In de talloze berichten over klimaat en energie uit linkse hoek krijgt de industrie vaak de zwarte piet. Als grootgebruikers betalen ze nauwelijks energiebelasting over stroom of gas en tot voor kort waren de emissierechten voor het uitstoten van CO2 zo goed als gratis. De aandeelhouders hebben liever niet dat er extra uitgaven voor vergroening komen en de directies dreigen de overheden met verlies van werkgelegenheid als de milieuregels strenger worden. Da’s allemaal niet zo mooi. Maar zijn ze ook echt de grootste boosdoeners?
Hoeveel draagt de industrie bij aan de klimaat en energiecrisis
Het valt niet mee om erachter te komen hoeveel de bijdrage van de industrie aan de totale uitstoot van broeikasgassen nu precies is. Niet dat er geen cijfers zijn te vinden, maar ze zijn vaak tegenstrijdig, verouderd of gebaseerd op verschillende definities van industriële activiteit. Het onderstaande plaatje van het IPPC uit 2010 is dus ook maar een benadering, maar de 21 % voor de industrie komt vrij goed overeen met de opgaven door Statistica uit 2023. https://www.statista.com/statistics/1129656/global-share-of-co2-emissions-from-fossil-fuel-and-cement/
De totale bijdrage van 21 % voor de CO2 emissie door de industrie is grotendeels toe te schrijven aan een vijftal sectoren.
| Gt CO2 | |
| IJzer en staal | 3 |
| Cement en beton | 3 |
| Aluminium | 1,1 |
| Kunstmest | 0,75 |
| Chemie | 0,9 |
| Totaal | 8,75 |
| Percentage van globale emissie | 8,75/41=21% |
Het is dus een aanzienlijk deel van het totaal en dat is logisch want de energie hiervoor is vrijwel geheel afkomstig uit fossiele bronnen.
Vind jij goede en onafhankelijke informatie over een duurzame en klimaatveilige toekomst belangrijk? En helpt Duurzaamnieuws.nl je daarmee? Help ons dan als ondersteunend lid. Dank je wel.
Liever eerst een tijdje volgen? Meld je dan aan voor de gratis nieuwsbrief.
Indien deze sectoren geheel zouden gaan overschakelen op groene waterstof gaat dat gepaard met enorme investeringen en bovendien is er veel te weinig groene waterstof beschikbaar in de landen waar die industrieën voornamelijk gevestigd zijn. Grote industrielanden zoals Duitsland, Zuid Korea en Japan kunnen die hoeveelheden groene waterstof niet zelf maken en zijn daarvoor afhankelijk van import uit landen met meer dan voldoende zon en wind. Op dit moment zijn daarvoor zeer serieuze plannen in Brazilië, Chili, Mexico, Egypte, Marokko, Jordanië en Kazachstan.
Het maken van groene waterstof via elektrolyse en groene stroom gaat tot nu toe nog gepaard met minstens 20-30% energieverlies. Maar dat is nog niet alles. Het exporteren moet in vloeibare vorm en dat vereist een compressie tot 700 bar en afkoeling tot -250 C. Daarvoor moeten speciale schepen gebouwd worden en ook zijn er speciale tanks in de havens van vertrek en aankomst nodig. Om het dan bij de bedrijven te krijgen zijn er of hele goede leidingen nodig of enorm veel vrachtwagens met speciale tanks. Als er daarna weer elektriciteit van gemaakt zou moeten worden gaat er nog eens 30 % energie verloren.
De meeste landen die export overwegen zijn dan ook bezig om dat te gaan doen via omzetting van waterstof naar ammoniak. Bij die omzetting van waterstof naar ammoniak en weer terug gaat ook 25% energie verloren maar ammoniak laat zich bij matige druk en temperatuur veel gemakkelijker als vloeistof transporteren. De technologie daarvoor bestaat al lang en wordt ook al op grote schaal toegepast. In beide gevallen betekent het transport echter een flinke extra investering in complexe techniek en een flink verlies van energie in de keten. Mede daardoor wordt de overgang op waterstof zo duur en gecompliceerd dat het alleen zal gebeuren als er een veel hogere belasting op CO2 emissie zal komen. De kans is daarbij ook nog aanwezig dat de bedrijven hun productie verplaatsen naar landen met goedkoop gas zonder hoge CO2 belasting.
Kan het ook anders?
Cement en beton
Cement wordt al sinds de oudheid gemaakt door gemalen kalksteen te verwarmen tot 1450 graden. Vroeger stookte men hout in speciale cementovens, tegenwoordig verwarmt men met aardgas. De verbranding van aardgas geeft 40 % van de CO2 emissie. Daarnaast ontleedt het calciumcarbonaat tot calciumoxide, waarbij 60% van de CO2 emissie ontstaat.
In plaats van de ontleding van kalksteen door de hoge temperatuur kan men ook een elektrochemische reactie toepassen die bij kamertemperatuur verloopt. Als daarbij groene stroom wordt gebruikt is er helemaal geen emissie van CO2 meer. Bovendien is er geen verlies door de omzetting van groene stroom naar waterstof. Productie van cement via deze route kan eigenlijk beschouwd worden als een methode om groene energie op te slaan in een eindproduct. Weliswaar moet de cement dan getransporteerd worden naar de landen die er met lokale vulstoffen beton van willen maken maar het transport van cement is eenvoudig en vraagt geen speciale voorzieningen.
IJzer en staal
Volgens de onafhankelijke Duitse denktank Agora Energiewende kan ook bij de productie van staal uit ijzererts de route via waterstof omzeild worden.
Ten eerste kan het gebruik van ijzer- en staalschroot met behulp van elektrisch opgewekte warmte omgesmolten worden. Dat scheelt drie jassen. In plaats van de reductie van ijzeroxide door middel van steenkoolverbranding bij hoge temperatuur (tot 2400 graden C) in een hoogoven hoeft het schroot alleen maar gesmolten te worden bij een temperatuur tot 1600 graden C.
Doordat dit direct met elektriciteit gebeurt, scheelt dat het verlies dat optreedt bij gebruik van groene waterstof uit een ver land. Het proces gebruikt natuurlijk nog wel veel groene stroom.
Het derde voordeel is dat de kalksteen die hierbij wordt gebruikt om het gesmolten metaal te ontslakken en vloeibaar te houden, een bijproduct oplevert met dezelfde kwaliteit als cement.
Op dit moment wordt echter slechts 40% van de ijzer- en staalproductie gedaan d.m.v. recycling.
Een alternatief procesvoorstel is om het ijzererts met waterstof te reduceren op de plaats waar zowel het erts als de waterstof aanwezig zijn. Dat scheelt ook een slok op een borrel omdat dan de verliezen voor opslag, comprimeren, omzetten en transport in de waterstofketen wegvallen. Het gereduceerde ijzer (Hot Briqueted Iron, HBI) moet dan voor verdere verwerking getransporteerd worden naar de ijzer- en staalverwerkende bedrijven in andere landen. De hoeveelheid transport van HBI over de wereld zal echter in volume en gewicht minder zijn dan van het ijzererts nu. Ook in dit geval kan het HBI beschouwd worden als een vorm van energie opslag. Dit proces is beduidend goedkoper dan de productie van groen staal met waterstof uit verre landen. Volgens Agora Energiewende kunnen bij overschakeling op dit proces alle hoogovens voor de ijzer en staalindustrie binnen 20 jaar worden gesloten.
Aluminium
Voor de productie van aluminium uit bauxiet geldt eigenlijk hetzelfde. Dit gebeurt d.m.v elektrolyse en kan dus het beste gebeuren in landen als Australië, Suriname en Zuid Amerika waar behalve het erts ook genoeg groene stroom aanwezig is. De elektrolyse van bauxiet en verdere verwerking van aluminium gebeurde in Nederland toen de prijs van aardgas nog laag was en we nog niet door hadden dat aardgas een klimaatprobleem zou veroorzaken. Inmiddels zijn die bedrijven daarmee gestopt omdat de energiekosten te hoog zijn geworden.
Kunstmest
Voor de bereiding van ammoniumkunstmest is een overstap op groene waterstof de aangewezen route. Ammoniak wordt van oudsher gemaakt in het Haber-Bosch proces door waterstof en stikstof uit lucht onder hoge druk (tot 250 atm) en temperatuur (tot 550 graden C) bij elkaar te brengen. Waterstof werd gemaakt uit aardgas dat gepaard gaat met veel emissie van CO2. Het gebeurde in landen die behalve de complexe technologie ook goedkope fossiele energie hadden. Het kan tegenwoordig ook anders. Met elektriciteit en een solid oxide electrolyser, een soort membraanreactor met geschikte katalysator wordt direct waterstof in de cel gemaakt en omgezet. Er treden dus geen verliezen in de waterstof transport- en conversie- en opslagketen op. Ook hier geldt dat dit het beste kan gebeuren in het land waar de groene stroom goedkoop gemaakt kan worden. Het transport van ureum of ammoniumnitraat naar de landen die het gebruiken vraagt geen bijzondere aanpassingen en gebeurt nu ook al op grote schaal alleen de routes zullen verschillen.
Chemie
De sector chemie gebruikt al veel waterstof voor het hydrogeneren van olieproducten bij de productie van benzine en kerosine. Daarvoor wordt nu aardgas gebruikt, hetgeen gepaard gaat met de nodige emissie van CO2. De overgang op groene waterstof hoeft geen grote consequenties te hebben voor de processen. In Nederland zou een zeer groot deel van de groene stroom van nog aan te leggen windparken op de Noordzee nodig zijn om de waterstof via elektrolyse te maken. Voor de sector chemie geldt echter dat de noodzaak hiervoor op den duur vanzelf wegvalt als er minder olie voor benzine geraffineerd hoeft te worden. Door drastische vermindering van het gebruik van aardgas wordt ook het boren en transporteren via lekkende pijpleidingen minder evenals de conversie naar en het transport van LNG.
Conclusie
De overschakeling van deze industriesectoren op groene waterstof stuit op grote problemen. Groene waterstof is voorlopig nog veel duurder dan kolen en aardgas zijn en er zijn grote investeringen nodig om de processen aan te passen. Bovendien is er te weinig groene stroom in de landen waar deze fabrieken vooral zijn gevestigd. Het importeren van groene stroom uit andere landen waar wel veel zon en wind beschikbaar is gaat gepaard met veel verliezen, waardoor er uiteindelijk minstens twee keer zo veel groene stroom nodig is. Ook voor de transportketen van groene waterstof zijn grote logistieke aanpassingen nodig zowel bij de landen van herkomst als aankomst.
Met de nieuwe processen kunnen deze verliezen voorkomen worden en kunnen de benodigde investeringen drastisch lager zijn.
Een voorwaarde is echter dat die nieuwe processen dan zullen moeten opgebouwd worden in landen waar veel groene stroom gemaakt kan worden. Dat kan een probleem zijn als de technische kennis in die landen niet voldoende aanwezig is en het kapitaal ontbreekt. Dan zouden de bedrijven die nu gevestigd zijn in landen met goedkoop gas, moeten verhuizen naar landen met goedkope groene stroom. Het investeren in die landen kan problematisch zijn als de besturen onbetrouwbaar zijn.
Daartegenover staat dat, indien dit gezien wordt als een ontwikkelingshulp en er een economische activiteit op gang geholpen wordt in landen waar nu veel vluchtelingen vandaan komen, dit uiteindelijk toch de inkomensverdeling en daardoor de politieke stabiliteit in de wereld verbetert.
Han Blok
