Industriële koolstofvoetafdruk verkleinen

Op²⁶ mei van dit jaar schreef een Nederlandse rechtbank geschiedenis. Dit was de dag dat de Haagse rechtbank bepaalde dat Royal Dutch Shell haar uitstoot van broeikasgassen in 2030 met 45% moet hebben teruggebracht ten opzichte van het niveau van 2019.

In een wereld die zich steeds meer richt op duurzaamheid en de uitdagingen die een veranderend klimaat met zich meebrengt, lijkt zo’n oordeel misschien niet helemaal verrassend. Dit was echter de allereerste keer dat een rechtbank een dergelijk bevel uitvaardigde, niet aan een regering, maar aan een beursgenoteerd bedrijf.

Een veranderend klimaat: de discussie laait op

Duurzaamheid is op dit moment op zijn zachtst gezegd een veelbesproken onderwerp. Initiatieven zoals de Sustainable Development Goals van de Verenigde Naties zetten het onderwerp stevig op ieders agenda.

Het toenemende bewustzijn van de effecten van de activiteiten van de mensheid op ons milieu heeft een impact op elk aspect van ons leven. Mensen veranderen hun dieet, hun consumptiegedrag en de manier waarop ze denken.

De toekomst: wie is verantwoordelijk

De verschuiving in de publieke opinie komt tot uiting in een toenemende urgentie ten aanzien van duurzaamheidskwesties. We zien met name de verwachting dat de industriële sectoren ook hun gedrag zullen veranderen en een vermindering van de uitstoot van broeikasgassen zullen faciliteren.

Als gevolg hiervan is er een groeiende tendens naar een grotere acceptatie van maatschappelijk verantwoord ondernemen voor het milieu.

Van de fabrikanten van vandaag wordt verwacht dat ze de beste praktijken volgen als het gaat om duurzaamheid. Dit betekent het onderhouden van up-to-date apparatuur en het behouden van veelzijdigheid om snel met de regels mee te kunnen veranderen.

Niet elk aspect hiervan vertegenwoordigt echter een uitdagende toename van het werk; er zijn een aantal voordelen te behalen uit de beste milieupraktijken.

Efficiënte, milieubewuste activiteiten kunnen bijvoorbeeld resulteren in een aanzienlijk hoger rendement op investering omdat er minder energie wordt verbruikt en verspild.

Hogere duurzaamheid voor stabiliteit bij aanwerving

Een ander, misschien minder direct voor de hand liggend, voordeel ligt in de toegenomen aantrekkingskracht van talent. Zoals we hierboven al hebben vastgesteld, is er een toenemend bewustzijn over duurzaamheidskwesties. Dit is opmerkelijk bij de jongere generatie en vooral bij pas afgestudeerden.

Een gevolg hiervan is dat werkzoekenden steeds meer nadruk leggen op duurzaam handelen; dat wil zeggen, bij het vinden van een bedrijf dat is afgestemd op hun eigen waarden.

Bovendien suggereren enquêtes onder werkzoekenden dat sollicitanten de neiging hebben om te anticiperen op correlatie tussen zorg voor het milieu en zorg voor werknemers. Simpel gezegd, milieuvriendelijke praktijken zullen uw bedrijf waarschijnlijk aantrekkelijk maken voor de meest getalenteerde personen die momenteel uit het secundair en hoger onderwijs komen.

Een duidelijke visie op duurzame bedrijfsvoering: Toenemende vraag naar transparantie

Daarnaast zijn best practices op milieugebied ook een kans om goed maatschappelijk verantwoord ondernemen aan te tonen.

Met zoveel aandacht voor duurzaamheid eisen aandeelhouders en met name financiers en banken meer transparantie van het bedrijfsleven met betrekking tot de kwestie.

Het is niet langer voldoende om duurzaamheid als marketinginstrument in te zetten, stakeholders willen regelmatig rapporteren steeds meer zien als onderdeel van het MVO-proces.

De praktijk van stakeholderrapportage is verre van een extra last, maar kan zelfs een aantal potentiële voordelen bieden:

Aantonen van naleving van regelgeving
Verbetering van de werking met minder energie en middelen
Beter vermogen om financiering aan te trekken

Het laatste punt is een belangrijk punt; financiële instellingen hebben steeds meer behoefte aan nauwkeurige metingen en rapportages om de duurzaamheid van beleggingsmogelijkheden te beoordelen. Ze proberen immers aan hun eigen stakeholders en investeerders te laten zien dat ook zij zich op een verantwoorde manier gedragen.

Ere wie ere toekomt: de stijgende kosten van koolstofcompensatie voor fabrikanten

Op hetzelfde moment dat de behoefte aan milieu-geoptimaliseerde activiteiten toeneemt, stijgen ook de prijzen die ermee gepaard gaan. Overweeg de praktijk van koolstofkredieten. Onder deze regeling krijgt luchtvervuiling een geldelijke waarde in een poging om de productie te ontmoedigen of zelfs te beperken.

Naast het stimuleren van een industriële cultuur met lage emissies, bieden koolstofkredieten een middel waarmee producenten van luchtvervuiling de impact van hun activiteiten kunnen compenseren. Koolstofkredieten worden echter steeds duurder. Sommige onderzoekers voorspellen zelfs een vertienvoudiging van hun waarde naarmate de vraag stijgt.

Andere waarnemers wijzen op de toezeggingen die veel regeringen hebben gedaan voor een zogenaamd ‘schoon herstel’ van de COVID-19-pandemie; een verdere stimulans voor de stijgende prijs van koolstofcompensatie.

Europese plannen voor koolstofneutraliteit

De Europese Unie heeft haar plannen voor koolstofneutraliteit aangekondigd. Een reeks nieuwe wetten moet het blok op weg zetten naar een reductie van broeikasgassen met 33% op basis van het niveau van 1990 tegen 2030. De EU streeft ernaar om tegen 2050 netto koolstofneutrale niveaus te bereiken.

Deze ambitieuze doelstellingen zijn al overeengekomen door het Europees Parlement en de Raad en door de regeringsleiders in de EU-27. Naarmate de regeringen op zoek zijn naar manieren om deze doelen te realiseren, zal de prijs van koolstofcompensatie waarschijnlijk verder stijgen.

De EU denkt over de handel in emissierechten dat vervuiling een kostenpost met zich mee moet brengen. In een poging om zijn industrie te ondersteunen in het licht van de internationale concurrentie, verleent Europa zijn bedrijven echter vaak zogenaamde emissierechten – in feite een pas om vervuiling te produceren.

Een neveneffect hiervan is dat de vraag naar koolstofcompensatie in het blok relatief laag is gebleven, wat in de loop der jaren heeft geleid tot een stabiele prijs van ongeveer tien euro per ton. Die zit al in de lift en bereikt – en overschrijdt – voor het eerst dit jaar 50 euro per ton.

Nu overheden op zoek zijn naar een middel om hun nieuwe doelverplichtingen te bereiken, is de kans groot dat een alternatieve aanpak wordt geïmplementeerd. Dit kan bijvoorbeeld in de vorm van een koolstofbelasting op goederen die in de regio worden geïmporteerd. Een dergelijke regeling zou het huidige systeem op zijn kop zetten en de concurrentie afschrikken door de kosten van invoer te verhogen in plaats van de kosten van de Europese marktdeelnemers te verlagen.

In zo’n model zouden emissierechten worden afgebouwd of anders aanzienlijk worden verminderd. In dit stadium zou er een toename van de vraag naar koolstofkredieten zijn en zouden de prijzen dramatisch stijgen.

Hulp bij de hand? Overheidssteun & subsidiëring

Aan de andere kant betekent de groeiende betrokkenheid van de overheid bij duurzaamheid vaak dat de productie kan profiteren van subsidies om de overgang naar groenere activiteiten te maken.

Vaak wordt deze subsidiëring gezien in de vorm van door consortia geleide projecten, met een multidisciplinaire aanpak die kennisdeling faciliteert en innovatie stimuleert.

Luchtinnovatiespecialist JOA heeft een holistische kijk op het oplossen van emissie-uitdagingen. De aanpak van het bedrijf is om meerdere systemen te integreren en samen te werken met subsidieadviseurs.

Dankzij de modelleringssoftware van JOA is het in staat om de huidige en toekomstige staat volledig uit te leggen, waardoor duidelijkheid wordt gegeven over welke verbeteringen zijn aangebracht.

Vooruitgang boeken met duurzame bedrijfsvoering

JOA adviseert dat fabrikanten, om optimaal gebruik te maken van de toegenomen noodzaak om op een milieuvriendelijke manier te werken, voorop moeten lopen. Door ervoor te zorgen dat de emissies nu worden aangepast, kan de overgang plaatsvinden zonder onnodige tijdsdruk en zonder de bijbehorende extra kosten die dit mogelijk suggereert.

Duurzame ondersteuning hangt in de lucht

JOA biedt ondersteuning aan fabrikanten die hun_CO2-uitstoot willen verminderen. De adviesgroep van het bedrijf voor industriële filtratie biedt een veelzijdig, bewezen concept van meten en modelleren door:

Gegevensverzameling/Meting
Modellering voor broeikasgasreductie en verbeterde ESG-ratings (Environmental, Social, Governance).
Leveren van upgrades/verbeteringen/systemen: Het kiezen van de juiste filtratietechnologie in combinatie met energieterugwinning
Engineering: Bestaande activiteiten updaten met gemakkelijk uitbreidbare modules zoals gaszuiveringsoplossingen en modules voor energieterugwinning.

De eerste stap is een JOA-adviesonderzoek. Hierbij worden metingen verricht. Deze zullen de specialisten van het bedrijf in staat stellen om het proces te analyseren voor mogelijke optimalisatie via de richting vermindering van het energieverbruik.

Optimalisatie van het milieu – op maat gemaakt

Nauwkeurige metingen kunnen een duidelijke manier zijn om de milieuprestaties te verbeteren. De eerste stap in het verminderen van_CO2-uitstoot is bewustwording om de situatie aan te pakken.

Met dit in gedachten kan de analyse van milieuprestaties minder als een last en meer als een positieve stap worden gezien in de richting van het aanpakken van de uitdagingen die de steeds strengere regelgeving met zich meebrengt.

Een model voor de toekomst

Dit wordt gevolgd door het modelleren van de verschillende opties voor broeikasgasreductie om de investeringsreductieratio te bepalen en de mogelijkheid te krijgen om mogelijkheden voor energieterugwinning te categoriseren en te prioriteren.

De bijdrage van JOA aan de directe vermindering van broeikasgassen in industriële activiteiten kan het best worden samengevat in twee categorieën:

Directe energieterugwinning voor processen met een hoge energie-inhoud
Verbetering van de energieterugwinning voor processen met een lage tot gemiddelde energie-inhoud

Terugwinning van hoge energie-inhoud

Bij de eerste, afhankelijk van het energiebereik in kwestie, is het belangrijkste doel de productie van opnieuw verwarmde lucht, warm water of stoom. JOA heeft ruime ervaring op dit gebied en bouwt hiervoor al meer dan tien jaar industriële installaties.

Een goed voorbeeld in deze categorie is het JOA Energy Recovery systeem, dat zich richt op het terugwinnen van energie uit de faseovergang en tegelijkertijd de luchtuitlaat reinigt van geur en verontreinigende stoffen. In die gevallen wordt de energiebron (producent) vaak de consument van de teruggewonnen energie, wat bijdraagt tot een directe vermindering van broeikasgassen.

In dit voorbeeld bevat de uitlaatgasstroom ‘stoom/waterdamp’ die een hoge energie-inhoud vertegenwoordigt die kan worden teruggewonnen, wat een directe broeikasgasreductie oplevert binnen dezelfde proceskring. Het genoemde voorbeeld levert een broeikasgasreductie op van ongeveer 2000 ton_CO2 per jaar (gebaseerd op 85% uptime met 1,4 Mw directe energiebesparing).

Terugwinning van lage tot gemiddelde energie-inhoud

Energieterugwinning voor processen met een laag-gemiddelde energie-inhoud (entropiefocus) kan vaak complex zijn.

Dit komt omdat de energiestromen vaak grote luchtstromen zijn met relatief lage temperaturen tussen 65-100^oCen/of vochtigheidsbereik.

Ondanks deze toegenomen complexiteit, gezien de toenemende behoefte aan een kleinere broeikasgasvoetafdruk, wordt energieterugwinning voor dergelijke systemen echter steeds belangrijker.

Joa’s ervaring met dit type systeem, hoewel recenter dan die op hoogenergetische processen, is van waarde gebleken. De bijdrage ervan heeft bijvoorbeeld de voorverwarming van de verbrandingslucht van de producent (bijvoorbeeld een droger) mogelijk gemaakt en in upgradeprojecten de lage temperatuurstromen tot stoom verhoogd. In het laatste geval past het bedrijf JOA-warmtepompen en absorptiekoelmachines toe.

Warmteterugwinning als duurzame oplossing

Verspilde warmte

Restwarmte wordt gedefinieerd als thermische energie die in de omgeving wordt uitgestoten. Het is vaak een bijproduct van industriële processen en kan niet volledig worden vermeden. In grote lijnen kan restwarmte worden ingedeeld op basis van de temperatuur van het medium:

Warmteterugwinning

Restwarmte is een gemiste kans die kan worden benut om de algehele efficiëntie van industriële processen te verhogen, wat een milieuvriendelijkere werking impliceert.

Met behulp van warmteterugwinningsbenaderingen kan afvalwarmte voor verschillende doeleinden worden hergebruikt, zoals voor het genereren van thermische, mechanische of elektrische energie. De terugwinning van restwarmte heeft het potentieel om de vraag naar primaire energiebronnen, met name niet-hernieuwbare energiebronnen, te verminderen.

Investeren in terugwinning van restwarmte kan meerdere voordelen met zich meebrengen:

Economie:
- Zuinigere energie-inname uit primaire bronnen.
- Er is minder apparatuur nodig voor afvalwarmtebehandeling.
- Stimulansen en subsidies van de overheid.
Duurzaamheid:
- Een vermindering van de uitstoot van broeikasgassen bevorderen.
- Een gunstigere sociale perceptie.

Naleving van nieuwe regelgeving die de uitstoot van broeikasgassen beperkt en sancties oplegt, zoals koolstofbelasting.

In 2018 werd meer dan een kwart van het totale energieverbruik in de (toenmalige) EU-28 toegewezen aan industriële processen. Binnen deze hoeveelheid werd slechts de helft verbruikt om nuttige inspanningen uit te voeren, terwijl bijna een derde samen met gassen en vloeibaar afval werd uitgeput. Daarom biedt de terugwinning van restwarmte een kans om de efficiëntie van industrieel energieverbruik aanzienlijk te verbeteren.

Niet alle restwarmte werd echter gelijk gemaakt. Vanwege de beperking van de thermodynamica is afvalwarmte bij hoge temperaturen gemakkelijker terug te winnen dan die van een lage temperatuur.

Met behulp van het principe van exergie kan het afvalwarmtepotentieel worden gekwantificeerd. Het is duidelijk dat hoewel de lage temperatuur afvalwarmte meer dan de helft van de totale hoeveelheid vertegenwoordigt, deze een van de kleinste is in termen van terugwinningspotentieel. Met andere woorden, een aanzienlijk deel van de lage temperatuur afvalwarmte wordt beschouwd als anergie, wat het deel van de energie is dat niet voor werk kan worden gebruikt.

Laagwaardige afvalwarmte

Laagwaardige afvalwarmte wordt beschouwd als afvalstromen (vloeistof of gas) die een temperatuur hebben tussen omgevingstemperatuur en tot 230oC. Hoewel laagwaardige restwarmte een relatief laag recuperatiepotentieel heeft, is het tegelijkertijd de meest voorkomende vorm van restwarmte. Daarom biedt laagwaardige terugwinning van restwarmte een grote onbenutte kans om de algehele efficiëntie van veel industriële processen te verbeteren.

In grote lijnen wordt laagwaardige restwarmte geproduceerd door deze systemen:

Afvalgassen of effluenten van industriële warmteprocessen.
Warme koelvloeistof uit koelsystemen van apparatuur.

In veel gevallen kan laagwaardige afvalwarmte opnieuw worden geïntegreerd in hetzelfde industriële proces waaruit het is ontstaan om de energie-inname van externe bronnen te verminderen. Om dit te doen, zou laagwaardige afvalwarmte moeten worden opgewaardeerd of omgezet in een andere vorm voordat deze herbruikbaar wordt.

Laagwaardige oplossingen voor afvalwarmte

Een laagwaardig afvalwarmteterugwinningssysteem heeft over het algemeen twee doelstellingen:

Warmteopwaardering: een laagwaardige afvalwarmtestroom wordt gebruikt om een warmtetransformator aan te drijven, met als output een stroom van hogere temperatuur.
Conversie: Een warmtecyclus is ontworpen om compatibel te zijn met laagwaardige afvalwarmtebronnen om mechanische of elektrische energie op te wekken.

Laagwaardige adsorptie van afvalwarmte

Adsorptie wordt gekenmerkt door de hechting van moleculen, meestal vloeibaar, op een vast oppervlak, waardoor een interfacelaag wordt gevormd. Het adsorptieproces is exotherm, terwijl desorptie endotherme is. Deze eigenschappen kunnen in een warmtecyclus worden benut voor verschillende doeleinden.

Adsorptietechniek is op grote schaal toegepast in commerciële koelmachines of koeloplossingen. Het gebruik ervan voor warmtepomp- of warmte-upgradetoepassingen is echter nog relatief beperkt.

Laagwaardige absorptie van afvalwarmte

Conceptueel vergelijkbaar met de adsorptietechniek, maakt de absorptiewarmtecyclus gebruik van de exotherme aard van verdunning van bepaalde chemische verbindingen (bijvoorbeeld sommige soorten zouten).

Er bestaan al industriële prototypes van een absorptiewarmtetransformator met een temperatuurverhoging van meer dan ^40oC. Er wordt echter nog steeds onderzoek gedaan naar nieuwe chemische oplossingen die een hogere temperatuur kunnen bereiken en tegelijkertijd veiliger zijn om mee om te gaan.

Organische Rankine Cyclus (ORC)

Aangezien de temperatuur van de meeste laagwaardige afvalwarmtebronnen meestal onvoldoende is om een stoomcyclus(Rankine) aan te drijven, is een alternatieve werkvloeistof nodig. Koolwaterstof(organische) verbindingen zijn hiervoor geschikt dankzij hun lagere kookpunt. Bovendien condenseren sommige organische verbindingen niet tijdens expansie, zelfs niet zonder oververhitting.

We bespreken deze en andere processen graag met u en geven aanvullende informatie over hoe we u kunnen helpen bij het optimaliseren van de efficiëntie van uw activiteiten.