Forse CO2-reductie in de industrie dichterbij

Voor energie-intensieve industriële productieprocessen (bijvoorbeeld de glas-, food- en keramische sector) is er een enorme uitdaging om bestaande verwarmingsprocessen koolstofvrij te maken. Een snelle en duurzame route om de koolstofintensiteit van deze processen te realiseren is door aardgas te vervangen door waterstof. De technologie daarvoor is echter nog niet beschikbaar. Onder leiding van Celsian en DNV GL is een internationaal industrieconsortium opgezet met als doel verbrandingstechnologie te ontwikkelen voor een geleidelijke overgang van aardgas naar waterstof. Daarmee levert dit onderzoeksprogramma een belangrijke bouwsteen voor het uitrollen van de duurzame waterstof waardeketen.

Industriële samenwerking om koolstofintensiteit te verlagen met waterstof

De energie-intensieve industrie heeft een enorme uitdaging om verwarmingsprocessen koolstofvrij te maken. Elektrificatie is vaak geen optie, zeker niet bij directe verwarmingsprocessen waarbij voor de juiste productkwaliteit de rookgassen en/of vlam direct in contact met het product moeten komen. Onder leiding van DNV GL en Celsian (experts in glasproductie) is een internationaal industrieconsortium opgezet met meer dan 30 private en publieke partners over de gehele waterstof waardeketen (zoals industriële eindgebruikers, technologieleveranciers, brandstofleveranciers en handelaren, gastransportbedrijven, kennisinstituten en Nederlandse overheid)

Projectleider Sander Gersen van DNV GL: “Met dit project hebben we een unieke samenwerking opgezet. Het doel van dit programma is om samen met de industrie technologie en kennis te ontwikkelen voor bestaande industriële verhittingsprocessen om zodoende in de toekomst snel en kostenefficiënt de geleidelijke overstap van aardgas naar waterstof te kunnen maken.

“Samen met onze partners bekijken we hoe we nieuwe technologie het beste kunnen integreren in industriële processen. Tegelijkertijd verzamelen we gegevens en praktische ervaring met velddemonstraties in verschillende industriële omgevingen. Op dit moment leggen we de basis in de laboratoria van DNV GL in Groningen. Vervolgens bereiden we ons voor op een velddemonstratie waarbij de nieuwe technologie wordt geïntegreerd in de industriële productieprocessen van deelnemende bedrijven ”, aldus Johan Knijp, country manager DNV GL - O&G Netherlands.

Voorbereid op de toekomstige overgang van aardgas naar waterstof

Gersen: “Ondanks de grote interesse en de evidente voordelen van waterstof als schone brandstof in de hoge-temperatuur industrie is, opvallend genoeg, de bestaande technologie nog niet markt gereed. Het programma heeft als ambitie binnen twee jaar nieuwe branderconcepten beschikbaar te hebben”. Daarbij worden drie belangrijke uitgangpunten gehanteerd. Ten eerste is het bij de omschakeling van aardgas naar waterstof van cruciaal belang dat de productkwaliteit niet aangetast wordt. Daarom is er in de eerste fase van het onderzoek veel aandacht voor het begrijpen van de warmteoverdracht van de waterstofvlam naar het product. Ten tweede is het belangrijk om tijdens de transitie te beschikken over voldoende leveringszekerheid – m.a.w. men wil altijd terug kunnen schakelen op aardgas. Tenslotte dient de oplossing relatief eenvoudig en kostenefficiënt ingepast te kunnen worden in bestaande installaties en te voldoen aan vigerende wetgeving op het gebied van emissies, veiligheid en energie-efficiency.

De voorgestelde oplossing om de ‘koolstofintensiteit’ van het industriële energieverbruik te verlagen, bouwt voort op het recent door DNV GL in samenwerking met Zantingh ontwikkelde “meegroei” branderconcept. Waar een traditionele brander uitsluitend geschikt is voor 100% aardgas kan de “meegroeibrander” elke mix van aardgas waterstof aan. Een installatie uitgerust met dit nieuwe branderconcept is voorbereid op elke verandering in de aardgas/waterstof mix die in de komende jaren wordt aangeboden met behoud van veiligheid, bedrijfszekerheid en lage emissies.

Van ambitie naar realiteit

Nationaal en internationaal is er veel aandacht voor waterstof, getuige de vele strategieën, visies, rapporten en investeringen van overheden en wereldwijd opererende bedrijven. “Waterstof staat volop in de schijnwerpers terwijl de energietransitie zich in een snel tempo beweegt - en terecht. Maar om het potentieel ervan te realiseren, zullen zowel de overheid als de industrie gedurfde beslissingen moeten nemen. De uitdaging zit nu niet in de ambitie, maar in het veranderen van de tijdlijn: van waterstof aan de horizon naar waterstof in onze huizen, bedrijven en transportsystemen”, aldus Liv A. Hovem, CEO, DNV GL - Oil & Gas”.

"Om het niveau te bereiken waarin samenlevingen en industrieën de voordelen van waterstof op grote schaal kunnen benutten, zullen alle belanghebbenden nadrukkelijk aandacht moeten besteden aan aantonen van veiligheid, voorbereiden van infrastructuur, opschalen van technologie en het stimuleren van ontwikkeling van waardeketens door middel van beleid", voegt Hovem toe.

De eerste velddemonstratie in dit project is gepland bij Nedmag in Veendam (Nederland), waar magnesiumzout wordt verwerkt met behulp van hoge temperatuurprocessen. Eind 2020 zal een oliekachel in de fabriek draaien op waterstof verkregen uit de nabijgelegen Hystock waterstofproductie-installatie van Gasunie in Zuidwending.