De vele wegen naar duurzame koolstof

De energie- en de grondstoffentransitie zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden. Maar terwijl de energietransitie volop in de aandacht staat en het aantal waterstofbeleidsmaatregelen en -projecten gestaag toeneemt, blijft de grondstoffentransitie op de achtergrond. Daar komt nu langzaam verandering in. Toch zijn er nog veel technische en niet-technische obstakels te overwinnen voor het circulair maken van grondstoffen.

Monique Harmsen

De Europese Commissie spreekt in de Sustainable Carbon Directive de ambitie uit om in 2030 tenminste twintig procent niet fossiele grondstoffen te gebruiken bij de productie van chemicaliën en plastics. De vraag is waar deze niet-fossiele grondstoffen vandaan moeten komen. Er zijn drie mogelijkheden voor het duurzaam produceren van nieuwe koolstoffen: circulair uit afvalplastics, met biobased grondstoffen of door hergebruik via CCU.

Om plastics duurzaam en hoogwaardig te kunnen recyclen is het belangrijk dat de hele waardeketen hierin wordt betrokken, stelt Jasper Meijering van het Clingendaeal International Energy Programma (CIEP). ‘Het begint aan de voorkant bij process efficiency en een strakke afvalregulering waarbij de nadruk wordt gelegd op meer mechanisch recyclen en minder stort van afval. Maar uiteindelijk moet er meer aandacht komen voor de producten uit de waardeketen. Hoe maken we die producten zo dat ze beter voor het milieu zijn en eenvoudiger kunnen worden gerecycled. Er moet ook een verandering komen van de grondstoffen die worden gebruikt. Dat is het terrein van de grondstoffentransitie. Er zijn veel soorten feedstock en processen. Plastic en chemisch afval kan via pyrolyse of gasification weer worden omgezet in grondstof en worden toegevoegd aan de waardeketen.’

In Nederland en België geven de grote chemische en industriële clusters ieder op hun eigen wijze invulling aan deze energie- en grondstoffentransitie afhankelijk van hun geografische en industriële geschiedenis.

Systeemoplossing

Chemelot heeft een uitgebreid chemiecluster maar kan in tegenstelling tot de clusters die aan de kust liggen, niet beschikken over grote hoeveelheden groene waterstof die wordt opgewekt met windenergie of wordt geïmporteerd. Furec (Fuse Reuse Recycle), een project van RWE, kan hier een rol spelen als leverancier van circulaire grondstof, ter vervanging van (een deel van) aardgas en nafta. Via Furec wordt niet-recyclebaar gemeentelijk afval, dat nu wordt aangeboden voor verbranding of stort, volledig gerecycled op de locatie Zevenellen. Hier worden van afval pellets gemaakt die per schip naar Chemelot gaan waar ze worden verwerkt tot groene waterstof.

Furec produceert op deze manier meer dan 50.000 ton groene waterstof per jaar. Dat is vergelijkbaar met de capaciteit van een kleine methaankraker. Tegelijkertijd wordt ongeveer 800.000 ton zuivere CO2 geproduceerd voor grote afnemers op de Chemelot site. Afhankelijk van de klantvraag kan volgens Denis Aarssen, projectdirecteur van Furec, waterstof en CO2 in een volgfabriek worden omgezet naar methanol of ethanol, als grondstoffen voor olefinen, benzine en kerosine. ‘Door de raffinage van grondstoffen voorkomt Furec het onnodig verbranden van circa 700.000 ton moleculen per jaar, wordt ongeveer 280 miljoen kubieke meter aardgas bespaard en levert het project een CO2-reductie van zo’n 400.000 ton per jaar. Daarmee is Furec een belangrijke schakel in de verduurzaming van Chemelot’, concludeert Aarssen.

Furec kan daarnaast reststromen van site users op Chemelot, maar ook op Zevenellen, verwerken die nu nog worden verbrand of gestort. Aarssen: ‘Omdat de terreinen bestaan uit bedrijven die nauw met elkaar verbonden zijn, zijn er synergiën te halen. Onze afnemers zijn primair de chemieplants op Chemelot. Zij hebben immers grondstof nodig voor de synthese van mest- en kunststoffen.’

Ook voor andere clusters in Nederland en daarbuiten is Furec volgens Aarssen een interessante optie voor verduurzaming. ‘Furec is een systeemoplossing. Het kan in principe op ieder groot chemiecluster een vergelijkbare rol vervullen als leverancier van grondstof ter vervanging van fossiel. Furec produceert in essentie syngas, dat als intermediair zowel geschikt is voor de productie van olefinen en transportbrandstoffen als stikstofverbindingen zoals kunstmest en nylons. Daarnaast treffen we de voorbereidingen voor aansluitingen op de diverse infrastructuurprojecten – de zogenoemde backbones – om ook andere partijen buiten Chemelot te kunnen voorzien van waterstof en CO2.’

Heleen van Wijk:

‘In de eerste plaats richten we ons op biobased grondstoffen. Met ons agrarische achterland is dat logisch.’

Industriële symbiose

In Groningen Seaports is het uitgangspunt totaal anders. De Eemsdelta groeit door de vele offshore windparken voor de kust uit tot de nieuwe waterstofhub van Europa. Er zijn grote plannen voor elektrolyzers in de Eemsdelta om Nederland te voorzien van groene waterstof. Daarnaast zijn er in Delfzijl plannen voor meer lokale elektrolyzers die waterstof produceren om lokale initiatieven te voeden met energie en bouwstenen voor de chemische industrie.
Het gebied heeft ook ketens voor het circulair gebruik van grondstoffen. Hierbij worden twee sporen gevolgd, weet Heleen van Wijk, business manager circulaire economie bij Groningen Seaports. ‘In de eerste plaats richten we ons op biobased grondstoffen. Met ons agrarische achterland is dat logisch. Maar als je alleen op biobased inzet, wordt het wel een grote uitdaging om volledig circulair te worden. Er is gewoon nog heel veel fossiel plastic en dat zal nog lang zo blijven. Wij zetten dan ook in op zowel mechanische als chemische recycling van plastics tot halffabricaten en eindproducten.’
Op basis van de materiaalstromen ontstaan er waardeketens. Er is hierbij volgens Van Wijk sprake van veel cross-overs tussen de energietransitie en de circulaire economie. ‘Op materiaalgebied is dit te zien in een project voor het recyclen van de wieken van offshore windturbines. Alle partners uit de keten zitten in het project. Een deel van de teruggewonnen grondstoffen is interessant voor de bouwsector maar hoogwaardiger composieten, de fibers, zijn interessant voor de automotive industrie in Emmen. Hetzelfde geldt voor het recyclen van batterijen die essentieel zijn voor de energietransitie. We kijken naar een circulaire verwerking aan het eind van de levensduur.’
Er melden zich volgens Van Wijk veel bedrijven die zich willen vestigen in Noord-Nederland. ‘Per initiatief maken we een afweging of het past in onze circulaire strategie. Daarbij letten we op de industriële symbiose en daar zijn we al ver in.’

Denis Aarssen:

‘Stel de thermische recycling van reststromen gelijk aan de succesvolle verwerkingsprocedés voor gerecycled glas, papier en metalen.’

Connecties

Het havengebied rondom Antwerpen vervult een sleutelrol bij de import van groene waterstof en waterstofdragers als ammoniak en methanol. Hiermee beschikt Port of Antwerp Bruges over belangrijke bronnen voor toekomstige duurzame grondstoffen. Daarnaast is er een rol weggelegd voor biobased grondstoffen, recycling en het opwerken van stoffen tot primaire grondstof. ‘We werken op alle circulaire vormen. Ik denk niet dat op korte termijn duidelijk wordt welke het zal winnen in de grondstoffentransitie’, stelt Jessica Gerritsen, Port area development expert in Antwerpen. ‘Wij geloven in een hybride systeem waarbij er ook bijmenging van fossiel zal blijven.’
De circulaire hotspot in de haven van Antwerpen is het NextGen District. Hier bouwt onder meer het Amerikaanse Plug Power een 100 MW groene waterstoffabriek. ‘Er melden zich veel bedrijven die zich hier willen vestigen maar we zijn selectief”, aldus Gerritsen. ‘In onze keuze kijken we naar de circulaire strategieën van de Antwerpse chemiebedrijven en hoe we hen kunnen faciliteren. Dat doen we vanuit het uitgangspunt dat we afval omzetten in grondstoffen. Recyclage is voor ons geen brandstofproductie maar grondstofproductie. Wij proberen om bedrijven in het cluster hiermee af te helpen van fossiele grondstoffen.’
In het versnellen van de grondstoffentransitie kijkt Antwerpen naar samenwerking en uitwisseling met andere clusters, zoals Chemelot. ‘We hebben goede connecties met Europa zowel voor de aan- als de afvoer van feedstock voor opwerking. Maar de hoeveelheden feedstock die nodig zijn om de grondstoffentransitie te maken, verschillen gigantisch van wat we lokaal of in het havengebied kunnen produceren. We kijken naar import maar ook naar uitwisseling met andere clusters.’

Jessica Gerritsen:

‘Wij geloven in een hybridesysteem waarbij er ook bijmenging van fossiel zal blijven.’

Afvalwetgeving

Hoe de grondstoffentransitie zich zal ontwikkelen is op dit moment nog een vraag. De betrokken industrieclusters zijn het wel eens over een aantal randvoorwaarden die van belang zijn om de transitie te versnellen. Het draait hierbij vooral om duidelijke nationale, Europese of internationale wet- en regelgeving.
Zo is de erkenning van chemische recycling als bewezen technologie om het enorme potentieel aan raffinage en hergebruik te ontsluiten volgens Denis Aarssen absoluut noodzakelijk. ‘Stel de thermische recycling van reststromen gelijk aan de succesvolle verwerkingsprocedés voor gerecycled glas, papier en metalen. Uiteraard is reparatie en gebruik van tweedehands materiaal belangrijk, maar uiteindelijk leidt dit hooguit tot het uitstellen in plaats van het vermijden van “einde levensduur” van ieder product. Via thermische recycling kunnen veel grotere afvalvolumes worden omgezet in nieuwe grondstoffen. Dit resulteert in een aanzienlijke reducering van fossiele grondstoffen en een verlaging van de hoeveelheid te verbranden afval. Verder zal daarmee de afhankelijkheid van import van grondstoffen uit het buitenland ook afnemen.’
Om dit te bereiken moeten gemeenten hun afval volgens Aarssen op een andere manier aanbesteden, waarbij meer wordt gekeken naar circulariteit en CO2-reductie. Jessica Gerritsen onderschrijft deze oproep. Het is volgens haar noodzakelijk dat er een duidelijke afvalwetgeving komt die aan de voorkant van de keten voorkomt dat afval, dat kan dienen als feedstock, wordt verbrand.’
Volgens alle betrokken partijen zijn nu de EU, NL, regionale en lokale politiek nu aan zet om ervoor te zorgen dat bedrijven de juiste context, inclusief infrastructuur, krijgen om investeringsbeslissingen te nemen.

Dit artikel is gepubliceerd in Petrochem 2023-01

Delen:

monique@industrielinqs.nl