Covestro Archieven - Utilities

We moeten niet raar opkijken als Covestro uiteindelijk naast chemieproducent ook een belangrijke recycler wordt. Afvalplastic, biomassa en CO zullen de nieuwe grondstoffen worden voor de chemische industrie. En ook “dead dog” CO2 wordt gereanimeerd.

Een paar jaar geleden baarde Covestro opzien met het gebruik van CO2 als grondstof. In het Duitse Dormagen slaagde het chemiebedrijf erin twintig procent van de grondstof op basis van aardolie te vervangen door kooldioxide voor de productie van grondstoffen voor polyurethaanschuim. Een ultieme vorm van recycling, zo lijkt het.

Verwachtingen

Toch temperde chief technology officer Klaus Schäfer het enthousiasme enigszins in een eerder interview. Zoals het een technicus betaamt. De situatie in Dormagen is uitzonderlijk. Er is veel zuivere CO2 beschikbaar en vooral een overvloed aan energie uit een exotherm proces in een naastgelegen fabriek. “CO2 is een dead dog“, zei Schäfer destijds. Er is een enorme hoeveelheid energie nodig om het weer tot leven te wekken, om er een chemische bouwsteen of brandstof van te maken. En dan moet dat ook nog met de juiste katalysator gebeuren. Volgens de CTO van Covestro moeten we geen overdreven verwachtingen hebben dat de recycling van CO2 op industriële schaal heel snel van de grond zal komen.

Eenvoudiger bouwsteen

Toch zijn er nieuwe mogelijkheden. Bijvoorbeeld als het gaat om het gebruik van rookgassen uit de staalindustrie. Samen met ArcelorMittal en diverse andere partners, waaronder kennisinstellingen, onderzoekt Covestro de mogelijkheden om koolmonoxide (CO) en kooldioxide om te zetten in chemische bouwstenen. Uit een tussentijds rapport bleek onlangs dat de mogelijkheden veelbelovend zijn. Vooral voor regio’s waar chemische industrie en staalindustrie dicht bij elkaar liggen.

Een andere opvallende conclusie is dat een mengsel van CO, CO2 en waterstof de beste resultaten oplevert. Schäfer, die CO in het eerdere interview had omschreven als een “levendige puppy”, ziet het als een mooi mengsel. ‘Koolmonoxide heeft een veel hoger energieniveau dan kooldioxide en is daarom een veel makkelijker te verwerken chemische bouwsteen. Ik weet dat chemici het anders zouden omschrijven, maar je zou kunnen zeggen dat CO2 energie leent van CO.’

CCS

Het lijkt erop dat Duitse chemiebedrijven zich meer richten op het hergebruik van CO2 dan op ondergrondse opslag, zoals in gasvelden voor de Nederlandse kust. Schäfer is zich ervan bewust dat de situatie grotendeels de oplossingen dicteert. Hij is dan ook minder kritisch over de CCS-plannen van bijvoorbeeld de havens van Rotterdam en Antwerpen. ‘In Duitsland zijn er gewoon minder mogelijkheden, dus moeten we op zoek naar andere oplossingen’, aldus Schäfer.

Levenscyclus

Hergebruik van CO2 is een van de paden die Covestro wil bewandelen om volledig circulair te worden. Die ambitie sprak topman Markus Steilemann vorig jaar al uit. Het chemieconcern wil zijn productiefaciliteiten wereldwijd ombouwen naar alternatieve grondstoffen, zoals biomassa, maar vooral ook kunststofafval en hernieuwbare energie. Uiteindelijk zal Covestro naast producent van chemicaliën ook een innovatieve recycler worden. De producten moeten ook steeds beter worden voorbereid op latere recycling.

Chemische recycling is daarbij een belangrijk speerpunt. Hierbij worden afvalplastics weer afgebroken tot kleinere chemische moleculen. Deze dienen als grondstof voor bestaande chemische processen. In tegenstelling tot mechanische recycling, waarbij de chemische structuur van de polymeren behouden blijft, staat chemische recycling nog in de kinderschoenen.

Maar het is een belangrijke stap in de richting van massale recycling van kunststoffen, stelt Schäfer. Bij mechanische recycling breekt de polymeerstructuur van kunststoffen na een aantal keren af. Bovendien zijn verschillende kunststoffen gewoon niet recycleerbaar. Het voordeel van chemische recycling is dat je kunststoffen terugbrengt tot het oorspronkelijke molecuul of tussenproduct, dat je vervolgens kunt gebruiken als drop-in oplossing in het productieproces. Op die manier kan de levenscyclus van deze producten steeds opnieuw beginnen.

Blockchain

De circulaire ambities van Covestro vergen nog veel innovaties, en niet alleen op het gebied van chemische procestechnologie en bijvoorbeeld katalysatoren. Ook nieuwe ICT-oplossingen kunnen een bijdrage leveren. Zo is Covestro nauw betrokken bij het Nederlandse bedrijf Circularise. Dit bedrijf heeft op basis van blockchain een methode ontwikkeld om de herkomst van materialen te traceren. Tegelijkertijd worden de privacy en vertrouwelijkheid van gegevens gewaarborgd. Op die manier kan elke producent en consument de herkomst van de materialen nagaan.

Site Antwerpen

Naast alternatieve grondstoffen zoals afgedankte materialen, CO2 en biomassa is ook hernieuwbare energie noodzakelijk om tot een echt circulaire economie te komen. Covestro zal zijn productie daar dan ook geleidelijk op overschakelen. In een eerste stap betrekt het bedrijf 45 procent van zijn elektriciteitsbehoefte voor de Antwerpse site uit windenergie, geleverd door het Belgische onderdeel van energiebedrijf Engie. Vanaf 2025 zal het bedrijf ook een aanzienlijk deel van zijn elektriciteit voor zijn fabrieken in Duitsland betrekken van een windmolenpark in de Noordzee dat wordt gebouwd door de Deense energieleverancier Ørsted.

Duitse polymerenproducent Covestro en Nederlandse binnenvaartcoöperatie NPRC werken samen om de zouttransportvloot op de Rijn om te bouwen naar schepen die op waterstof varen. Dat maakten de partijen begin februari bekend. Twee jaar geleden werd al bekend dat NPRC ook met chemiebedrijf Nouryon (inmiddels Nobian genaamd) binnenvaarttransport op groene waterstof onderzoekt.

In termen van transportvolume is zout de belangrijkste grondstof voor de Covestro-vestigingen in Noordrijn-Westfalen. Covestro en NPRC willen twee waterstofschepen in de vaart brengen vanaf 2024. Daarbij kijken zij eerst naar de technische en economische haalbaarheid van het project. Zo wordt het technisch ontwerp van de romp geoptimaliseerd, zodat de schepen zelfs bij laagwater kunnen worden ingezet. Ook onderzoeken de partijen de mogelijkheid om groene waterstof uit Covestro’s eigen chloorelektrolyse te gebruiken om de binnenschepen te bunkeren.

Ketenverantwoordelijkheid

Covestro wil haar bedrijf volledig in lijn brengen met de circulaire economie en op lange termijn broeikasgasneutraal produceren. Daarbij wil ze ook indirecte emissies verminderen. CEO van NPRC Femke Brenninkmeijer ziet de samenwerking met de polymerenproducent als een geweldig voorbeeld van de kansen die zich voordoen als alle stakeholders in de logistieke keten zich verbinden tot duurzaamheid. ‘Dit partnerschap met Covestro biedt een solide en betrouwbare basis voor onze coöperatie van individuele binnenvaartondernemers om de enorme investering aan te gaan die nodig zijn om om te schakelen naar zero-emissie vervoer. Deze vorm van gezamenlijke ketenverantwoordelijkheid is naar mijn idee de toekomst van innovaties in de logistiek.’

Rijn-Alpencorridor

Het internationale project maakt deel uit van het RH2INE-Initiatief (Rhine Hydrogen lntegration Network of Excellence) van onder andere het Duitse ministerie van Economische Zaken van Noordrijn-Westfalen en de Nederlandse provincie Zuid-Holland. Doel is een klimaatneutrale transportroute op de Rijn-Alpencorridor en zo invulling geven aan de Europese Green Deal. RH2INE streeft ernaar om, ook met andere partners uit het consortium, tussen Rotterdam en Keulen meerdere waterstofschepen in de vaart te hebben.

15 miljoen euro

Ook met Nobian in Delfzijl onderzoekt NPRC of ze een binnenvaartschip voor honderd procent op waterstof kan laten varen. De groene waterstof wordt lokaal geproduceerd door Nobian. De intentie is om binnen enkele jaren het schip m.s. Antonie, van Lenten Scheepvaart, zout te laten vervoeren van Nobians zoutfabriek in Delfzijl naar de Botlek in Rotterdam. Dit initiatief maakt onderdeel uit van de Green Deal van (demissionair) minister van Nieuwenhuizen (Infrastructuur en Waterstaat). De minister heeft vijftien miljoen euro beschikbaar gesteld voor de ontwikkeling en productie van schonere scheepsmotoren voor de binnenvaart.

Op dinsdag 8 december is Klaus Schäfer, CTO bij Covestro, een van de sprekers tijdens de openingstalkshow van de European Industry & Energy Summit 2020. Wij spraken hem in een eerdere editie van Petrochem over CO2, inzet van koolstof en duurzame ambities van de industrie.

Covestro, het vroegere Bayer MaterialScience, wil leiderschap tonen als het gaat om de inzet van koolstof in hoogwaardige producten en ook op het vlak van energie-efficiëntie. Toen wij chief technology officer (CTO) Klaus Schäfer spraken was hij een dagje op de Maasvlakte in Rotterdam naar aanleiding van een innovatief investeringsproject. Op hun gezamenlijke productielocatie bouwen LyondellBasell en Covestro een nieuwe verbrandingsinstallatie en een biologische verwerkingsfabriek van afvalstromen. Met deze investering van maar liefst 150 miljoen euro moet het afvalwater van de bestaande fabrieken op de site op een biologische manier worden omgezet in warmte. Dat kan dan weer ter plekke in de vorm van stoom worden ingezet in de bestaande productieprocessen op de Maasvlakte-site. Met de nieuwe installaties verwachten de twee bedrijven de CO₂-uitstoot van het productieproces met 140.000 ton per jaar te verminderen. Dat is een reductie van twintig procent.

De CTO van Covestro is duidelijk verguld met deze nieuwe investering. Misschien ook omdat de twee bedrijven met het project technologisch en innovatief duidelijk hun nek uitsteken. Schäfer: ‘Als je het benadert vanuit de people, planet, profit gedachte, dan zit de plus vooral in de eerste twee. Op het gebied van het milieu is het natuurlijk een geweldig project en de investering levert ook nieuwe banen op. Alleen op het gebied van winst houdt het eigenlijk nog niet echt over. Het is een grensgeval. We verliezen er geen geld op, maar het levert ook niets op.’ Dat kan overigens wel veranderen. Bovendien lopen de bedrijven met de investering op de Maasvlakte voor op toekomstige Europese en Nederlandse regelgeving. Verwacht wordt dat soortgelijke investeringen sowieso moeten worden gedaan.

Dode hond

Met een  nuchtere blik kijkt Schäfer naar de duurzame ambities van de chemische industrie en van Covestro in het bijzonder. Vooral doen wat nu technisch mogelijk en economisch haalbaar is, lijkt zijn credo. Zo haalde het concern een paar jaar geleden de internationale pers met de installatie die CO2 omzet in polyurethaan, in het Duitse Dormagen. Twintig procent van het uiteindelijke product heeft kooldioxide als grondstof. Schäfer: ‘CO2 is een dode hond, je kunt er weinig mee. Om kooldioxide te activeren, heb je immers heel veel energie nodig. Dat is misschien mogelijk als er exotherme processen in de buurt zijn waarvan we de energie kunnen gebruiken, zoals in Dormagen.’ Covestro heeft samen met de Universiteit van Aken een katalysator ontwikkeld die de activeringsenergie voor CO2 verlaagt om een chemische reactie te laten plaatsvinden. De ontwikkelde katalysator is in dit geval de sleutel tot succes.

Er wordt momenteel veel gesproken over elektrochemische routes en ook Covestro onderzoekt ze uitvoerig. Vooral voor de langere termijn. ‘Laatst vertelde een deskundige van een collega-bedrijf me dat de productie van waterstof via elektrochemische weg nog achtmaal duurder is dan de gangbare route.’

Nieuwe machines

Zelf heeft de CTO op de kortere en middellange termijn veel verwachtingen van koolmonoxide. ‘Dat is meer een jong hondje. Daar kun je chemisch al meer mee dan met CO2. We onderzoeken onder andere hoe we van CO2 eerst CO kunnen maken, om zodoende veel meer mogelijkheden te hebben. We zoeken daarnaast een samenwerking met de staalindustrie, omdat in hoogovens naast veel CO2 ook veel CO vrijkomt.’

Hier passen wederom relativerende, nuchtere woorden. Innovatieve processen leveren vaak ook andere producten op. ‘We moeten onze klanten goed kennen en ze helpen met de nieuwe producten te leren omgaan. Vaak zijn ze enthousiast als we duurzamere producten leveren. Dat enthousiasme wordt echter een stuk minder als ze horen dat ze hun installaties moeten aanpassen of zelfs nieuwe machines nodig hebben. Daarom is het natuurlijk belangrijk dat we ze daar dan ook in ondersteunen.’

 

Bron: Petrochem 10-2018

European Industry & Energy Summit 2020

Tijdens European Industry & Energy Summit 2020 op 8 en 9 december zenden wij uit vanuit vier studio’s: Amsterdam, Eemshaven (Groningen Seaports), Rotterdam (Plant One Rotterdam) en Geleen (Brightsite Chemelot Campus).  We bespreken thema’s als Europese plannen, waterstof, infrastructuur, innovatie en systeemintegratie. Verschillende partners presenteren in side-events hun visie op onderwerpen als CCUS, elektrificatie, elektrochemie, energiebesparing- en opslag, en veel meer.

Inschrijven voor de livestreams is kosteloos (pay as you like).

Een nieuw te bouwen ontziltingsinstallatie in de haven van Antwerpen zal vanaf begin 2024 brak dokwater oppompen en omzetten in hoogwaardig proceswater voor de chemiesector. Daardoor hoeven chemiebedrijven voor bepaalde productieprocessen niet langer drinkwater uit het Albertkanaal te gebruiken. Dit zou in de opstartfase al een besparing betekenen van miljoenen liters drinkwater per jaar.

De Amerikaanse investeringsmaatschappij Avaio, in samenwerking met Aecom, sloot een intentieverklaring met Covestro om de waterfabriek op de terreinen van het chemiebedrijf te bouwen. De installatie zal via een pijpleiding ook het naburige Evonik bevoorraden en is erop voorzien dat ook andere chemiebedrijven erop kunnen aansluiten.

In de chemiesector is water een cruciale schakel in de productieprocessen. Drinkwater wordt daarbij vooral gebruikt als noodzakelijke grondstof. Maar ook voor stoomproductie of als koelwater om de veiligheid van de installaties te garanderen. Met de bouw van een nieuwe waterfabriek in de haven van Antwerpen hoeven industriebedrijven hiervoor niet langer drinkwater uit het Albertkanaal te gebruiken, maar kunnen ze overschakelen op water uit de havendokken

Minder drinkwater

Daardoor kunnen Covestro en Evonik hun drinkwatergebruik met liefst 98 procent terugdringen. Beide chemiebedrijven zullen drinkwater enkel nog gebruiken voor sanitaire toepassingen. De ontziltingsinstallatie heeft de capaciteit om een jaarlijkse waterbesparing te realiseren die gelijk is aan de gemiddelde drinkwaterconsumptie van ongeveer 40.000 gezinnen van vier personen. Bovendien is het mogelijk om de waterfabriek – en de daarmee samenhangende drinkwaterbesparing – nog verder uit te breiden. De initiatiefnemers zijn daarover in onderhandeling met andere bedrijven en in overleg met Port of Antwerp.

Kwaliteits- en milieuvoordelen

De omzetting van dokwater naar proceswater vermindert niet enkel de druk op de drinkwatervoorziening maar biedt ook kwaliteits- en milieuvoordelen. Zo is de zoutlast, of de concentratie aan mineralen, van proceswater vijf keer lager dan van drinkwater. Doordat het water minder zout bevat is het beter geschikt voor chemie-installaties. Dat betekent minder watergebruik, minder afvalwater en minder chemicaliën voor waterbehandeling.

Avaio en Aecom willen begin volgend jaar starten met de aanvraag van de nodige vergunningen. Avaio verwacht medio 2022 te kunnen beginnen met de bouw van de installatie. Die zou twee jaar later, in 2024, operationeel moeten zijn. De investeerders streven ernaar om de ontziltingsinstallatie te laten draaien op groene stroom. De waterfabriek is ook uitgerust met de juiste technologie om in een latere fase gezuiverd afvalwater te gaan hergebruiken.

Frank Beckx, gedelegeerd bestuurder essenscia vlaanderen, sectorfederatie van de chemie en life sciences: ‘Chemie- en farmabedrijven hebben het verbruik van drink- en grondwater de voorbije tien jaar al fors teruggedrongen. Met een efficiëntieverhoging van liefst 35 procent. We produceren dus meer met minder water. Met dit unieke project zorgt de chemiesector opnieuw voor een grote vermindering van het drinkwaterverbruik, volledig in lijn met de ambities van de Blue Deal van de Vlaamse regering.’

Covestro heeft een doorbraak bereikt in het onderzoek naar het gebruik van plantaardige grondstoffen voor de productie van kunststoffen. Aniline, een belangrijke chemische basisstof, kan nu uit biomassa worden gewonnen. De materialenproducent is daarin geslaagd door samen met partners een volledig nieuw procedé te ontwikkelen, in eerste instantie in het laboratorium. Tot nu toe werden alleen fossiele grondstoffen gebruikt voor de productie van aniline, dat als grondstof dient voor talloze producten.

Na het succes in het laboratorium wil Covestro het nieuwe procedé nu verder ontwikkelen met partners uit de industrie en onderzoekswereld. Daarvoor wordt het procedé op grotere schaal toegepast in een proefinstallatie met als uiteindelijke doel de productie van aniline uit biomassa op industriële schaal mogelijk te maken.

Wereldwijd wordt jaarlijks ongeveer 5 miljoen ton aniline geproduceerd en het totale volume neemt op jaarbasis nog met gemiddeld vijf procent toe. Met een productiecapaciteit van circa één miljoen ton is Covestro een van de belangrijkste producenten. Het bedrijf heeft aniline nodig voor de productie van polyurethaan-hardschuim, een isolatiemateriaal voor gebouwen en koelsystemen.

Suiker uit stro

Momenteel wordt aniline verkregen uit benzeen, een grondstof afgeleid van aardolie. Maar in de plaats daarvan kan suiker worden gebruikt, dat al op industriële schaal wordt gewonnen uit bijvoorbeeld maïs, stro en hout. In het nieuw ontwikkelde procedé wordt een micro-organisme gebruikt als katalysator om de industriële suiker eerst om te zetten in een voorproduct voor aniline. In een tweede stap wordt dan aniline afgeleid via chemische katalyse. De koolstof in de aniline is voor honderd procent afkomstig uit hernieuwbare grondstoffen.

Covestro werkt samen met de universiteit van Stuttgart, het CAT Catalytic Center van de RWTH Universiteit Aken en Bayer AG aan de verdere ontwikkeling van het procedé.