Hoe industriële verbrandingsprocessen koolstofvrij maken met waterstof

Lager energieverbruik en afbouw koolstofuitstoot

In de afgelopen jaren heeft Air Liquide verschillende efficiënte oplossingen ontwikkeld om het energieverbruik en de CO₂-uitstoot in industriële verbrandingsinstallaties te verminderen. Een gespecialiseerd team helpt om de nieuwe ontwikkelingen te implementeren.

"We helpen industrieën die gebruik maken van energie-intensieve verbrandingsprocessen op hoge temperatuur", legt Abou Ba, Combustion Expert en Project Manager bij Air Liquide, uit. "We helpen hen om hun energieverbruik te verlagen en om hun koolstofuitstoot te verminderen. Dat doen we voor de glas-, cement- en staalindustrie, maar ook voor producenten van non-ferrometalen zoals aluminium, lood, koper, tin en zink."

Om dit alles te realiseren vertrouwt het team op drie oplossingen die afzonderlijk of gecombineerd kunnen worden gebruikt. In willekeurige volgorde: (1) (geheel of gedeeltelijk) overschakelen van aardgas op waterstof,  (2) het gebruik van zuivere zuurstof als oxidator in plaats van buitenlucht. En wanneer het niet mogelijk is om het verbrandingsproces koolstofvrij te maken, kan de (3) Cryocap™ CO₂-afvangtechnologie van Air Liquide worden ingezet. 

Voor elke klant een specifieke oplossing

"Er bestaat niet zoiets als een vaste methodologie die altijd en overal kan worden toegepast. Elk productieproces is anders. De productievereisten verschillen, evenals de geproduceerde hoeveelheden, de maximale toleranties, enzovoort. Bovendien heeft elke klant zijn eigen roadmap rond de energietransitie. Daarom zal ons team voor elk klant een specifieke oplossing bieden."

"De omschakeling naar verbranding op basis van waterstof* kan enkele aanpassingen aan de verbrandingsapparatuur – denk aan branders – vereisen. Eén en ander hangt ook af van de levensduur van de installaties die de klant in gebruik heeft. In sommige gevallen worden bestaande branders vervangen door nieuwe exemplaren die efficiënter zijn en die kunnen omgaan met verschillende soorten brandstof, waaronder waterstof."

End-to-end

"Wij zijn er niet alleen om gassen of apparatuur te verkopen. We benaderen elke aanvraag als een end-to-end project waarbij we al onze expertise inzetten om de best mogelijke oplossing te creëren. In de meeste gevallen begint zo’n project met een vragenlijst die de klant moet invullen. Met behulp van specifieke software voeren onze experts data assessments uit en evolueren ze de haalbaarheid van de verzoeken van de klant.”

"In de volgende fase zorgen we voor technische ondersteuning op maat (basisontwerp,  risicoanalyse, …) en leveren we de nodige apparatuur. Tenslotte ondersteunen we bij de uitvoeringsfase en bij de inbedrijfstelling.” 

“In sommige gevallen bouwen we eerst een testopstelling, zodat de klant het verbrandingsproces kan evalueren in een Air Liquide combustion testcentrum. Indien nodig zorgen we ook voor onsite tests in de fabriek van de klant. Air Liquide heeft een ‘pool’ aan apparatuur, zoals materialen voor gastoevoer en verbrandingsapparatuur, ter beschikking voor tests en demonstraties.”

Impact op het productieproces

"Bij de overstap van aardgas naar waterstof wil de klant uiteraard zeker weten dat de productiekwaliteit behouden blijft en dat de impact op het verbrandingsproces en op de integriteit van de oven minimaal is.”

“Daarom testen we de impact van de vlam op het productieproces en op de ovenatmosfeer, bijvoorbeeld door de effecten van waterdamp in de rookgassen te testen. We kijken ook naar langetermijneffecten, onder meer met betrekking tot de levensduur van de oven."

"We hebben al meerdere waterstofverbrandingstests uitgevoerd op industriële schaal in onder meer de glas-, cement- en staalindustrie, en geen enkele impact op de productiekwaliteit gevonden."

Koolstofuitstoot tot 100% verminderen

"Als de klant dat wil kunnen we koolstofuitstoot van zijn verbrandingsproces terugbrengen tot 0%. En dat zowel voor scope 1 als scope 2 emissies. Dat eerste kan door alle branders om te schakelen van aardgas naar waterstof. En om ook de scope 2 emissies omlaag te brengen, kunnen we koolstofarme waterstof leveren."

"Een andere aanpak om scope 1 emissies te verminderen is via CCS (Carbon Capture & Storage). Wij kunnen daarbij onze Cryocap™ technologie inzetten om CO₂-emissies af te vangen en we bieden opties aan om de koolstof op te slaan in veilige en officieel goedgekeurde ondergrondse opslagruimtes."

"Last but least kunnen we zuivere zuurstof leveren die in plaats van lucht kan worden gebruikt om het verbrandingsproces te optimaliseren. In veel gevallen leidt dit tot een lager energieverbruik en dus ook tot minder koolstofuitstoot."

Projecten in de pijplijn

"Door de klimatologische context en de relatief hoge energieprijzen krijgen we heel wat verzoeken van industriële klanten om hun ovens om te bouwen en om over te stappen op waterstof. Hoe dan ook bieden onze technologieën interessante oplossingen voor klanten die hun CO₂-uitstoot en energieverbruik willen verlagen."

*Air Liquide biedt uitgebreide mogelijkheden voor het leveren van waterstof via pijpleidingen en transport over de weg