek is al rond. Climeworks maakt de unit om CO2 uit de lucht af te vangen. Verder zijn er drie Duitse bedrijven bij betrokken. Sunfire levert een co-elektrolyse unit die kooldioxide met water in één stap omzet in synthesegas. Interatec levert de Fischer-Tropsch installatie en tot slot zal een unit van EDL de synthetische koolwaterstoffen omzetten in vliegtuigbrandstof. ‘We zijn nog bezig om de financiering te organiseren. De grootste horde is nu een mentale. We moeten stakeholders overtuigen dat deze essentiële proof-of-concept-stap richting opschaling naar echt grote volumes nu moet worden gezet.’

De prijs van synthetische kerosine wordt nu geschat op ongeveer tien maal de prijs van fossiele kerosine. Door opschaling zou die prijs snel kunnen dalen, zegt Van Genugten. ‘Verschillende onafhankelijke studies laten zien dat de technologie in tien tot vijftien jaar prijscompetitief zou kunnen worden. Deze installatie is van grote waarde om tot competitieve productie te komen. Het is het begin van een belangrijke ontwikkeling.’

De eerste recyclingfabriek voor vervuild staal ter wereld is eind september geopend in Delfzijl. Purified Metal Company kan hier staal dat bijvoorbeeld is vervuild met asbest of chroom-6 een nieuw leven geven. Er is zoveel interesse om schroot in te leveren voor recycling dat het niet bij deze ene fabriek gaat blijven.

In Nederland komen jaarlijks tienduizenden tonnen vervuild staalschroot vrij, bijvoorbeeld van gebouwen, treinen, schepen en industriële installaties. Dit staal wordt nu gestort, waardoor een waardevolle grondstof verloren gaat. Of het wordt schoongemaakt, een lastig en kostbaar werk. Voor chroom-6 is er op het moment zelfs geen andere goede oplossing dan de nieuwe fabriek.

Proces

Het gepatenteerde proces van Purified Metal Company (PMC) is vrij simpel. Het normale proces van staalsmelten gebeurt bij temperaturen boven de 1500 graden Celsius, het smeltpunt van staal. Bij die temperatuur zijn alle asbestvezels al lang vernietigd. ‘Wit asbest gaat al kapot bij 700 graden en andere vezels hebben een iets hogere temperatuur nodig. Bij 1040 graden Celsius zijn alle vezels vernietigd’, zegt Jan Henk Wijma, CEO van PMC. ‘Door verhitting vallen alle asbestvezels uiteen in zand, glas en magnesiumoxide. Drie schone grondstoffen voor hergebruik.’

‘We willen kosten voor de samenleving verlagen. We willen het recyclen niet duurder maken dan het storten.’

Jan Henk Wijma, CEOPurified Metal Company

Belangrijk is echter wel dat er geen asbestvezels of andere vervuilingen in de lucht terechtkomen. Daarom heeft de fabriek een volledig gesloten verwerkingsproces. Luchtsluizen, onderdruk in de fabriek en speciale filters voorkomen dat asbestvezels, chroom-6 en andere gevaarlijke stoffen bij het transport, de overslag en de verwerking vrijkomen en zich kunnen verspreiden. Ook de rookgassen uit de fabriek zijn volledig schoon.

Chemische samenstelling

Uiteindelijk is het verontreinigde staalafval na het proces omgevormd tot Purified Metal Blocks (PMB). Deze stalen blokken worden gegoten in een baksteenformaat en zijn volledig vrij van vuil. Door het compacte formaat kunnen de PMB’s efficiënt en gericht worden ingezet in productieprocessen in staalfabrieken en gieterijen.

De Purified Metal Blocks worden in batches van twintig ton verkocht. Elke batch heeft een unieke chemische samenstelling. Deze hangt af van wat er aan de voorkant de fabriek is ingegaan. ‘Dat kan verschillen van RVS tot constructiestaal’, legt Wijma uit. ‘Pas nadat het gesmolten is, kunnen wij zien wat de samenstelling is.’

Die verschillende chemische samenstellingen kunnen een voordeel zijn voor staalfabrieken en gieterijen. Zij kunnen kiezen welke batch voor hen interessant is. Wijma: ‘Ze kunnen zelfs nuttig gebruikmaken van de legeringen die erin zitten. Dat kan namelijk een besparing opleveren. Nikkel is daar een mooi voorbeeld van. Het is ontzettend duur materiaal. Als er een procentje in zit, is dat al bijna honderd euro per ton waard. Dat is echt waardevol voor bedrijven.’

Nog een voordeel voor de staalproducenten is dat ze door het gebruik van de blokken van PMC 75 procent minder CO2 uitstoten dan fabrieken die staal uit ijzererts maken.

Opgespaard

De nieuwe fabriek kan al rekenen op veel interesse. Verschillende Nederlandse bedrijven, zoals BASF, Shell, DOW en Prorail, hebben zich al gemeld om hun schroot in te leveren.

Industrielinqs nu 3 maanden gratis ontvangen?

Dit artikel komt uit de tweede editie van het Industrielinqs magazine, dat zich richt op de procesindustrie, energiesector en onderlinge infrastructuur. Met het magazine verbinden we industriële ketens zodat ze van elkaar kunnen leren. Belangrijke thema’s zijn: innovatie, energietransitie, onderhoud en veiligheid.

Gebruik kortingscode ILQS20GRATIS voor een gratis proefabonnement

Wijma: ‘Ik heb van een aantal bedrijven begrepen dat ze het afgelopen half jaar hun schroot hebben opgespaard, zodat ze het niet naar de stort hoefden te brengen in afwachting van onze opening. Dat is heel mooi nieuws.’ Zelf heeft PMC op twee locaties ook al een paar duizend ton vervuild schroot liggen. ‘Dat is gelijk serieus’, zegt Wijma.

Ook bedrijven uit andere Europese landen en de VS weten PMC al te vinden. ‘Het laat zien dat de kern van het probleem in westerse landen identiek is’, zegt Wijma. ‘Onze oplossing is daar een milieuvriendelijk alternatief voor dat kosten bespaart. Dat zijn onze drivers. We willen kosten voor de samenleving verlagen. We willen het recyclen niet duurder maken dan het storten.’

Meerdere fabrieken

De fabriek biedt werk aan dertig mensen. Wanneer ze op volle capaciteit draait, komen daar nog eens 35 arbeidsplaatsen bij. Met de bouw van de fabriek is een investering van zeventig miljoen euro gemoeid. De fabriek in Delfzijl kan, eenmaal op maximale capaciteit, 150.000 ton schroot per jaar verwerken, equivalent aan het gewicht van vijftien Eiffeltorens. Daar wordt in drie jaar tijd naartoe gewerkt.

Met die capaciteit kan PMC het vrijgekomen staal uit Nederland recyclen, aangevuld met wat staal uit België en Duitsland. Voor het schroot uit de andere geïnteresseerde landen is nu dus eigenlijk geen plek. Daarom heeft het bedrijf al plannen voor meerdere fabrieken wereldwijd. In Duitsland heeft PMC zelfs al een locatie in de omgeving van Leipzig op het oog.

Financiering

De financiering voor deze volgende fabrieken zal een stuk gemakkelijker gaan dan de eerste fabriek in Delfzijl. ‘De Europese investeringsbank vond ons eerste project veel te risicovol’, zegt Wijma. ‘Maar ze heeft nu aangegeven een rol te willen spelen in meerdere van onze fabrieken.’

CO2- en grondstoffenbesparing

Door staal te recyclen tot nieuw staal hoeft er geen nieuw staal geproduceerd te worden via delving en opwerking. Per kilo Purified Metal Blocks (PMB’s) bespaart PMC ruim twee kilo primaire grondstoffen (1,4 kilo ijzererts, 0,8 kilo steenkool en 0,3 kilo kalksteen), vergeleken met het delven en opwerken van nieuw staal. Daarnaast bespaart het bedrijf per kilo geproduceerde (en dus gerecyclede) PMB’s de uitstoot van één kilo C02, vergeleken met het delven en opwerken van nieuw staal.

Tijdens het recyclingproces worden verschillende verontreinigingen met de rookgassen meegevoerd. In het zeer geavanceerde rookgasreiningssysteem worden deze onschadelijk gemaakt. De verontreinigingen (minder dan één procent van het binnenkomende vervuilde staalschroot) worden verzameld en vervolgens gestort.

Hoewel het aandeel duurzame energie in de Nederlandse energiemix nog niet groot is, neemt deze rap toe. Nu al moeten windparken soms stil worden gezet omdat het aanbod de vraag overschrijdt. Grote industriële elektriciteitsverbruikers kunnen een rol spelen in netbalancering en zo een virtuele batterij vormen. Als dat goed gebeurt, profiteert daar zowel de industrie als de netbeheerder van.

Nederland kent momenteel een drietal industriële bedrijven dat de netbeheerder al kan ondersteunen in de onbalansmarkt. Siliciumcarbide-producent ESD-Sic, aluminiumproducent Aldel en chloorproducent Nouryon. Onderzoeksdirecteur Marco Waas van Nouryon wil daarbij wel direct vermelden dat het bedrijf nog aan het begin van een ontwikkeling staat. ‘We moesten een chloorfabriek van tweehonderd megawatt zodanig ombouwen dat je hem in een tijdsframe van vijftien minuten kunt op- en afschakelen. Overigens is dat schakelen niet van nu naar tweehonderd of andersom. We kunnen nu tien procent op- en afregelen. Dat moet op den duur naar de twintig of misschien zelfs vijftig procent gaan. Voordat we dat konden doen, moesten we wel wat aanpassingen aan de productie-units doen. We gebruiken alkaline elektrolyzers die niet om hun flexibiliteit bekend staan. Toch blijken ze, met aanpassingen in de besturing, wel degelijk te kunnen worden ingezet. Het grootste deel van de aanpassingen betrof echter de automatisering van de fabriek.’

‘We zien deze stap als een volgende efficiencyslag in onze productie.’

Marco Waas, onderzoeksdirecteur Nouryon

Voordat je de regie min of meer uit handen kunt geven, moet je wel zeker weten dat de systemen dit aan kunnen, legt Waas uit. ‘Bovendien moet je heel goed weten wélke cellen je wilt afschakelen. Het is natuurlijk zonde om de best presterende elektrolyzers terug te regelen. En dus zal je per cel de prestaties moeten monitoren. Nu krijgen onze operators nog een seintje dat ze moeten terugregelen. Maar straks moet dat allemaal automatisch gebeuren. Als dat goed gaat, kunnen we de regie overgeven aan Vattenfall.’

Cybersecurity

Op de vraag of Nouryon nu zijn businessmodel omgooit naar energie, kan Waas kort antwoorden. ‘We zijn en blijven een chemiebedrijf. We zien deze stap als een volgende efficiencyslag in onze productie. Als we het goed doen, verdienen we er ook nog geld aan. Maar onze klanten blijven de afnemers van chloor. Als de nood heel hoog wordt en meer flexcapaciteit gewenst is, zullen we die klanten bij onze plannen moeten betrekken. Zij kunnen immers ook voorraden aanleggen en daarmee tijd winnen. Zover is het echter nog niet.’

Voor wie en vergelijkbare stap wil maken als Nouryon heeft Waas nog wel wat tips: ‘In de discussies die we voerden over dit onderwerp ging een derde deel over cybersecurity. Je wil niet dat malafide partijen je productieprocessen kunnen verstoren. We kiezen dan ook bewust voor een directe, bekabelde verbinding. Vergeet ook niet het sociale aspect van een dergelijke wending in de productieomgeving. Onze operators moesten er best aan wennen dat ze een derde partij de regie moeten laten meebeslissen over de inzet van de assets. Tegelijkertijd vinden ze het wel heel gaaf dat ze in een van de meest geavanceerde fabrieken werken, met een zeer hoge automatiseringsgraad.’

Cargill

Hoewel er niet veel bedrijven zijn met zoveel elektriciteits-verbruik als Nouryon, is de idee van een virtuele batterij ook interessant voor de kleinere verbruikers. Voedingsmiddelenbedrijf Cargill heeft weliswaar geen elektrolyzers, maar investeerde in het verleden wel in warmtekrachtinstallaties (WKK).

Industrielinqs nu 3 maanden gratis ontvangen?

Dit artikel komt uit de tweede editie van het Industrielinqs magazine, dat zich richt op de procesindustrie, energiesector en onderlinge infrastructuur. Met het magazine verbinden we industriële ketens zodat ze van elkaar kunnen leren. Belangrijke thema’s zijn: innovatie, energietransitie, onderhoud en veiligheid.

Gebruik kortingscode ILQS20GRATIS voor een gratis proefabonnement

Elektriciteitsproductie specialist Michiel Smets onderzoekt dan ook wel degelijk de flexmarkt. ‘Zoals bij veel bedrijven, en zeker in de voedingsmiddelenindustrie, bestaat tachtig procent van ons energieverbruik uit warmte. Dat we met gas opwekken. De overige twintig procent zit in het bewerken en transporteren van onze producten. Daarvoor gebruiken we wel elektriciteit. In zo’n omgeving is een WKK ideaal. Doordat we eenvoudig kunnen schakelen tussen warmte of elektriciteitsopwekking, kunnen we ook een rol spelen in de flexmarkt. Bij lage elektriciteitsprijzen maken we stoom via de gasboiler terwijl we bij hoge prijzen direct elektriciteit kunnen leveren.’

Smets ziet wel duidelijke verschillen tussen de chemische sector en de voedingsmiddelenindustrie. ‘Omdat de kwaliteit van onze producten samenhangt met de procescondities, kunnen we daar niet aan tornen. We kunnen niet even een lagere temperatuur inzetten in de cacaobereiding omdat dat nadelig voor de smaak zou kunnen zijn. We focussen ons dan ook meer op het geautomatiseerd inzetten van onze warmtekrachtcentrales, afgestemd op de energiemarkt.’

tekst gaat verder onder de afbeelding

megabatterij

‘Niet iedereen heeft de vermogens zoals Nouryon of Aldel, maar gezamenlijk kan je wel degelijk een rol spelen op de onbalansmarkt.’

Wim Vaasen, optimalisatiedirecteur Centrica

Smets: ‘We kijken tegelijkertijd ook wel degelijk waar we onze warmteopwekking kunnen elektrificeren. Het kan bijvoorbeeld aantrekkelijk zijn om laagwaardige restwarmte elektrisch op te hogen via mechanische damprecompressie. Ook de inzet van elektrische boilers kan interessant zijn in die gevallen dat de elektriciteitsprijs lager ligt dan de gasprijs. Dat komt nog niet zo heel veel voor, maar dat kan met een toenemend aandeel duurzame energie best veranderen. Een bottleneck is nog wel de aansluiting op het elektriciteitsnet. Elektriciteit is doorgaans al duurder dan aardgas, maar de transportkosten zijn ook fors. Als we al een aansluiting kunnen krijgen, is dat wel een businesscase killer. Wellicht dat toetreding tot de balansmarkt de businesscase aantrekkelijker kan maken. We hebben veel processen met driehonderd graden verzadigde stoom op een druk van achttien bar. Die zijn prima te elektrificeren of wellicht via een hybride systeem te bedienen. Dan gebruiken we elektriciteit tot een bepaalde temperatuur en zorgt gas voor de laatste stap.’

E-boiler

TNO-onderzoeker Earl Goetheer ziet ook kansen voor e-boilers, zeker als de kwestie rondom de aansluiting ervan op het net wordt opgelost. ‘De investeringskosten zijn zeer laag, wat interessant is voor een flexproduct. Bovendien zijn ze in zeer korte tijd op te schakelen naar volle productie. De industrie zal dan ook met de netbeheerders om tafel moeten zitten om de baten en lasten te verdelen. Nu betaalt de industrie namelijk een hogere transportvergoeding terwijl de netbeheerder profiteert van de balanceringscapaciteit. Maar als die hobbel is weggenomen, kan de industrie de e-boilers snel uitrollen. In de Scandinavische landen met veel duurzame waterkracht gebruiken ze al jaren dit soort boilers.’

Virtual power plant

Hoewel de individuele mogelijkheden voor balancering interessant zijn voor bedrijven, zit de meeste waarde in de samenwerking tussen al deze individuele elektrische gebruikers. Dit is het deel waar Centrica in is gespecialiseerd. Wim Vaasen is optimalisatiedirecteur van het bedrijf dat inmiddels meerdere industriële partijen helpt deze interessante stap te maken. ‘Uit ervaring weten we dat de sterkste stijging per uur naar extra vermogen rond de drie gigawatt ligt’, zegt Vaasen. ‘Zo’n negentig procent van die energie komt direct van het opvoeren van gascentrales. Als je stuurt op CO2-besparing is dat niet gunstig. Vraagzijdesturing is een veel milieuvriendelijkere optie, maar vraagt wel om afstemming binnen de keten. Door flexibele vermogens te aggregeren in een virtuele centrale is het mogelijk dezelfde vermogens te leveren als een gascentrale. Het vergt wel een sterke automatiseringsgraad om dit goed voor elkaar te krijgen.’

Voordat Centrica de regie neemt over een deel van de energiebalans, gaat daar wel een lang traject aan vooraf. ‘We zullen eerst moeten scannen waar de flexibiliteit zit binnen het bedrijfsproces’, zegt Vaasen. ‘Uit zo’n scan komt een advies dat we pas implementeren na uitgebreid overleg met de klant hoe en wanneer ze de controle overlaten aan de aggregator. Dit is voor bedrijven het meest spannende deel en we zijn dan ook zeventig procent van onze tijd bezig met afstemming hierover. Overigens gaan we er vanuit dat de capaciteit nooit volcontinu beschikbaar is. We werken dan ook altijd met een poel van bedrijven. Juist in de combinatie zit de kracht van een virtual power plant. Niet iedereen heeft de vermogens zoals Nouryon of Aldel, maar gezamenlijk kan je wel degelijk een rol spelen op de onbalansmarkt.’

 

De hele aflevering van deze online talkshow Industrielinqs Live is terug te kijken via ons Youtube-kanaal.

Het thema van dit oktobernummer is onderhoudsstops. Met het stijgen van de jaren van industriële assets nam de complexiteit van turnarounds toe. Gelukkig hoeft die toegenomen complexiteit de duur van een gemiddelde shutdown niet te verlengen. Het vereist echter wel een degelijke voorbereiding met de juiste managementtools en de juiste informatie over de conditie van de assets. Althans, dat stellen Walter Mesterom van expertisebureau PDM en Marc Dassen van technisch dienstverlener Sitech.

Verder in dit nummer

‘De industriële revolutie was eigenlijk meer een evolutie. Als je het op microniveau beschouwt, ging het om een proces van heel veel kleine stapjes’, stelt Jeroen van Woerden, kwartiermaker van het nieuwe Fieldlab Industriële Elektrificatie. ‘De huidige transitie van de industrie zal ook niet van de ene op de andere dag gaan, maar we kunnen er wel alles aan doen om die te versnellen.’

De eerste recyclingfabriek voor vervuild staal ter wereld is eind september geopend in Delfzijl. Purified Metal Company kan hier staal dat bijvoorbeeld is vervuild met asbest of chroom-6 een nieuw leven geven.

Van alle energieverbruikers is de luchtvaart een van de lastigste om te verduurzamen. De druk op de sector om de CO2-uitstoot te verlagen, neemt ondertussen toe.

Grote industriële elektriciteitsverbruikers kunnen een rol spelen in netbalancering en zo een virtuele batterij vormen. Als dat goed gebeurt, profiteert daar zowel de industrie als de netbeheerder van.

Dit en veel meer leest u in het Industrielinqs oktobernummer!

Industrielinqs nu 3 maanden gratis ontvangen?

Gebruik kortingscode ILQS20GRATIS voor een gratis proefabonnement!