13 minute read
INTERVIEW Energie-efficiency is sleutelfactor
Een elektrolyzer produceert naast waterstof ook zuurstof. Via haar netwerk kan Air liquide ook dat product leveren aan afnemers.
de sleutelfactor in de energievoorziening van de toekomst. We kunnen kiezen of we elektriciteit inzetten voor luchtscheiding of waterstofproductie en steeds de meest efficiënte keuzes maken. Bijkomend voordeel is dat een elektrolyzer naast waterstof ook zuurstof produceert. Vaak kan men niks met die zuurstof, terwijl wij, eventueel in combinatie met het verminderen van de zuurstofproductie van onze luchtscheiders, ook dat product via ons netwerk rechtstreeks kunnen leveren aan afnemers. Natuurlijk produceren die luchtscheiders meer dan alleen zuurstof, dus de ideale mix is van veel meer factoren afhankelijk.’ In die mix kan Air Liquide ook co-generatie-fabrieken inzetten. ‘We ontwikkelen een e-boiler voor de Rozenburg site om ook daar flexibel te kunnen inspringen op het elektriciteitsaanbod. Bij een gunstige spark spread kunnen we stroom produceren terwijl we anderzijds met de e-boiler overschotten in het elektriciteitsaanbod kunnen benutten.’ Hoe groter de keten of het energie- en grondstoffensysteem wordt, hoe complexer, maar dat is inherent aan de energie- en industrietransitie. ‘De uitdagingen zijn grensoverschrijdend en daarmee ook de oplossingen. Als Air Liquide gaan we dan ook bewust de samenwerking aan met partners in de totale keten.’
Ammoniak
Eenzelfde soort keten-efficiency kan Air Liquide bereiken op het gebied van import van groene waterstof. Bongers: ‘Air Liquide is actief in bijna 180 landen en heeft daarmee ook toegang tot potentiële nieuwe productielocaties van groene waterstof. Om het gas op een efficiënte manier te vervoeren uit landen dichter bij de evenaar, moet het worden gecomprimeerd of gebonden aan stikstof. De vloeibare ammoniak die in het laatste geval ontstaat, kan bij aankomst weer worden gescheiden in waterstof en stikstof. Ook in de ontwikkeling van deze scheidingstechnieken is Air Liquide zeer actief en we kijken zelfs of bestaande fabrieken hiervoor kunnen worden omgebouwd. Daarmee krijg je de keten nog sneller gesloten en de energietransitie weer een stap dichterbij. De waterstof kan dan richting de transportsector of de industrie, terwijl industriële klanten de stikstof kunnen afnemen.’ Air Liquide wil dan ook graag meedenken over en een bijdrage leveren aan de lokale en nationale plannen op het gebied van productie, transport en consumptie van waterstof. ‘In veel gevallen doen we dat al. Zo zijn we onder andere betrokken bij het Rotterdamse Porthosproject. Onze steam methane reformers worden daarvoor aangepast zodat we de koolstofdioxide kunnen afvangen en opslaan via het Porthos-project. Op die manier produceren we blauwe, koolstofarme waterstof. We hebben al veel ervaring met het afvangen van CO₂ op de Rozenburg site, voor levering aan
tuinbouw en voedingsindustrie, en via de zelf ontwikkelde CryoCap-technologie. Die draait al een aantal jaren succesvol in het Franse Port-Jérôme.’
Elektrolyzers
Hoe gunstig de geïntegreerde gassenmarkt ook kan uitpakken, het tempo van de geplande projecten zal mede worden bepaald door de koers van de lokale en Europese overheden. ‘Het Fit-for-55 programma dat de Europese Commissie onlangs presenteerde is uitzonderlijk ambitieus’, zegt Bongers. ‘Ik zou niet willen zeggen dat het niet haalbaar is, maar dan moet wel echt álles uit de kast worden getrokken om meteen uit de startblokken te kunnen komen. Naast voldoende duurzaam opgewekte stroom is vooral het regelgevend kader, zoals de implementatie van de RED II richtlijn en daarna de RED III, van groot belang. Het vormt de basis waarop investeringen kunnen worden gedaan. Dit kader is nu nog niet uitgekristalliseerd, waarmee het risico dreigt van vertraging van bijvoorbeeld elektrolyseprojecten.’ Voorlopig lijken de regels of het gebrek daaraan Air Liquide nog niet tegen te houden met zijn ontwikkelplannen. ‘Naast het Porthos-project in Rotterdam en de plannen voor een e-boiler in Rozenburg, hebben we ook al vergaande plannen in Terneuzen met het ELYgator-project. Deze tweehonderd megawatt elektrolyzer combineert alkaline en PEM-techniek om hem zo flexibel mogelijk te kunnen inzetten. Dankzij deze keuze levert de elektrolyzer niet alleen op een efficiënte wijze waterstof en zuurstof, maar ondersteunt het ook de netstabiliteit. Het goede nieuws is dat de milieuvergunning voor ELYgator inmiddels is verleend. In de tussentijd hebben we ook plannen in Rotterdam met het CurtHyl project. Iets minder vergevorderd dan het ELYgator project, maar wel een onderdeel van het overkoepelende doel van Air Liquide om drie gigawatt aan elektrolyzercapaciteit te hebben in 2030, waarvan twee operationeel en één in ontwikkeling.’
GUUS BONGERS DIRECTEUR ENERGY TRANSITION DEVELOPMENT AIR LIQUIDE
Hoge verwachtingen
Hoewel Air Liquide een goed vertrekpunt heeft om de energietransitie te faciliteren, is het bedrijf ook zo reëel toe te geven dat het dat niet alleen kan. Bongers: ‘De energie- en gassenmarkt waarin wij ons begeven, is zeer kapitaalintensief en de markt is zo snel aan het verschuiven dat je wel moet samenwerken met partners in de keten, zoals technologiepartners en afnemers. We zitten dan ook in diverse consortia en in diverse rollen. Zo werken we samen met ontwikkelaars van duurzame elektriciteit, terwijl we ook samenwerkingsverbanden zijn aangegaan met Siemens Energy. Die zal bijvoorbeeld de tweehonderd megawatt elektrolyzer stacks leveren voor het Air Liquide-NormandHy project in Frankrijk.’ De industrie in het algemeen en Air Liquide in het bijzonder neemt dus haar verantwoordelijkheid door al deze projecten op te pakken en te ontwikkelen, stelt Bongers. ‘Daarmee komen de individuele schakels van de ketens in lijn. Het is aan de publieke partijen om te zorgen voor een goed regelgevend kader en andere randvoorwaarden zoals voldoende hernieuwbare energie. Om nationale en Europese klimaatdoelen te halen, is namelijk echt veel meer duurzaam vermogen nodig en meer zekerheid over de wettelijke kaders voor de exploitatie van de nieuwe assets in de ketens. Ook de benodigde infrastructuur zoals hoogspanningskabels mag daarbij niet worden vergeten. De maatschappij heeft hoge verwachtingen van de industrie, en dat mag ook, maar dan moeten we gezamenlijk de juiste randvoorwaarden scheppen om die verwachtingen waar te kunnen maken.’
Naarmate elektrolyzers voor waterstofproductie groter worden, zijn ook grotere compressoren nodig. Schroefcompressoren kunnen een belangrijke rol spelen bij deze toenemende volumestromen. Ze zijn compact en functioneren in fluctuerende bedrijfsomstandigheden.
Groene waterstof staat op punt van doorbreken als belangrijke energiedrager in de energietransitie. ‘Waterstofproductie, -compressie en -transport vinden in de industrie al veel langer plaats, maar de laatste tijd is de belangstelling exponentieel toegenomen’, stelt Siert Wiersema, adjunct-directeur bij Aerzen Nederland en onder meer gespecialiseerd in compressortechnologie. ‘Zo staan bestaande distributienetwerken en pijpleidingen op het punt te worden uitgebreid. Ze omvatten zowel cross country als cross industry samenwerkingsprojecten. Moderne elektrolysers voor waterstofproductie schalen momenteel van het ééncijferige naar het twee- en driecijferige megawattbereik, terwijl ook het aantal power-to-gas projecten in Europa blijft groeien.’
Modules
Er zijn verschillende bronnen beschikbaar om waterstof op grote industriële schaal te produceren. Wiersema: ‘Tot nu toe hebben aardgas en steenkool gedomineerd als waterstofdragers, maar in de toekomst zal het aandeel water sterk groeien. Gebleken is dat bij waterstofelektrolyse vanuit water schroefcompressoren – naast klassieke
Al tientallen jaren biedt Aerzen zowel oliegeïnjecteerde als olievrije compressorseries voor een breed scala aan procesgassen. Advies van Aerzen biedt daarom altijd verschillende perspectieven en voordelen van veld- en service-ervaring van beide technologieën. Het bedrijf geeft altijd advies over overdrachtspunten van downstream-technologieën (bijv. verdichting, filtersystemen) in het belang van de EPC-contractor, plant engineer of operator. Naast schroefcompressoren levert Aerzen ook Roots-type procesgasblowers in verschillende drukbereiken. Deze kunnen bijvoorbeeld de vochtige zuurstof uit waterelektrolyse overbrengen naar industriële klanten zoals rioolwaterzuiveringsinstallaties, cementfabrieken of glasproducenten, volledig in dienst van sectorkoppeling. Alle machinetypen zijn geïntegreerd in volledig functionele aggregaatconcepten en zijn consistent afgestemd op het eisenprofiel van het proces en de operator. Zowel gestandaardiseerde als zeer klantspecifieke individuele oplossingen maken deel uit van het dienstenaanbod van Aerzen. zuiger- en membraancompressoren – een belangrijke rol kunnen spelen. Ze bieden veel voordelen in het lagedrukbereik, zeker bij toenemende volumestromen.’ De schaalvergroting die momenteel plaatsvindt vanwege de energietransitie leidt ertoe dat de vraag naar grotere compressoren toeneemt. ‘Gasvormig H2 is niet alleen extreem vluchtig, maar neemt ook een bijzonder groot volume in beslag. Het comprimeren van dit gas gebeurt altijd in meerdere stappen. Schroefcompressoren kunnen heel grote volumes comprimeren, waardoor ze de ideale oplossing zijn voor de eerste stap vanwege hun compactheid. In vergelijking met andere compressortechnologieën transporteren ze grote volumes met een aanzienlijk kleinere footprint en dus lagere investeringskosten.’
Regelbaar systeem
Die compactheid maakt ze ook heel geschikt om in modulaire systemen in te bouwen, stelt Wiersema. ‘Het opschalen van elektrolysesystemen gebeurt niet meteen door grotere installaties te plaatsen, maar veeleer door met modules te werken die naast elkaar kunnen worden opgesteld. Dan is het handig als ook de compressor voor de eerste stap in een containermodule past. Schroefcompressoren zijn daarvoor uitermate geschikt.’
Nog een voordeel van dit type compressoren is hun functioneren in fluctuerende bedrijfsomstandigheden. ‘Waterstofproductie zal steeds vaker afhankelijk zijn van duurzame energiebronnen zoals wind en zon. Dat betekent dat je in de ene periode veel waterstof kunt produceren en gedurende een andere periode – met weinig wind of zon – de productie eenvoudig moet kunnen afschakelen. Dit discontinu proces vergt een regelbaar systeem. Voor alle typen schroefcompressoren is het mogelijk om de volumestroom over de snelheid te regelen met behulp van een frequentieomvormer. Bij een constant koppel zijn belastingswisselingen van ongeveer 1 Hz/s over het gehele regelbereik standaard. Afhankelijk van het drukverschil en het gewenste regelbereik van het transportvolume worden wentellagers of glijlagers gebruikt. Kortom, de flow is eenvoudig te regelen, wat bovendien leidt tot lage onderhoudskosten.’
Werkingsprincipe
Het werkingsprincipe van de compressoren is gebaseerd op een hoofd- en een secundaire rotor, die gashoeveelheden van de zuigzijde door continue rotatie omsluiten en tegen een kleinere uitlaatgeometrie aan de drukzijde uitstuwen. Terwijl de hoofdrotor meestal de functie van de aandrijving overneemt, is de taak van de secundaire rotor de vorming en afdichting van de kamer. In de basis kunnen schroefcompressoren worden onderverdeeld in olievrije en oliegeïnjecteerde machinetypen. Beide worden gebruikt in een- of meertrapsconcepten in waterstoftoepassingen. ‘Afhankelijk van de functie zal een andere variant worden gekozen. Bij de oliegeïnjecteerde variant wordt er na de compressie een fijnafscheider geplaatst om restgehaltes van onder meer olie van de waterstof te scheiden. De gegenereerde waterstof zal na deze processtap echter nog een minimale hoeveelheid olie bevatten. Voor veel toepassingen vormt dit geen probleem. Is er een hogere zuiverheidsgraad vereist, dan is een olievrije compressor wellicht de beste oplossing.’
Schroefcompressor Aerzen VMY package.
Olievrije compressor
Er bestaan twee varianten van dit olievrije type. ‘Een eerste is een droge olievrije compressor. Het nadeel hierbij
is dat ze drooglopen en er meer warmteontwikkeling ontstaat waardoor de drukverhoging beperkt is. Daarom hebben we ons assortiment uitgebreid met olievrije watergeïnjecteerde schroefcompressoren. Hierbij combineren we het beste van twee werelden. Het aanwezige water (in plaats van olie) zal niet zozeer voor smering zorgen aangezien het geen smerende eigenschappen heeft, maar het leidt tot warmteafvoer en spleetafdichting zodat je toch een grotere drukverhoging kunt realiseren. Tegelijkertijd is het type olievrij waardoor een hoge zuiverheidsgraad kan worden bereikt.’ In dit laatste type ziet Wiersema veel potentie. ‘Dit jaar komen we met een grotere versie van dit type op de markt die geschikt is voor bijvoorbeeld een elektrolyseplant van 30 megawatt.
Ondertussen ontwikkelen we verder aan nóg grotere varianten om de schaalvergroting tegemoet te komen. Kortom, we verwachten dat onze compressoren een belangrijke deeloplossing zullen zijn in de waterstofproductie van de toekomst!
Siert Wiersema adjunct-directeur Aerzen Nederland
Van stagiair naar meewerkend voorvrouw
Afgelopen zomer kwam ze binnen als stagiair, maar inmiddels mag ze zich procesoperator noemen van een pilot-installatie. En als het aan haar ligt, is Gaby op ’t Holt over ruim twee jaar meewerkend voorvrouw van de fabriek die BioBTX in Delfzijl gaat bouwen.
Wim Raaijen
Het voordeel als je jong bij een starter in dienst komt, is dat je kunt meegroeien met het bedrijf zelf. En dat ziet de twintigjarige Gaby op ’t Holt zeker zitten. Nu zit ze aan de knoppen van een proefi nstallatie die als model dient voor de fabriek die vanaf dit jaar wordt gebouwd op Chemie Park Delfzijl. Daar gaat BioBTX afvalplastic omzetten in de chemische bouwstenen benzeen, tolueen en xyleen (BTX). De eerste fase van de fabriek moet al in 2024 draaien en in 2027 moet de volledige fabriek operationeel zijn. Een investering van in totaal tachtig miljoen euro. Uiteindelijk wil het bedrijf elk jaar 50.000 ton plastic verwerken. En daar wil Gaby op ’t Holt graag aan meewerken.
Hoe kwam je op het idee in de techniek te gaan werken?
‘Ik ben eigenlijk nooit een meisje-meisje geweest. En ik heb altijd graag met mijn handen willen werken. Ik ging ook wel eens met mijn vader mee, die ook operator is. Toen een dansopleiding er niet inzat en ook de fotografi e-opleiding geen plaats meer had, leek de MBO-opleiding voor procesoperator me wel wat. Dat bleek meteen de beste keus van mijn leven.’
Niet iets waar veel jonge meiden aan denken, toch?
‘Dat klopt. Ik kwam in een klas met bijna alleen maar jongens terecht. Slechts één ander meisje. Ik had het vanaf het begin af aan erg naar mijn zin. Ik heb ook het gevoel dat heel veel andere vrouwen het leuk zouden vinden, maar dat het van huis uit niet echt wordt gestimuleerd. Dat is best jammer. Er was
Gaby op ‘t Holt: ‘Rijbewijs? Nee, dat heb ik nog niet. Dus ik bestuur eerder een chemische installatie dan een auto.’
zelfs een leraar die zei dat het niet voor mij was weggelegd. Dat gaf me alleen maar extra motivatie. Ik dacht: nu ga ik bewijzen dat ik het wel kan. Dat het me is gelukt, kan ook een voorbeeld zijn voor andere vrouwen. Daar wil ik me heel graag sterk voor maken’
Toch ging het bijna nog mis met afstuderen.
‘Ik liep een paar maanden stage bij een kartonfabriek. Op het moment van afstuderen kreeg ik te horen dat mijn stage werd afgebroken. Ik weet nog steeds niet waarom. Sowieso een reden die buiten mij om ging. Iets tussen school en het bedrijf. Daardoor liep ik bijna een jaar vertraging op.’
Techniekhelden
De industrie wemelt van de techniekhelden. Want hoe kunnen we producten maken voor auto’s, smartphones of medicijnen zonder technici die de machines en installaties in conditie houden? De techniekheld mag wat ons betreft best eens op het podium worden gehesen. Ben of ken jij iemand in de procesindustrie of energiesector die enthousiast kan vertellen over zijn of haar beroep? Laat het ons weten via redactie@industrielinqs.nl.
Maar toen kwam BioBTX?
‘Ja, ik kon meteen op gesprek komen. Ze hadden nog nooit een stagiair gehad, maar het was een heel leuk gesprek. Tijdens mijn studie dacht ik dat het mechanische gedeelte me meer trok. Maar toen ik hier kwam, bleek ik juist de chemische richting ook erg interessant te vinden. Tegen het einde van mijn stage einde zomer afgelopen jaar, gaf ik aan dat ik graag wilde blijven. Dat kon gelukkig. Ik ben nu de enige procesoperator hier. Dus ik zit hier aan de knoppen. Ik voel me helemaal op mijn plaats. Rijbewijs? Nee, dat heb ik nog niet. Dus ik bestuur eerder een chemische installatie dan een auto.’
En nu?
‘Ik heb geleerd om telkens één stap vooruit te kijken. In 2024 neemt BioBTX de eerste fase van de fabriek in Delfzijl in gebruik. Ik zou dan graag meewerkend voorvrouw willen zijn. Leidinggeven trekt me zeker, maar ik wil vooral ook met mijn handen blijven werken.’
