Fossiele koolstofreductie
Nuon

Op weg naar minder industriële uitstoot

Als de industrie meer elektriciteit als energiebron gaat gebruiken, zijn kooldioxidevrij staal en 'groen' beton voorhanden. En krijgt de productie van niet-fossiele diesel een boost. Vattenfall helpt de basisindustrieën in Zweden om dit te kunnen realiseren.

Mikael Nordlander, R&D portfolio manager

Het begon allemaal met een methode voor 'groen' staal. In april 2016 presenteerden Vattenfall, staalproducent SSAB en mineralenconcern LKAB een project om in de diverse stadia van staalproductie kolen en fossiel gas te vervangen door waterstof. SSAB is in de sector een van de bedrijven die het minst gebruikmaken van koolstof, maar in Zweden ook de grootste enkelvoudige bron is als het gaat om de uitstoot van kooldioxide. Maar door in het proces waterstof te gebruiken in plaats van kool, wordt waterdamp in plaats van kooldioxide gevormd. En waterstof kan met behulp van elektriciteit uit water worden geproduceerd. Op deze manier zou SSAB de eerste fabrikant van CO2-vrij staal in de wereld kunnen worden.

Staal is nog maar het begin. Ook andere sectoren zoals de cementsector en raffinaderijen kunnen hun impact op het klimaat verlagen met behulp van op elektriciteit gebaseerde processen.

Binnen de afdeling R&D van Vattenfall is Mikael Nordlander verantwoordelijk voor het portfolio: Future of the Energy System. Hij vertelt over de ontwikkelingen: "We zijn gestart met het bekijken van de gegevens van het Zweedse Environmental Protection Agency over de uitstoot van CO2 door de industrie in Zweden. Toen zijn we gaan nadenken hoe we de meest vervuilende sectoren zouden kunnen helpen fossiele brandstoffen en grondstoffen te vervangen door elektriciteit. Zo kwamen we op heel veel goede ideeën."

Staal en cement zijn de industrieën die verantwoordelijk zijn voor de grootste vervuiling ter wereld door CO2. Via de raffinaderijen wil Vattenfall een bijdrage leveren om hun productie van niet-fossiele diesel te vergroten. "Deze bedrijven weten alles van hun technische processen, en omdat wij de hele waardeketen kennen, van energieproductie tot distributie en de elektriciteitsmarkt, zijn wij deskundig op het gebied van energiesystemen. Wij beschikken ook over veel specialisten die zich vertrouwd kunnen maken met deze industriële processen. Dat onderscheidt ons van de pure retailers van elektriciteit", stelt Nordlander.

Er zijn diverse redenen voor de industrie om over te schakelen op klimaatneutrale elektriciteit. Eén reden is de toenemende vraag van klanten naar klimaatneutrale producten. Een andere reden is het bewustzijn dat de kosten van CO2-uitstoot in de toekomst zullen toenemen. Op dit moment verkrijgt de industrie de meeste emissierechten zonder dat daar kosten aan verbonden zijn. De sleutel tot de mogelijk enorme milieuwinst zijn de vrijwel volledig fossielvrije energieproductie en de lage elektriciteitsprijzen in Zweden.

"Een toename van het elektriciteitsgebruik levert niet in alle landen zoveel winst op. In China zouden er vrijwel geen milieuvoordelen zijn, omdat daar de meeste elektriciteit door kolengestookte centrales wordt opgewekt. En ook op het vasteland van Europa zou het niet even concurrerend zijn, omdat de prijs van elektriciteit daar veel hoger is."

Maar in Zweden zou de uitstoot van CO2 met 15 miljoen ton per jaar kunnen dalen. In principe kan de klimaatdoelstelling voor 2030 alleen al gehaald worden door een omschakeling in de staal-, cement- en biodieselsector. Bovendien zou dan tegelijkertijd het huidige overschot aan elektriciteit worden teruggebracht. Ook kan de productie van waterstof worden ingezet om vraag en aanbod in balans te houden. Op dit moment weten we niet hoeveel het zou kosten om staal, cement en biodiesel met behulp van elektriciteit te produceren; dat moet worden onderzocht. "Het blijft te bezien of groen staal en cement economische kansen bieden. Maar als we biomelk kunnen verkopen, waarom dan ook geen biostaal en biocement? Uiteindelijk komt het erop neer wat de samenleving wil", besluit Nordlander.

Waterstof

Waterstof wordt door elektrolyse uit water geproduceerd. Als twee elektroden onder water worden geladen, hoopt waterstof zich op bij de negatieve elektrode en zuurstof bij de positieve. Als waterstof wordt verbrand, vindt er met de zuurstof in de lucht een reactie plaats en wordt er weer water gevormd.

Cement

Door kalksteen te verwarmen tot 900˚C vindt er ontbinding plaats en worden cement (calciumoxide) en kooldioxide gevormd. Het gebruik van groene stroom in plaats van fossiele brandstoffen in ovens verlaagt de uitstoot van kooldioxide met 40 procent.

Fossiele koolstofreducties: -2,35 miljoen ton/jaar

Staal

Om staal te produceren, moet eerst het zuurstofgehalte van het ijzererts worden verlaagd. Dat wordt gewoonlijk gedaan met cokes in een hoogoven, waarbij zuurstof wordt omgezet in kooldioxide. Maar als de kolen worden vervangen door waterstof, is het restproduct waterdamp. Dit proces staat bekend als directe reductie.

Fossiele koolstofreducties: -5,25 miljoen ton/jaar

Niet-fossiele diesel

Duurzame non-fossiele diesel, met dezelfde chemische samenstelling en eigenschappen als fossiele diesel, kan worden vervaardigd uit hout met behulp van black liquor, een bijproduct van de houtpulp-productie. Black liquor bevat lignine, een bindmiddel dat achterblijft als de vezels voor papierproductie worden afgescheiden. Een belangrijk onderdeel van het proces om lignine in dieselbrandstof te transformeren, is om waterstof voor de zuurstofreductie te gebruiken. Een proces dat vergelijkbaar is met dat van de productie van staal, zoals hierboven beschreven. Hierdoor zou de productie van niet-fossiele diesel vele malen kunnen worden vergroot ten opzichte van de huidige niveaus.

Fossiele koolstofreducties: -6 miljoen ton/jaar

Raffinaderijen

Fossiele koolstofreducties: - 1,25 miljoen ton/jaar

Bekijk ook

Kliekjes gevraagd. Etensresten bedrijfskantines en supermarkten maken gasmix groener

Wie aan het eind van de lunch zijn restjes weggooit zal er niet direct bij stilstaan, maar dankzij de klokhuizen, broodkorsten en halfopgegeten salades wordt de energiemix stukje bij beetje ...

Lees het hele artikel

Neem een abonnement op THE EDIT, Vattenfalls maandelijkse nieuwsbrief

Iedere editie belicht een actueel onderwerp rondom duurzame energie en fossielvrij leven.

Lees het hele artikel
Vattenfall

Vattenfalls Annika Ramsköld aanwezig op COP27

De VN-klimaatconferentie COP27 is begonnen. Vattenfall wordt vertegenwoordigd door Head of Sustainability Annika Ramsköld, die verschillende topbijeenkomsten bijwoont. Vattenfall doet o...

Lees het hele artikel