opslag Archieven - Utilities

Half april start Gasunie met de pilot waarbij ze een boorgat vult met waterstof. De voorbereidingen hiervoor zijn in volle gang.

Het doel van de testen is om aan te tonen dat het boorgat, de leidingen, afdichtingen enzovoorts geschikt zijn voor de toepassing van waterstof. Wereldwijd zijn er vier locaties waar waterstof al wordt opgeslagen in zoutlagen. Gasunie voert de tests uit in nauwe afstemming met SodM en TNO. De eerste testen worden uitgevoerd op locatie A8 omdat hier al wel een boorgat, maar nog geen caverne is aangebracht.

De eerste materialen voor de pilot zijn inmiddels aangevoerd op locatie. De pilot neemt twee tot drie weken in beslag. Gedurende een paar dagen zal er 24 uur worden doorgewerkt.

Hystock

Gasunie onderzoekt met het Hystock-project of het mogelijk is waterstof op te slaan in de zoutcavernes in Zuidwending. De klanten van Gasunie gebruiken de zoutcavernes als peakshaver. Het gas kan zeer snel in de cavernes worden gebracht om na een aantal uren weer te worden ingezet, als duurzame bronnen te weinig elektriciteit produceren. Die rol kan waterstof ook vervullen. Sterker nog, door overtollige windstroom om te zetten in waterstof, wordt de businesscase voor windenergie een stuk gunstiger.

Henk Abbing, directeur Hystock: ‘Hoewel waterstofopslag in feite niet veel anders zou moeten zijn dan gasopslag, heb je wel andere compressoren, afsluiters, casings, leidingen en veiligheidskleppen nodig. Omdat daar nog niet veel ervaring mee is, moeten we de afzonderlijke onderdelen, maar ook de systemen valideren en beproeven.

 

 

Contitank, een opslagbedrijf voor plantaardige en dierlijke oliën en vetten, wil een pijpleiding aanleggen naar het Chemie Park Delfzijl. Hierdoor kan gebruik worden gemaakt van restwarmte van Akzonobel.

Het Delfzijlse Contitank werkt samen met Groningen Seaports aan de nieuwe ondergrondse infrastructuur. De bedrijven willen eind van het jaar de financiering rond hebben en de planning is om na de zomer in 2019 operationeel te zijn.

Met de restwarmte van Akzonobel kan Contitank haar leidingen en tanks verwarmen zodat producten niet stollen. Bob Houtenbos, commercieel directeur Contitank: ‘We kunnen onze stoommachine uitzetten en van het aardgas af om zo CO2-neutraal te worden.’

Productie-uitbreiding

De pijpleiding is ook een rechtstreekse verbinding tussen het opslagbedrijf en de bedrijven op het Chemie Park. Via de leiding kunnen producten van en naar andere bedrijven worden getransporteerd, waardoor geen vrachtwagens meer nodig zijn.

Contitank investeert daarnaast voor miljoenen in productie-uitbreiding. De productiecapaciteit gaat van 26.000 ton naar circa 40.000 ton per jaar. In eerste instantie worden vier nieuwe opslagtanks van 28 meter hoog en een diameter van 6,5 meter geleverd. Deze zijn vorige week op transport naar Delfzijl gegaan. Eind september komen er nog drie bij. Afhankelijk van de markt, worden later nog meer tanks bijgeplaatst.

Storelectric heeft de  NAM70 Challenge gewonnen. De innovatie van het Britse bedrijf is gebaseerd op Compressed Air Energy Storage. Bij stroomoverschotten wordt lucht samengeperst. Zodra er weer elektriciteit nodig is, wordt de druk er weer afgehaald. Zodoende kan weer stroom worden opgewekt. 

Storelectric werd unaniem door de jury tot winnaar uitgeroepen en ontvangt 50.000 euro. Bovendien gaat het bedrijf de innovatie samen met NAM implementeren. Naast Storelectric streden Proton Ventures uit Nederland en Eco-Tech Ceram uit Frankrijk om de winst.

Scale-ups

Deze drie innovatieve bedrijven hadden zich ingeschreven voor de NAM70 Challenge. Dat is een initiatief van NAM om groeibedrijven, zogenaamde scale-ups, uit te dagen. Ze moesten met innovatieve ideeën komen voor het grootschalig opslaan van duurzame energie. Opslag van duurzaam geproduceerde energie wordt cruciaal om het toekomstige energiesysteem door de seizoenen heen stabiel te houden en vraag en aanbod op elkaar af te stemmen.

Gamechanger

Met Compressed Air Energy Storage kan een overschot aan wind- of zonne-energie onder de grond worden opgeslagen. Daar wordt de overtollige energie gebruikt om lucht onder hoge druk in een ondergronds reservoir te bewaren. De lucht wordt dan samengedrukt om energie op te slaan. Wanneer je de energie nodig hebt, laat je de lucht weer vrij. Door het drukverschil ontstaat opnieuw bruikbare energie.

De jury was lovend over het idee: ‘Wij hebben na intensief beraad gekozen voor Storelectric, vanwege de mogelijkheid hun oplossing voor grootschalige opslag van duurzame energie snel op te kunnen schalen. Daarnaast is de oplossing op bestaande locaties van NAM te implementeren. Wij zien hun oplossing als een potentiële game changer, waarmee we de energietransitie samen kunnen versnellen.’

De jury bestond uit Manon Janssen (CEO Ecorys/boegbeeld Topsector Energie), Tim van der Hagen (Voorzitter van het College van Bestuur TU Delft), Gertjan Lankhorst (Voorzitter van Vereniging voor Energie, Milieu en Water/directeur New Energy Coalition), Nynke Dalstra (CFO Royal HaskoningDHV) en Gerald Schotman (directeur NAM en President KIVI).

Lees meer informatie over het verloop van deze wedstrijd op NAM70 Challenge website.

Proton Ventures  is één van de drie genomineerden voor de laatste ronde van de NAM70 Challenge. Dit werd zojuist bekend gemaakt door de Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM). Proton Ventures is gekozen uit een reeks van 45 oplossingen uit 13 landen; van Canada tot Australië, van Zuid-Afrika tot Finland en van Israël tot Nederland.

NAM wil graag een volgende stap in de versnelling van de energietransitie zetten en riep internationale groeibedrijven, die werken aan een oplossing voor grootschalige opslag van duurzame energie op om deel te nemen aan de NAM70 Challenge. Ook Proton Ventures diende een voorstel in: het Power-to-Ammonia concept.

Proton Ventures over de nominatie

Bob Weehuizen, Business Developer bij Proton Ventures over deze nominatie: ‘Wij zijn zeer blij en vereerd met deze nominatie voor de NAM70 Challenge. Zeker gezien het feit dat we zijn gekozen uit zoveel inzendingen! Opslag van duurzame energie is een uitdaging. Met het concept dat wij bieden, wordt het mogelijk om duurzaam opgewekte energie via waterstof goedkoop en efficiënt op te slaan in de vorm van ammoniak. Zodra de vraag naar energie weer toeneemt, kan de opgeslagen duurzame energie in de ammoniak weer terug gevormd worden naar waterstof en van daaruit in stroom. Ook wel Power-to-Ammonia en Ammonia-to-Power genoemd. Omdat bij deze vorm van energie(opslag) geen koolstof (C) wordt gebruikt maar stikstof (N) wordt dit concept ook wel NFUEL genoemd.’

Finale van de NAM70 Challenge

De komende weken neemt Proton Ventures het op tegen het Britse Storelectric met ‘Compressed Air Energy Storage’ en het Franse Eco-Tech Ceram met ‘Thermal Energy Battery with Ceramic Cells’. De winnaar van de NAM70 Challenge wordt bekend gemaakt op 6 juni 2018. De winnaar ontvangt een geldbedrag van 50.000 euro, maar kan ook rekenen op de NAM als klant. De winnaar implementeert de voorgestelde innovatie samen met de NAM.

Het Havenbedrijf Rotterdam onderzoekt samen met Pitpoint.LNG de realisatie van een multifuel bunkerstation voor het tanken van LNG en andere schonere brandstoffen. Als locatie hebben zij het Duivelseiland in Dordrecht op het oog, op de splitsing van de Oude Maas, Dordtse Kil en de Beneden Merwede.

Dordrecht Inland Seaport is de meest landinwaarts gelegen zeehaven van Nederland. Het is het knooppunt van het vaargebied voor de steden Amsterdam – Rotterdam – Antwerpen, én het vaargebied richting Duitsland: een ideale locatie voor een dergelijk bunkerstation.

In gesprek

De twee initiatiefnemers gaan de komende tijd in gesprek met potentiële afnemers, partners en leveranciers, om te kijken hoe de vraag naar schonere brandstoffen en het aanbod ervan zo goed mogelijk op elkaar kunnen worden afgestemd. Of dit nu waterstof, elektrisch, biodiesel, LNG/CNG is, centraal in het onderzoek staat dat alle brandstoffen van het multifuel bunkerstation minder vervuilende emissies moeten uitstoten dan de traditionele brandstoffen. En dat geldt zowel voor schepen als voor vrachtwagens en personenvoertuigen.

Het Reactor Instituut Delft (RID) is met het ‘Battery Lab van Radiation, Science & Technology’ vanaf 6 april een nieuw laboratorium rijker. Het bijzondere lab vormt een geavanceerde faciliteit voor het onderzoek naar en testen van huidige en toekomstige batterijen en daaraan gerelateerde elektrochemische apparaten.

TU Delft wetenschappers Erik Kelder en Marnix Wagemaker werken in het nieuwe lab met hun onderzoekteams aan alle volgende generaties nieuwe batterijen: van goedkope statische opslag van duurzame energie tot hoge energiedichte batterijen voor elektrisch vervoer en elektronica.

Dr. Erik Kelder licht de noodzaak van het nieuwe lab toe: ‘Het batterijonderzoek is de afgelopen jaren enorm gegroeid. Batterijen zijn en worden belangrijke hulpmiddelen voor toepassingen als mobiele elektronica, elektrische voertuigen, menselijke implantaten en systemen voor duurzame energieopslag. We hadden dan ook een nieuw lab nodig vanwege de toenemende vraag naar de ontwikkeling van allerlei soorten nieuwe batterijen.’

Combinatie met unieke infrastructuur van RID

Volgens Dr.ir. Marnix Wagemaker is het nieuwe lab uniek in Nederland: ‘Het lab is groter geworden met meer mogelijkheden voor onderzoek. Nu zitten alle faciliteiten in de labs centraal bij elkaar op een plek. En kan de combinatie gemaakt worden met de unieke infrastructuur van het RID, inclusief de technieken ‘operando XRD’ en neutronendiepteprofilering, neutronendiffractie en vaste stof NMR. Hiermee zijn we in staat de complexe processen in batterijen beter te begrijpen, zodat we betere batterijen kunnen ontwikkelen.’

In het laboratorium worden diverse coating- en prepareertechnieken toegepast, is er apparatuur voor ‘celassemblage’ en zijn er zowel standaard als unieke testsystemen. Zo is er een elektrospray-eenheid in een handschoenkast, en ‘Scanning Electrochemical Microscopy’ wordt gekoppeld aan een ‘Atomic Force Microscope’ waarmee op atomaire schaal in batterijen wordt gekeken.

Onder de naam EnspireME bouwen Eneco en Mitsubishi een batterij met een capaciteit van meer dan vijftig megawattuur in het Duitse Jardelund. De batterij wordt deze zomer naast een onderstation in een gebied met veel onshore windenergie. De opslagcapaciteit wordt ingezet om overtollige windstroom op te slaan en de vijftig hertz-frequentie op het net te garanderen.

De lithium-ion batterij krijgt een opslagvermogen van 48 megawatt en kan daarmee meer dan vijftig megawattuur leveren, wat gelijk staat aan de energieconsumptie van 5.300 Duitse huishoudens. Eneco en Mitsubishi starten tegelijkertijd een pilot project rondom de opslag van overtollige windenergie.

De batterijen kunnen volgens de initiatiefnemers een deel van de reservecapaciteit overnemen van kolen- en gascentrales. De keuze voor Jardelund in de deelstaat Schleswig-Holstein is strategisch gekozen omdat het gebied bekend staat om de ruime aanwezigheid van windturbines. De Duitse TSO’s kunnen de reservecapaciteit kopen om de primaire reservecapaciteit te waarborgen voor netbalancering op vijftig hertz.

In connection with the ‘Energiewende’, Germany is a frontrunner in increasing the sustainability of its energy supply. As a result, an increasing number of wind turbines and solar panels are taking over the production of electricity from existing fossil fuel power plants. However, these plants continue to play a role in the form of supplying reserve capacity that is needed to balance the power grid. The battery system will be able to take over the role of primary reserve provider and, thus, forms a sustainable alternative for the backup supplied by coal and gas fired power plants.

De partners denken dat de opslagcapaciteit ook bijdraagt aan de businesscase voor de omliggende windparken. Die kunnen de opgewekte elektriciteit opslaan bij lage prijzen en de stroom verkopen zodra de vraag toeneemt.

 

Zonne- en windenergie die in een gascentrale wordt opgeslagen om later als koolstofvrije brandstof voor stroom te dienen. Dat is het idee achter de transformatie van de gascentrale in de Groningse Eemshaven tot een ‘superbatterij’. Nuon en de TU Delft verkennen de komende jaren the power of ammonia.

Tekst: Lynsey Dubbeld

‘Er is steeds meer energie uit wind en zon. Dat betekent dat er behoefte is aan mogelijkheden om energie-overschotten van windmolens en zonnepanelen op te slaan. Én dat de vraag naar elektriciteit uit gascentrales steeds flexibeler wordt’, zegt Geert Laagland, technoloog bij Nuon, over de aanleiding voor het onderzoek naar het gebruik van vloeibare ammoniak als brandstof in de gascentrale in de Eemshaven.

De Magnum-locatie is de aangewezen plek voor het onderzoek, omdat de gascentrale al vanaf de bouw in 2013 flexibel opereert: hoeveel de drie stoom- en gasturbines van de centrale draaien, is afhankelijk van de dagelijkse energiebehoefte. Om straks ook te kunnen inspelen op fluctuaties in het energie-aanbod worden de mogelijkheden onderzocht om de centrale de komende tien jaar te voorzien van een innovatieve opslagmethode waarin ammoniak als koolstofvrije brandstof een spilfunctie vervult.

Van elektriciteit naar ammoniak

De eerste stap in het opslagsysteem dat in de gascentrale in de Eemshaven wordt ontwikkeld, is het omzetten van elektriciteit in vloeibare ammoniak. Dit gebeurt door elektrolyse van water, waarna de geproduceerde waterstof met zuivere stikstof wordt omgezet in ammoniak. ‘Er is tot nu toe veel gesproken over de opslag van waterstof, maar dat is moeilijker op te slaan dan ammoniak’, zegt Laagland over de keuze voor ammoniakproductie. Ook batterijen zijn niet geschikt om forse energieoverschotten voor een langere periode, zoals enkele weken of maanden, te bewaren. Het binden van waterstof en stikstof tot ammoniak biedt dan uitkomst: de vloeistof kan op een hanteerbare manier langdurig worden opgeslagen.

‘De technologie om waterstof te produceren met behulp van elektriciteit is zeker niet nieuw en is bovendien op grote schaal uitvoerbaar. Maar tot nu toe waren de processen altijd relatief duur’, zegt Fokko Mulder, die als hoogleraar aan de TU Delft nauw betrokken is bij het onderzoek in de Eemshaven. ‘In de Magnum-centrale verwachten we de productie van vloeibare ammoniak dankzij een nieuwe techniek om waterstof te behandelen efficiënter en goedkoper te kunnen maken.’

Ammoniakopslag

De tweede stap van het nieuwe systeem dat Nuon ontwikkelt betreft de opslag van vloeibare ammoniak. Dit gebeurt bij atmosferische druk en een temperatuur van -33°C. De ammoniak kan op deze manier gedurende een lange periode worden opgeslagen, vertelt Laagland. ‘Het is mogelijk om de opslagduur beperkt te houden tot bijvoorbeeld een dag, maar het kunnen ook maanden zijn. Dat maakt het mogelijk om seizoensverschillen in de productie en het gebruik van zonne-energie te overbruggen.’

Een ander voordeel van de ammoniakopslag is dat de vloeistof goed te transporteren is. Dit biedt de mogelijkheid om ammoniak te produceren op plaatsen waar veel duurzame energie beschikbaar is, maar waar kabelverbindingen ontbreken. Deze zogenoemde remote renewables kunnen naar verwachting in de toekomst een spilfunctie vervullen in de wereldwijde energievoorziening.

Ammoniak als koolstofvrije brandstof

Het hergebruik van de ammoniak als brandstof vormt de derde stap naar de toekomstige Magnum-centrale. Hiervoor wordt ammoniak (in plaats van aardgas) als brandstof toegevoerd naar een gasturbine, die de brandstof omzet in elektriciteit voor het net. In eerste instantie wordt gekeken naar de benodigde voorzieningen om de ammoniak bij te mengen in aardgas. Laagland: ‘Uiteindelijk – over ongeveer tien jaar – verwachten we volledig op ammoniak te kunnen draaien. Dat levert een gigantische verbetering van de ecologische voetafdruk op, want de CO2-uitstoot gaat omlaag naar praktisch nul.’

De nieuwe Tesla

Ammoniak wordt sinds jaar en dag veel gebruikt, bijvoorbeeld voor de productie van kunstmest, plastics en andere materialen. Ook als koolstofvrije energiedrager staat ammoniak al langere tijd op de agenda. Maar het traditionele procedé om ammoniak te maken via elektriciteit was relatief kostbaar en energie-intensief. Eerst is een elektrolyser nodig om waterstof te maken en vervolgens worden de stikstofmoleculen met waterstof gebonden onder hoge druk en op een hoge temperatuur. De omzetting van elektriciteit naar ammoniak was daardoor niet goedkoop – en niet efficiënt. Mulder: ‘Vooral met de lage prijzen voor fossiele brandstoffen had ammoniak het tij niet mee. Bovendien waren de ontwikkelingen in duurzame energiesector nog niet zo ver dat een doorbraak van ammoniak als brandstof voor de hand lag.’

Is er nu wel een doorbraak voor stroom uit ammoniak op handen? Mulder trekt een vergelijking met de modellen van Tesla. ‘De technologieën voor het type ammoniakproductie die nu wordt ontwikkeld in de Magnum-centrale zijn voldoende rijp om op te schalen. Maar in feite ligt er nu een versie 1.0 van een nieuwe methode die het aantrekkelijk maakt om in gascentrales deze koolstofvrije brandstof te gebruiken. De versie 2.0 wordt na verdere ontwikkeling en onderzoek – net als de nieuwste Tesla – goedkoper en beter.’

Veiligheid en milieu op de agenda

Omdat ammoniak bekend staat als een giftige stof, is veiligheid een nadrukkelijk agenda-item van het onderzoek naar de productie en opslag van vloeibare ammoniak uit stroom. Mulder: ‘Ammoniak wordt niet voor niets altijd in strak gecontroleerde omgevingen gebruikt. Maar er is al ruim honderd jaar heel veel ervaring met het opslagproces, zowel in Nederland als daarbuiten. Er gebeuren zelden ongelukken. En mocht er toch iets misgaan, dan is ammoniak nog altijd biologisch afbreekbaar en dus kan het milieu er – in tegenstelling tot bijvoorbeeld olie – niet ernstig door geschaad worden.’

Het onderzoek naar de productie en het gebruik van ammoniak uit duurzame energiebronnen wordt uitgevoerd binnen een consortium waarvan het Institute for Sustainable Process Technology de penvoerder is. Deelnemers aan het Power to Ammonia project zijn naast Nuon en de TU Delft ook Stedin Infradiensten, ECN, de Universiteit Twente, Proton Ventures, OCI Nitrogen, CE Delft en Akzo Nobel. Het consortium kijkt naar verschillende aspecten van innovaties in energiebronnen: de technische en financiële haalbaarheid, de milieu-impact en de veiligheidsrisico’s. Hierbij wordt ook gekeken naar de mogelijke uitstoot van schadelijke stoffen, zoals bijvoorbeeld stikstofoxiden (NOx). ‘Dit is een veelvoorkomend probleem als brandstoffen op hoge temperaturen worden verbrand’, nuanceert Mulder. De gascentrale van Nuon in Eemshaven beschikt dan ook al over passende voorzieningen voor de nabehandeling van de rookgassen.

All-electric society

Met de inzet van de Magnum-gascentrale als ‘superbatterij’ voor de opslag van energie uit wind en zon kiest Nuon definitief voor een duurzaam alternatief voor het vergassen van steenkool, waarvoor de locatie oorspronkelijk gebouwd was. Het is de bedoeling dat over vijf jaar een demonstratieproject met ammoniak als brandstof kan draaien. Dan zal de centrale de vloeibare ammoniak met voldoende efficiëntie kunnen produceren en deze – in aanvulling op aardgas – als brandstof voor het maken van elektriciteit gaan gebruiken. Op prijs kan de nieuwe brandstof dan waarschijnlijk niet concurreren met gas. Nuon verkent wel prijsscenario’s voor 2023 en 2030. Vanuit het perspectief van the all-electric society ziet Mulder op die termijn volop kansen voor stroom uit wind en zon. ‘Stroom is een fantastisch mooie energiebron; er zijn zoveel toepassingen die efficiënter zouden zijn als ze geëlektrificeerd zouden worden. Denk aan elektromotoren die vijf keer zo energiezuinig kunnen zijn als diesel of benzine. Dan is het ook geen probleem als de prijs per kilowattuur wat hoger ligt: de elektrificatie zorgt voor een zodanige energiebesparing dat de totaalkosten uiteindelijk niet hoger zijn. Bovendien: als Europa willen we de CO2-emissies met 95 procent reduceren. Dan moeten we echt alle wind- en zonne-energie benutten die er is.’

 

 

 

 

Met de inpassing van duurzame, intermitterende energiebronnen op het energiesysteem, ontstaat meer volatiliteit op de elektriciteitsmarkt. De industrie kan grote pieken en dalen opvangen door zijn productie aan te passen aan het elektriciteitsaanbod. Deze zogenaamde power to products-trend levert niet alleen voordelen op voor de energiesector, maar kan ook voor de energiegrootverbruikers een interessante businesscase opleveren.

De energiemarkt is behoorlijk in beweging. De Europese Unie stuurt aan op decarbonisatie van de energievoorziening terwijl een aantal landen ook de nucleaire energieopwekking aan de kant heeft gezet. Tel daarbij op de toenemende investeringen in duurzame intermitterende bronnen zoals wind- en zonne-energie en het mag duidelijk zijn dat de stroomvoorziening steeds grotere fluctuaties gaat vertonen. Aan de andere kant van het spectrum staat de ontwikkeling van grensoverschrijdende connecties tussen de Europese landen. De zogenaamde crossborder capaciteit is vaak een behoorlijke bottleneck geweest in de uitwisseling van elektriciteit, maar daar is inmiddels flink verbetering in gekomen en wordt ook nog hard aan verder gewerkt. Wanneer het transportbereik van stroom groter wordt, kunnen hierdoor sommige pieken afvlakken. De koppeling van de Europese energiemarkten is al langer gaande en ook die ontwikkeling zorgt ervoor dat er gemiddeld over Europa minder fluctuaties optreden en elektriciteitsvraag en aanbod beter op elkaar wordt afgestemd. Voor Nederland betekent dat, naast een betere convergentie met de buitenlandse prijzen, dat er soms juist meer prijsschommelingen worden geïmporteerd uit het buitenland.

Elektrificering

Hoe dan ook zullen er steeds meer situaties op gaan waarin er een groot aanbod is van duurzame elektriciteit. Afspraken in het Energieakkoord leiden naar verwachting tot een additionele 3,8 gigawatt windvermogen op land en 3,45 gigawatt wind op zee in 2023. Daarnaast verwacht men dat er ongeveer vier gigawatt aan vermogen bijkomt van zonnepanelen. Dat betekent samen in totaal elf gigawatt extra duurzaam productievermogen. Dat is relatief veel aangezien de dagelijkse elektriciteitsvraag fluctueert tussen circa acht en achttien gigawatt.

Het is voor energiegrootverbruikers interessant om mee te spelen op de elektriciteitsmarkt. Door de productie terug te schroeven als de elektriciteitsprijzen hoog zijn of juist de productie op te voeren bij een laag prijspeil, is veel geld te besparen. De industrie raakt dan ook steeds meer geinteresseerd in oplossingen als power to heat of een stapje verder: power to products. Elektriciteitsaanbodgestuurde productie kan worden ingevuld door grote elektriciteitsvragers uit of aan te zetten bij hoge of lage elektriciteitsprijzen. Dit is bijvoorbeeld mogelijk bij elektrochemische processen zoals elektrolyse.

Een andere optie is warmte op te wekken via elektriciteit. Dat kan met een elektrische boiler(power to heat), maar bijvoorbeeld ook met stoomrecompressie of via warmtepompen. Daarnaast zijn er ook andere mogelijkheden om gas te vervangen door elektriciteit  of juist (waterstof)gas te produceren uit elektriciteit (power to gas).

Peakshaving

Een consortium van adviesbureaus CE Delft, ISPT en Berenschot, netwerkbedrijven en een groot aantal industriële bedrijven onderzocht de potentie van Power to Products en concludeerde dat in de huidige omstandigheden peakshaving, ofwel het tijdelijk terugdraaien van de vraag bij hoge elektriciteitsprijzen, interessant is. Power to heat op de momenten van goedkope stroom is momenteel nog niet heel interessant, maar kan dat wel worden als de omstandigheden of de regelgeving veranderen. De inzet van stoomrecompressie bij projectdeelnemer DOW bleek nu al een goede businesscase op te leveren. Die positieve resultaten kwamen vooral doordat stoomrecompressie een zeer efficiënte manier is om laagwaardige warmte her te gebruiken voor de productie van stroom.

Bert den Ouden is managing director energy & sustainability bij Berenschot en medeopsteller van het rapport: Power to products. ‘De resultaten uit het onderzoek dat we publiceerden zien er op het eerste gezicht niet heel gunstig uit voor de power-to- heat oplossingen vandaag de dag. Maar daarmee is het laatste woord nog niet gezegd:  het rapport wijst ook op bepaalde knelpunten, waarop we nu verder studeren.  Ik dat er wel degelijk een toekomst is voor de industrie als flexibele elektriciteitsverbruiker. Naarmate er meer intermitterende bronnen bijkomen, wordt het interessanter om de productie aan te passen op het elektriciteitsaanbod. Daar hoort zeker ook de inzet van stroom voor warmteproductie bij. Met name als warmte kan worden gebufferd, kan de balans van de businesscase soms naar de positieve kant schuiven. De markt voor warmte wordt momenteel nog gedomineerd door aardgas, maar wanneer je warmte efficiënt elektrisch kunt produceren en daarna die warmte opslaan, ontkoppel je de vraagpatronen waardoor partijen beter kunnen profiteren van de markt.

Daarbij geldt nog het feit dat de maatschappelijke baten van peakshaving verder gaan dan alleen de industriële besparingen. Wanneer de industrie zijn elektriciteitsgebruik flexibel kan regelen, scheelt dat kosten voor het verzwaren van netten. Bovendien ontstaat er een bodemprijs voor duurzame elektriciteit waardoor het investeringsklimaat voor windenergie weer gunstiger wordt.  Je zou dan ook met name in de contractvormen kunnen innoveren om de voordelen van peakshaven voor de netbeheerder zoveel mogelijk te verwaarden.’

Energiemarkt

Het flexvermogen kan zowel op de onbalansmarkt als op de intraday-markt worden verhandeld. ‘De onbalansmarkt is belangrijk, maar beperkt in omvang’, zegt Den Ouden. ‘Die markt kent grote prijsverschillen maar is niet groter dan dertig miljoen euro. De day ahead-markt is fysiek veel groter van omvang met veel kleinere prijsverschillen, maar daar zie je dat de volatiliteit toeneemt. Bedrijven doen er dan ook verstandig aan om in de businesscase de verschillende markten met hun eigen dynamiek mee te nemen. De termijnmarkt draait vooral om risicomanagement terwijl de day ahaed markt direct is gekoppeld aan de productieplanning, de intraday markt kan worden gebruikt om de productie aan te passen terwijl de onbalansmarkt alleen bedoeld is om de energiebalans te herstellen. Bedrijven die hun processen kunnen aanpassen op al die verschillende markten, zullen het meeste profiteren van de prijsschommelingen.’

Hoe groot die schommelingen worden is afhankelijk van de marktomstandigheden. Momenteel is er nog veel flexvermogen aan de productiezijde omdat er nog veel fossiele centrales zijn die snel kunnen bijspringen. Naarmate de roep om decarbonisatie van de energieopwekking groter wordt, zal de productiezijde minder flexibiliteit kunnen leveren.

Maatwerk

De business cases laten zien dat er geen one size fits all oplossing is voor de industrie. Bedrijven zullen dus zelf aan de slag moeten en duidelijke keuzes maken. Dat wil zeggen: de juiste technologie om elektriciteit om te zetten in warmte of bijvoorbeeld luchtdruk (perslucht) en de bij het bedrijfsproces aansluitende demand side management-strategie. Ook de contracten vergen maatwerk en constante bijsturing. Ook niet onbelangrijk is dat bedrijven hun processen aanpassen op een onregelmatige inzet van elektriciteit. Ze zullen niet alleen de regeling van de productie-installatie moeten aanpassen, maar ook de ICT-systemen die hierbij worden gebruikt.

Scope

Den Ouden is in ieder geval tevreden met de resultaten die de pilots tot nog toe hebben opgeleverd. ‘De pilots leverden twee positieve businesscases op en drie cases die wat meer onderzoek vergen. We zijn inmiddels verder gegaan met onze onderzoeken naar power to heat en als je met een aantal factoren rekening houdt, kan de business case daarvoor een stuk positiever uitvallen. De investeringen in bijvoorbeeld een stoomrecompressie-systeem zijn hoog, dus moet de benuttingsgraad voldoende hoog zijn. Desondanks denk ik dat die systemen zich in de nabije toekomst wel gaan terugverdienen. Dat zou makkelijker worden als de industrie zijn scope zou gaan verschuiven van de korte termijn naar de middellange termijn. Bedrijven hanteren soms criteria van korte terugverdientijden van één a drie Investeringen in flexibiliteit vergen doorgaans een wat langere adem, maar betalen zich uiteindelijk dubbel en dwars terug. Sommige andere sectoren hanteren al langere terugverdiencriteria. De energieprijs is momenteel misschien wel laag om investeringen te verantwoorden, maar de rentestand is ook heel laag. Bovendien komen veel van de benodigde technieken ook steeds goedkoper beschikbaar. Bedrijven die anticyclisch willen investeren, zouden dan ook goed naar hun processen moeten kijken en hun positie bepalen in de toekomstige energiebalans.’

Chloorproductie

Een van de deelnemers aan het onderzoek naar Power to products was AkzoNobel dat in Delfzijl een aantal chloorchemiefabrieken bedrijft. Een van de processen die profijt zou kunnen hebben van de hoge productiepieken van met name windenergie en daaraan gerelateerde lage prijzen is het proces van chloor-alkali elektrolyse. Hierbij produceert men belangrijke basischemicaliën zoals chloor, waterstof en natronloog uit natriumchloride (zout) en water.  In dit proces gebruikt het chemiebedrijf een slordige tweehonderd megawatt. Een voordeel van het proces is dat deze eenvoudig kan worden aan- en uitgezet. Maar Marco Waas directeur RD&I en Technologie van AkzoNobel Industrial Chemicals, ziet ook kansen in het omzetten van overtollige elektriciteit in Ammoniak. ‘Electrolyzers hebben veel stroom nodig. De vestigingen van AkzoNobel in Rotterdam of Delfzijl kunnen nu al de productie terugschakelen als er weinig duurzame energie wordt opgewekt. Bijvoorbeeld op windstille of zonarme dagen. En op piekmomenten kunnen ze op volle toeren produceren. We hebben al prijspieken gezien van vijfhonderd euro per megawattuur, maar ook negatieve prijzen in dezelfde orde. Door de productie slim te sturen, kunnen we dus geld verdienen.’

Waas zet het verbruik van AkzoNobel in Nederland in perspectief: ‘We gebruiken ongeveer evenveel elektriciteit als 660 duizend huishoudens of, om maar een voorbeeld te noemen: 15,5 miljoen koelkasten. En als je naar steden kijkt, dan gebruiken we evenveel elektriciteit als Amsterdam, Utrecht en Amersfoort samen. We kunnen dus een flinke rol spelen in de balancering van duurzame energie. Vandaar ook dat we zowel bij de power to products als power to ammonia-projecten zijn betrokken.’