Energie, het inzetten van elektriciteit en warmte, is vooral bij de productie van ijzer en staal en de chemie (basischemie/kunstmest) een belangrijke productie- en dus ook kostenfactor. Kijkt men naar de CO2-uitstoot van de Nederlandse industrie, dan nemen de twee voornoemde sectoren bijna 70 procent voor hun rekening. Omdat energie, in de vorm van procesenergie en in grondstoffen, een aanzienlijk deel van de kostprijs bepaalt, hebben energie-intensieve sectoren de afgelopen jaren geïnvesteerd in energiebesparende maatregelen, aldus Vemw, de Vereniging voor Energie, Milieu en Water. Vemw is het kenniscentrum en belangenbehartiger van de zakelijke energiegebruikers. Algemeen directeur Hans Grünfeld: ‘In de afgelopen decennia heeft de industrie, en vooral de meer energie-intensieve ondernemingen, per jaar gemiddeld 1 procent van haar energieverbruik teruggedrongen. Dat is prima, maar wel volstrekt ontoereikend om uiteindelijk te voldoen aan de doelstellingen die voortvloeien uit het Parijs-akkoord, namelijk een reductie van 80 tot 90 procent van de CO2-emissies ten opzichte van 1990.’
Baanbrekende technologieën
Volgens Grünfeld vereisen de ambitieuze doelstellingen een integrale aanpak van het energie- en grondstoffenmanagement in de private sector. Voorheen was het meer een kwestie van individuele bedrijven die hun processen optimaliseerden. Grünfeld stelt dat de grote winst in de toekomst vooral schuilt in een aanpak waarbij bedrijven met elkaar samenwerken, al dan niet op basis van baanbrekende technologieën, waarbij bedrijven of bedrijvenclusters elkaar voorzien van energie/grondstoffenstromen of restwarmte.
Een concreet voorbeeld: bij onze Zuiderburen produceren Arcelor Mittal en Lanzatech op basis van gasfermentatie van CO bio-ethanol. Met een geplande productie in 2019 van 65.000 ton aan bio-ethanol, vermarkt als Steelanol, kan Arcelor Mittal haar CO2-uitstoot met 2 procent terugdringen en vastleggen in fuels of – gedurende langere tijd – in grondstoffen, zoals plastics. Op termijn zou Steelanol zelfs 10 procent van de CO2-emissies van de site kunnen reduceren. Zoals Vemw constateert, is grote winst te behalen op het snijvlak tussen verschillende sectoren, zoals staal en chemie. Een initiatief als CO2 Smart Grid (zie kader) laat zien dat gezamenlijke investeringen in een infrastructuur nodig zijn om deze cross-sectorale initiatieven te laten draaien.
Schoolvoorbeeld
Wat Arcelor in Gent doet, is een schoolvoorbeeld van CSU (carbon storage and usage). Geen uitstoot, maar koolstof vastleggen in energie of in materialen. CSU is eveneens een van de routes die de VNCI voorstaat in haar Routekaart 2050, waarin het zich tot doel stelt om de uitstoot van broeikasgassen van de chemische industrie met 80 tot 95 procent in 2050 te reduceren opzichte van 1990. ‘In onze Routekaart 2030 richtten we ons vooral op energiebesparende maatregelen’, aldus Reinier Gerrits, hoofd Energie & Klimaat bij de VNCI. ‘In onze Routekaart 2050 nemen we, naast energie, ook grondstoffen mee. Dat is ook nodig om de targets te halen: circa 40 procent van de energie ligt besloten in grondstoffen die de chemie gebruikt, de rest is elektriciteit en warmte.’
Deze zijn vooralsnog grotendeels van fossiele origine. Vandaar het in toenemende mate vervangen van deze stromen door biomassa een belangrijke optie is, zo Gerrits. Naast CCS/CSU en biomassa heeft de VNCI nog vier andere ‘oplossingsrichtingen’ gedefinieerd: verbetering van de energie-efficiëntie (al eerder beschreven), het sluiten van de materiaalketen (recycling), ontwikkeling van duurzame producten en hernieuwbare energie (wind, solar, geothermie et cetera).
Biopark Amer: energie en chemie
Gezien de duale rol van biomassa, als energiebron en als grondstof voor de chemie, kunnen zowel de chemie als de energiesector CO2-armer produceren. Het Biopark Amer is hiervan een sprekend voorbeeld. Op de Amercentrale gaat RWE met overheidssubsidie de helft van de warmte en electriciteit produceren op basis van biomassa, waarbij het de helft van steenkool gaat vervangen. Volgens RWE is de bijstook van hout gunstiger qua CO2-uitstoot, mede omdat het houtpellets betrekt uit de VS, waar de bomen in productiebossen drie keer zo snel groeien.
Eigenaar RWE wil echter ook verder denken dan alleen warmte en elektriciteit, te meer omdat subsidies op een gegeven moment ophouden. ‘Binnen RWE denken we in termen van ‘verder dan’,’ aldus Mark Bouwmeester, business developer binnen RWE Generation NL, de Nederlandse tak binnen het bedrijf dat de bedrijfsvoering doet van de energiecentrales. ‘Ons doel is om bedrijven aan te trekken die mee willen liften op de enorme biomassastroom die we gaan verwerken. Deze spelers zouden deze biomassa om kunnen zetten in andere producten. Welke dat zijn? Nou, bijvoorbeeld biochar of C5 en C6-suikers richting chemie. Lignine, de reststroom uit raffinage, onderzoeken we als mogelijke biomassa stroom voor energie, maar is in de toekomst een interessante component voor routes richting bio-brandstoffen en bio-aromaten.’
Heet hangijzer
Nu blijft biomassa voor energiedoeleinden wel een heet hangijzer, dat geldt zelfs voor biomassa die niet rechtstreeks concurreert met voedselvoorziening. In een artikel in Trouw (eind november) claimden verschillende partijen dat hout juist leidt tot een hogere CO2-uitstoot dan steenkool. André Faaij (Rijksuniversiteit Groningen) zette daar juist zijn kanttekeningen bij. Hij stelt dat de houtige biomassa resthout moet zijn en dat niet volledige bomen moeten worden gekapt. Het laatste is een kwestie van certificering en daar blijkt het nog wel eens aan te schorten, aldus een documentaire van Zembla. Hoe ook zij, verwacht wordt – onder meer door Urgenda – dat de fossiele energievoorziening de komende decennia fors af zal nemen. Dit betekent ook dat in het kielzog het aanbod van fossiele feedstocks voor de chemie minder zal worden. Via initiatieven als de Amercentrale kunnen bedrijven alvast voorsorteren op deze ontwikkeling.
Waterstof als opslagmedium
Wind, zonne-energie en geothermie zijn minder omstreden. Volgens Urgenda zijn deze bronnen – zeker door de bouw van off-shore windparken – op termijn afdoende om de industrie van elektriciteit en warmte te voorzien. ‘Biomassa als energiebron is niet de oplossing’, aldus Marjan Minnesma, directeur van Urgenda. ‘Er zijn wellicht uitzonderingen, vooral als een deel van deze biomassa als grondstof kan worden ingezet, maar grosso modo kunnen we met wind, zon en aardwarmte meer dan voldoende energie genereren.’
De uitdaging is om deze energie zodanig op te slaan, dat de energievoorziening voor de industrie niet in gevaar komt. Immers, produceren op het moment dat de zon schijnt of de wind waait, is geen optie. Vandaar dat naarstig onderzocht wat het beste opslagmedium is. Zo kijkt een bedrijf als Siemens naar waterstof (elektrolyse van water via groene stroom). Volgens Gabriele Schmiedel (Hydrogen Solutions) zijn conventionele opslagmedia als batterijen of compressie-opslag niet afdoende qua capaciteit. ‘We praten over teraWatt-uren. Dan komt waterstof in beeld. Het is een bijzonder veelzijdig medium: het kan tussen een paar kiloWatt en gigaWatts opslaan gedurende een aantal weken. Ook kan het worden gebruikt als procesgas of als brandstof. Tot slot kan waterstof ook worden gebruikt om ammoniak van te maken of methanol. Je zou het ook weer om kunnen zetten in elektriciteit.’
Elektrificering
De voornoemde elektrolyse als een proces om elektriciteit om te zetten in bijvoorbeeld chemicaliën is een voorbeeld van elektrificering, een van de belangrijke ‘marcheerroutes’ van de Nederlandse chemie. Binnen het meerjarige programma VoltaChem onderzoeken ECN en TNO de opschaling van elektrificering richting respectievelijk waterstof/warmte en hogere toegevoegde waarde (platform)chemicaliën.
Martijn de Graaff (TNO): ‘Elektrificering heeft groot potentieel voor de chemie die hiermee haar processen kan verduurzamen en voor haar warmtebehoefte – de grote energieslurper – minder afhankelijk van gas hoeft te zijn. Aardgas is momenteel aanzienlijk goedkoper dan electriciteit, maar de verwachting is dat binnen afzienbare tijd deze situatie omgekeerd is, zeker als CO2 hoger beprijsd gaat worden.’
Ketenbreed
Het bovenstaande proces, waarbij elektrificering gaandeweg gas vervangt, vraagt wel om een ketenbrede aanpak, aldus De Graaff. Hybride systemen zijn nodig om op beide energievormen te draaien. Dat vereist aanpassingen aan de infrastructuur, vooral in de hardware – onder andere warmtepompen – en de werkmedia. ‘Technisch kan er al heel veel’, zegt De Graaff. ‘Echter, het vereist wel dat bedrijven aanzienlijk investeren in systemen die in essentie dezelfde prestaties leveren en die pas na 2,5 jaar zijn terugverdiend. Energieleveranciers kunnen een faciliterende rol spelen, onder andere ‘dichter’ op de processen van hun zakelijke klanten te gaan zitten. Het laatste ligt weer gevoelig bij de industrie.’
Kortom, de energie-intensieve industrie en de energiesector sorteren voor op hernieuwbare energie om hun CO2-footprint te minimaliseren en – uiteindelijk – hun concurrentiepositie te verbeteren. Het punt is alleen: bedrijven en/of sectoren kijken naar elkaar wie de eerste stappen zet en bestaande systemen zijn nu nog goedkoper. Vandaar dat de private sector, bijvoorbeeld Vemw, en een NGO als Urgenda een beroep doen op de overheid om de industrie over het dode punt te helpen. ‘Deze steun betreft de ontwikkeling van nieuwe technologie, het stimuleren van cross-sectorale samenwerkingsverbanden, wet- en regelgeving en het opvangen van bedrijfsrisico’s, aldus Grünfeld. ‘Het allerbelangrijkste is een langetermijnvisie van de overheid zodat bedrijven met een gerust hart kunnen investeren in een CO2-arme productie en duurzamere eindproducten.’
