HeidelbergCement Archieven - Utilities

De cementindustrie is goed voor vier procent van de wereldwijde CO2-emissies. Vele ogen zijn dan ook gericht op de inspanningen van de sector om de uitstoot terug te dringen. Omdat er haast is geboden, bewandelt Jan Theulen van HeidelbergCement vele parallelle emissiebeperkende paden. CO2-opslag ziet hij daarbij als tussenstation: ‘We kunnen veel mooiere toepassingen verzinnen.’

Het is niet zo heel vreemd dat de cement­industrie goed is voor vier procent van de wereldwijde CO2-emissies. Het portlandcement, dat grotendeels in beton wordt verwerkt, is op water na de meest gebruikte commodity. Het proces van het sinteren van een mengsel van kalksteen, silicium, aluminiumoxyde en ijzeroxyde kost bovendien veel energie. Bij temperaturen van zo’n 1450 graden Celsius wordt de koolstofdioxide uit de kalksteen gedreven en daarna kunnen de grondstoffen kristalliseren en sinteren tot klinker. Hoewel de trommelovens behoorlijk wat energie verbruiken, is het proces zelf verantwoordelijk voor de meeste CO2-uitstoot. De uit de kalksteen vrijkomende koolstof komt immers als CO2 in de atmosfeer terecht.

Toch vindt het Duitse HeidelbergCement steeds meer alternatieven die de emissies kunnen terugdringen. Het bedrijf benoemde zelfs Jan Theulen tot groepsdirecteur alternatieve bronnen. Een functie die de Limburger als een maatpak lijkt te passen. Theulen begon bij de bekende ENCI-fabriek in Maastricht. Toen die de deuren sloot, werd hij steeds meer het duurzame geweten van het bedrijf. ‘Als Europese cementproducent zijn we ons zeer bewust van onze verantwoordelijkheid’, zegt Theulen.

‘We hebben dan ook harde targets gesteld voor de gehele groep. In die laatste toevoeging zit de grootste uitdaging omdat we ook productielocaties in Azië en Afrika hebben. Ongeveer de helft van onze omzet komt uit Europa en de Verenigde Staten, de rest komt van elders. Toch is het gelukt de flinke CO2-reductietargets voor 2030 voor ons gehele bedrijf vijf jaar naar voren halen. Misschien komt dat doordat we het eerste bedrijf binnen de cementsector zijn dat werkt met een bonussysteem dat is gerelateerd aan de CO2-prestaties. Dat zien we dus echt terug in de emissiereductie.’

Alternatieve brandstoffen

Theulen ziet dat de targets tot 2025 nog kunnen worden gehaald met de traditionele middelen. ‘We kunnen aan twee kanten van de productie sleutelen: aan de kant van de energievraag en de grondstoffen. De cementindustrie gebruikt al jaren afgedankte autobanden als brandstof voor de trommelovens. Dat klinkt misschien niet zo duurzaam, maar is eerlijk gezegd een van de beste manieren om autobanden te verwerken. De banden zijn binnen enkele minuten op een temperatuur van meer dan duizend graden en bevatten bovendien staal. Dat staal kunnen we weer gebruiken als hulpstof in het cement. We vermijden op deze manier de inzet van fossiel steenkool en de aanvoer van staal, terwijl de banden ook nog voor zo’n 28 procent uit een natuurproduct bestaan: rubber.’

Bioslib, het organische residu dat ontstaat bij rioolwaterzuivering, vormt een andere waardevolle alternatieve brandstof en grondstof voor de cementproductie. ‘Traditioneel laten waterschappen het slib in afvalenergiecentrales verbranden om de energie om te zetten in stroom. Vervelend voor de centrales is echter dat het slib voor veertig procent uit anorganische materialen bestaat. Wij kunnen het silicium, aluminium en calciumoxide in het slib juist goed gebruiken in ons cement. Ik vindt het dan ook vreemd dat waterschappen zich meer gaan richten op de productie van biogas. Dan benut je maar een deel van de waarde van het slib. In onze cementovens benutten we 93 procent van het thermisch vermogen plus de residuen.’heidelbergcement

‘We zijn het eerste bedrijf binnen de cement­sector dat werkt met een bonussysteem dat is gerelateerd aan de CO2-prestaties.’

Jan Theulen, groepsdirecteur alternatieve bronnen HeidelbergCement

Ook aan de grondstofkant weet Heidelberg al veel alternatieven voor klinker te vinden. Denk bijvoorbeeld aan vliegas, het residu dat overblijft uit de verbranding van steenkool. ‘Gezien de marktomstandigheden zal de beschikbaarheid van die grondstof de komende jaren wel afnemen, maar we hebben inmiddels ook daar weer alternatieven voor. Zo zijn er bepaalde kleisoorten met dezelfde eigenschappen als klinker, maar die dus geen koolstof bevatten. En dan weten gespecialiseerde bedrijven ook steeds beter gesloopt beton terug te brengen naar de oorspronkelijke grondstoffen, waaronder de cementfractie.’

CO2-afvang

Toch zal ook Heidelberg meer moeten doen om CO2-emissies te beperken. Vandaar dat de site in het Noorse Brevik al vanaf 2011 experimenteert met post combustion CO2-afvang en opslag. In 2023 wordt de pilot uitgebouwd, alhoewel een installatie die jaarlijks vierhonderdduizend ton CO2 zal afvangen eigenlijk de pilot-fase wel is ontgroeid. ‘Ook bij dit soort technologie moeten we heel goed naar de lange en korte termijn kijken’, zegt Theulen.

‘In Noorwegen kunnen we aansluiten bij het Northern Lights CCS-project en zetten we in op traditionele afvangmethoden. Bij een project met een investeringssom van driehonderd miljoen euro wil je geen experimentele technologie inzetten. Tegelijkertijd kijken we bijvoorbeeld in België en Polen naar andere vormen van CO2-afvang. Zo werken we mee aan het zogenaamde Leilac-onderzoek, wat staat voor Low Emissions Intensity Lime And Cement, waar de CO2 uit het calciumcarbonaat direct wordt afgevangen. Doordat de CO2 niet mengt met de andere procesgassen, is deze heel zuivere stroom eenvoudig af te vangen en op te slaan. In het Belgische Lixhe draait al sinds 2016 een redelijk grote pilotinstallatie met succes. Ik ben vanaf het begin zeer nauw betrokken geweest bij dit project en het is dan ook een beetje een kindje geworden. De installatie vangt de proces-uitstoot tot 95 procent af, dat is zestig procent van de CO2 die vrijkomt bij de cementproductie.’

Ook in het Poolse Górazdze zoekt Heidelberg naar nieuwe mogelijkheden om de CO2-uitstoot te beperken. Het is volgens Theulen een eerste stap om ook Oost-Europa te mobiliseren om een bijdrage te leveren aan decarbonisatie. Hier beproeft men een op enzymen gebaseerd CCS-proces dat gebruikmaakt van restwarmte uit het proces. Ze onderzoeken ook of kan worden aangesloten op het Northern Lights project, met een leiding richting Noorwegen. ‘In de basis verschillen cementovens niet heel veel van elkaar’, zegt Theulen. ‘Door een breed portfolio op te bouwen van verschillende technieken, kunnen we redelijk snel zien welke techniek onder welke omstandigheden het meeste oplevert. Door deze parallelle aanpak denken we snel te kunnen schakelen en de beste technieken doorontwikkelen voor de overige sites.’

Oxyfuel

Een andere kansrijke ontwikkeling is het zogenaamde Oxyfuel-concept. Theulen: ‘De afvang van CO2 met aminen is redelijk kostbaar, wat dat aangaat levert het Leilac-project al behoorlijke kostenbesparingen op. Maar daarmee vang je alleen de CO2 af uit het klinker. Bij Oxyfuel recirculeren we de rookgassen uit de productie en voegen daar zuurstof aan toe. Daardoor kan je het gas recirculeren en verbranden totdat een mengsel met een CO2-percentage van zeventig procent overblijft. Je houdt dus bijna pure CO2 over op onderdruk dat je heel eenvoudig onder druk kunt zetten en afvoeren. We bouwen nu met vier cementconcerns een proeffabriek om de technologie te testen. Die samenwerking is niet voor niets: we bouwen een installatie van honderd meter lang en tachtig meter hoog. Dat vergt toch een behoorlijke investering. In die zin zijn we ook geen concurrenten van elkaar. We hebben allemaal dezelfde uitdagingen.’

heidelbergcement

‘In onze cementovens benutten we 93 procent van het thermisch vermogen van slib.’

Jan Theulen, groepsdirecteur alternatieve bronnen HeidelbergCement

Tegelijkertijd is cement wel een commodity en ligt carbon leakage op de loer. Het is dan ook zeer belangrijk dat de Europese wet- en regelgeving meegroeit met de eisen die de Europese Commissie stelt aan de industrie. ‘Je kunt cement eenvoudig verschepen en dus zal een carbon border adjustment mechanism ook voor onze industrie noodzakelijk zijn om te overleven.’

Grondstof

Intussen kijkt Theulen ook naar de volgende stappen in de koolstofketen: het nuttig inzetten van CO2 als grondstof. ‘We zien het onder de grond stoppen van CO2 als noodzakelijke tussenoplossing, maar niet als einddoel. Nu al experimenteren we in Marokko met het telen van algen die worden gevoed met koolstofdioxide. Die algen worden weer ingezet als visvoer. Hoewel dit een mooie toepassing is, heb je wel veel ruimte nodig en ruime hoeveelheden hernieuwbare energie. Er zijn niet heel veel plekken op de wereld waar dit samenkomt.’

Dan is de opslag van CO2 in betonproducten wellicht een meer voor de hand liggende oplossing. ‘Hoewel nog veel in de R&D-fase zit, zijn er al goede resultaten behaald met betonrecycling. Slimme brekers kunnen beton terugbrengen naar de oorspronkelijke elementen zand, grof grind en cement. Dat cement heeft natuurlijk al gereageerd met water en bestaat dus grotendeels uit calciumhydroxide. Wanneer je dat calciumhydroxide laat reageren met CO2, ontstaat weer een product dat met water kan uitharden en sterkte kan leveren. Natuurlijk zouden we liever alle CO2 op deze manier opslaan, maar dit is wel een traject met een lange adem.’

Een ander traject is CO2-opslag in zogenaamde precast betonelementen. Door de elementen in conditioneringskamers aan het broeikasgas bloot te stellen, nemen ze CO2 op, wat gunstig is voor de sterkte van het beton. De mogelijkheden binnen de eigen sector, weerhouden Theulen er niet van om ook over de grenzen te kijken. ‘De CO2 uit de Oxyfuelcentrale zouden we natuurlijk ook kunnen gebruiken als basis voor de productie van synthetische brandstoffen. Met name de luchtvaart heeft weinig alternatieven voor fossiele kerosine. Of en wanneer we die route bewandelen, is met name afhankelijk van de beschikbaarheid van groene waterstof. Helaas hebben we geen oneindige hoeveelheid groene elektriciteit, wat de productie van groene waterstof zal beperken.’

heidelbergcement

Marktvraag

Hoewel de prijs voor cement maar een fractie is van de totale kosten van een gebouw, ziet Theulen wel dat steeds meer klanten de CO2-voetafdruk meenemen in hun overwegingen. ‘Met name de overheidsdiensten zoals Rijkswaterstaat trekken nu de kar bij aanbestedingen. Door de ecologische voetafdruk mee te nemen in de gunning, krijgen CO2-besparende producten ook een economische waarde. Gelukkig zien we ook steeds meer aannemers die om een Environmental Product Declaration (EPD, red.) vragen. We hebben de overheid keihard nodig, zowel als launching customer als voor bescherming van de duurzame cementmarkt. Ik denk dat de richting die zowel de EU als de rijksoverheid heeft gekozen met bijvoorbeeld Fit for 55 aardig in onze lijn ligt. Ik snap ook de overweging van de Nederlandse regering om een cap te zetten op CCS. Op de korte termijn hebben we het zeker nodig, maar op de langere termijn hebben we mooie alternatieven met CCU. Zolang de beleidslijnen helder blijven, kunnen we in 2050 echt CO2-neutraal produceren.’