ArcelorMittal Archieven - Utilities

Bij ArcelorMittal Belgium zijn vier reusachtige bioreactoren aangekomen voor het Steelanol-project. De bioreactoren vormen het centrale element van de nieuwe installatie van het Gentse staalbedrijf. Zij kunnen industriële gassen die vrijkomen tijdens het staalproductieproces omzetten in duurzame ethanol

De vier bioreactoren zijn in maart per schip geleverd. De afgelopen weken zijn alle vier de bioreactoren rechtop geplaatst. De aankomst en het inhijsen van de bioreactoren vormen het laatste grote onderdeel van de Steelanol-bouwfase en het begin van de volgende fase om leidingen te installeren en de installaties aan te sluiten.

De Steelanol-installatie van 165 miljoen euro, produceert 80 miljoen liter duurzame ethanol per jaar. Dit komt overeenkomt met bijna de helft van de huidige jaarlijkse vraag in België. De duurzame ethanol die de Steelanol-installatie produceert, kan worden gebruikt als brandstof voor transport of als bouwsteen voor de productie van chemicaliën. De verwachting is dat de installatie in 2022 operationeel is.

Het proces

De omzetting van industrieel gas in duurzame ethanol vindt plaats in vier bioreactoren. Elke bioreactor bestaat uit een tank met vloeistof, voedingsstoffen en in de natuur voorkomende micro-organismen. Een belangrijk element van het proces is om het gas goed in de vloeistof te mengen, zodat de micro-organismen de omzetting van het koolstofhoudende gas naar ethanol kunnen voltooien. Om maximale circulariteit na te streven, maakt een waterbehandelingsinstallatie het hergebruik van water, de terugwinning van waardevolle voedingsstoffen en de productie van energie uit verkregen biogas mogelijk.

Toekomst

Het proces dat bij ArcelorMittal wordt toegepast, kan niet alleen gebruik maken van de industriële gassen van de huidige staalproductiemethoden. Het kan zich aanpassen naarmate de industrie overschakelt op toekomstige staalproductietechnologieën met een grotere input van groene waterstof. Hierdoor kan de toepassing voor koolstofrecycling evolueren naarmate de beschikbare rest- en afvalstromen veranderen.

De proeffabriek van het Steel2Chemicals project is klaar en inmiddels verhuisd naar Gent. In de proeffabriek onderzoeken ArcelorMittal, Dow Benelux en Tata Steel of ze CO uit restgassen van de staalproductie kunnen omzetten in een grondstof voor de chemische industrie.

Zeton heeft de CO-conversie pilot installatie gebouwd. Deze bestaat uit een twaalf meter lange buisreactor. In Gent gaat Dow de pilot plant testen met hoogovengas van ArcelorMittal. De eerste tests beginnen eind april.

De komende twee jaar blijft de installatie in Gent, waar ArcelorMittal een speciaal pilot park heeft ontwikkeld. De Universiteit van Gent onderzoekt er bijvoorbeeld ook of het product uit de pilot installatie inderdaad aan de verwachtingen voldoet en geschikt is als grondstof voor de stoomkrakers van Dow. Daarnaast probeert TNO een methode te ontwikkelen om de stikstof uit het hoogovengas te verwijderen. Als dat lukt, kan de grote fabriek straks een stuk kleiner worden gemaakt, omdat er minder gas doorheen hoeft te stromen.

Verder analyseert de Universiteit van Gent de data uit de pilot plant om te berekenen hoeveel CO2 dit concept voorkomt en tegen welke kostprijs. Als de pilot succesvol en economisch haalbaar blijkt, onderzoeken de partners of een demonstratiefabriek op grotere schaal haalbaar is.

Sinds november 2018 werken Dow Benelux, ArcelorMittal, Tata Steel, Universiteit van Gent, TNO en het Institute for Sustainable Process Technology samen aan het Steel2Chemicals project om de CO2-uitstoot door de staal – en petrochemische industrie te reduceren.

Ørsted presenteerde zijn SeaH2Land-visie voor een duurzame waterstoffabriek op gigawatt-schaal in North Sea Port.  Het bedrijf denkt in 2030 zijn windpark te kunnen koppelen aan de elektrolyzer die bedrijven als ArcelorMittal, Yara, Dow Benelux en Zeeland Refinery van groene waterstof kan voorzien.

Ørsted voorziet tegen 2030 de bouw van een duurzame waterstoffabriek – een elektrolyser – van 1 GW. Het bedrijf wil die koppelen aan een bijkomend groot windmolenpark (2GW) in het Nederlandse deel van de Noordzee.

Deze elektrolyser kan ongeveer twintig procent van de huidige waterstofvraag in North Sea Port leveren. Met 580.000 ton per jaar is het havengebied van North Sea Port een van de grootste waterstofproducenten en -afnemers ter wereld. De vraag naar waterstof in het havengebied kan toenemen tot één miljoen ton in 2050, het equivalent van ongeveer tien gigawatt aan elektrolysecapaciteit.

Duurzame productie

De grote industriële bedrijven uit North Sea Port: ArcelorMittal, Yara, Dow Benelux en Zeeland Refinery ondersteunen de SeaH2Land-visie. En de ontwikkeling van de noodzakelijke regionale infrastructuur. Om zo met duurzame waterstof de productie van staal, ammoniak, ethyleen en brandstoffen te verduurzamen. Daarmee helpen deze bedrijven in Nederland, België en Vlaanderen de CO2-uitstoot te verminderen tegen 2030 en daarna.

Pijpleidingen

De industriële spelers, verenigd in Smart Delta Resources (SDR), werken met de netbeheerders  aan de ontwikkeling van een regionaal, open-access pijpleidingnetwerk van ongeveer 45 kilometer. Van Vlissingen in Nederland tot Gent in België. De waterstoffabriek wordt volgens dit plan gekoppeld aan dit regionale waterstofnetwerk.

Duurzame waterstof

Yara, in consortium met Ørsted, en Zeeland Refinery kondigden eerder al aan duurzame waterstof te produceren op hun fabriekslocaties. Dow exporteert sinds 2018 waterstof naar Yara via de eerste voor waterstof omgebouwde gaspijpleiding. Het netwerk dient op korte termijn te worden uitgebreid naar ArcelorMittal. En verder naar het noorden, onder de Westerschelde door, naar Zeeland Refinery.

Hoogspanningsnetwerk uitbreiden

De eerste fase van SeaH2Land, wat bestaat uit vijfhonderd megawatt aan elektrolysecapaciteit, kan worden ontwikkeld zodra de regelgeving gereed is. En als het beoogde regionale waterstofnetwerk klaar is. De tweede fase, een opschaling naar één gigawatt, is afhankelijk van de aansluiting op de nationale waterstofinfrastructuur.

Het cluster wil ook het 380kV hoogspanningsnetwerk uitbreiden voor de elektrificatiebehoefte van de industrie ten zuiden van de Westerschelde. Dit maakt elektrolyse op gigawatt-schaal en aanlanding van windenergie op zee aan beide kanten van de Westerschelde mogelijk.

ArcelorMittal Belgium heeft zijn hoogoven B in Gent officieel ingehuldigd, nadat deze is vernieuwd. Het is volgens het bedrijf nu een van de meest moderne en efficiënte hoogovens ter wereld wordt, zowel op het vlak van productiviteit als van lagere CO2-emissies.

In september 2020 is gestart met de vernieuwing van de oven. In februari was het project klaar. De hoogoven heeft een geoptimaliseerde vorm gekregen. Verder is ArcelorMittal overgeschakeld naar een nieuw PLC-platform en zijn de veiligheidsconcepten naar een hoger niveau gebracht. Daarnaast is er een nieuwe netwerkinfrastructuur gekomen, is de procescomputersoftware aangepast en zijn modellen voor de sturing van de nieuwe hoogoven geoptimaliseerd. Voor de hoogovenvernieuwing is 5.000 ton staal en 3.000 ton vuurvast materiaal gebruikt. Daarnaastis er 265 kilometer aan elektrische kabels getrokken.

Afval als grondstof

De vernieuwde hoogoven zorgt voor een efficiënter brandstofgebruik en speelt daarmee een belangrijke rol in de vermindering van de CO2-uitstoot van de site en het bereiken van haar klimaatdoelstellingen. ArcelorMittal Belgium wil met het Gentse hoogovenproject Europa helpen om de CO2-uitstoot tegen 2030 met dertig procent te verminderen ten opzichte van 2018. Als groep heeft ArcelorMittal de ambitie om tegen 2050 klimaatneutraal te zijn.

In de hoogovens wil het bedrijf fossiele koolstof vervangen door groene en circulaire koolstof en waterstof. Ook wil ze steeds meer afvalstoffen inzetten als grondstof. Via het Torero-project (indienstname 2022) kan het bedrijf afvalhout uit containerparken voorbewerken tot biokoolstof die geschikt is voor het hoogovenproces. Ook lopen twee projecten waarbij plasticafval in de vorm van poeder of gas in de hoogoven kan worden geïnjecteerd.

ArcelorMittal kan zijn kooldioxide-uitstoot aanzienlijk beperken door zijn koolmonoxide naar Dow Terneuzen te transporteren in plaats van te verbranden. Door de huidige opzet van het Europese emissiehandel systeem levert die emissiebeperking het bedrijf echter niets op. Als die fout in ETS niet snel wordt gerepareerd, zal dat volgens group CTO Eric de Coninck zeer negatief uitpakken voor de Europese zware industrie.

Zo’n kleine zeven procent van de mondiale CO2-uitstoot kan op het conto van de staalindustrie worden geschreven. Niet geheel verrassend, want de chemische reacties in de ovens, waarmee deze industrie met koolstof ijzeroxidemoleculen reduceert tot staal, verlopen op hoge temperaturen. Helemaal koolstofvrij zal de staalindustrie dan ook niet worden. Wel kunnen de CO2-moleculen, die ontstaan bij de productie van staal, in de grond worden gestopt of als grondstof voor chemicaliën worden ingezet. ArcelorMittal is vanwege die laatste ambitie vier jaar geleden een samenwerking met Dow Chemical aangegaan voor een gezamenlijke proef. De koolmonoxide van ArcelorMittal, kan namelijk samen met overtollig waterstof van Dow worden omgezet in synthetische nafta. De emissiekosten van ArcelorMittal zullen er echter niet door afnemen onder de huidige regelgeving van het emission trade scheme (ETS) van de Europese Commissie. Eric de Coninck, general manager Group CTO van ArcelorMittal Group ziet dan ook graag een herziening van de ETS-afspraken zodat ook de industrie geprikkeld wordt te investeren in emissieverlaging.

Denkfout

‘De ETS-regeling is in het leven geroepen om de CO2-uitstoot van de energieproducenten in te perken’, steekt De Coninck van wal. ‘De rekensom is bij de utilitiesbedrijven snel te maken: het steenkool of aardgas dat de bedrijven inkopen, levert een bepaalde koolstofemissie op. De bedrijven krijgen dan ook een rekening gepresenteerd die is gebaseerd op die ingaande grondstoffen. De achterliggende gedachte is dat bedrijven dan sneller worden geprikkeld om voor brandstoffen te kiezen met een lager emissieprofiel.

Hetzelfde monitoring schema wordt bij de ETS-plichtige industrie gehanteerd. Ook bij ons kijkt de emissieautoriteit mee wat er aan kolen de fabriek in komt, waarna wij de rekening gepresenteerd krijgen van onze emissies. Alleen staan de chemische industrie en de staalindustrie voor een voldongen feit. Wij hebben koolstof nodig als reactant en kunnen dus niet zonder ingrijpende proceswijzigingen overstappen naar elektriciteit of waterstof, die overigens veel duurder is dan koolstof. Bij de productie van één ton staal produceren de efficiënte bedrijven zo’n twee ton CO2. Wij en Tata Steel in IJmuiden doen het nog iets beter en zitten op een gemiddelde van 1,7 ton, maar in de minder gereguleerde landen is een uitstoot van 3,5 ton CO2 gangbaar.

 

Als de staalindustrie gaat samenwerken met de chemische industrie kan dit de CO2-uitstoot in Europa fors verminderen. Door hergebruik van staalgas kan de samenwerking potentieel een reductie van 57 miljoen ton CO2 per jaar opleveren. Voor Nederland zou dit vijf miljoen ton zijn, oftewel een tiende van de Nederlandse doelstelling voor emissievermindering voor de industrie.

Dit hebben adviesbureau Metabolic en onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen berekend in opdracht van onder andere het Institute for Sustainable Process Technology. Zij hebben de resultaten gepubliceerd in het rapport CarbOn-monoxide RE-use through industrial SYMbiosis between steel and chemical industries (CORESYM). Ook Nuon, Tata Steel, AkzoNobel, Dow, ArcelorMittal en TKI Energie en Industrie zijn bij het rapport betrokken.

Zonde

Bij de productie van staal komt staalgas vrij, dat voor achttien tot dertig procent uit koolmonoxide bestaat, voor 15 tot 25 procent uit kooldioxide en verder uit stikstof en een relatief kleine hoeveelheid waterstof. De staalfabrieken verbranden de koolmonoxide in energiecentrales en dat is eigenlijk zonde, want chemiebedrijven kunnen koolmonoxide heel goed als grondstof gebruiken. Bovendien ontstaat bij die verbranding CO2, zelfs twee keer zoveel als bij de verbranding van kolen.

Een uitdaging vormt nog het efficiënt afscheiden van CO uit grote volumes staalgas. De ontwikkeling van de technologie hiervoor is al redelijk ver gevorderd. Het scheidingsproces levert een stroom van vrij zuivere CO2 op.

Betrokken overheid

Het implementeren van grootschalig hergebruik van staalgas naar producten vraagt wel om een actieve en betrokken overheid, stelt het ISPT. Daarmee doelt het instituut op financiële steun van de nationale overheden en de Europese Unie. ‘Uiteindelijk levert het in een kringloop brengen van koolstof per euro veel meer CO2-emissiereductie op dan andere oplossingen, waaronder het afvangen en opslaan van CO2. De Nederlandse regering kan het geld voor CO2-opslag daarom maar beter meteen investeren in nieuwe technologie, waaronder die voor hergebruik van staalgas’, zegt Tjeerd Jongsma, directeur van ISPT.

Grote volumes

Het gaat in productie van staal om grote volumes koolmonoxide. Daarom ligt het voor de hand die in te zetten voor de productie van chemicaliën die ook in grote volumes worden gebruikt. Op de korte termijn zou dat waterstofgas kunnen zijn. Dat bespaart aardgas, aangezien waterstof nu voornamelijk van aardgas wordt gemaakt. Ook leent de koolmonoxide zich voor de productie van methanol, ethanol, vervanging van nafta en synthetische brandstoffen.

Steel2Chemicals

AkzoNobel werkt in Duitsland al aan een project om CO2 uit staalproductie om te zetten in nuttige grondstoffen voor de chemie, weet Marco Waas, director RD&I and Technology van AkzoNobel. ‘Met de kennis en kunde die in Nederland voorhanden is, kunnen we deze technologie ook hier inzetten om het verschil te maken.’

Ook Dow Benelux in Terneuzen heeft een soortgelijk initiatief opgepakt. Binnen het project Steel2Chemicals werkt het chemiebedrijf samen met ArcelorMittal in Gent om de restgassen van de staalproductie te gebruiken om producten van te maken. ‘Op basis van koolmonoxide verwachten wij een vervanger voor nafta te kunnen maken en langs die weg koolmonoxide in te zetten voor de productie van kunststoffen. Daarnaast zouden we best methanol van een derde partij willen afnemen, die dit maakt op basis van CO uit staalgas’, verklaart Kees Biesheuvel, Innovation manager bij Dow in Terneuzen.

Carbon4PUR

Covestro wil in het consortium Carbon4PUR staalgas gebruiken voor de productie van polyolen. In Fos-sur-Mer in Zuid-Frankrijk, liggen een staalfabriek van ArcelorMittal en een productiebedrijf van Covestro naast elkaar. Daar wordt een proefproject opgestart om nieuwe technologie te testen. Deze elimineert de stap waarbij afvalgas eerst moet worden gescheiden in verschillende afzonderlijke componenten. In plaats daarvan zal het gasmengsel via een chemo-katalytisch proces rechtstreeks worden omgezet in bouwstenen en halffabricaten voor polyurethanen.
Download het rapport via www.ispt.eu

Lees hier meer over het project van Dow en ArcelorMittal.

Lees hier meer over het project van Covestro.

 

 

Vlaams Minister van Energie, Bart Tommelein, en Vlaams Minister van Milieu, Joke Schauvliege, hebben een nieuw windpark op het terrein van ArcelorMittal in de haven van Gent officieel ingehuldigd. De acht turbines produceren gezamenlijk jaarlijks zo’n 70,8 miljoen kilowattuur groene stroom. Staalproducent ArcelorMittal gebruikt de stroom in zijn productieprocessen.

Het windpark telt acht windturbines met elk een tiphoogte van tweehonderd meter. Daarmee behoren deze turbines tot de hoogste van het land. De windturbines zullen jaarlijks 70,8 miljoen kWh groene stroom produceren. Dat komt overeen met het jaarlijkse elektriciteitsverbruik van ongeveer 20.000 gezinnen.

ArcelorMittal Belgium produceert het staal van de toekomst op een duurzame en milieuvriendelijke manier. Ook in windturbines zitten bijzonder innovatieve staalsoorten die in het onderzoekscentrum OCAS, een joint venture tussen ArcelorMittal en het Vlaamse Gewest, worden ontwikkeld.

ENGIE Electrabel en Storm

Wind4Flanders, een publiek-privaat partnership tussen ENGIE Electrabel en enkele financieringsverenigingen, realiseerde vijf van de acht nieuwe windturbines op het terrein van ArcelorMittal in de Gentse haven. De Vlaamse windparkontwikkelaar Storm bouwde de overige drie turbines. De opgewekte groene elektriciteit wordt integraal gebruikt door ArcelorMittal Gent.

De twee partners betrekken ook de omwonenden van het ArcelorMittal-windpark. Zij kunnen participeren via coöperatieve vennootschappen, Electrabel CoGreen en Storm CVBA.