PROJECT Elektrificatie helpt chipsfabriek van het gas af

Elektrificatie helpt

chipsfabriek van het gas af

Om de CO2-uitstoot van haar chipsfabriek in Broek op Langedijk drastisch te reduceren, stapt PepsiCo over van aardgas op duurzame elektriciteit. Eneco faciliteert de elektrificatie van de fabriek. Hoewel een elektrische boiler veel gemakkelijker en goedkoper zou zijn, kiezen de twee bedrijven ervoor de chipsfabriek te elektrificeren met een e-heater in combinatie met hoge-temperatuuropslag van Kraftblock.

Liesbeth Schipper

Restwarmte

Bij PepsiCo in Broek op Langedijk doet de thermische opslag van Kraftblok dienst om duurzame energie tijdelijk op te slaan. Het systeem is in eerste instantie echter ontworpen om restwarmte uit productieprocessen in op te slaan. Bijvoorbeeld als deze slechts een paar uur per dag beschikbaar is of in grote hoeveelheden vrijkomt in een korte tijd. De warmte in het opslagsysteem kan dan later intern worden hergebruikt, bijvoorbeeld om een oven voor te verwarmen maar ook om stoom of elektriciteit op te wekken. De opgeslagen warmte kan zelfs worden getransporteerd voor gebruik door een externe partij, omdat de opslag modulair en verplaatsbaar is. De restwarmte moet een temperatuur hebben van minimaal 300 tot maximaal 1.300 graden Celsius. Voor de chemische industrie of staalproductie, maar ook voor de keramische en glasindustrie is dit een interessante optie. Kraftblock heeft voor deze toepassing al diverse pilots lopen, onder andere met twee staalproducenten en met een bedrijf in de keramische industrie. Om aan warmte te komen, gebruikt de industrie al decennialang aardgas en restgassen uit het eigen proces. Het gebruik van gas(sen) is in al die jaren helemaal geoptimaliseerd en bijzonder betrouwbaar geworden. Het zorgt daarmee voor stabiliteit en veiligheid. De industrie moet nu echter om, van dit goed werkende systeem naar andere energiedragers. Dat kost tijd en geld, maar is onvermijdelijk om een significante CO2 emmisiereductie te kunnen realiseren. Een van de opties die de industrie in de energietransitie heeft, is elektrificatie van processen. De industrie is al volop bezig met elektrificatie door bijvoorbeeld te werken met elektrische aandrijvingen, maar een nieuwe elektrificatieslag richt zich nu op de warmtebehoefte. Een mooi voorbeeld daarvan is een gezamenlijk project van Eneco en PepsiCo in Broek op Langedijk. Daar elektrificeert Eneco de warmteprocessen in de chipsfabriek van PepsiCo, waar onder andere Lay’s en Cheetos worden gemaakt. De fabriek stapt daarmee over van aardgas naar groene stroom.

Buffersysteem

Elektrificatie met duurzame energie is een belangrijke oplossing om het gasgebruik in de chipsfabriek terug te brengen en zo de CO2-uitstoot te reduceren. Het vervangen van aardgas door groene elektriciteit moet in een eerste fase leiden tot een verlaging van de CO2-uitstoot met 51 procent ten

Model voor hoge temperatuur warmte-opslag in de industrie van Kraftblock.

opzichte van de te verwachten emissies zonder deze omslag. Het doel is om uiteindelijk een CO2-reductie van 98 procent te realiseren. Een uitdaging bij het gebruik van hernieuwbare energie is echter het fluctuerende aanbod terwijl de vraag naar energie vanuit de fabriek juist wel constant is. Een oplossing voor dit probleem is een energieopslag tussen de energiebron en de gebruiker. Op het terrein van PepsiCo komt ook zo’n opslagsysteem. De thermische opslag in Broek op Langedijk kan Eneco vullen op momenten dat de algemene vraag naar groene elektriciteit laag is. Dus met name in de avond en nacht, en in het weekend wanneer er weinig vraag naar energie is en de elektriciteitsprijzen laag zijn. De thermische energie kan terug naar de fabriek op momenten dat die de warmte nodig heeft.

Hoge temperatuur warmte-opslag

Eneco begon in 2019 met een verkenning van mogelijkheden om bedrijven te helpen verduurzamen door elektrificatie in combinatie met thermische opslag. Het bedrijf onderzocht veertien technische oplossingen voor warmte-opslag en koos er uiteindelijk voor met Kraftblock in zee te gaan. Dit Duitse bedrijf verwarmt lucht met een elektrische weerstandverwarming – eigenlijk gewoon een enorme föhn – en slaat deze op in een grote container met ijzerslakken, een restproduct van de metaalindustrie. Het gaat daarbij om hoge temperatuur warmte-opslag, het materiaal blijft stabiel tot 1.300 graden Celsius. In Broek op Langedijk verwarmt de e-heater de lucht tot 800 graden Celsius. Deze hete lucht gaat door de container en geeft daarbij de warmte af aan de ijzerslakken. Deze zijn zeer geschikt voor het vasthouden van warmte op hoge temperatuur voor langere tijd. Het duurt ongeveer vier uur om de opslag volledig te vullen. Wanneer de warmte later nodig is, wordt de luchtstroom omgedraaid en geven de ijzerslakken hun warmte weer af aan de lucht. Deze hete lucht wordt dan gebruikt voor het verwarmen van de thermische olie die nodig is om de chips in de fabriek te bakken.

Gewone elektrische boiler

Twee van de drie bestaande gasgestookte ketels in Broek op Langedijk blijven voorlopig in gebruik om de temperatuur van de thermische olie te handhaven. Maar in de nieuwe situatie leveren ook de e-heater en het thermisch energieopslagsysteem de benodigde warmte aan de olie. Daardoor wordt er minder aardgas gebruikt, naar schatting 4,5 miljoen kubieke meter gas per jaar. Dit komt overeen met een CO2-emissiereductie van 8.500 ton per jaar. Volgens Eneco zou een gewone elektrische boiler om de thermische olie te verhitten een stuk goedkoper zijn. Toch kiest het bedrijf voor dit twee tot drie keer duurdere systeem met thermische opslag om PepsiCo van warmte te voorzien. Het wil met het project ervaring opdoen, ervan leren. Het wil knelpunten oplossen en inzicht verwerven en daarmee de technologie verder verbeteren. Eneco is nog in gesprek met netbeheerder Liander vanwege het overbelaste elektriciteitsnet in Noord-Holland. De thermische opslag kan worden geladen op momenten dat het net dit aankan en biedt daarmee flexibiliteit aan het net.

Twee modules

De bouw van de thermische opslag begint naar verwachting medio 2023 en zal, als alles volgens planning verloopt, eind 2023 gereed zijn. Er komen in eerste instantie twee Kraftblock modules te staan, elk met een netto capaciteit van 34 megawattuur. In een tweede fase willen Eneco en PepsiCo er nog drie modules bij plaatsen, om daarmee de CO2-uitstoot met 98 procent te reduceren.