18-06-2020

Welke grensoverschrijdende uitdagingen en kansen er zijn voor de productie van ammoniak, een sleutelindustrie in het gebied Antwerpen-Rotterdam-Rijn-Ruhr? De onderzoeksinstituten EnergyVille/VITO, Dechema en DVGW en TNO onderzochten het in een case study.


De onderzoeksinstituten EnergyVille/VITO (België), Dechema en DVGW (Duitsland) en TNO (Nederland) hebben hun expertise gebundeld en een onderzoek uitgevoerd naar welke grensoverschrijdende uitdagingen en kansen er zijn voor de productie van ammoniak, een sleutelindustrie in het gebied Antwerpen-Rotterdam-Rijn-Ruhr. De drie geanalyseerde locaties bevinden zich binnen een straal van 185 km en produceren samen bijna 2 miljoen ton ammoniak per jaar, waarbij ze grote hoeveelheden elektriciteit en aardgas verbruiken voor energie en grondstoffen.

De Europese Commissie heeft met de Green Deal een ambitieus traject uitgestippeld dat gericht is op een significante vermindering van de CO2-uitstoot tegen 2030 en koolstofneutraliteit tegen 2050. Tegelijkertijd worden door de industriële sector veel proces- of technologisch specifieke projecten opgestart, variërend van koolstofafvangtoepassingen (CCU en CCS) tot de vervanging van fossiele brandstoffen door koolstofvrije moleculen (bijv. op elektrolyse gebaseerde waterstof) om als grondstof en energiedrager te dienen.

Tegenwoordig zijn industriële clusters in geografische nabijheid sterk met elkaar verbonden en profiteren ze van gezamenlijke infrastructuren zoals havens, pijpleidingen en elektriciteitsnetten binnen landen en over nationale grenzen heen. Maar wat zijn de toekomstige infrastructuurvereisten voor een koolstofneutrale chemische industrie? Is er nieuwe infrastructuur nodig of kunnen bestaande activa worden hergebruikt, vb. kan het aardgasnet gedeeltelijk worden benut voor waterstof- of CO2-transport en zijn potentiële capaciteiten voldoende om de benodigde hoeveelheden elektronen en moleculen te vervoeren? Hoe kunnen plannen om de energie- en grondstofvoorziening van grote chemische sites koolstofvrij te maken eruitzien als ze gebaseerd zijn op hernieuwbare gassen (waterstof uit elektrolyse met of zonder methanisatiestap, biogas of syngas uit biomassa) of nieuwe en grootschalige processen (methaanpyrolyse, CCS)? Welke compromissen moeten worden aanvaard tussen de levering van fossiele energie en het gestaag groeiende aandeel hernieuwbare energie om een ​​relatief snelle transformatie te bevorderen?

Climate goals 2030

Het onderzoeksconsortium analyseerde en vergeleek vier technisch haalbare routes om te komen tot koolstofneutraliteit voor de drie ammoniaklocaties, rekening houdend met de evolutie van de belangrijkste drivers en berekende het CO2-emissiereductiepotentieel en de productiekosten langs de vier trajecten tot 2050 en daarna.

De resultaten van de trilaterale onderzoekssamenwerking identificeren uitdagingen die door alle drie de locaties worden gedeeld, terwijl ze toelaten de individuele kenmerken voor elke locatie beter te begrijpen. Zo is de route van de hervorming van stoommethaan met CCS-toepassing geïdentificeerd als een kostenconcurrerende route voor alle drie de locaties, maar zou daar infrastructuur voor nodig zijn voor ongeveer 2,7 miljoen ton lange-termijn-CO2-opslag per jaar. Deze potentiële route resulteert in een gedeelde uitdaging met technische, regelgevende en maatschappelijke dimensies in alle drie de landen. Langs de andere kant kunnen haven- of kustlocaties, zoals Antwerpen, toekomstige mogelijkheden bieden voor de import van moleculen door scheepvaartterminals te transformeren of toegang te ontsluiten tot grootschalige offshore-parken op de Noordzee zonder verdere binnenlandse netverbeteringsprojecten.

Het koolstofarm maken van industriële processen vereist locatiespecifieke oplossingen, maar het onderzoek toont aan dat ze moeten worden ontwikkeld binnen een geïntegreerde infrastructuur in transitie. Om de transitie tot een economisch en duurzaam succes te maken, is het essentieel om voorbij de ruimtelijke grenzen van een industriële cluster te kijken en ook verder dan politieke grenzen.

Frank Meinke-Hubeny

Contact

Frank Meinke-Hubeny

Project Manager Smart Energy and Built Environment at EnergyVille/VITO