Nordsol koppelt twee werelden met bio-LNG

Prijsgarantie

Aan de vraag ligt het niet, de energiewereld zit te springen om bio-LNG, stelt Van Bossum. ‘Elektrisch rijden gaat met zwaar lange-afstandtransport niet. Dan ben je een te groot deel van je laadcapaciteit kwijt aan batterijen. Misschien gaat in de toekomst waterstof nog een rol spelen, maar op dit moment is bio-LNG een goed alternatief voor diesel.’

Nordsol stapte daarom eerst naar energiebedrijven toe en vond Shell bereid om als launching customer een lange termijn afnamecontract te garanderen. ‘Shell zag in dat het nodig was om een garantie te geven en ook risico naar zich toe te trekken om op die manier toegang te krijgen tot bio-LNG. Zo kwam de onzekerheid van die nieuwe markt niet bij de biogasproducent te liggen, en ook niet bij ons.’

Vervolgens kon Nordsol met een prijsgarantie naar de biogas-producenten toe, waaronder Renewi. Deze afvalverwerker had lange tijd haar biogas omgezet in elektriciteit, maar het oude subsidieregime voor warmtekrachtkoppeling liep bijna af. Het bedrijf stond voor de keuze: gaan we er groengas van maken of bio-LNG? ‘We gaven aan dat we een lange termijn prijsgarantie kunnen geven, eigenlijk net zoals met de subsidietrajecten. Bovendien namen wij zelf de verantwoordelijkheid voor de technologie. Dit businessmodel zorgde ervoor dat Renewi, Shell en Nordsol bij elkaar zijn gekomen. En dat we de allereerste bio-LNG-plant van Nederland konden realiseren.’

Léon van Bossum: ‘We moesten twee werelden met elkaar verbinden, zelf lef tonen en een belangrijke rol als schakel gaan spelen om de bio-LNG-markt in beweging te krijgen.’

Optimaliseren

De fabriek in Amsterdam is in vijftien maanden gebouwd en werd vorig jaar in oktober opgestart. ‘Natuurlijk kom je met zo’n eerste plant nog problemen tegen die je moet oplossen, maar het was mooi om te zien dat het proces functioneert. En vooral dat er een hoogwaardige kwaliteit bio-LNG uit komt. Shell heeft bepaalde eisen waar de brandstof aan moet voldoen en we zien dat de kwaliteit daar ver boven ligt.’

Nordsol is het proces nog altijd aan het optimaliseren. ‘Daarvoor hebben we zeer geavanceerde plant information software geïnstalleerd, die gebruikelijk is in de olie- en gasindustrie op heel grote plants.’ Van Bossum lacht: ‘We kunnen daarmee ook op onze kleine postzegel-plant alle data analyseren en dat helpt ons om het proces verder te optimaliseren. Waar kan het nog slimmer, nog efficiënter?’

Die kennis neemt het bedrijf mee naar een tweede project in Wilp. Daar vormt Nordsol eveneens de schakel, in dit geval tussen afvalverwerker Attero en energiebedrijf Titan. Met Titan als lange termijn afnemer van het geproduceerde bio-LNG maakt Nordsol meteen het palet van brandstoffen voor zwaar transport compleet. Want waar Shell zich met de geproduceerde bio-LNG richt op wegtransport, gaat Titan het straks leveren aan de scheepvaart.

Gigantisch grote vergister

Een heel andere insteek krijgt de samenwerking met DBG Bio Energy. Dit bedrijf bouwt in Delfzijl een fabriek die afval uit de papierindustrie gaat omzetten in onder andere bio-LNG. Het heeft vertrouwen in de bio-LNG-markt en wil het stuur zelf in handen hebben, stelt Van Bossum. ‘DBG neemt alleen de technologie om biogas om te zetten in bio-LNG bij ons af, en bovendien alle kennis om het project mogelijk te maken. Die kennis hebben we opgedaan omdat we eerder de verantwoordelijkheid hadden genomen voor het eerste project in Amsterdam. En daar kwam heel veel bij kijken, want we waren op allerlei vlakken de eerste: met vergunningen, regelgeving, veiligheidseisen en accijnzen.’

Nordsol is voor DBG Bio Energy dus meer dan alleen een technologieleverancier. ‘Al in het voortraject zijn we nauw betrokken en we helpen ook met regelgeving en de afzet van de bio-LNG. Maar dat doen we dan als partner, niet als mede-eigenaar van de installatie.’ DBG Bio Energy mikt naar eigen zeggen op een capaciteit van 15 kiloton bio-LNG per jaar en wil eind 2022 de productie opstarten. ‘Ze gaan in Delfzijl een gigantisch grote vergister plaatsen. Dus dat betekent dat we meerdere installaties naast elkaar moeten zetten om die capaciteit te kunnen leveren. Het grote voordeel van meerdere procestreinen is dat je de beschikbaarheid hoog houdt. Je hebt dan immers redundancy en hoeft niet alles stil te leggen als je een keer onderhoud hebt.’

Verstoring

Verdere groei voorziet Nordsol voorlopig vooral in Nederland. ‘We willen verantwoord groeien. In eerste instantie richten we ons daarom op de Nederlandse markt, want er zijn hier veel vergisters en er is ook een sterke vraag naar bio-LNG. Datzelfde zien we overigens ook in Duitsland, dus we zitten daar met sommige projecten ook al in een early phase. Daarnaast kijken we naar België om zelf projecten te ontwikkelen. Maar we zijn eveneens in gesprek met partijen buiten deze drie landen want er is veel interesse voor de technologie. Dat zouden vergelijkbare projecten als met DBG Bio Energy kunnen worden.’

Léon van Bossum: ‘Wij hebben onze technologie volledig afgestemd op de specifieke karakteristieken van biogas.’

De enige verstoring in het lange termijn groeiproces ziet Van Bossum in Duitsland, waar een aantal partijen centrale vervloeiingsfabrieken bouwt. Deze maken op grote schaal bio-LNG door gas uit het aardgasnet te halen en om te zetten in bio-LNG. Dit gas bestaat voor het overgrote deel uit administratief vergroend aardgas en een klein deel groengas dat op andere plaatsen is geïnjecteerd. Hoewel het geen echte bio-LNG is die ze maken, klopt het op papier wel. ‘Nou is Duitsland een enorm grote markt, dus er is voldoende vraag naar bio-LNG. Maar het is voor ons een verstoring want nu blijven sommige bedrijven die biogas produceren deze ontwikkeling afwachten, terwijl wij eigenlijk willen versnellen.’

Het lijkt een prima manier om snel grote hoeveelheden bio-LNG te genereren en zo de markt tot wasdom te brengen, maar Van Bossum heeft moeite met de kromme logica erachter. ‘Wat je eigenlijk met zo’n centrale vervloeiing doet, is dat je eerst biogas opschoont naar 95 tot 97 procent methaan. Vervolgens meng je er stikstof bij om laagcalorisch gas te krijgen en dat injecteer je in het aardgasnetwerk. Op een centrale locatie haal je dan weer gas uit het netwerk om het opnieuw te gaan reinigen. Er zit vocht in, hogere koolwaterstoffen en ook de stikstof moet eruit. En je werkt met aardgas wat vergeleken met biogas best wel een vies complex gas is. Je reinigt dus dubbel en je hebt ingewikkeldere technologie nodig om al die componenten er weer uit te halen.’

Karakteristieken

Gas van goede kwaliteit opschonen, vervuilen en daarna weer opschonen, staat ook haaks op de filosofie van Nordsol. ‘Je wilt de energie in biogas zo efficiënt mogelijk omzetten in een vorm die het meest waardevol is voor de energietransitie. Daarom hebben wij onze technologie juist volledig afgestemd op de specifieke karakteristieken van biogas. Er zijn namelijk grote verschillen tussen biogas en aardgas. Zoals gezegd is de compositie van aardgas vele malen complexer dan die van biogas. Eigenlijk is biogas een veel puurdere gasvorm. Een ander belangrijk verschil is dat biogasproductie per locatie aanzienlijk kleiner in capaciteit is dan aardgasproductie. Bovendien schommelt de capaciteit van een vergister, afhankelijk van welke feedstock er binnen komt. Het is geen stabiele productie, zoals bij een aardgasbron. Ook de economische huishouding is compleet verschillend. Ten opzichte van aardgas is biogas een kostbaar product. Het is zonde om dat te gebruiken als energiebron van je proces, dus energieverliezen willen we absoluut voorkomen.’

Koelmedium

In plaats van domweg de bekende processen in de fossiele industrie te downscalen, heeft Nordsol daarom een proces ontworpen dat helemaal is geoptimaliseerd voor verwerking van ruw biogas uit een vergister. Dit bestaat grof gezegd voor zestig procent uit methaan en veertig procent uit CO2. Een voorbehandeling haalt er nog wat onzuiverheden uit, afhankelijk van wat de feedstock is. Daarna volgt het hoofdproces: het scheiden van het methaan en de CO2. Dit is dezelfde membraantechnologie die wordt toegepast om groengas te maken. ‘Het verschil is echter dat wij dit opwaarderingsproces heel nauwkeurig kunnen doen. Met onze gepatenteerde technologie kunnen we een heel hoog methaangehalte uit die membraantechniek halen. Waar je normaal gesproken tussen de drie en zeven procent CO2 in het productgas overhoudt, houden wij nog maar een paar honderd ppm aan CO2 over.’

De tweede stap is het vervloeien, waarbij het gas in een warmtewisselaar eerst heel gecontroleerd wordt gekoeld zonder de faseverandering naar een vloeistof. Het gas komt hierdoor in de zogenaamde superkritische fase. ‘Speciaal voor deze stap maken we het methaan tijdens het opwaarderingsproces zo extreem schoon. We willen namelijk voorkomen dat er componenten in het gas zitten die eerder uitvriezen, want dan krijgen we verstoppingen in de warmtewisselaar. Pas na de warmtewisselaar, als we van druk afgaan en het gas flashen, wordt het vloeibaar. Ook daarmee voorkomen we dat er verstoppingen ontstaan en houden we de uptime van de plant zo hoog mogelijk. De afwezigheid van vloeistoffen in de warmtewisselaar zorgt voor het uitblijven van sterke temperatuurgradiënten en dus minder risico van materiaalmoeheid en lekkages.’

Bijzonder is dat Nordsol bij het vervloeien methaan gebruikt als koelmedium. ‘We koelen dus methaan met methaan. Het voordeel daarvan is dat je op die manier dezelfde koelcurves hebt wat resulteert in minder energieverlies. Het is een heel efficiënte manier van koelen en zorgt ervoor dat ons energieverbruik aanzienlijk lager is dan dat van vergelijkbare processen in de markt. Bovendien kunnen we bij schommelende productievolumes het koelmedium gemakkelijk bij- en afschakelen, we produceren het immers zelf. Los daarvan, een van de grote voordelen van het proces is ook dat het een geheel continu proces is, wat leidt tot een continue biogasinname zonder flaring.’

Keuze

Renewi en inmiddels ook Attero zijn de eerste industriële vergisters die de technologie en het businessmodel van Nordsol hebben omarmd. En Van Bossum verwacht dat andere vergisters zullen volgen. ‘Oorspronkelijk werd alle biogas via een warmtekrachtkoppeling omgezet in elektriciteit. De afgelopen tien jaar is een deel van de vergisters overgestapt op de productie van groengas, dat ze injecteren in het aardgasnet. Maar er zijn ook veel vergisters die nog in het oude subsidieregime van warmtekrachtkoppeling zitten. Die lopen binnen een aantal jaren uit de subsidie en staan net als Renewi voor de keuze: zetten we ons biogas om in groengas of in bio-LNG? Dat zijn de partijen waar wij ons het meest op richten.’