Opgetogen is hij zeker, helemaal nu de omgevings­vergunning binnen is. John McNally mag als CEO van Project One de komende jaren de veelbesproken ethaankraker van Ineos bouwen in de Antwerpse haven. Een miljardeninvestering die de Europese chemie qua omvang in decennia niet heeft gezien. Alle kritiek ten spijt wordt die significant schoner dan welke Europese kraker ook. McNally: ‘Wachten we op de ultieme auto, of willen we nu al vooruit?’

John McNally deelt een grafiek, want beelden zeggen vaak meer dan woorden. Bovenin een grillige lijn met in de huidige maanden enorme pieken. Het is de gasprijs in Europa. ‘Kijk nu naar die grijze lijn onderin’, verzoekt hij. ‘Die is stabiel en laag. Dat is de prijs van aardgas in de Verenigde Staten.’

Dat de prijs van ethaan gekoppeld is aan die van aardgas, hoeft dus geen probleem te zijn voor de ethaankraker van Ineos die straks in de Antwerpse haven verrijst, impliceert de project­directeur. ‘Ook niet als de gasprijzen in Europa hoog blijven. We kunnen ethaan overal vandaan halen. Uit de gaswinning in de Noordzee, uit Noorwegen, maar zeker ook uit de Verenigde Staten. Nu al importeren we veel ethaan uit de VS naar fabrieken in Schotland in Noorwegen. Dat wordt straks alleen maar meer.’

Een derde

Ethaan is een bijproduct van de aardgaswinning en werd vroeger als “nutteloos gas” afgefakkeld. Alleen methaan telde. McNally: ‘Gelukkig zijn we erachter gekomen dat ook ethaan een waardevol product is.’ Bijvoorbeeld als grondstof van etheen, ofwel ethyleen, misschien wel de belangrijkste bouwsteen in de chemie. Als gevolg van de schaliegasrevolutie zijn al verschillende ethaankrakers gebouwd in de Verenigde Staten. In Europa zijn enkele krakers inmiddels zo aangepast dat ze onder andere ook ethaan als grondstof kunnen inzetten, zoals de aangepaste kraker van Total in Antwerpen. Maar een speciaal ontworpen ethaankraker was er nog niet. En daar brengt Ineos de komende jaren dus verandering in. De nieuwe kraker moet in 2026 in gebruik zijn.

John McNally (Ineos): ‘We stoten straks slechts een derde uit van wat nu gemiddeld is bij Europese krakers.’

Traditioneel draaien krakers vooral op nafta, één van de producten uit een aard­olieraffinaderij. De productie van ethyleen uit ethaan is veel directer. Simpel gezegd ontstaat er uit iedere molecuul ethaan een molecuul ethyleen (C2H4) en een molecuul waterstofgas (H2). Bijkomend voordeel is dat de waterstof, die in grotere hoeveelheden vrijkomt dan bij het kraken van nafta, als brandstof kan fungeren. Daar heeft Ineos ook voor gekozen. McNally: ‘Met de waterstof kunnen we meteen al zestig procent van het aardgas vervangen dat we normaal nodig zouden hebben. Omdat we consistent hebben gekozen voor de best beschikbare technieken van vandaag, stoot de kraker straks 58 procent minder CO2 uit dan de tien procent schoonste concurrerende installaties in Europa. En het verschil met een doorsnee kraker is nog veel groter. We stoten straks slechts een derde uit van wat nu gemiddeld is bij Europese krakers.’

Groene waterstof

Het is zelfs goed mogelijk dat de kraker tegen 2036 zelfs helemaal CO2-neutraal is. ‘De kraker is zo ingericht dat deze volledig op waterstof als brandstof kan draaien. Als straks veel meer groene waterstof beschikbaar komt in Antwerpen, kunnen we uiteindelijk ook de overige veertig procent vervangen.’

McNally schat in dat het na ingebruikname van de kraker in 2026 het een decennium kan duren voordat er voldoende betaalbare groene waterstof beschikbaar is. ‘Echt goed inschatten kan ik dat natuurlijk niet. Het zou zo maar heel snel kunnen gaan met waterstof. Wellicht dat blauwe waterstof, waarbij de CO2 wordt afgevangen en opgeslagen, ook een rol kan spelen. Import uit landen waar relatief goedkoop waterstof kan worden geproduceerd, sluit ik ook niet uit.’

ineos

Voor zichzelf ziet Ineos ook mogelijkheden voor de productie van groene waterstof. Expertise op het gebied van elektrolyse, de kerntechnolgie hiervoor, is volop aanwezig. Zo is dochterbedrijf Inovyn met diens chloorproductie een belangrijke industriële operator in elektrolyse in Europa.

Een paar maanden geleden kondigde CEO Jim Ratcliffe aan dat het chemieconcern de komende jaren twee miljard euro investeert in de productie van groene waterstof. De eerste fabrieken wil Ineos de komende tien jaar bouwen in Noorwegen, Duitsland en België, terwijl ook investeringen zijn gepland in het Verenigd Koninkrijk en Frankrijk. Een eerste project in België, waarvoorhet bedrijf samenwerkt met een consortium van zes partners, is het power-to-methanol­project voor de productie van groene methanol.

Suikerbieten

Veel aanstekelijke ambities dus. Toch heeft Ineos de nodige kritiek over zich heen gekregen na de aankondiging van de enorme investeringen in de Antwerpse haven. ‘Het is heel belangrijk om de keuzes uit te leggen. Natuurlijk zijn er altijd mensen die kritisch blijven. Maar we hebben veel energie gestoken in communicatie. We laten zien dat de investeringen gezond zijn voor de regionale economie. Het vernieuwt het petrochemische cluster in Antwerpen en levert veel werkgelegenheid op. Met Project One brengen we ongeziene vernieuwing in de petrochemische cluster in Antwerpen na een periode van stilstand. Het is 25 jaar geleden dat Europa nog een dergelijke investering kon aantrekken. Elders in de wereld zoals in China, de VS en het Midden-Oosten wordt massaal geïnvesteerd in soortgelijke nieuwe installaties. Willen we onze industrie ‘offshoren’ en afhankelijk worden van import uit regio’s waarvan we de milieuvoorschriften zelf niet in de hand hebben? Vergeet niet dat de vergunningsprocedure in Vlaanderen strenger is dan waar dan ook. Daar hebben we het onszelf misschien niet gemakkelijker mee gemaakt. Maar we wisten dat we met hoge standaards te maken kregen. Our eyes were wide open.’

‘Onze ethaankraker zal eerder in de verre toekomst als laatste overblijven, the last one standing.’

Veel aandacht ging naar het beantwoorden van vragen. Waarom bijvoorbeeld in deze tijd nog een kraker bouwen met fossiele bronnen als grondstof? Het antwoord van McNally is dat er op korte en middellange termijn nog geen betere alternatieven zijn. ‘We kunnen natuurlijk de ultieme auto willen, maar blijven we daar nog decennia op wachten of willen we nu al klimaatwinst boeken door de best mogelijke technologie van vandaag in te zetten? Natuurlijk zijn bijvoorbeeld biogrondstoffen interessant. Zo is het jammer dat bio-ethaan nog niet bestaat. Productie van ethyleen via bio-ethanol is zeker een interessante route. Maar met de volumes van deze kraker is dat niet realistisch. Suikerbieten vormen wellicht de beste bron voor bio-ethanol. Maar toch geen serieuze optie voor grootschalige chemie. Voor de productievolumes van de nieuwe kraker, zou je al de volledige agrarische oppervlakte van Vlaanderen nodig hebben voor de suikerbieten.’

Elektrisch aangedreven

Met meer dan gemiddelde aandacht volgt McNally de ontwikkelingen op het gebied van circulaire grondstoffen en bijvoorbeeld elektrificatie. Veel grote chemiebedrijven onderzoeken de mogelijkheden van elektrische fornuizen. Vandaag zijn industrieel schaalbare elektrische krakers nog verre toekomstmuziek, stelt McNally. ‘Ze veronderstellen bovendien gigantische hoeveelheden beschikbare energie. Maar zijn elektrische fornuizen in de toekomst wel realiseerbaar, dan sluit ik niet uit dat Ineos daar bij eventuele vervolginvesteringen serieus naar kijkt.’

ineos

John McNally van Ineos – Copyright Bart Dewaele

Hij benadrukt dat Ineos nu de meest realistische stap zet. Eentje die voor het klimaat een enorme stap voorwaarts is en ook verschillende mogelijkheden biedt voor vervolgacties. Niet alleen op het gebied van waterstof, maar ook op andere vlakken. Zo zullen veel onderdelen, denk aan pompen en afsluiters, elektrisch aangedreven zijn. Dat alleen biedt kansen voor vergroening.

Last one standing

Ineos zet breder in op elektrificatie, in combinatie met duurzaam opgewekte stroom. ‘Alle extern betrokken stroom voor Project One zal afkomstig zijn van offshore windparken.’ Begin januari sloot het chemiebedrijf nog een overeenkomst met energiebedrijf Eneco. De komende tien jaar neemt Ineos 250 gigawattuur stroom af van het grootste Belgische offshore windpark Seamade in de Noordzee. De hernieuwbare energie is bestemd voor Belgische en Duitse vestigingen van Ineos. Dit is overigens het derde contract voor windenergie op rij dat Ineos aangaat. In combinatie met eerder overeenkomsten komt de afname van Belgische offshore windparken in totaal op 750 gigawattuur per jaar.

Dat de komende decennia krakers verdwijnen, is volgens de projectdirecteur zeker niet uitgesloten. Maar de kraker van Ineos zal daar hoogstwaarschijnlijk niet bij zijn. ‘Onze ethaankraker zal eerder in de verre toekomst als laatste overblijven, the last one standing.’

Vlaggenschip

Aan vertrouwen dus geen gebrek. Vertrouwen dat continu wordt gevoed, bijvoorbeeld door grote ingenieursbureaus. Ineos zit momenteel in de afrondende fase van de selectie voor de EPC-contractor. ‘De bedrijven die daarvoor in aanmerking komen, zijn natuurlijk wel bekend. Maar nog meer dan normaal doen ze hun best om hier bij te zijn. Het is een uniek project met een investering van ruim drie miljard euro. Helemaal voor Europa. Een vlaggenschip.’

Vier de industrie! Het wordt tijd dat we de industrie niet alleen vereenzelvigen met het negatieve deel. We kennen het beeld wel, de industrie veroorzaakt veel problemen. Op het gebied van veiligheid, milieu en klimaat bijvoorbeeld. Het is natuurlijk waar. Industriële productie heeft grote nadelen. Als we ons daar niet bewust van zijn, dan zijn de risico’s enorm. Levensbedreigend zelfs.

Tegelijkertijd kan de industrie juist onderdeel zijn van de oplossingen. Ook op dat vlak zijn de grote lijnen wel bekend. Zonder composieten zijn de moderne windmolens niet mogelijk en kunnen onze auto’s nauwelijks lichter en dus zuiniger worden. In de transitie naar schonere energiedragers en grondstoffen speelt de industrie een cruciale rol. En de industrie levert ons medicijnen, voeding, beschermingsmiddelen en ga zo maar door.

Echter, onbekend maakt onbemind. De samenleving lijkt het beeld van de vieze en gevaarlijke industrie te koesteren. Tegelijkertijd hebben veel industriële bedrijven en hun medewerkers moeite om uit hun schulp te kruipen. Misschien doordat ze zich in het defensief gedwongen voelen. Maar zeker ook onder druk van juristen en aandeelhoudersbelangen. Een negatieve status quo zo lijkt het.

Hoopgevend

Dat is jammer. Want er zijn veel mooie verhalen te vertellen over de industrie. Jaar na jaar treffen wij slimme en gedreven mensen in de industrie, bijvoorbeeld voor onze verkiezingen van de Plant Manager of the Year en de Techniekheld. Ze zijn zich terdege bewust van de risico’s, maar ook de kansen van hun vak en industriële omgeving. En ze eisen een rol op in de verbetering van de industrie. Ook zijn er voldoende interessante innovaties. Als redactie moeten we echter ons best doen om een deel van die vernieuwingen boven water te tillen. Alsof de meeste industriële bedrijven niet trots durven te zijn.

Blijkbaar niet genoeg allemaal. Al voor de coronapandemie rees daarom bij ons en enkele partners het idee om meer schijnwerpers op de industrie te zetten. Op de uitdagingen, maar ook de oplossingen. En niet alleen vergezichten, maar vooral de stappen die nu al worden gezet. Eerlijk, open en waar kan hoopgevend.

HYTE

De afgelopen tijd is daarom het idee van een industriefestival geboren. Dat idee begint concrete vormen aan te nemen. Sterker nog, we hebben een datum en een tijd. Samen met founding partner iTanks en – hopelijk veel – andere partners willen we op 22 en 23 juni in de RDM Onderzeebootloods de industrie vieren. Schrijf dus in je agenda: iLinqs, festival van de industrie.

Een festival met innovaties, pitches en demonstraties. Zeker met bekende elementen, bijvoorbeeld van onze congressen Watervisie en Deltavisie. En de verkiezing van de Plant Manager of the Year bijvoorbeeld. Maar ook veel nieuwe side-events over de druk op de technische arbeidsmarkt, de mogelijkheden van digitalisering, ideeën van young professionals en uiteraard thema’s als veiligheid en transitie.

Om het allemaal nog intensiever te maken; een week later ga ik met drie young professionals op pad voor de Hydrogen Trail Europe, ofwel HYTE, van 27 juni tot 8 juli. Via vlogs, blogs, artikelen en een documentaire willen we laten zien waar de industrie in Europa mee bezig is. Dan wel specifiek op het gebied van transitie en met name waterstof. Ook weer op een eerlijke en hopelijk inspirerende manier.

Meer informatie over beide initiatieven volgt de komende weken en maanden. In onze beide magazines Petrochem en Industrielinqs, op onze sites en zeker ook op social media. Volg de pagina’s van Industrielinqs, Petrochem platform en Hydrogen Trail Europe op LinkedIn! Wil je met je bedrijf of organisatie actief deel uitmaken van onze initiatieven, neem gerust contact met me op. Laten we komend jaar vooral met ons allen de industrie vieren.

Reageren? wim@industrielinqs.nl

De industrie is de afgelopen jaren complexer geworden terwijl het Industrial Internet of Things geleidelijk aan is omarmd. Veel installaties kunnen al automatisch worden bijgestuurd op basis van real-time data die slimme sensoren genereren. In de industrie is steeds meer intelligentie nodig om complexe problemen te analyseren en op te lossen. Ook bij asset management speelt digitalisering een belangrijke rol om het juiste moment van onderhoud te kunnen inplannen. Maar met digitalisering alleen, red je het niet. John Bruijnooge, site manager van Sabic in Geleen, legt uit het bedrijf de beschikbaarheid van installaties op peil houdt.

‘Sabic in Geleen telt elf fabrieken waaronder chemische fabrieken, krakers en een aantal polymerenfabrieken. Deze maken vanuit nafta onder meer polypropeen en polyetheen. Om de installaties beschikbaar te houden, hebben we een centrale technische groep die bepaalt welk onderhoudsfilosofie voor bepaalde assets nodig is. Daarnaast is er een centraal uitvoeringsteam in onderhoud. Er is dus een afstemming en gelijkvormigheid tussen de elf fabrieken.’

Criticality

Toch wordt iedere fabriek ook afzonderlijk benaderd. ‘We hebben een Asset Performance Management proces waar we de criticality of kriticiteit van een asset bepalen. Sommige assets produceren een kritisch product. Voor een aantal producten is de marktvraag of zijn de marges hoog, voor anderen minder. Aan de hand van dergelijke factoren bepalen we het niveau van kriticiteit wat leidt tot een specifieke onderhoudsstrategie aangaande de asset. Een heel kritische asset waar we behoorlijk mee kunnen verdienen, daar passen we meer digitale technieken op toe, zoals monitoring. We voeren extra maintenance uit en houden veel reservedelen op voorraad zodat, mocht er wat gebeuren, de fabriek weer snel in bedrijf is.’

Gediversifieerde strategie

Een asset die anderzijds worstelt om diens positie in de Europese markt, daar past Sabic een andere asset managementstrategie op toe. ‘Veiligheid behandelen we over de hele lijn vanzelfsprekend hetzelfde, maar wat betreft beschikbaarheid en betrouwbaarheid nemen we andere risico’s. Verdienen we minder aan een product, dan betekent dit dat we minder reservedelen op voorraad houden, we minder preventief onderhoud uitvoeren maar ook dat we run to failure-strategieën toepassen op bepaalde equipment. Dit leidt tot een optimaler kostenplaatje als geheel dan wanneer je voor deze iets minder kritische assets ook de meest geavanceerde monitoringsstrategieën gaat toepassen en predictief onderhoud inzet. Kortom, we hebben een gediversifieerde assetmanagementstrategie, niet elke asset behandelen we op dezelfde manier.’

Sensoriek

De bewezen onderhoudsmethodieken die in de (petro)chemische industrie alom bekend zijn en sectorbreed worden toegepast, zijn ook bij Sabic geïntegreerd. Bruijnooge: ‘Daarnaast volgen we uiteraard trends en nieuwe methoden om equipment te bewaken, zodat je op het juiste moment (niet te vroeg maar zeker ook niet te laat) het onderhoud (niet te veel of te weinig) uitvoert dat nodig is. Daar helpen de digitale technieken mee. Om dit te kunnen realiseren volgen we wat er op de markt is, we draaien pilots en de meest kritische equipment bewaken we met geavanceerde temperatuur- en trillingssensoriek, waarbij we gebruikmaken van slimme digitalisering. Op dit gebied doen we het niet veel anders dan andere bedrijven in onze sector.’

Stabiel-draaien-concept

Naast bovengenoemde benadering zijn er nog twee andere zaken die Sabic doet om de beschikbaarheid zo hoog mogelijk te houden. ‘Al enige tijd passen we het zogenaamd stabiel-draaien-concept toe. Vanuit de kern van operations en onderhoud is er altijd een intrinsieke drive om na te gaan hoe er nog meer uit de fabriek kan worden gehaald. Men wil dicht tegen de limieten van de fabrieken draaien om er zoveel mogelijk uit te halen. Maar dan neem je ook risico’s. De equipment is niet ontworpen om altijd op de limiet te draaien, waardoor onderdelen mogelijk sneller dan verwacht moeten worden vervangen. Altijd het maximale uit de fabriek halen hebben we jarenlang geprobeerd, wat heeft geleid tot de mindset van records draaien. Wie kent niet de onderlinge strijd tussen ploegen die hun collega’s van andere shifts willen overtroeven? Maar met deze mentaliteit drijf je de fabriek uiteindelijk tot aan de limiet en soms zelfs eroverheen, waardoor zaken stuk gaan en moeten worden schoongemaakt of vervangen.’

Minder stress

Daarom heeft het bedrijf nu een andere mindset geïmplementeerd. ‘Ons motto luidt: “Zoek het meest optimale punt om de fabriek stabiel te laten draaien voor een langere periode waardoor ongepland onderhoud drastisch vermindert.” Dit is logischerwijs niet het allerhoogste punt. Bereik je voor een langere periode die stabiele situatie, dan kun je nagaan of je door bepaalde instellingen of parameters te veranderen, je een niveau hoger kunt komen zonder in te boeten aan die hoge betrouwbaarheid en beschikbaarheid. Door deze mindset toe te passen, haal je veel meer uit de fabriek. Er zijn minder ongeplande storingen en reparaties, er is minder afval, een betere energiehuishouding en -gebruik en het leidt tot minder stress bij de operators en monteurs die te pas en te onpas een noodreparatie moeten uitvoeren. Onder de streep is er meer output en zijn er minder kosten.’

Aandacht

Deze strategie bereik je alleen door de juiste mentaliteit. ‘Er zijn geen bijzondere digitale middelen nodig om hiertoe te komen. Vanuit je productiemanagementsysteem en je data historiesysteem, Excel en dagelijkse ochtendbesprekingen, ga je na of je de verwachte productie hebt gehaald. Mocht het vooropgestelde doel niet zijn bereikt, dan ga je na wat heeft geleid tot instabiliteit. Het is een proces dat we dagelijks bespreken. De tools zijn eenvoudig, maar de mindset is contra-intuïtief. Het is best tegenstrijdig aan de noodzaak en behoefte om meer te doen en harder te gaan. Het is daarom belangrijk om hier als management continu aandacht aan te besteden, zodat iedereen begrijpt waarom je voor deze aanpak kiest en wat het oplevert.’

Optimaliseren

Een tweede aspect dat bijdraagt aan de hoge beschikbaarheid is het werken met een decision support tool. ‘Veel onderhoudsactiviteiten en turnarounds worden bepaald op basis van de historie en de actuele gegevens. Maar ook hier zijn mogelijkheden tot verbetering’, stelt Bruijnooge.

‘Op globaal niveau werken we met adviesbureau The Woodhouse Partnership. Zij hebben een decision support tool (DST) waarmee we optimaler kunnen bepalen wanneer welke interventie op onze equipment het beste kan plaatsvinden. In elke fabriek zijn er diverse onderhoudstaken: reparatie van equipment, het vervangen van specifieke onderdelen, preventieve tests van instrumentatie, inspecties, etc. Alle onderdelen van een fabriek hebben ieder afzonderlijk hun meest optimale moment van interventie. Dat komt nooit honderd procent overeen met de andere onderdelen. Het ene onderdeel heeft in optimale omstandigheden na drie jaar onderhoud nodig, het andere deel pas na vijf jaar, jaarlijks of maandelijks. Alle onderdelen hebben daarnaast een eigen risicoprofiel. Wacht je te lang met onderhoud, dan zorgt dit voor problemen. De grootte van de problemen hangt af van de kriticiteit van de assets. Voor een stop bijvoorbeeld zijn typisch zo’n 20-25 taken de reden om te moeten stoppen. Voor ieder van deze taken wordt een optimaal moment van interventie bepaald.’

John Bruijnooge (Sabic): ‘We zijn van twee korte stops per jaar naar één korte stop per jaar gegaan in een aantal fabrieken.’

Levensduur

De DST maakt gebruik van algoritmes die dan over deze groep van taken het optimale moment van de stop bepalen. ‘Hiermee hebben we intervals van stops verlengd, en zijn we van twee korte stops per jaar naar één korte stop per jaar gegaan in een aantal fabrieken. Dat hebben we dankzij deze tool voor elkaar gekregen, omdat inzichtelijk wordt welke equipment de bottleneck is. Als je weet wat je ervan weerhoudt om van vijf naar zes jaar te gaan, dan kun je onderzoeken of je daar wat aan kunt doen. Soms kun je de bottleneck oplossen of weghalen door bijvoorbeeld te investeren in een dubbele uitvoering, zodat heel de fabriek een extra jaar kan doordraaien. We hebben er onze small stops en grote turnarounds mee kunnen optimaliseren en voor complexe en dure vervangingen of reparaties een aantal keren significant meer levensduur uit bestaand equipment gehaald. We kijken naar de limieten van het equipment zonder aan veiligheid in te boeten.’

Maximale waarde

Vaak zijn het geen grote investeringen die je ervan weerhouden om een turn­around met een jaar op te schuiven, stelt Bruijnooge. ‘Denk bijvoorbeeld aan interventies die nodig zijn omdat bepaalde pijpleidingen door vuilophopingen dichtslibben. Door een bypass of tweede pijpleiding te maken, kun je de productie omleiden en draaiende houden zodat je het nodige onderhoud kunt uitvoeren. Deze taak is hiermee niet langer stop-gerelateerd. Die bypass vergt een investering, maar in vergelijking met het verlengen van de onderhoudsintervallen heb je die zo terugverdiend. We zetten kosten af tegen risico’s, in wezen optimaliseren we reliability met availability en gaan voor de maximale waarde (value).’

Cirkel van verbetering

De polypropyleenfabrieken van het chemiebedrijf in Geleen zijn dankzij de DST in 2021 van twee kleine stops naar één kleine stop overgegaan. ‘Hiermee hebben we meteen twee weken per jaar gewonnen, wat financieel enorm veel oplevert. We verliezen een beetje doorzet in de laatste weken voor de stop maar winnen total uptime; de OEE gaat omhoog. Als je onderzoekt wat het vervuilingsproces is, moet je weten hoe snel dit verloopt en wat het risico is als je de volgende periode niet haalt. Je mag niets overlaten aan het onderbuikgevoel of sturen op basis van ervaring hoe je het in het verleden deed. Belangrijk is dat je weet wat je waarom doet. Professionele acilitering van de studie dwingt je om op basis van data te werken. Hoe vuil is een ‘vuile pijpleiding’? Je kunt hier een waarde aan geven door de dikte van het slib binnenin de pijpleiding te meten. We doen niet langer wat we deden, maar nemen beslissingen op basis van data. En dat leidt tot nieuwe kansen en dat in een continue cirkel van verbetering .’

Modulaire opzet

‘In onderhoud worden modulaire concepten steeds belangrijker’, stelt Wouter van Gerwen, New Business & Innovation engineer bij Bilfinger Tebodin. Dit heeft een aantal redenen. ‘Bij turnarounds vinden er veel activiteiten tegelijkertijd plaats, terwijl de omstandigheden waarin wordt gewerkt op iedere turnaroundlocatie kunnen verschillen. Hoe meer werk je kunt voorbereiden door installatiedelen in modules te bouwen, des te minder constructie-uren op de bouwplaats. De onderhoudsperiode is hierdoor des te veiliger en goed te plannen. Het verminderen van de uren ter plaatse kan een belangrijke bijdrage leveren aan het verkorten van de stop en des te minder is er sprake van de derving van inkomsten.’

Wouter van Gerwen (Bilfinger Tebodin): ‘Het uitwisselen van een unit gaat veel sneller dan ter plekke onderhoud te moeten uitvoeren.’

Of het nu gaat om preventief, correctief of predictief onderhoud, een modulaire opzet verlaagt de stoptijden wat leidt tot een hogere productiviteit. ‘Units kunnen snel worden uitgewisseld, waarna er offline onderhoud kan worden uitgevoerd. Hier kan de procesindustrie nog leren van voorbeelden van onderhoud in de automotive of luchtvaartindustrie. Uitgangspunt is het sturen op inkomsten. De goedkoopste manier om de capaciteit te vergroten is het aantal productieve uren te verhogen. Daar kan een modulaire opzet aan bijdragen. Het uitwisselen van een unit gaat veel sneller dan ter plekke onderhoud te moeten uitvoeren.’

Aanpassingsvermogen

Denken en werken in modulaire concepten heeft ook een positieve invloed op investeringen. Van Gerwen: ‘Als je de investering kunt opknippen in modulaire stappen die de klantvraag volgen, creëer je meer beslismomenten. Je kunt bijsturen op elk moment, zowel in productievolumes als in installatie-optimalisatie. Dit is fijn vanuit een financieringspers­pectief aangezien het leidt tot een snellere – want lagere – eerste investering.’

In het huidige tijdperk zijn de marktvraag en de randvoorwaarden vaak moeilijk te voorspellen. ‘Aanpassingsvermogen is daartegen de belangrijkste remedie. Als je niet een volledig nieuwe productie-installatie hoeft te bouwen, maar een aantal modules kunt aanpassen, kun je sneller schakelen.’

Hogere restwaarde

Het komt regelmatig voor dat installatiedelen op het eind van hun economische levensduur of nut nog lang niet aan hun technische levensduur zitten. Van Gerwen: ‘Nu gaat, zelfs bij het benutten van de tweedehandsmarkt voor werktuigbouwkundige apparatuur, veel waarde verloren. Tot wel 75 procent. Is de fabriek echter modulair opgebouwd, dan leidt dit ertoe dat je volledige, zelfstandig functionerende units terug kunt brengen naar hun leverancier. Deze ontvangt waardevolle informatie over het gebruik ervan, kan het ontwerp aanpassen en na refurbishment krijgt de module een tweede leven, dankzij het netwerk van de leverancier. Dit geeft bovendien mogelijkheden voor leaseconstructies met onderhoudscontracten.’

Nu zowel Shell als HyCC concrete plannen hebben voor de installatie van een tweehonderd en tweehonderdvijftig megawatt elektrolyser, gaat Havenbedrijf Rotterdam verder met de ontwikkeling van het conversiepark. Inmiddels is de locatie zo goed als klaar en werkt men aan de benodigde infrastructuur. Daarmee lijkt er nog weinig in de weg te liggen om de productie van groene waterstof op te schalen.

Het Havenbedrijf Rotterdam zet in op de energietransitie. Het wil de industrie faciliteren bij het terugdringen van de CO2-emissies en tegelijkertijd zorgen dat Rotterdam de belangrijkste energiehaven van Europa blijft. Op dit moment wordt nog veel olie geïmporteerd. In de toekomst moet dat duurzame energie zijn. Als onderdeel van de energietransitie heeft het Havenbedrijf grootse plannen op het gebied van waterstof. Nu al produceren bedrijven in het gebied grijze waterstof met behulp van steam methane reforming (SMR). De hierbij geproduceerde kooldioxide afvangen en opslaan zal de grootste milieuwinst opleveren. Maar de industrie wil op den duur vooral groene waterstof inzetten. Om dit mogelijk te maken, reserveerde het Havenbedrijf een stuk grond van 24 hectare tussen de terminals en loodsen op het puntje van de Tweede Maasvlakte. Hier komt een conversiepark dat groene stroom van offshore windparken omzet in groene waterstof, zuurstof en warmte.

Randolf Weterings, programmamanager Elektrificatie en Waterstof van Havenbedrijf Rotterdam ziet inmiddels de eerste contouren van wat straks het eerste grootschalige Nederlandse groene waterstofpark wordt. ‘We hebben een vlakte en de weg ernaartoe is aangelegd. Momenteel zijn er nog bodemonderzoeken gaande, maar gezien de geschiedenis van de Tweede Maasvlakte verwachten we geen verrassingen. We verwachten dan ook in het tweede kwartaal van dit jaar met de verdere voorbereidingen te beginnen.’

Inmiddels is dus bijna een halve megawatt al ingepland en volgens Weterings zijn de andere twee plots ook gereserveerd. Als die partijen daadwerkelijk tekenen, is het eerste conversiepark dus gevuld en zou jaarlijks zo’n honderd tot honderdtachtig duizend ton groene waterstof (afhankelijk van de productieprofielen en beschikbare groene stroom) kunnen worden geleverd aan de industrie of bijvoorbeeld de transportsector.

Offshore wind

De positie op de Tweede Maasvlakte is niet voor niets gekozen. De locatie vormt een goede aanlandingsplaats voor de windparken die medio 2023 (Hollandse Kust Zuid, 1,4 gigawatt) of richting 2030 (IJmuiden Ver, twee gigawatt) in gebruik worden genomen. Daarnaast is nog vier gigawatt in ontwikkeling, wat de totale potentie voor aanlanding op de Maasvlakte brengt op 7,4 gigawatt. Hoe dichter de conversie bij de parken plaatsvindt, hoe goedkoper het elektriciteitstransport wordt. En hoe meer het park de netbeheerder ontlast. Het Havenbedrijf voerde al een studie uit naar de infrastructuurbehoefte voor groene waterstof en concludeerde dat daarvoor een 48 meter breed kabelbed nodig was of slechts zes meter pijpleiding om dezelfde energie te transporteren.

Overigens kiest Shell voor koppeling aan het offshore windpark dat het samen met Eneco bouwt, Hollandse Kust Noord. Hoewel de stroom ergens anders aanlandt, kent de netbeheerder de geproduceerde energie via power purchase agreements toe aan de waterstofproductie van Shell. Om voldoende elektriciteit in de Rotterdamse haven ook in de toekomst te blijven leveren, moet het hoogspanningsnetwerk wel worden verzwaard. Havenbedrijf Rotterdam onderzocht samen met Tennet en Stedin hoe het tegen de laagste maatschappelijke kosten kan uitbreiden. Het bij elkaar brengen van grootschalige productie, zoals aanlandingen van wind op zee, bij grootschalige afname, zoals het conversiepark, beperkt de benodigde verzwaringen. Ook als de afname contractueel verbonden zit aan een ander windpark. Als het op de Noordzee waait, leveren immers alle parken stroom.

Voor een CO2-neutrale Rotterdamse industrie in 2050 is grootschalige productie van waterstof nodig.

Infrastructuur

Uiteraard werkt het Havenbedrijf tegelijkertijd de plannen uit voor de ontsluiting van de waterstof via een centrale waterstofbackbone. De plannen voor blauwe waterstof zijn immers ook al ver doorontwikkeld. Wel is het nog een punt van discussie welke kwaliteit waterstof in die leiding moet komen. Waterstof uit elektrolyse is namelijk direct zeer zuiver, terwijl diezelfde zuiverheid bij blauwe waterstof extra processtappen zou vergen. Voor de industriële productie van hoog temperaturen (verbranding) zouden eventuele onzuiverheden niet zo’n probleem zijn. Maar brandstofcellen in vrachtauto’s kunnen last krijgen van vervuilingen. Men kan er dan ook voor kiezen om twee aparte leidingen aan te leggen voor de twee kleuren waterstof.

Ongeacht de keuze, moeten er in de toekomst vele megatonnen waterstof worden getransporteerd. Volgens Weterings zou de leiding een diameter van 24 inch moeten krijgen en op hoge druk waterstof moeten leveren aan het hoofdnet van Gasunie en de Delta Corridor leiding. Dat behoorlijke formaat sluit momenteel het gebruik van kunststofleidingen uit.

Het aanleggen van de buisleiding is in Rotterdam geen gemakkelijke klus, omdat de ondergrond in het havengebied redelijk vol is. H-vision zal ook gebruikmaken van Porthos, het project waarbij CO2 van de industrie in de haven wordt getransporteerd en opgeslagen in lege gasvelden onder de Noordzee.

H2-Fifty

HyCC en BP sloten een joint development agreement voor het project H2-Fifty. De twee partijen willen in 2023 een finale investeringsbeslissing nemen over de bouw van de tweehonderdvijftig megawatt elektrolyser in Rotterdam.

Een haalbaarheidsstudie heeft laten zien dat het project een forse bijdrage kan leveren aan vergroening van de industrie in de regio. De groene waterstof van H2-Fifty, maximaal 45.000 ton per jaar, zal worden ingezet om de raffinaderij van BP en andere industrieën in het havengebied te verduurzamen.

In de haalbaarheidsstudie is onder andere de techniek verder uitgewerkt. Ook de locatie van de elektrolyser is bepaald, deze komt op de Maasvlakte. Het komende jaar gaan de partners een technologieleverancier selecteren, het ontwerp van de installatie verder uitwerken en starten met de milieustudies voor het vergunningentraject. Volgend jaar volgt een investeringsbeslissing.

Demiwater

Het Havenbedrijf kijkt niet alleen naar de locatie van deze elektrolyser en de infrastructuur voor transport van elektriciteit en waterstof, maar ook naar de infrastructuur die nodig is voor aanlevering van water. Een elektrolyser heeft immers water nodig om de H2O-moleculen te splitsen in waterstof en zuurstof. Vanwege de gevoeligheid van zowel PEM- als alkaline-elektrolysers voor vervuiling, moeten ze worden gevoed met demiwater.

Nu hoeft dat niet een heel groot probleem te zijn: Evides Industriewater heeft tenslotte al twee demiwaterfabrieken in Rotterdam staan. Maar voor de productie van honderdtachtig duizend ton waterstof is toch wel heel veel demiwater nodig. Berekeningen komen al snel neer op negen liter water per kilogram waterstof. Om er zeker van te zijn dat te zijner tijd voldoende demiwater beschikbaar is en blijft, houdt het Havenbedrijf in het conversiepark ruimte beschikbaar voor een eventuele extra demiwaterfabriek. De keuze daarvoor zou volgens Weterings eerder gedreven zijn door redundantie dan door volume.

waterstof

(c) Havenbedrijf Rotterdam

Zuurstof en warmte

Bijkomende uitdaging is dat de elektrochemische scheiding van water niet alleen waterstof produceert, maar ook zuurstof. In het totaalconcept dat het Havenbedrijf voor ogen heeft, zou dat niet eens verkeerd uitkomen. Autothermal reforming (ATR) blijkt namelijk een zeer efficiënte techniek voor de productie van blauwe waterstof uit methaan. En bij die techniek heeft men zuurstof nodig voor oxidatie van de koolwaterstoffen. Een zuurstofleiding is dan zeker een optie.

Eenzelfde optimalisatie is te vinden in het gebruik van warmte. Daardoor wordt ongeveer een kwart van de groene stroom omgezet in warmte. De efficiency van de elektrolysers zou enorm toenemen als die warmte nuttig kan worden ingezet. Nu heeft Rotterdam al een warmtenet en wellicht zou deze warmte straks naar de Rotterdamse huishoudens kunnen worden geleid.

Import

Ondanks alle plannen om zelf groene en blauwe waterstof te produceren, zijn ze niet genoeg om de gehele fossiele energievoorziening te vervangen. Voor een CO2-neutrale Rotterdamse industrie in 2050 is grootschalige productie van waterstof nodig. Volgens studies van het Wuppertal Institut is voor een CO2-neutrale Rotterdamse industrie zo’n 2,5 tot 6,4 gigawatt aan elektrolyse-vermogen nodig. En dit is alleen nog maar voor de industrie. Als ook de mobiliteitssector en het achterland moet worden bediend, is een veelvoud nodig. In zijn waterstofvisie verwacht het Havenbedrijf in 2050 twintig megaton waterstof te produceren, importeren of doorvoeren.

Zelfs als alle offshore concessies worden ingevuld en windparken stroom leveren voor de elektrolysers, is dat niet voldoende om de gehele industrie, transport­sector en huishoudens te decarboniseren. Het Havenbedrijf verwacht dan ook een groot aandeel van de benodigde groene waterstof te moeten importeren uit landen met veel ruimte, zon en/of wind. Hiervoor werkt het havenbedrijf wereldwijd samen met tientallen partijen. Dat waterstof kan cryogeen of als ammoniak, ethanol of gebonden aan een liquid organic hydrogen carrier (LOHC) worden binnengehaald via bestaande en nieuwe terminals. Het Havenbedrijf Rotterdam tekende al twee van dit soort terminals in de toekomstvisie in.

Shell Hydrogen Holland I

De investering van Shell in een groene waterstoffabriek in Rotterdam lijkt in de maak. Het concern maakt nu al de belangrijkste technologieleverancier bekend. Thyssenkrupp gaat de installatie van tweehonderd megawatt ontwerpen en bouwen. Daarvoor levert de Duitse technologiegigant tien alkaline water-elektrolysemodules van twintig megawatt. Officieel moet Shell ergens komende maanden de investeringsbeslissing nog nemen, maar dat lijkt een formaliteit. De eerste bouwwerkzaamheden van de elektrolyse-installatie zijn gepland voor het voorjaar. Holland Hydrogen I produceert naar verwachting vanaf 2024 waterstof.

De waterstoffabriek komt in een hal met de omvang van twee hectare op de Tweede Maasvlakte. De groene waterstof is straks bedoeld voor industrie en het vervoer. De elektriciteit is dan afkomstig van het offshore windmolenpark Hollandse Kust (Noord). Dit offshore windpark van 759 megawatt is 2023 operationeel en is een joint venture van Shell en Eneco. De waterstof kan worden getransporteerd via een pijpleiding van ongeveer veertig kilometer lang die van de fabriek naar het Energie- en Chemie Park Rotterdam, ofwel Shell Pernis, loopt.

De afvalenergiecentrale van EEW speelt een steeds belangrijkere rol in de verduurzaming van de energievoorziening van de bedrijven in de Eemshaven. Aan plantmanager Wilfred de Jager de taak om de fabriek niet alleen uit te breiden, maar ook steeds meer afvalstromen te verwaarden.

De Nederlandse afvalenergiecentrales vormen een belangrijke schakel in de nieuwe energie- en grondstoffenketens. De centrales maken van het restafval dat nog niet kan worden hergebruikt energie in de vorm van stoom en elektriciteit.

Het is in die wereld waar Wilfred de Jager twee jaar geleden opnieuw instapte toen hij technical managing director werd bij EEW Energy from Waste Delfzijl. Het Duitse moederbedrijf heeft in totaal zeventien afvalenergiecentrales in Duitsland en Luxemburg staan. Wat milieuprestaties betreft behoort de installatie op het Chemiepark in Delfzijl tot de top. Dat heeft veel te maken met de strikte Nederlandse milieuvoorschriften. Een ogenschijnlijke beperking die het bedrijf heeft weten om te buigen in een kans. De Jager staat aan het begin van een flinke uitbreiding van de capaciteit en een verbreding van het portfolio. Dat is op zijn zachtst gezegd een uitdaging in een fabriek waar veel bedrijven in de omgeving afhankelijk van zijn. En dan heeft hij ook nog te maken met de publieke beeldvorming over afvalverbranding. Dat beeld wil De Jager graag bijstellen.

Rookgasreiniging

‘De afvalwereld heeft al heel wat transities doorgemaakt’, zegt De Jager. ‘Waar voorheen storten de norm was, verschoof dat naar verbranden om daarna de warmte van die verbranding te gebruiken voor de productie van stoom of stroom. De volgende trede in de Ladder van Lansink is hergebruik van afval als grondstof voor nieuwe producten. De Nederlandse overheid heeft zich duidelijk uitgesproken voor die volgende stap, ofwel de circulaire economie. Nu ben ik daar zelf ook een groot voorstander van, maar helaas is niet alles te recyclen. Je houdt altijd reststromen over die je alleen kunt storten of verbranden. Dat hoeft niet erg te zijn, als je maar alle waarde die er in zit er ook uit haalt zonder het milieu te belasten. En daar is ons bedrijf goed in geworden, toch mede met dank aan de Nederlandse overheid. In een dichtbevolkt land moet je nu eenmaal meer rekening houden met de impact van je activiteiten op de omgeving. We reinigen onze rookgassen dus optimaal en zorgen ervoor dat onze uitstoot minimaal is. In ons geval blijven onze emissies ruim binnen de vergunde normen.’

Die gunstige scores heeft EEW met name te danken aan de zeer uitgebreide droge rookgasreiniging. In de eerste stap injecteert men bicarbonaat in het rookgas, dat zich bindt aan zuren zoals zoutzuur en zwaveloxiden. In de tweede trap ontbindt een katalysator met behulp van ammoniakwater de in de rookgassen aanwezige stikstofoxiden in stikstof en water. Daarna volgt onder andere nog een doekenfilter die furanen en dioxinen verwijderd door kalkhydraat. Tot slot is er nog een mogelijkheid om actieve kool te injecteren om kwikpieken af te vangen.

Wilfred de Jager (EEW): ‘We halen zoveel mogelijk waarde uit het afval en stellen zeer hoge eisen aan de beschikbaarheid van de assets.’

De Jager: ‘We zetten alles op alles om onze processen zo duurzaam en schoon mogelijk te maken. Zo hebben we de wens uitgesproken om het bicarbonaat dat we gebruiken voor de rookgasreiniging terug te winnen. Ook de slak die overblijft is na opwerking, conform de Green Deal, een gewild vrij toepasbaar product in de wegenbouw.’

De vierde verbrandingslijn die EEW laat bouwen, biedt bovendien kansen om nog meer te recyclen. ‘Bij de verbranding van slib komt namelijk ammoniak vrij. Dat gaan we inzetten bij de bestaande installatie voor de katalysator voor het verwijderen van stikstofoxiden. Dankzij deze werkwijze kunnen we de milieu­impact van een vierde verbrandingslijn gemakkelijk intern salderen. Bovendien winnen we vanaf 2026 fosfaat terug uit de verbrandingsas van het slib.’

Helaas strookt de beeldvorming van de directe omgeving niet altijd met de werkelijkheid. De Jager: ‘We krijgen nog wel eens bezwaarschriften, ook van de Duitse kant. We zitten vlak bij de grens en tussen chemische bedrijven. Als de wind een beetje verkeerd staat, komen de rookgassen inderdaad in Duitsland terecht. De zorgen zijn echter onterecht. We garanderen dat onze emissies ruim binnen de Nederlandse normen vallen. En deze zijn de strengste in Europa. Ook blijven we communiceren met onze omgeving over onze activiteiten en prestaties. We gaan overigens nog een stap verder op termijn door ook de CO2 van de centrale af te vangen en te leveren als grondstof voor de chemische industrie.’

Stoom

De centrale heeft een behoorlijk hoog rendement, wat mede te danken is aan het feit dat EEW het grootste deel van de opgewekte stoom direct aan de industrie in de buurt levert. De Jager: ‘Hoe directer je de warmte kunt inzetten, hoe hoger je rendement. Het merendeel van onze energieproductie, zo’n 800.000 megawattuur, gaat als stoom naar de bedrijven op Chemiepark Delfzijl. De overige tien procent stoom voeden we aan een stoomturbine, die jaarlijks zo’n 160.000 megawattuur stroom aan het net levert. We leveren ook nog perslucht aan tal van bedrijven. Alleen al de stoomlevering bespaart jaarlijks 100.000 ton CO2-uitstoot bij de bedrijven doordat ze geen gas hoeven te verstoken. Het is voor onze klanten gunstig dat de CO2-rechten daarvan bij hen terechtkomen. Helaas kunnen wij er geen rechten aan ontlenen.’

Het rendement mag door de directe levering hoog zijn, het vergt wel veel van de organisatie van EWW. De Jager: ‘In de omstandigheden waarin wij werken ten opzichte van onze concurrenten, moeten we wel operationeel excelleren. We kunnen alleen maar concurrerend blijven als we onze processen zeer economisch inrichten. Dat betekent dat we zoveel mogelijk waarde uit het afval halen en tegelijkertijd zeer hoge eisen stellen aan de beschikbaarheid van de assets. Gelukkig hebben we een zeer ervaren team van in totaal 85 mensen. EEW Delfzijl is een kapitaalsintensief bedrijf met een hoge automatiseringsgraad. Daardoor voldoet een ploeg van zeven operators per shift, aangevuld met een eigen technische dienst van zestien personen.’

eew

De kennis van die operators bepaalt grotendeels de efficiëntie van de productie. ‘Zij weten precies welk afval, welke calorische waarde heeft en wat ze nodig hebben om de voeding te homogeniseren en de verbranding zo stabiel te laten verlopen. Sommige andere fabrieken automatiseren hun ketelvoeding ook, maar ik geloof nog steeds dat de mens hierin betere keuzes maakt. Dat geldt overigens ook voor het werk van onze monteurs. Ook dat valt niet zomaar te automatiseren.’

Die afhankelijkheid van specialistisch personeel maakt het bedrijf natuurlijk kwetsbaar. ‘De industrie deelt de zorg om de beschikbaarheid van technisch personeel’, zegt De Jager. ‘Ook hier in de Delfzijl werken we samen met bedrijfsvereniging SBE aan het imago van de industrie en de aantrekkelijkheid als werkgever. Dat is soms best een uitdaging omdat monteurs en operators doorgaans genoeg hebben aan de waan van de dag. Het is dan ook de kunst om ze vrij te kunnen maken om werknemers van de toekomst te inspireren en opleiden.’

De Jager: ‘We hebben nu eenmaal het grote voordeel dat we onze stoom direct bij de industrie kwijt kunnen.’

Vierde lijn

Dat de toekomst er voor EWW enerverend uitziet, blijkt wel uit de uitbreidingsplannen. ‘De afvalenergiecentrale begon in 2010 met twee verbrandingslijnen en negen jaar later kwam daar een derde lijn bij. Met die capaciteit kunnen we jaarlijks 576 duizend ton afval thermisch verwerken. Ik ben twee jaar geleden onder meer in huis gehaald voor de uitbreidingsplannen van EEW met een vierde lijn. Deze lijn is speciaal voor het verbranden van zuiveringsslib uit de rioolwaterzuiveringsinstallaties. Met zo’n vierde ketel neemt het stoomvolume en de redundantie verder toe en bieden we tegelijkertijd een duurzame oplossing voor de verwerking van zuiveringsslib. We zijn zelfs van plan om fosfaat dat achterblijft in de as terug te winnen. Fosfor is immers een steeds schaarser wordende grondstof.’

De impact op het bedrijf is echter nog veel groter dan die ene extra lijn omdat daarmee alles wat er nu staat te klein wordt. ‘Er komen meer vrachtwagens, dus leggen we nieuwe wegen en een rotonde aan. We hebben redundantie nodig in de tien kilovoltstations en we hebben een andere locatie als revisieplaats nodig. Over revisies gesproken, we doen al meerdere revisies per jaar en dat werk neemt dus ook toe. We groeien fysiek behoorlijk en kopen grond aan om te kunnen uitbreiden.’

eewEn dat alles terwijl het gewone werk ook doorgaat. De Jager: ‘Binnenkort reviseren we de stoomturbine voor het eerst in twaalf jaar. Zulke grote revisies grijpen we ook aan om de eerste tie-ins te maken voor de nieuwe installatie. De komende jaren moet ik dan ook continu laveren tussen dagelijkse operaties en nieuwbouw. Gelukkig heeft ons Duitse moederbedrijf eigen engineers die ook de nodige werkzaamheden voor hun rekening nemen.’

Barrières

Zo nu en dan voelen de taken van een plantmanager als zendingswerk. De Jager blijft de scheve wet- en regelgeving in zijn branche aan de kaak stellen. ‘De Nederlandse overheid wil graag zo snel mogelijk zoveel mogelijk CO2 uit het systeem halen. Toch lijken de daarvoor ingezette instrumenten niet altijd logisch. Zo wordt de CO2 die wij aan de industrie willen leveren niet als scope 1 emissiereductie gezien. Dat is natuurlijk raar. Alleen als we de kooldioxide onder de grond stoppen, kunnen we het als negatieve emissie meenemen in de ETS-prijs.’

Eenzelfde soort maatregel die zijn doel voorbij schiet, is de importheffing op afval. Die heffing is in het leven geroepen met het idee dat afval meer plaatselijk moet worden verwerkt. ‘Veel landen in Europa, zoals Engeland, Italië, Polen Spanje, hebben een groot tekort aan verwerkingscapaciteit. Het alternatief is dan storten, maar dat leidt tot methaanuitstoot en veel meer broeikasgassen in de atmosfeer. Dus is het beter om onze moderne installaties in te zetten, dan het daar te storten. De stikstofemissies van de schepen die het afval bij ons brengen, nemen we gewoon mee in onze stikstofuitstoot. Ook dan blijven we ruimschoots binnen de gestelde vergunningseisen. We hebben nu eenmaal het grote voordeel dat we onze stoom direct bij de industrie kwijt kunnen en ook op die wijze bij klanten CO2-uitstoot reduceren, laten we daar dan ook optimaal gebruik van maken. Wij blijven innoveren om onze uitstoot te beperken en onze toegevoegde waarde te verhogen. Dan hoop ik dat de wetgevers zich nog een keer buigen over wat echt bijdraagt aan een duurzame energie- en grond­stoffenvoorziening.’

De plantmanager

In deze rubriek ‘De plantmanager’ laten wij elke keer een andere plantmanager aan het woord over het werk, visie en bedrijf. Hoe lukt het plantmanagers om succesvol te zijn en kunnen ze anderen daarin inspireren? Kent u interessante plantmanagers? Mail dan naar redactie@industrielinqs.nl

Steeds meer bedrijven overwegen delen van hun productie te elektrificeren. Ze moeten zich daarbij wel realiseren dat overstap van een gasgestookte installatie naar een elektrische variant impact heeft op het bedrijfsproces, de lay-out van installaties en utilities en de onderhoudscycli. Dat hoeft echter geen reden te zijn om er niet aan te beginnen. De belofte is immers groot.

Bedrijven kunnen verschillende motivaties hebben om delen van hun processen te elektrificeren. De meest voor de hand liggende is natuurlijk om processen efficiënter te maken. Maar ook de druk vanuit de overheid en de maatschappij om meer duurzame energie in te zetten, kan een drijfveer zijn om fossiel gestookte assets te vervangen voor elektrische varianten. En dan komt er de komende jaren nog een grote hoeveelheid intermitterend vermogen op de markt, met name van de offshore windparken. Om die energie daadwerkelijk te kunnen inzetten, zijn energiegrootverbruikers een welkome aanvulling op de elektriciteitsmarkt.

Terugverdienen

Het argument dat veel bedrijven gebruiken om geen elektrische warmtepomp te installeren is dat er nog veel risico’s en onzekerheden rondom de technologie zijn. ‘Dat argument kan sowieso van tafel’, zegt Andreas ten Cate van ISPT. ‘Warmtepompen en compressoren bestaan allang en hebben hun betrouwbaarheid in de praktijk bewezen. De werking van een warmtepomp is vergelijkbaar met een koelinstallatie en die draaien al decennialang in de industrie. De risico’s praten we onszelf aan. Natuurlijk moet er iets veranderen in de lay-out van een installatie. Waar bedrijven normaal overtollige warmte afvoerden via een koeltoren, moeten ze deze warmte nu weer terug het proces inleiden. Dat vraagt wel om een andere manier van werken en een andere lay-out van een warmtesysteem. Maar ook die aanpassingen zouden geen argument moeten zijn om er niet aan te beginnen.’

Een ander veelgehoord excuus om alles bij het oude te laten, zijn de hoge investeringen en lange terugverdientijd van warmtepompen of bijvoorbeeld mechanische stoomrecompressiesystemen. ‘Het is natuurlijk maar de vraag waar je zo’n investering mee vergelijkt’, zegt Ten Cate. ‘Een koeltoren heeft helemaal geen terugverdientijd, dus in dat licht is een terugverdientijd van zes à zeven jaar altijd beter dan niets. Zeker bij de huidige gasprijzen. Simpel gezegd is alles met een coëfficiënt of performance (COP, red.) boven de twee een verstandige investering. Die score is afhankelijk van de restwarmtetemperatuur en het rendement van de warmtepomp. Bedrijven die hun warmte moeten wegkoelen, komen al snel boven die ondergrens en kunnen hun investering terugverdienen.’

Ten Cate heeft meer argumenten klaarliggen om wél een elektrische warmtepomp te overwegen. Bijvoorbeeld omdat de scope 1 emissie zwaarder zal worden belast en elektriciteit onder scope 2 valt.

Peakshaving

Een betrekkelijk nieuw argument dat elektrificatie de komende jaren moet aanjagen, is de volwassenheidsfase waarin de duurzame energiemarkt is gekomen. Offshore wind is winstgevend zonder subsidies en het aantal concessies voor offshore windparken groeit gestaag. Als gevolg daarvan moet in 2030 twintig gigawatt aan duurzaam vermogen de weg naar de eindgebruikers vinden. En dat is op zijn minst een uitdaging voor de netbelasting.

Ten Cate: ‘Tien keer meer windenergie betekent tien keer meer amplitude op het net. Ofwel grote pieken bij veel wind en grote dalen op windstille dagen. De producenten en netbeheerders kunnen hier met name via het prijsmechanisme in sturen. Dat betekent dat de prijzen zakken bij een hoog aanbod en stijgen als de vraag het aanbod overschrijdt. Partijen die het beste kunnen inspelen op die prijsfluctuaties, kunnen hier het meeste geld mee verdienen of kosten besparen. Blijf je bij het oude, dan betaal je sowieso de hoofdprijs omdat je geen alternatieven voor handen hebt. Dan moet je bij piekprijzen de rekening betalen die op zulke momenten erg hoog op kan lopen. Dus ook hier moeten bedrijven over nadenken voor hun toekomstige energievoorziening.’

In dit spel worden e-boilers interessant worden. Anders dan warmtepompen, zijn e-boilers niet zozeer efficiënter dan hun gasgestookte tegenhangers. Ze zijn simpelweg een alternatief als de elektriciteitsprijzen onder de gasprijzen duiken. Ten Cate: ‘Nu zit er nog een duidelijke afhankelijkheid tussen beide, maar naarmate het duurzame aanbod stijgt, gaan de prijzen meer uit elkaar lopen.’

Er zit bovendien nog een maatschappelijke component vast aan industriële elektrificatie. Nu al lopen de netbeheerders tegen de grenzen aan van de netcapaciteit. Uitbreiden van de netten kost niet alleen veel tijd en geld, maar ook schaarse ruimte. ‘Veel van de netcongestieproblemen zijn aan regio’s gebonden. Grote industriële energiegebruikers in deze regio’s zouden hier de congestie kunnen helpen verlichten door hun productie terug te draaien wanneer dat noodzakelijk is. Of wellicht door direct stroom af te nemen van zonne- of windparken. Bedrijven helpen zo niet alleen het milieu, maar steunen ook hun omgeving op weg naar een duurzamere energievoorziening.’

Andreas ten Cate (ISPT): ‘Bedrijven moeten hun productieplanning afstemmen op de verwachte energieopbrengst.’

Aanbodgestuurde productie

Naarmate de balans verschuift naar elektriciteit, moeten bedrijven wel steeds meer rekening houden met een volatiel energieaanbod, met per seizoen een ander patroon. Ten Cate: ‘In de kern is de boodschap dat de energievoorziening verschuift van vraaggestuurd naar aanbodgestuurd. Bedrijven zouden dus hun productieplanning moeten afstemmen op de verwachte energieopbrengst.’

Op zich is dat niet geheel nieuw. De suikerindustrie doet dat al jaren met de bietencampagne, die pas start in het oogstseizoen. Ook het energieaanbod zal gedurende de seizoenen fluctueren. ‘Toch zal die druk op de industriële flexibiliteit in de praktijk minder willekeurig zijn, dan je in eerste instantie denkt. De weermodellen worden steeds beter en je kunt natuurlijk ook voorsorteren op de seizoenseffecten. Waarom zou je in de winter evenveel moeten produceren als in de zomer? Wellicht kan je afspraken maken met afnemers en produceren wanneer dat het gunstigste is. Anders kan je nog voorraden aanleggen of energie bufferen als warmte, stroom of waterstof.’

Robuust

Dat de praktische bezwaren overkomelijk zijn, bewees Dow Terneuzen met de installatie van een mechanische damp­recompressor. Technology innovation manager Kees Biesheuvel geeft wel toe dat de omstandigheden gunstig waren. ‘Omdat we ervaring wilden opdoen met een dergelijk systeem, kozen we eerst voor een pilotopstelling die tien ton stoom per uur met een druk van drie bar ophoogt naar een druk van twaalf bar. We deden dat op een stuk van het Dow-terrein waar alle utilities, zoals stoom en stroom, al aanwezig waren. Daarbij is de unit niet kritisch voor het proces, zodat we hem konden laten bouwen terwijl we nog in bedrijf waren. De aansluiting op het stoomsysteem en de stroomtoevoer konden we al maken tijdens een reguliere onderhoudsstop.’

Inmiddels draait de installatie alweer even en de resultaten van de pilot vallen zeker niet tegen. ‘Het systeem is eigenlijk een tweetraps compressor en die technologie is niet geheel nieuw voor ons’, zegt Biesheuvel. ‘Net als onze andere compressoren blijken ook deze systemen zeer robuust en onderhoudsvriendelijk. Uiteindelijk hebben we een kleine aanpassing moeten doen, maar dat was snel geregeld met de leverancier. Ook de beloofde COP van zes tot acht zien we in de praktijk terug. De kans dat we de technologie doorontwikkelen is groot.’

elektrificatie

MVR compressor (c) ISPT

Overigens ziet Biesheuvel deze stap vooral als een efficiencyverbetering en geen doel om duurzame energieproductie te ondersteunen. ‘We kunnen als dat nodig is de stoomrecompressor iets terugschakelen, maar het zal de laatste machine zijn die we uitzetten. De milieuwinst zit in de extra energie die we uit restwarmte kunnen halen. We besparen nu al twintigduizend ton CO2-uitstoot per jaar en kunnen dus nog veel meer milieuwinst halen en geld besparen.’

Warmtepomp

Holland Malt gaat nog een flinke stap verder en nam zich voor volledig te elektrificeren. De mouterij van Royal Swinkels Family Brewers is daarmee de duurzaamste in zijn soort. Een combinatie van een e-boiler, warmtepomp en een warmtebuffer in de vorm van een thermisch geïsoleerde opslagtank zou voldoende moeten zijn om van het gas af te gaan. Maar volgens operations manager Edwin Evers moet hij daarvoor wel flink ingrijpen in het hart van de productie. ‘In het moutproces hebben we verschillende stappen waar warmte moet worden toegevoegd aan het proces. Met name het drogen is redelijk energie-intensief. De drooglucht wordt opgewarmd door aardgasgestookte luchtheaters. Na het drogen is er nog een restwarmte over van 23 graden maar wel honderd procent verzadigd. Door de lagetemperatuurwarmte via een elektrische warmtepomp te liften naar de benodigde procestemperatuur, kan de gasgestookte ketel er straks uit.’

De ambitie van de mouterij is om al in 2024 emissievrij te produceren. Evers: ‘Om dat te bereiken overwogen we meerdere verduurzamingsopties, zoals de inzet van geothermie of aansluiting op warmtenetten. Elektrificatie kwam uiteindelijk als beste optie uit de bus, maar dat vergt wel een herijking van het basisproces. Eenvoudig gezegd dwingt zo’n stap je veel beter te kijken naar de wet van het behoud van energie en massa. Want waarom zouden we aardgas verbranden op een hoge temperatuur als er maar 85 graden Celsius procestemperatuur nodig is ? Drogen bij die temperaturen vraagt wel om een andere manier van warmteoverbrenging, met een groter contactoppervlak.’

Kennis delen

Het voordeel van een warmtepomp is dat deze in theorie een hoge coëfficiënt of performance (COP) heeft. ‘Die prestatie is met name afhankelijk van de starttemperatuur en de efficiency van de pomp zelf’, zegt Evers. ‘Maar misschien nog wel belangrijker is dat hij het beste presteert bij een vlakke productie. Daar moet een operator wel rekening mee houden. Een gasinstallatie kan je gemakkelijk even harder of zachter zetten terwijl de prestaties van een warmtepomp daarmee zouden kelderen. Ook wat betreft het onderhoud, zal het even wennen worden. Een gasbrander is redelijk recht toe recht aan, terwijl een warmtepomp een complexere machine is. Je kunt dat onderhoud niet meer zelf uitvoeren, maar je moet dat overlaten aan daarin gespecialiseerde bedrijven.’

Ook fysiek zijn uiteraard de nodige aanpassingen nodig. Zo moet de mouterij een extra aansluiting laten aanleggen om de warmtepomp en de e-boiler te kunnen voeden. ‘We willen ruim achttien miljoen kuub gas vervangen voor elektriciteit. Dat vraagt wel wat van het net. Gelukkig kunnen we het systeem zo inrichten dat we kunnen inspelen op overschotten of tekorten aan duurzame energie. Met name de e-boiler kunnen we inzetten als peakshaver. We hebben onze eigen pieken en dalen al goed in beeld en we zouden eventueel een warmtebuffer kunnen inbouwen om de duurzame energie nog efficiënter in te kunnen zetten.’

Operations manager Evers wil nog wel een tip kwijt voor bedrijven die nog twijfelen. ‘Wij krijgen veel hulp van RVO die ons zowel bijstaat bij de aanvraag van subsidies als technische kwesties. Er is al veel kennis aanwezig over de kansen en uitdagingen van elektrificatie, maak daar gebruik van.’

 

openingsfoto: Royal Swinkels Family Brewers