De transitie van de grootste uitstoter van CO2 in Nederland naar klimaatneutrale productie van staal vergt tijd, veel inspanningen en nog meer geld. Maar dat weerhoudt de staalfabriek van Tata Steel in Velsen-Noord er niet van om de eerste stappen te zetten.
Sterker nog: in een tijdsbestek van 5 jaar vervangt het bedrijf 1 van zijn kooksgasfabrieken en een hoogoven voor 2 fabrieken waarmee de CO2-uitstoot daalt. Met als belofte dat die uitstoot in 2045 uiteindelijk bijna naar 0 kan.
Waarschijnlijk ben je je er niet van bewust, maar de gemiddelde Nederlander gebruikt dagelijks ongeveer één kilo staal. Dit veelzijdige product wordt gebruikt als bouwmateriaal en constructiemateriaal voor verschillende vervoersmiddelen. Ook vind je het terug in heel veel producten die je dagelijks gebruikt. Een gemeenschap zonder staal is dan ook nauwelijks voor te stellen.
Van ijzererts naar staal
Helaas gaat de traditionele productiemethode om ijzererts om te vormen tot staal gepaard met CO2-uitstoot. Dat komt met name omdat de hoogovens worden gestookt met kooks: thermisch bewerkte steenkool. In een hoogoven wordt ijzerterts met kooks omgezet in vloeibaar ijzer en enkele andere bijproducten. Helaas kan een hoogoven niet werken zonder kooks en zal de koolstof in de kooks uiteindelijk worden omgezet in CO2. Dat Tata Steel Nederland (TSN) dit proces goed onder de knie heeft, bewijst de top-3-positie op de internationale benchmark. Maar daarmee stoot het bedrijf nog steeds 12,5 miljoen ton CO2 per jaar uit.
Van cokes naar aardgas, waterstof en stroom
Programmaleider operationele duurzaamheid Peter Hoppesteyn van Tata Steel Nederland heeft er ongeveer zijn levenswerk van gemaakt om het huidige proces te vervangen door een schonere variant. “Je kunt ijzer ook direct reduceren met behulp van aardgas en zelfs waterstof”, zegt Hoppesteyn. “Dat gebeurt nu al in landen met goedkoop aardgas. Door aardgas in contact te brengen met knikkertjes van ijzerterts, ofwel pellets, wordt het ijzererts gereduceerd tot ijzer. Deze techniek is vooral bekend onder zijn Engelse benaming: Direct Iron Reduction (DRI). Met als verschil dat een groot deel van zuurstof wordt gebonden aan de waterstofmoleculen in het aardgas. Uit de chemische reactie ontstaat water. Daarmee brengen we de emissie al terug tot 20%. Als we waterstof gebruiken in plaats van aardgas, zijn die laatste CO2-emissies ook verleden tijd.”
Vlamboogoven smelt ijzer
Het DRI-proces vraagt uiteraard ook energie. Daarnaast moet het aardgas eerst worden verwarmd tot een temperatuur rond de 1.000 °C. De reactor die het Italiaanse ingenieursbureau Danieli ontwierp is zo ontworpen dat een groot deel van die reactiewarmte kan worden hergebruikt.
Het product uit de Direct Reduction Plant wordt op hoge temperatuur naar de elektrische smeltoven vervoerd. Voordeel hiervan is dat het minder energie kost om het ijzer te smelten. Want dat moet nog wel gebeuren in de tweede stap. Hiervoor bouwt het eveneens Italiaanse Tenova een zogenaamde elektrische vlamboogoven. Deze installatie brengt een elektrode in contact met de gereduceerde pellets, wat zorgt voor een kortsluitstroom. Als men de elektrode dan langzaam terugtrekt, ontstaat een zeer hete vlamboog die ervoor zorgt dat het ijzer smelt. Dit ijzer kan vervolgens verder worden verwerkt in de bestaande continugietmachines en walserijen.
Druk om deadline in 2030 te halen is hoog
Hoppesteyn: “We hebben het onszelf niet gemakkelijk gemaakt met een deadline in 2030. We bouwen midden op het terrein, dichtbij onze bestaande fabrieken, 2 fabrieken met een behoorlijke voetafdruk. Ondergronds lopen de nodige leidingen en kabels die we moeten verwijderen of verleggen. De reactor die het staal reduceert is ook nog eens 140 meter hoog. Dat is hoger dan de bestaande hoogovens.
We werken hard aan een milieueffectrapportage (MER) wat nodig is om het vergunningentraject te kunnen starten. Als alles goed verloopt, kunnen we dan in 2027 beginnen met de daadwerkelijke bouw van de installaties om ze in 2029 op te kunnen starten. We hebben daarna nog wel een jaar nodig om alles goed in te regelen, dus de druk is hoog om snel te beginnen. Het zou ons dan ook helpen als de omgevingsdienst Noordzeekanaalgebied maar ook de provincie Noord-Holland en het Rijk met ons meedenken om de procedures zorgvuldig en zo snel mogelijk te kunnen doorlopen.”
Van gascentrales naar windenergie
Een andere uitdaging in deze transitie is de omschakeling van kooks naar aardgas en waterstof. Aardgas is weliswaar voldoende voorradig en de infrastructuur is beschikbaar, maar het is duurder dan steenkool. En groene waterstof biedt een lonkend perspectief, maar is tot nog toe onvoldoende beschikbaar.
Die uitdaging geldt zeker ook de elektriciteitsaansluiting voor de vlamboogoven. Hoppesteyn: “Op en rond het terrein staan drie energiecentrales van Vattenfall met een vermogen van circa 350 MW. De centrales draaien op de restgasten die vrijkomen bij de kooks- ijzer en staalproductie. Deze gassen hebben we straks steeds minder beschikbaar en dus faseren we de centrales op den duur uit.
Gelukkig hebben we een goed en duurzaam alternatief omdat hoogspanningsnetbeheerder TenneT op het terrein een grondstation heeft voor de aanlanding van offshore windenergie. We kunnen die elektriciteit direct gebruiken in onze oven en tegelijkertijd de netbeheerder ondersteunen bij het balanceren van het net. Als de oven niet aanstaat, valt er ineens zo’n 350 MW uur vrij. Daar kun je binnen bepaalde grenzen mee spelen en bijvoorbeeld meer produceren als er veel wind staat of terugschakelen als het aanbod minder is.”
Hoge energiekosten zetten concurrentiepositie onder druk
De kosten voor die nieuwe energiebronnen baren nog wel zorgen. Hoppesteyn: “Onze staalproductie concurreert mondiaal. En net als bij veel andere markten proberen ook hier Chinese bedrijven hun marktpositie te verstevigen. Die kunnen veel goedkoper produceren omdat ze niet hun CO2-emissies niet compenseren. Helaas wil nog niet iedereen extra betalen voor duurzaam geproduceerd staal. De EU voert een Carbon Border Adjustment Mechanism (CBAM) in om dit gelijk te trekken.
Maar ook binnen de EU zie je grote prijsverschillen op de elektriciteitsmarkt. Om te kunnen concurreren, zouden we dezelfde elektriciteitsprijzen moeten betalen als bijvoorbeeld de Fransen of de Duitsers. Dat kan bijvoorbeeld via de indirecte kostencompensatie, maar ook de netwerkkosten zijn in Nederland hoger dan in veel andere Europese landen.”
Naast groen ook schoon
Hoewel de vervanging van de hoogovens een heel belangrijk onderdeel is van de transformatie die Tata Steel Nederland ondergaat, is dit zeker niet de enige stap in de verbetering van het milieu en de leefomgeving. “De afgelopen jaren is hard gewerkt om de overlast op de omgeving verder te beperken”, zegt Hoppesteyn. “We schermen grondstofvelden af, filteren onder andere de rookgassen van de pelletinstallatie. En bouwen hallen om de overlast te beperken bij de verwerking van reststoffen zoals het slak van de ruwijzerontzwavelingsinstallatie.”
Ook onderzoeken de staalexperts van Tata of er nog meer gebruik kan worden gemaakt van schroot. “We gebruiken al schroot om de temperatuurschok van het vloeibaar ijzer in de converter te beperken”, zegt Hoppesteyn. “Met de nieuwe vlamboogoven kunnen we dit aandeel nog verder opvoeren, waardoor het aandeel circulair staal (schrootinzet in de staalproductie, red.) stijgt naar zo’n 30%. Toch zijn daar wel grenzen aan, ten eerste omdat de voorraad schroot beperkt is. Maar als we meer nog meer schroot toevoegen, heeft dat invloed op de staalkwaliteit. Dan moet onze R&D-afdeling echt op zoek naar innovatieve manieren om dat te ondervangen.”
Grote transformatie vergt stabiel investeringsklimaat
De komende 5 jaar worden dus cruciaal voor de Nederlandse staalindustrie. “We kunnen deze klus klaren, maar dan moet het tij wel meezitten”, besluit Hoppesteyn. “We zijn afhankelijk van heel wat factoren waar we geen directe invloed op hebben. Zo vormt de technische arbeidsmarkt bijvoorbeeld ook een uitdaging. We hebben veel mensen nodig met technische kennis en vaardigheden. Gelukkig melden er nog steeds mensen zich aan voor onze bedrijfsschool, maar de spoeling wordt wel dunner.
Wat we verder nodig hebben, is een gelijk speelveld in Europa, een stabiel overheidsbeleid, inclusief financiële ondersteuning en ruimte om te transformeren. We zijn op de goede weg, nu moeten we samen de transitie doorzetten."
Bron: Nationaal Programma Verduurzaming Industrie
Meer informatie: DRI-techonologie Tata Steel Nederland
- Vorige
Overzicht
Volgende