Kan industrie zonder fossiele energie?

Expertartikelen | 2247 keer bekeken
Kan industrie zonder fossiele energie?

Industriële bedrijven gebruiken veel fossiele brandstoffen om stoom te genereren voor hun processen. Is het mogelijk om hiervoor over te schakelen op duurzame energiebronnen? En welke bronnen zijn dan het meest aantrekkelijk? Op deze vragen gaat energieadviseur Jan Grift in.

Tekst: Jan Grift

Het is eigenlijk heel bijzonder dat de industrie zoveel fossiele energie inzet om warmte te produceren voor haar processen. De meeste grondstoffen komen koud binnen en producten gaan er weer koud uit. Wat gebeurt er onderweg dat er zoveel (meestal) stoom nodig is om processen aan de gang te houden?  Stoom die alleen gebruikt wordt om het exergieverlies te dekken. Zou je daar niet veel beter groene stroom voor kunnen inzetten? In de huidige markt is verduurzaming met groene stroom qua tarieven namelijk interessanter dan de inzet van groen gas.

Groene stroom
Het is voor veel industriële processen mogelijk kringlopen te sluiten en door opwaardering van restwarmte naar volledige elektrificatie over te gaan. Hiertoe moeten warmtepompen en mechanische damprecompressie worden ingezet. Voorwaarde is dat processen opgeknipt worden in meerdere stappen, waardoor het temperatuurverschil tussen energietoevoer en vrijkomende restwarmte overbrugbaar wordt. Alleen voor het opstarten van productielijnen is dan nog additionele warmte nodig. Dit kan ingevuld worden met verbranding van biomassa.

Beperkingen biomassa
De volledige overgang naar vaste biomassa stuit vaak op problemen van logistieke aard. Je hebt heel wat opslagruimte en vrachtwagentransporten nodig. Met één vrachtwagen van 24 ton per dag kun je een stoomketel met een productie van rond de 7 ton/h voeden. Houtpelletketels hebben daarnaast moeite om belastingwisselingen te volgen. Ketels gestookt met pyrolyse-olie zijn flexibeler in te zetten. FrieslandCampina in Borculo heeft de eerste stap gezet door pyrolyseolie bij te stoken in een stoomketel. Deze pyrolyse-olie is nu nog geproduceerd uit houtpellets.

Beschikbaarheid biomassa
Houtpellets zijn afkomstig van zaagafval en worden wereldwijd verhandeld. Volgens studies zijn met name in de Verenigde Staten en Canada nog ruimschoots voldoende houtpellets beschikbaar. In de VS is de export in twee jaar meer dan verdubbeld naar 4 miljoen ton per jaar. Nederland importeerde in 2014 bijna 10 procent van deze hoeveelheid houtpellets. Dit is equivalent aan een stoomproductie van ruwweg 300 ton/h continu. Een goede aanvulling op houtpellets kan gevormd worden door stro als grondstof voor pyrolyse-olie in te zetten. Stro is vooral in Oost-Europa in grote hoeveelheden beschikbaar.

Biomassaketels
Voor bedrijven met voldoende ruimte (zowel fysiek als qua milieu) zijn biomassaketels momenteel bijzonder interessant. De onrendabele top wordt namelijk door de overheid gefinancierd middels de SDE, de subsidieregeling voor duurzame energie. Bedrijven die minder ruimte hebben zouden aan pyrolyse-olie kunnen denken. Een bijkomend voordeel van pyrolyse-olie ten opzichte van houtpellets is dat deze niet kan ontvlammen door het hoge watergehalte. Er zijn daarom wel speciale branders nodig.

Duurzaam kan dus wel
Er zijn dus wel degelijk mogelijkheden voor industriële bedrijven om zonder fossiele energie te opereren. De eerste stap daarin is de inzet van restwarmte om kringlopen te sluiten. Voor het opstarten van fabrieken en voor processen met een te hoog temperatuurniveau kan vervolgens biomassa worden ingezet. Bedrijven als Fujifilm en Interface draaien al grotendeels CO2-neutraal door inzet van respectievelijk windenergie en biogas. Wij dagen andere industriële bedrijven ook uit hun processen onder de loep te nemen en kringlopen te sluiten. Industriële bedrijven kunnen daarna door de inkoop van groene stroom en de inzet van biomassa wel degelijk zonder fossiele energie opereren.

Over de auteur: Jan Grift (rea) is senior adviseur bij Energy Matters BV, consultants for energy solutions. Sinds 2014 is hij erkend als onafhankelijk en deskundig adviseur door Fedec. Hij ondersteunt bedrijven op hun weg naar verduurzaming.
Jan Grift is 29 februari a.s. bij de Jaarbeurs in Utrecht spreker op een congres over energie-audits die grotere bedrijven moeten uitvoeren om te kijken hoe ze energie kunnen besparen. Meer informatie over het congres staat
hier.

Foto: De logistiek rond vaste biomassa, zoals opslag en transport met vrachtwagens, vormt een drempel voor toepassing van biomassa

Meld je aan voor de nieuwsbrief

Meld jezelf nu aan voor de Ensoc nieuwsbrief en ontvang het laatste nieuws, trends en aanbiedingen.

Reacties (13)

Reageren
  • Jan Demmer
    27.01.2016 - 22:22 uur | Jan Demmer

    Waarom moet iedere keer het wiel opnieuw uitgevonden worden? Er zijn landen (Denemarken, Oostenrijk) die al 30 jaar lang stoom opwekken met biomassa zonder problemen en zelfs tot 93% rendement en tot 16 bar druk!! (houtpellets) in de industrie. Nederland is opgegroeid met gas terwijl in die landen de kennis is vergaard op gebied van biomassa. [sluikreclame verwijderd] Dit alles wordt heel aantrekkelijk met de nieuwe SDE+ regeling.

    Mvr.gr. Jan Demmer, Jalo Biopellets.

  • Jan Grift
    27.01.2016 - 08:24 uur | Jan Grift

    Gordon,
    Nadat alle mogelijke besparingsmaatregelen van procesintensificatie, directe en indirecte warmteterugwinning zijn uitgevoerd (zie voorgaande discussies) kan het restant van de warmtebehoefte ingevuld worden met biomassa. Het ombouwen van ketels in de industrie is alleen mogelijk als de vuurgang hiervoor geschikt is. Meestal niet het geval. In enkele gevallen zal het mogelijk zijn een incinerator voor de ketel te plaatsen. De productiecapaciteit van de ketel zal dan lager worden omdat er geen stralingswarmte in de vuurgang beschikbaar is. In de meeste gevallen zal de industrie kiezen voor een aparte ketel omdat de praktijk is dat het enige tijd duurt voordat alles naar behoren draait. Een aardgasketel is wat betreft bedrijfszekerheid alleen overtroffen door een stoomketel op elektrische energie, zoals ik gezien heb in Noorwegen (om overschotten in duurzame energie weg te werken).
    Wat betreft zelfontbranding (broei) en het risico op stofexplosies zijn preventieve maatregelen te nemen. Zorgvuldigheid is daarbij een vereiste. Met pyrolyseolie zijn er op dat gebied geen risico's. Het stoken van hout vraagt extra expertise van operators. Hetzelfde geldt voor de sourcing van biomassa in het algemeen. Daarom wordt er vaak gekozen voor inkoop van groene stoom die door derden geproduceerd wordt (outsourcing).

  • G Altena
    27.01.2016 - 00:54 uur | G Altena

    Ik wil alleen even in gaan op praktische vragen die bij mij ontstaan als er over biomassa en dan met name houtpellets verbranden wordt gesproken. Bij ons in de Amercentrale hebben we veel ervaring opgedaan met het verbranden van biomassa en zijn/waren daar goed op ingesteld. Maar ik kan me voorstellen dat een fabriek die een stoomketel heeft staan voor industriële toepassingen die op aardgas wordt gestookt. Deze stoomketel zal dan moeten worden omgbouwd voor biomassa stoken. Dat heeft nogal voeten in aarde, de biomassa pellets moet vermalen worden, getransporteerd naar de stoomketel vervolgens moet deze 'verstoven' worden voor een goede volledige verbranding. Daarna krijg je dus de vliegas en bodemas die verwerkt en afgevoerd moet worden. Dit geeft m.i. voor een simpele stoomketel wel erg veel gedoe en daarmee hoge kosten die w.s. ook door subsidie noet goed gemaakt worden. ook nog afgezien dat het transporteren , opslaan en verwerken bijzondere veiligheidsmaatregelen vereisen met het oog op stofexposies e.d. Nieuwsgierig hoe hie rmee wordt omgegaan.

  • Wim Terpstra
    26.01.2016 - 16:50 uur | Wim Terpstra

    Eerst opwekken ipv besparen: Verduurzamen van verspilling. Prachtige uitspraak. Die ga ik gebruiken!

  • Irma Corten
    26.01.2016 - 13:15 uur | Irma Corten

    Biomassa kan interessant zijn voor de industrie zoals in het artikel wordt aangegeven. Echter als bosbouwer die zich bezighoudt met duurzame energie maak ik me wel zorgen. We mogen niet te gemakkelijk aannemen dat pellets of snippers wel zullen voortkomen uit een duurzame bron. Helemaal als het om subsidie gaat! Tot nu toe was de garantie van een duurzame bron geen randvoorwaarde voor subsidie.
    Als bos verdwijnt, roofbouw wordt gepleegd op bos, de productiviteit achteruit gaat of waardevolle biodiversiteit verloren gaat, dan gaat het met de duurzaamheid en ook het klimaat de verkeerde kant op. Dat mag zeker niet met belastinggeld gebeuren. 200 % zeker weten dus.

    Dat pellets afkomstig zijn van houtzaagsel - reststroom uit zaagindustrie - is waar. Dat hele stukken bossen plat gaan om pellets te maken is ook een feit. En wellicht ook nog geaccepteerd duurzaam. In Canada en VS is nog veel bos waaruit op een verantwoorde manier geoogst kán worden volgens breed geaccepteerde standaards. Het wat, hoeveel en hoe van duurzame oogst is geen exacte wetenschap, en iets om te blijven evalueren. Zie ook bij de nieuwe FSC-NL standaard, waar nu een consultatieronde voor aan de gang is en iedereen mee kan doen. Geen geheimen, openbaar dat is goed. Dat is ook bij PEFC.
    De NTA 8080 of de vergelijkbare ISO keur voor duurzame biomassa moet eerst gekocht worden. Ik zou ervoor willen pleiten, dat als deze keur voor biomassasubsidie gaat gelden, ook volledig openbaar wordt.

  • Doetze Sikkema
    26.01.2016 - 11:37 uur | Doetze Sikkema

    Bij een dergelijke electrificatie is tussenopslag van energie nog onvoldoende geïmplementeerd; veel kan worden bereikt door verdere lange-afstands electriciteits koppeling, maar dat is niet afdoende. Als tussenopslag in de vorm van waterstof grootschalig wordt toegepast (zoals nu op gang komt in Duitsland) komt ook directe verhitting door verbranding daarvan in beeld. Warmtepompen die grote temperatuursprongen moeten leveren zijn in dat geval allicht in het nadeel.

  • Jan Grift
    26.01.2016 - 10:07 uur | Jan Grift

    Met mijn stukje probeer ik de industrie uit te dagen af te stappen van het beeld dat aardgas de enige manier is om processen te voeden. Besparing en sluiten van kringlopen staat daarbij voorop. Hier zal extra (duurzame) elektriciteit voor nodig zijn. Als de COP hoog genoeg is levert dit al een eerste besparing op van primaire energie. Bij een groeiende vraag naar (echte) groene stroom zal er een marktwerking op gang komen om hier in te voorzien. Voor afstemming van vraag en aanbod van elektriciteit is er nu al een markt welke zal groeien. In een hybride uitvoering kan de industrie zelf hierin een rol spelen door afhankelijk van het aanbod van zon en wind hun warmtepompen en dergelijke in te schakelen. Het restant aan de vraag naar thermische energie, bijvoorbeeld voor hoogtemperatuur processen, zal voor volledige verduurzaming met biomassa ingevuld moeten worden. Dit is een fractie van hetgeen nu door aardgas wordt ingevuld. Ik praat dan niet over morgen maar over termijnen van 10-20 jaar.

  • Dennis van Leeuwen
    26.01.2016 - 09:52 uur | Dennis van Leeuwen

    Ik sluit me aan bij de heer / mevrouw Lomito: we moeten exergieverlies niet compenseren, maar voorkomen!
    Waarom vliegen de rookgassen van honderden graden Celcius door de schoorsteen, terwijl koude buitenlucht wordt aangezogen voor als verbrandingslucht?
    Waarom wordt er stoom opgewekt (soms: geïnjecteerd) om processen / water mee te verwarmen dat nog geen 100°C hoeft te worden?
    Waarom branden stoomketels en cv-ketels naast elkaar?
    Als stap 1 van de Trias Energetica goed wordt uitgevoerd, dan kan met duurzame bronnen een groot deel van de resterende energievraag worden ingevuld.

  • Arien Scholtens
    26.01.2016 - 09:40 uur | Arien Scholtens

    Heel interessant, het houdt me echt bezig hoe we de "helse vuren" en "paardekrachten" die we in de industrie nodig hebben, kunnen vervangen door hernieuwbare energiebronnen, die zich met name bewijzen vanwege ruimte-verwarming en -verlichting (huishoudelijk en kantoorgebruik), wat veel minder intens/dicht is.
    Wat je beschrijft: is dat haalbaar op Nederlandse schaal of ook Europees of wereldwijd? Bij biomassa kan ik me nog niet goed voorstellen dat er kwantitatief en kwalitatief voldoende op tijd van beschikbaar zal zijn.

  • jos bazelmans
    26.01.2016 - 09:30 uur | jos bazelmans

    Dit artikel draagt uitermate goed bij aan het creeeren van het besef bij de industrie dat energie met name thermisch ook binnen het systeem,
    denk aan tegenstroom principes, in velegevallen herbruikbaar kan wordrn gemaakt , daarna hoef je alleen de onvermijdbare verliezen te supleren ,
    Op die manier is over de hele keten zoals tranport etc. te besparen

  • P. Lomito
    22.01.2016 - 16:01 uur | P. Lomito

    Beste Jan, ik zie het steeds terugkeren dat energiebesparing als voetnoot vermeld wordt maar dat vrijwel alle aandacht en financiering (subsidie) naar duurzame opwekking gaat. Zo ook in dit artikel, energiebesparing wordt even genoemd (dan hebben we dat weer gehad) om vervolgens breed uit te wijden over groene stroom en biomassa. Ten onrechte want met groene stroom en biomassa valt slechts een beperkt deel van het hoge energieverbruik af te dekken, het grootste deel is energieverspilling en daar valt dan ook de meeste winst te halen. Het is daarom meer aangewezen om eerst die verspilling aan te pakken en pas daarna de resterende middelen te investeren in duurzame opwekking, vooral ook omdat energiebesparing werkelijk duurzaam is (gaat lang mee) en duurzame opwekking niet.

  • Jan Grift
    22.01.2016 - 13:48 uur | Jan Grift

    Beste P. Ter verduidelijking : In mijn opiniestukje heb ik staan dat eerst kringlopen zoveel mogelijk gesloten moeten worden met elektriciteit ter compensatie van exergieverlies. Energiebesparing staat voorop. Het restant in te vullen met biomassa om naar volledige verduurzaming te gaan. Omdat CO2 nog onvoldoende financieel belast wordt is het in mijn ogen redelijk om biomassa voorlopig nog te subsidiëren.

  • P. Lomito
    22.01.2016 - 11:24 uur | P. Lomito

    Hier wordt anekdotisch bewijs gebruikt om te suggereren dat alle industrie over kan stappen naar hernieuwbare bronnen. De werkelijkheid is dat groene stroom nauwelijks geleverd kan worden (te weinig ruimte, te duur), en dat biomassa de CO2-uitstoot eerder zal verhogen dan verlagen en meer luchtverontreiniging zal geven, zelfs meer dan kolencentrales. Juist de industrie zal nog vele decennia afhankelijk blijven van olie, gas en steenkool... de grootste milieuwinst valt dan ook te behalen door verbetering van efficiëncy, dat is sowieso de eerste stap om het gebruik van fossiele brandstoffen drastisch te verlagen. Het is dan ook spijtig dat nu al zoveel middelen verspild worden aan duurzame opwekking terwijl de mogelijkheden van energiebesparing nauwelijks benut zijn. Duurzame opwekking zonder optimale energiebesparing komt neer op verduurzaming van verspilling en is vrij zinloos.