e-THOR: ketens sluiten met een elektrolyser

e-THOR: ketens sluiten met een elektrolyser

Eén van de doelstellingen voor een schonere en energie-efficiëntere toekomst is het sluiten van productieketens: reststoffen terugbrengen in de keten om geen hoogwaardig materiaal te verspillen of het milieu te belasten. In het Rotterdamse havengebied liggen bedrijven naast elkaar, die slim van elkaars reststoffen gebruik kunnen maken. Het project e-THOR bestudeert deze mogelijkheid voor AVR en Tronox: wat kan een elektrolyser hier betekenen?

Research

e-THOR staat voor Electrolysis Technique for Hydrogen and Oxygen production in Rotterdam. Het is een kortlopende studie naar de haalbaarheid van een 5MW elektrolyser op het terrein van Afvalverwerking Rotterdam (AVR). Een elektrolyser gebruikt elektriciteit om water te splitsen in waterstof en zuurstof.

Afvalverwerker AVR in Rotterdam heeft voldoende water ter beschikking om elektrolyse toe te passen. Met een elektrolyser zou AVR uit dit water waterstof en zuurstof kunnen terugwinnen. Het waterstof kan AVR verwaarden door het om te zetten, zelf te gebruiken of te verkopen. Het bedrijf Tronox – een producent van titaniumdioxide – ligt pal naast AVR en heeft in haar productie veel zuurstof nodig. De bij elektrolyse vrijkomende zuurstof zou eventueel bij Tronox gebruikt kunnen worden in hun productieproces.

Het is denkbaar dat AVR en Tronox door hun productielijnen slim op elkaar af te stemmen de zuurstof, de waterstof en de restwarmte kunnen hergebruiken.

Het onderzoek dat TNO uitvoert naar de haalbaarheid van de elektrolyser richt zich eerst op het terrein van AVR: waar kan de elektrolyser staan, wat zijn de veiligheidscontouren waarmee rekening gehouden moet worden, welke bekabeling ligt er al? Waar valt de elektrolyser het beste in te passen in het huidige proces van de afvalverwerker en hoe kan AVR de afgevangen zuurstof efficiënt bij Tronox afleveren?

Business case verkennen

Daarnaast wordt er nagedacht over de scenario’s als deze installatie er werkelijk komt: Wat kan men in de regio Rotterdam doen met de restwarmte uit de elektrolyser? AVR verzorgt met de warmte uit haar afvalverbranding nu al een deel van de Rotterdamse stadsverwarming. Is het opgewarmde koelwater uit de elektrolyser straks wellicht in de eigen verwerkingsprocessen op de AVR-site te hergebruiken?

De consequentie van een opschaling in de capaciteit naar 100MW wordt ook in deze studie al verkend. Dit is nu nog volledig theoretisch denkwerk. TNO verkent dit scenario, omdat de toekomstmogelijkheden en de economische haalbaarheid zo relevant zijn voor de volgende stap. Als het technisch kan, wat doet een elektrolyser dan op deze locatie met de prijzen van de diensten en producten van beide bedrijven? Is het financieel interessant en vanaf welke capaciteit wordt het de investering waard (ROI waarde)? Wat is het effect van technische mogelijkheden op de business case?

AVR kan de koolstof die vrijkomt in het afvalverbrandingsproces in Rozenburg gaan opvangen, zoals nu al in haar vestiging in Duiven gebeurt. Uit deze koolstof in combinatie met de waterstof uit de elektrolyser kan AVR dan ook weer nieuwe producten maken, denk bijvoorbeeld aan methanol. Ook bij Tronox blijft koolstof als restproduct over: is die koolstof ook in de keten van deze twee bedrijven terug op te nemen? Dat wordt allemaal meegenomen in deze verkenning.

Uitdagingen

Een elektrolyser integreren in een al bestaande productieketen kan plaatsingsmoeilijkheden opleveren. TNO brengt in kaart welke ruimte en omstandigheden voorwaardelijk zijn voor een plaatsing van een elektrolyser. De veiligheidscontouren zijn daarbij ook belangrijk: een vraag kan bijvoorbeeld zijn of AVR de elektrolyser zelf kan bedienen en onderhouden, of dat daar externe expertise voor nodig is. Wat impliceert dat voor de plaatsing? Wellicht moet de installatie dan worden afgeschermd op het terrein.

De berekeningen en gedachten over een opschaling zijn nog erg hypothetisch. Maar het is belangrijk mogelijke toekomstige lasten en baten mee te nemen in de verkenning, ook al zal de uitkomst hiervan natuurlijk door nieuwe ontwikkelingen en andere omstandigheden fluctueren. Het is dus zinvol serieus te overwegen welke toekomstmogelijkheden de elektrolyser biedt als de capaciteit hoger komt te liggen.

AGRI-RES-300-IoT-SmartPort

Mooi statement voor Rotterdam

5MW klinkt misschien klein, als je de capaciteit van de elektrolyser afzet tegen wat we er in de Rotterdamse haven allemaal mee willen en kunnen doen. Op wereldschaal is het wel een Rotterdams statement van formaat als de elektrolyser er komt: bij de aanvang van dit onderzoek (november 2019) was er maar één grotere elektrolyser functioneel in de wereld. Het zet Rotterdam dus beslist op de kaart op het vakgebied van Elektrificatie.

Deze studie geeft bovendien belangrijke informatie over hoe nieuwe, gesloten waardeketens opgezet kunnen worden. Afvalverwerking heeft van oudsher het imago dat je er ‘vuil’ materiaal heen brengt dat daar weggewerkt wordt. De benadering van hergebruik en verwaarding van reststoffen krijgt met deze studie – – een belangrijke impuls. Het geeft zicht op de mogelijkheid van schone productie van nieuwe producten voor de betrokken partners en ook op potentiële nieuwe gebruikers van deze producten. Zo ontstaat een nieuwe waardeketen in de regio Rotterdam.

AGRI-PART-300-SmartPort

Samenwerkende partijen in deze studie:

E-THOR is een project uit het SmartPort programma ‘Elektrificatie en Waterstof’. De studie wordt tussen november 2019 en mei 2020 uitgevoerd door TNO. De deelnemende partners zijn: AVR, Tronox, het Deltalinqs Climate Program en SmartPort. Het project wordt mede gesubsidieerd door de Topsectoren Energiestudies Industrie (TSE).

Voor meer informatie over dit project, neem contact met ons op.

Download visuals