FluidsProcessing.nl NL
Home
BLIJF OP DE HOOGTE
Meld u nu aan voor onze maandelijkse nieuwsbrief.
Uw adres wordt nooit aan derden doorgegeven.
Lees onze privacyverklaring.

     

ARTIKEL
Elektrochemie: minder ver weg dan het lijkt Procesindustrie aan de stekker
Download dit artikel als pdf
Is uw adres bekend, dan wordt de pdf meteen geopend, anders krijgt u een link toegestuurd.
Ook ontvangt u onze volgende nieuwsbrief.

Elektrochemie: minder ver weg dan het lijkt

Procesindustrie aan de stekker

Voor de overgang van de gasgedreven procesindustrie naar een CO2-arme variant is elektrificatie belangrijk. Kansrijke businesscases lonken. Bedrijven ruiken aan elektrochemische processen. Ook voor toeleveranciers liggen er kansen. Maar er is nog veel nodig en het draait niet louter om technologie.
Bert den Ouden van Berenschot dicht elektrochemie een hoge potentie toe. De managing director Energy houdt vinger aan de pols bij de verduurzaming van de procesindustrie in ons land. Zo werkte Den Ouden mee aan de Roadmap Chemie 2050 van brancheorganisatie VNCI. Vorig jaar voerde zijn team samen met energie-experts van andere bureaus een elektrificatiestudie uit voor TKI Energie en Industrie.
Elektrochemie: minder ver weg dan het lijkt Procesindustrie aan de stekker Voor de overgang van de gasgedreven procesindustrie naar een CO2 -arme variant is elektrificatie belangrijk. Kansrijke businesscases lonken. Bedrijven ruiken aan elektrochemische processen. Ook voor toeleveranciers liggen er kansen. Maar er is nog veel nodig en het draait niet louter om technologie. 26 Fluids Processing | nr. 5 | oktober 2018 Fluids Processing | nr. 5 | oktober 2018 27 MILIEU EN ENERGIE | Pieter van den Brand Bert den Ouden van Berenschot dicht elektrochemie een hoge potentie toe. De managing director Energy houdt vinger aan de pols bij de verduurzaming van de procesindustrie in ons land. Zo werkte Den Ouden mee aan de Roadmap Chemie 2050 van brancheorganisatie VNCI. Vorig jaar voerde zijn team samen met energie-experts van andere bureaus een elektrificatiestudie uit voor TKI Energie en Industrie. CHLOOR Het meest belovend op de korte termijn is de flexibele productie van chloor, een van de grootste energie- en warmtegebruikers in de chemie. Dynamisch afstemmen van energieverbruik en productie (Demand Side Management, in jargon), is volgens Den Ouden kansrijk. “Vanwege de enorme elektriciteits- en warmtevraag is flexen met groene stroom financieel interessant en levert een aanzienlijke vergroening op.” Eerste voorbeeld is AkzoNobel dat begin juli bekend maakte, dat het in Rotterdam een tweede chloorproductielijn gaat bouwen met ‘e-flex’-technologie. Slim digitaal vernuft past de chloorproductie op deze nieuwe lijn, die in 2021 klaar moet zijn, aan voor zo kosten-efficiënt mogelijk stroomverbruik. ONDER DE RADAR Ook de inzet van elektrochemie in productieprocessen is volgens Martijn de Graaff geen vergezicht meer. De business-manager bij TNO Sustainable Chemical Industry werkt voor het industriebrede innovatieprogramma VoltaChem. “Alleen gebeurt er nog veel onder de radar.” De Graaff kan het weten, want TNO heeft een onafhankelijk testcentrum voor elektrochemische cellen. “We zien veel bedrijven langskomen, ook uit het buitenland, maar die willen helemaal niet aan de grote klok hangen waar ze precies mee bezig zijn. Ze vrezen dat traditionele spelers als Shell ermee aan de haal kunnen gaan.” Juist ook traditionele spelers als Shell en vernieuwende bedrijven als Avantium, dat vorig jaar elektrochemie-specialist Liquid Light uit de VS heeft overgenomen, doen veel op dit vlak. Liquid Light heeft in de VS een twintigtal patenten voor de productie van een reeks chemiebouwstenen, waaronder oxaalzuur, glycolzuur en propyleen, voor de productie van polymeren, coatings en cosmetica. “Vanaf 2030 gaat elektrochemie een steeds belangrijker rol spelen. In termen van de procesindustrie is dat ‘overmorgen’, namelijk niet verder dan een tot twee grote productiestops van fabrieken weg.” Nederlandse kansen op waterelektrolysemarkt Door de groeiende vraag naar duurzame waterstof neemt de roep om waterelektrolysers toe. Elektrolysers zijn echter relatief dure apparaten. De hoge kosten liggen voor een groot deel in de vrij prijzige componenten, denk aan katalysatoren, elektroden, metalen en membranen die allemaal handwerk zijn en weinig duurzaam. Voor kostenreductie is opschaling en massaproductie nodig. Ons land heeft geen elektrolyser-industrie. Grote namen zijn het Noorse Nel Hydrogen, de Duitsers Siemens en ThyssenKrupp en Hydrogenics in België. Reden voor innovatieprogramma VoltaChem een platform voor de Nederlandse markt in te richten rond de PEM-elektrolyser-technologie (Proton Exchange Membrane). Dit is volgens de experts de belangrijkste toekomstige technologie om waterstof uit elektriciteit te halen. Met het ‘AMPERE’-platform (Advanced Materials for PEM-Electrolyzers Reducing Cost and Enhancing Life) wil Voltachem innovatie versnellen door elektrolyserfabrikanten en kennisinstituten te koppelen aan het potentieel van mogelijke toeleveranciers die componenten voor deze hoogwaardige apparaten kunnen maken. De toeleveranciersmarkt heeft veel kennis in huis van onder meer speciale polymeren, corrosiebestendige coatings en duurzame materialen. Volgens VoltaChem is de branche echter nog onvoldoende doordrongen van de mogelijkheden op deze nieuwe markt. Ook hebben zij geen toegang tot test-infrastructuur. Een van de partners is de relatief kleine Nederlandse elektrolyserproducent Hydron Energy. Deze spin-off van onderzoekscentrum ECN maakt elektrolysers tot 1 MW (de grote jongens maken apparaten tot 10 MW). Meest belovend op korte termijn is de flexibele productie van chloor Elektrochemische cel op labschaal. (Foto: TNO) Dit artikel is afkomstig uit Fluids Processing www.fluidsprocessing.nl © ProcesMedia MILIEU EN ENERGIE CO2 -CONVERSIE Cleantechbedrijf Coval Energy pioniert al enkele jaren met elektrochemische technologie om CO2 met water om te zetten in mierenzuur. Inmiddels zijn drie reactoren ontwikkeld, die qua schaalgrootte (reactieoppervlak: 200 cm2 ) de labfase flink zijn ontstegen. Een volgende pilotinstallatie (capaciteit: 100 kW) staat in 2020 gepland bij Twence, dat de afgevangen CO2 uit haar afvalenergiecentrale in gaat zetten. De gang naar industriële schaal is in volle gang, wil mede-oprichter Frank Schreurs maar zeggen. Naast de bestaande toepassingen in de diervoederindustrie en de leerlooierij ziet Schreurs nieuwe mogelijkheden voor mierenzuur, zoals als opslagmedium voor waterstof in een brandstofcel. “Deze combinatie past mooi in de huidige brandstofketen.” Een andere optie zijn kleine installaties ter vervanging van dieselaggregaten of wkk’s. Mierenzuur kan prima worden omgezet naar warmte, licht en CO2 en vervangt daarmee gas of diesel als brandstof. “We zien mierenzuur als een prima eerste stap voor onze CO2-conversietechnologie, we kijken ook we of we nog andere producten kunnen maken, zoals methanol.” Ook werkt Coval aan de inzet van mierenzuur als ‘liquid syngas’. “We zoeken daar partners voor”, aldus Schreurs. OP ZOEK NAAR COMPONENTEN De componenten van de elektrochemische reactor van Coval zijn nog niet uitontwikkeld. Schreurs verwacht dat de huidige markt van componentenleveranciers daar beslist een stevige bijdrage aan kan leveren. “We proberen nu nog verschillende typen anoden, kathoden en membranen uit. We zijn op zoek naar de meest geschikte typen. Die componenten gaan we niet zelf ontwikkelen. Ook daar zoeken we partners voor. Dit soort onderdelen is nog niet eerder gebruikt voor CO2-conversie, dus daar ligt beslist nog een uitdaging, met name aan de materialenkant van anodes en kathodes. Ook het aanbod van membranen mag wat ons betreft veel breder. Het aantal aanbieders is nog beperkt.” De Graaff van TNO wil de verwachtingen rond CO2-conversie toch wel enigszins temperen. “Het gaat toch richting 2040 tot 2050, voordat dit op industriële schaal doorbreekt. Maar op kleinere schaal, dat zie je bij Coval, kan het sneller gaan.” Eerder voorspelt De Graaff de komst op veel kortere termijn van fabrieken voor de elektrochemische conversie van biogrondstoffen. Eveneens dichterbij, aldus De Graaff, is de elektrochemische productie van waterstof door elektrolyse en daarna thermokatalytische koppeling met CO2. “Dit noemen wij de indirecte route en dit kan al snel aanzienlijke volumes opleveren.” POTENTIE Elektrochemische technieken voor onder meer de productie van mierenzuur gaan de grote stroomvraag van de procesindustrie niet oplossen, stelt Den Ouden van Berenschot, “maar aanvullend kan het wel wat opleveren. Voorlopig is echter onduidelijk of dit soort technieken door zal breken. Van een hybride boiler weet je wat hij kan en van stoomrecompressie weet je het ook. We zeggen ook niet: doe het maar niet. Laten we de R&D rond mierenzuur en methanol vooral verder blijven ontwikkelen. Bij Power-to-chemicals is veel potentie en een grote variëteit aan opties. Bovendien is Nederland erg sterk in chemie. Wij kunnen best in een aantal van deze routes het voortouw nemen, eerst om de ontwikkeling van de grond te krijgen in een Topsectorachtige constellatie en vervolgens in SDE-achtige stimuleringsregelingen tot massaproductie te krijgen. En dan zou er best wel een pareltje uit kunnen rollen waar we als industrie en als land een enorme voorsprong mee opbouwen.” ROOSKLEURIGER De Graaff vindt Den Oudens woorden te afwachtend klinken. “Ik schat de kansen een stuk rooskleuriger in. Als het productievolume groeit, levert dat een grote elektriciteitsvraag op. Dat is immers afhankelijk van de omvang van de fabriek. Als het lukt om elektrochemische CO2- of biomassaconversie naar de schaal van een huidige chloorfabriek te krijgen of waterstofelektrolyse op te schalen naar 500 MW, dan hebben we toch echt wel te maken met enorme volumes.” ● Bert den Ouden, sectorleider Energie bij Berenschot Consultancy. Martijn de Graaff, business-manager bij TNO Sustainable Chemical Industry. Frank Schreurs, mede-oprichter van cleantechbedrijf Coval Energy. Toeleveranciers nog onvoldoende doordrongen van de kansen op de elektrolyser-markt Laboranten draaien aan HPLC-pomp bij een reactor van Coval Energy voor het omzetten van CO2 en water in mierenzuur. (Foto: Coval) Fluids Processing | nr. 5 | oktober 2018 29 Fluids Processing www.fluidsprocessing.nl © ProcesMedia
PROCES MEDIA
Solids Processing Fluids Processing MB Maintenance SchuettgutPortal
Ontvang onze nieuwsbrief
Nieuwsbrief archief
Volg ons
Linked
Service en contact
ContactDisclaimerPrivacyAdverterenInloggen controlpanel