PMC bouwde de afgelopen twee jaar een fabriek in Delfzijl waarin het met asbest vervuild staal zodanig verhit dat de asbestvezels kapot gaan en het staal smelt. Dat innovatie soms een lange adem heeft, weten de initiatiefnemers inmiddels. Hun volharding leidde wel tot een duurzame oplossing voor een groeiend probleem.

Bij de aankondiging van de aandeelhouders van Purified Metal Company (PMC) dat ze een fabriek wilden bouwen om met asbest vervuild staal te recyclen, zullen velen zich achter de oren hebben gekrabd. De investering was immers fors. En dat voor een technologie die zich nog niet had bewezen en voor een nog niet bestaand probleem. Het asbeststaal mocht immers gewoon worden gestort.

De volhoudende aandeelhouders, waarvan Nathalie van de Poel er één van is, kregen echter het gelijk aan hun kant. Het langverwachte stortverbod is in juli in werking getreden en inmiddels verwerkte de fabriek de eerste 450 ton aan asbesthoudend staal. Van de Poel: ‘Dat wil overigens nog niet zeggen dat schrooteigenaren ons massaal weten te vinden. Dat iets niet mag worden gestort, wil niet automatisch zeggen dat het niet gebeurt. Ik rijd nu dan ook stad en land af om partijen te informeren over onze milieuvriendelijke oplossing die ook nog eens circulair staal oplevert. We hebben net een samenwerkingsverband met Renewi getekend dat zijn containers met asbesthoudend staal naar onze fabriek zal sturen. Maar we kunnen nog veel meer staal verwerken.’

Kinderziektes

Tot nog toe wordt alleen al in Nederland jaarlijks zestig tot tachtigduizend ton met asbest vervuild staal gestort. PMC bouwde de afgelopen twee jaar een fabriek in Delfzijl waarin het vervuilde staal zodanig wordt verhit dat de asbestvezels kapot gaan en het staal smelt. Daarmee is het asbest onschadelijk geworden, terwijl het ruwijzer dat overblijft weer kan worden ingezet in producten. Grootste uitdaging daarbij was om een gesloten systeem te ontwerpen zonder emissies naar de omgeving.

De dagelijkse praktijk bleek weerbarstiger dan de ingenieurs van tevoren hadden bedacht. ‘Het eerste jaar moesten we nog veel kinderziektes oplossen’, zegt Van de Poel. ‘Het werken met hoge temperaturen onder onderdruk leverde toch behoorlijk wat uitdagingen op. Dit was echter wel een voorwaarde voor het veilig werken met asbest en zware metalen. We wilden dat er absoluut niets schadelijks in het milieu terecht zou kunnen komen. Daarmee zijn we ook een stuk milieuvriendelijker dan de traditionele staalindustrie. De traditionele staalfabrieken gebruiken ook schroot, maar ze voorkomen niet dat de gassen die daarbij vrijkomen in het milieu terecht komen.’

Putdeksels

Het gerecyclede staal, met een koolstofgehalte van 3,5 procent, is een hoogwaardige grondstof die ingezet kan worden door staalfabrikanten om nieuwe staalproducten te produceren. Zo maakt een klant van PMC er putdeksels van. ‘Dankzij de hoge staalprijs kunnen we kosteneffectief produceren’, zegt Van de Poel. ‘Ik zou komend jaar dan ook partijen willen aanbieden om hun met asbest vervuilde schroot om niet te verwerken. Het storten van het vervuilde staal kost gemiddeld honderd euro per ton. Bovendien draagt het circulair verwerken van een afvalproduct bij aan de duurzaamheidsagenda van bedrijven. Maar we moeten echt de markt op gang brengen om het jaarlijkse volume van 150.000 ton te halen.’

Zodra de fabriek in Delfzijl op volle toeren draait, wil PMC nog vijf vergelijkbare fabrieken bouwen in Europa. Van de Poel: ‘We krijgen al aanvragen voor het verwerken van met asbest vervuild staal uit Duitsland, Griekenland en zelfs New York. Die laatste zoekt een duurzame oplossing voor het recyclen van zijn metrostellen. We denken dan ook genoeg animo te hebben voor onze duurzame oplossing. Het mooie is dat als we een nieuwe fabriek bouwen, we de geleerde lessen van afgelopen jaar kunnen meenemen in het ontwerp.

De enige optie die windparkoperators hebben, is windturbines stil te zetten als ze te veel produceren. En dat is natuurlijk zonde. De energiebranche zoekt dan ook naarstig naar een goedkope en efficiënte manier van opslag van overtollige windenergie. Ocean Grazer zegt dé oplossing te hebben gevonden met de Ocean Battery.

De komende jaren groeit de offshore windproductie naar zo’n twaalf gigawatt. En ook zonnestroom krijgt de komende jaren een behoorlijke boost. Het grote verschil met de kolen- en gascentrales is dat duurzame energie moeilijk te sturen is. Wat tot nog toe tot problemen kan leiden als vraag en aanbod niet synchroon lopen. Bovendien is het de vraag hoe zwaar het offshore stroomnet moet worden ingericht om piekproductie bij harde wind te kunnen transporteren.

In de basis is het concept kinderlijk eenvoudig. Bij productieoverschotten pompt het systeem water uit starre reservoirs in flexibele zakken op de zeebodem. Hierdoor slaat het systeem energie op in de vorm van water onder hoge druk. Bij hoge stroomprijzen, stroomt het water terug van de flexibele balgen naar de starre reservoirs met lage druk. Daar zetten meerdere hydro-turbines de druk weer om in elektriciteit.

CEO Frits Bliek van Ocean Grazer ziet dan ook weinig belemmeringen voor grootschalige aanleg van het opslagsysteem. ‘Misschien nog wel de grootste uitdaging is om de balgen goed en goedkoop aan de zeebodem te bevestigen. Maar we hebben een innovatieve offshore branche die ook de installatie van windturbines betaalbaar maakte. Onderwaterrobots zouden het werk bijvoorbeeld ook kunnen uitvoeren.’

Modulair systeem

Wat rendement betreft, scoort de installatie zeer hoog. Bliek: ‘Natuurlijk kost het verpompen van water energie, maar dat is uiteindelijk maar twintig procent van de totale capaciteit. Vergelijk dat maar eens met een elektrolyzer: de helft van de energie gaat al verloren in de conversie en als je het gas weer wil omzetten in elektriciteit blijft er nog maar dertig procent over van de oorspronkelijke stroomcapaciteit. Natuurlijk zijn er wel rendementswinsten te halen door hergebruik van warmte en zuurstof, maar dat kan eigenlijk alleen maar als de installatie dicht bij de industrie staat.

Ook lithium-ion batterijen kennen hun beperkingen, met als voornaamste dat ze duur zijn. Daar komt bij dat de batterijen nog steeds zeldzame metalen nodig hebben, wat om meerdere redenen niet wenselijk is. Ook redox-flow batterijen wil je liever niet op zee bouwen, vanwege de kans op lekkages.’

Hoewel de technologie geen raketwetenschap is, heeft Ocean Grazer wel degelijk patenten liggen voor zijn oplossing. ‘De turbines die we gebruiken, kunnen we min of meer van de plank kopen’, zegt Bliek. ‘Stuwdammen werken al decennia met dit soort turbines die al die jaren probleemloos hebben gedraaid. De innovatie zit vooral in het systeem. Dat is robuust en modulair. De balgen zijn via een buis aangesloten op de turbines. Hoe meer opslag je nodig hebt, hoe langer de buis wordt en hoe meer balgen je daaraan koppelt. Tot nog toe testen we systemen met een capaciteit van twee tot tien megawattuur per eenheid, maar op den duur moet dat naar utility schaalgrootte.’

Zandafgraving

Om er zeker van te zijn dat het systeem blijft werken onder de barre omstandigheden in de Noordzee, testte Ocean Grazer het systeem in de haven van Groningen Seaports. Binnenkort test Ocean Grazer het systeem zelfs op ware grootte in een zandafgraving. Bliek: ‘Simpel gezegd geldt voor het rendement van het systeem dat hoe dieper de balg ligt -en hoe hoger de druk- hoe beter hij presteert. In Nederland zijn veel zandwinlocaties met een behoorlijke diepte. We zijn nu bezig om in een van die afgravingen een gat te graven van zo’n honderd meter diep. Dit soort plassen zijn te gevaarlijk om in te zwemmen, maar er zijn wel partijen die er drijvende zonnepanelen op willen plaatsen. De combinatie met zo’n zonnepark is ideaal voor ons opslagsysteem. Grootschalige zonneparken lopen namelijk tegen dezelfde problemen op als windparken.’

Over de businesscase maakt Bliek zich geen zorgen. ‘We zijn al meerdere keren meegenomen in aanbiedingen voor offshore windparken. Helaas hebben die partijen de concessie niet gekregen, maar er moet een opslagoptie komen bij zoveel capaciteit. We berekenden nu al een terugverdientijd van vijf tot acht jaar, maar dat is gerekend met de huidige marktomstandigheden en energieprijzen. We hebben een eenvoudig en robuust systeem dat geen schaarse metalen gebruikt en geen risico’s of overlast oplevert voor mens en milieu.

Eemsdeltavisie 2021 – Truth or Dare

‘powered by Chemport Europe’

Transitie vraagt om eerlijke mogelijkheden, maar ook om veel durf. Neem de chemische industrie. Chemici worden opgeleid om risicomijdend te zijn. Alles moet zo veilig en efficiënt mogelijk. Experimenteren staat daar al gauw haaks op. Maar hoe rijmt de dagelijkse praktijk met de huidige noodzaak om te innoveren?

En eerlijk is eerlijk. Veel hoopgevende innovaties sterven een vroegtijdige dood. Briljante mislukkingen te over. Hoe houden we de moed erin? En wat zijn de valkuilen voor innovatieve bedrijven? Tijdens Eemsdeltavisie 2021 gaan we in gesprek met onder meer innovators, wetenschappers en experts uit de industrie.

Eemsdeltavisie is het eerste officiële evenement in het Chemport Innovation Center. Ook organiseren we tijdens het evenement de verkiezing van de Northern Enlightenment 2021 en trappen we de Hydrogen Trail Europe af.