Meer bereiken door samenwerking

2. Verduurzaming

WAT IS HET?

De focus op verduurzaming wordt voor de laboratoria en de procestechniek steeds belangrijker. Beide sectoren staan voor grote uitdagingen om hun processen duurzamer te maken. De realisering van verduurzaming vraagt om meer samenwerking en ketenaanpak. Geen enkele partij kan deze klus alleen klaren. De branchevereniging van de chemische industrie in Nederland (VNCI) ondersteunt een clusteraanpak die onder meer leidt tot milieu- en energiebesparingen. Hierbij werken bedrijven in hun directe omgeving en in productketens samen. Voorbeelden van deze samenwerking zijn het delen van restwarmte en voorzieningen zoals een waterzuiveringsinstallatie en stoominfrastructuur en het gezamenlijk aanvoeren van grondstoffen en afvoeren van producten. De VNCI is actief betrokken bij de Regionale Veiligheidsnetwerken door heel Nederland, waar het uitwisselen van kennis en ervaring tussen de bedrijven centraal staat (VNCI). 

PROCESINDUSTRIE

Energietransitie
De procesindustrie is een grootverbruiker van gas, water, stoom en elektriciteit. Ook olie wordt nog veel gebruikt als grondstof. Om olie te vervangen moeten er veel nieuwe ketens worden opgezet naar biomaterialen of recycle materialen. Er wordt veel aandacht besteed aan het terugbrengen van het verbruik van fossiele grondstoffen. Uit een rapport van OVP (2020-c) blijkt dat de verschillende sectoren in de industrie plannen hebben gemaakt om te voldoen aan de verschillende energieconvenanten MJA3 en MEE. Uit dit rapport komt naar voren dat de plannen onder te verdelen zijn in drie hoofdgroepen:

  • Innovaties in producten en diensten;
  • Innovaties in grondstofmanagement;
  • Innovaties in energiemanagement.

Bij de eerste groep gaat het om productontwikkelingen die resulteren in een lagere impact op mens en milieu. Het gaat hier bijvoorbeeld om de optimalisatie van de levensduur van producten, materiaalbesparingen en aandacht voor de fase na het gebruik. Met betrekking tot grondstofmanagement is de verwachting in veel sectoren dat de leveringszekerheid van grondstoffen onder druk komt te staan door groeiende economische schaarste. Stappen die men op dit gebied onderneemt zijn dan ook gericht op het sluiten van de kringloop, toename van recycling en te zorgen dat producten weer makkelijker te scheiden zijn. Hier komt ook de term biobased om de hoek kijken, waarbij niet-fossiele grondstoffen meer ingezet kunnen gaan worden. Andere opties zijn het inzetten van restanten voor andere toepassingen door elementen met een hoge toegevoegde restwaarde uit de reststroom te halen. Bij de innovaties in energiemanagement gaat het bijvoorbeeld om het vernieuwen van huidige productietechnologieën, gebruik van duurzame energie en continue aandacht voor energie efficiëntie.

Hergebruik van grondstoffen en producten
In de chemische industrie wordt aandacht besteed aan het inrichten van de productie- en consumptiesystemen op maximaal hergebruik van grondstoffen en producten bij een minimale vernietiging van waarde en beroep op natuurlijke hulpbronnen. Bedrijven uit de chemische industrie kunnen voorzien in processen voor het terugwinnen van schaarse grondstoffen en kunnen zogenaamde ‘high-performance’ materialen ontwikkelen voor producten die duurzaam, eenvoudig te repareren en te recyclen zijn. Bovendien is deze industrie actief bezig om nieuwe routes voor duurzame grondstoffen voor de chemie te ontwikkelen waarbij er bijvoorbeeld gekeken wordt naar het produceren van chemicaliën uit biomassa of afval (VNCI).

LABORATORIA

Energietransitie
Bij de laboratoria staat verduurzaming nog in de kinderschoenen, omdat het gaat om zeer gespecialiseerde plekken met haast onwrikbare standaarden. De vriezers moeten op een bepaalde temperatuur zijn ingesteld, bij de experimenten gebruikt men bepaalde oplosmiddelen en het instrumentarium moet op een bepaalde manier worden gesteriliseerd (OVP 2020-a).

Laboratoria hebben hoge energierekeningen en produceren grote hoeveelheden afval. Het energieverbruik is hoog door a) de speciale vrieskisten waarin experimenten koel moet blijven, b) geavanceerde ventilatoren die de lucht schoonhouden en c) speciaal ontworpen apparaten waarin de instrumenten steriel blijven. Het gebruik van zuurkasten vraagt ook veel energie. Laboratoria verbruiken veel meer energie dan een doorsneekantoor. Dat geldt in het bijzonder voor de laboratoria in de industrie. De vochtigheidsgraad van de lucht moet kunstmatig op peil worden gehouden, waarbij luchtventilatie essentieel is en het gebruik van gebruik zware apparatuur ‘s nachts en in het weekend blijft doorgaan (OVP 2020-a).

Afval
Wetenschappelijke en medische laboratoria produceren veel afval: plastic pipetpunten, plastic rekjes waarin de pipetten worden geplaatst, plastic koeldozen waarin cellen en chemicaliën worden bewaard, ongebruikte oplosmiddelen die in de opslag de uiterste houdbaarheidsdatum hebben overschreden.

Er wordt hard gezocht naar milieuvriendelijkere manieren van werken. Afval en recycling blijven een lastige kwestie. Omdat veel plastics zijn verontreinigd met chemicaliën, kunnen de meeste laboratoria alleen papieren producten recyclen. Maar sommige fabrikanten hebben statiegeld- en recyclingprogramma’s opgezet om het laboratoria makkelijker te maken gebruikte producten een nieuwe bestemming te geven. Een toenemend aantal laboratoria wil bewuster omgaan met de afvalproductie en het water- en energieverbruik. Dit idee vindt steeds meer navolging onder onderzoekers die streven naar manieren om hun ecologische voetafdruk te verkleinen. Hoewel het eigen proces nog moeilijk circulair en duurzaam te maken is, hebben laboratoria wel een belangrijke rol in het meten van verduurzaming op allerlei fronten. Ze leveren een grote bijdrage bij bijvoorbeeld stikstof- en PFAS-metingen. Maar ook bij het vinden van duurzame alternatieven voor schadelijke stoffen zoals bijvoorbeeld Chroom6 in verf. De laboratoria zijn zo de accountants van de verduurzaming, ze meten de maatschappelijk vooruitgang op verduurzaming.

WAT VERANDERT ER?

Energietransitie
Voor energiegebruik komen er steeds meer alternatieven voor fossiele brandstof. Echter aardolie blijft de voornaamste grondstof voor onder meer kunststof. De kunststofindustrie kan nog niet zonder aardolie, de alternatieven zijn nog beperkt schaalbaar.

Er is niet zo maar een alternatief voor aardolie en gas voorhanden. De huidige volumes zijn zo groot, dat het nog luchtfietserij is om alles zo maar circulair te maken
– Arnold Stokking, Brightside.

Afval
Het verder terugdringen van afvalstromen blijft voor de procesindustrie belangrijk. Het cradle to cradle produceren lukt nog niet helemaal. Meer elektrificatie van het productieproces zal normaler worden, waarbij onder meer waterstof als nieuwe energiedrager kan fungeren. De gewenste omschakeling naar elektriciteit is voor de industrie niet direct een efficiency verbetering maar een pure duurzaamheidsverbetering, wat een ander soort motivatie vereist die niet gangbaar is.

Milieu-regelgeving kan de noodzakelijke zet geven aan het omschakelingsproces. Ook kan een versnelling in duurzaamheid tot stand komen, juist doordat de industrie getroffen is door de coronacrisis.

Circulariteit
Het is te verwachten dat in de toekomst de vervuiler vaker gaat betalen voor de schade die wordt aangericht aan het milieu. Dit om inspanningen voor circulair denken te kunnen versnellen en te vergroten. Bij het implementeren van circulaire processen liggen de grootste uitdagingen voor de procesindustrie bij schaalbaarheid en ketenaanpassing. Bij het opschalen van circulaire processen blijkt vaak dat de veranderingen in het productieproces complex zijn. Dat begint al bij de continue aanvoer van voldoende alternatieve duurzame grondstoffen, zoals suikerbieten voor aardolie en aardgas.

“We moeten meer naar een landbouw van grondstoffen toe. Bijvoorbeeld suikerbieten zijn een goed alternatief voor aardolie en gas
– Arnold Stokking, Brightside.

Circulariteit vereist een ketenaanpak en dat vraagt om samenwerking tussen verschillende partijen in de keten en vaak ook tussen concurrenten. Landbouw en afvalverwerking zijn de nieuwe leveranciers van grondstoffen. Dat vergt een grondige ketentransformatie.
Circulaire projecten beginnen vaak klein, er zullen nog meer coöperatieve initiatieven ontstaan. Lokale productie van energie door wind en zon zal toenemen, waardoor regio’s meer self supporting in energieverbruik gaan worden.

“Onze wereld heeft nog veel pijpen en buizen, we gaan naar een wereld met minder schoorstenen en minder hekken, meer open source”
– Arnold Stokking, Brightside.

Bij de realisatie van circulariteit gaan digital twins een steeds grotere rol spelen. Dit om de duurzame effecten van veranderingen van productieprocessen goed in beeld te kunnen brengen. Digital twins zijn digitale kopieën van productieprocessen die tot op de kleinste details weergeven hoe een proces eruit ziet en welke materialen er voor nodig zijn. Met hulp van digital twins kan sneller en goedkoper geëxperimenteerd worden met duurzame alternatieven van bestaande processen. Pas bij goede testresultaten wordt een productieproces aangepast. 

“De onderwerpen energietransitie en circulariteit hebben momenteel de grootste prioriteit in de procesindustrie, ook omdat hier vanuit de maatschappij en de overheid met regelgeving grote druk op zit. De Rotterdamse haven is met twintig procent een hele grote CO2 vervuiler dus daar is veel winst te behalen”
– Cees Alderliesten, Deltalinqs.

VOORBEELDEN

Procesindustrie

Het chemisch industrieel complex Chemelot in Zuid Limburg werkt als onderdeel van diverse productieketens samen met verschillende partijen aan circulariteit. In de procesindustrie zijn de PET flessen en biomassa-programma’s voorbeelden van circulaire aanpak. De uitdaging blijft het kunnen opschalen van productieprocessen, bijvoorbeeld wanneer de grondstoffenaanvoer niet door een pijpleiding maar met veel vrachtwagens gaat. Het versnipperen van plastic flessen geeft als resultaat korrels, waar weer nieuwe plastic flessen van kunnen worden gemaakt. Hoe simpeler het product, hoe makkelijker de recycling. Complexe producten, bijvoorbeeld een zakje chips waarvan de zak meerdere grondstoffen heeft, moeten eerst door een ont-complex proces. Dit om alle grondstoffen apart te krijgen, dan heb je ze weer puur en kun je ze beter hergebruiken, in dit proces wordt de koolstof eruit gehaald.

Het chemische bedrijf LyondellBasell experimenteert met nieuwe installaties waar afvalstromen beter te hergebruiken zijn. De afvalstroom van het bedrijf wordt met een innovatief proces omgezet tot onder meer gas, stoom en zout. Hergebruik van gas, stoom en zout levert Lyondell een forse besparing op. De nieuw te bouwen afvalverwerkingsinstallatie komt pal naast de fabriek, wat als winst gezien wordt en werkt een stuk schoner dan de bestaande afvalverwerking. 40 procent van het afval is voer voor bacteriën. Die produceren bij het eten een beetje gas, dat hergebruikt wordt. De verbranding van de andere 60 procent levert stoom op voor de fabriek en ook zout. Dankzij de eigen stoomproductie hoeft de fabriek die niet meer in te kopen bij de naburige Uniper-kolencentrale. Het zout, zo’n  elf miljoen kilo per jaar, wil LyondellBasell verkopen. Het kan naar de glas- en cementindustrie (van Heel, 2018).

Circulair werken betekent ook samenwerken. Er is geen enkele partij die het alleen kan, ketensamenwerking is cruciaal. Zo bestaat er het Deltalinqs Climate Program (DCP). Daarin werken bedrijven samen aan de klimaattransitie van het Rotterdamse Haven Industrieel Complex. In het DCP wordt aan drie thema’s gewerkt; 1) energiemix & infrastructuur, 2) alternatieve brandstoffen & energiedragers, 3) circulaire haven & industrie. De rol van het DCP is om de juiste partijen met elkaar te verbinden, die partijen van informatie en inspiratie te voorzien en innovatieprojecten te starten.

Adviezen voor het beroepsonderwijs

Voor studenten die in laboratoria willen gaan werken, wordt het belangrijker om te weten hoe de kringlopen werken. Bijvoorbeeld de werking kennen van de stikstofkringloop, waterkringloop, PFAS-kringloop en de menselijke kringloop. Hier wordt al aandacht aan besteed maar het kan nog beter. Het gaat om ecologisch kunnen denken en doen: het kunnen denken en doen in grote verbanden.

Van studenten wordt ook verwacht dat ze duidelijk kunnen uitleggen wat er gebeurt in een lab. Dus hoe er gewerkt wordt en volgens welke regels. Juist omdat het wantrouwen in de maatschappij toeneemt, bijvoorbeeld wat betreft klimaatbeleid en het onderzoek dat hieraan ten grondslag ligt. Kijk naar het recente voorbeeld van RIVM rapport stikstof waarbij Farmers Defense Force met een eigen rapport kwam, opgesteld door het Mesdagfonds.

Bij circulariteit is het voor studenten belangrijk om projecten te kunnen uitvoeren op basis van echte vraagstukken uit het bedrijfsleven. Studenten ontdekken dan al vroeg dat dit onderwerp om samenwerking vraagt en om anders durven denken en doen. Docenten hebben een belangrijke rol om nieuwe en succesvolle initiatieven in verduurzaming snel in het onderwijs op te nemen. Bedrijfsstages voor docenten zouden normaler mogen worden. Op die manier krijg je hybride docenten, die naast het onderwijs ook de praktijk van het bedrijfsleven kennen.

DossiersBenodigde vaardigheden en kennis als gevolg van de ontwikkeling ‘Verduurzaming'.
Operationele Techniek & Procestechniek• Circulair kunnen denken en doen
• Goed kunnen communiceren en samenwerken
• Uit het OVP-onderzoek kwam echter naar voren dat deze ontwikkelingen weinig invloed hebben op de werkzaamheden van de operator. Wel is aangegeven dat er van de operators een bepaald bewustzijn wordt verwacht van waar zij mee bezig zijn en een proactieve houding als zij op hun werkplek zaken tegenkomen die beter kunnen. Bijvoorbeeld het signaleren van lekkages van perslucht (OVP, 2020-c).
Laboratoriumtechniek• Ecologisch kunnen denken en doen, kunnen denken in grote verbanden.
• Goed kunnen communiceren en samenwerken.
• In de interviews van het OVP onderzoek kwam verduurzaming, als belangrijke relevante trend, weinig aan de orde. Alleen het onderwerp afvalscheiding werd eenmaal genoemd. Het lijkt erop dat deze ontwikkeling op korte termijn weinig gevolgen heeft voor de mbo-beroepen analist en laborant (OVP, 2020-a).

INHOUDSOPGAVE MACROTRENDS PROCESINDUSTRIE EN LABORATORIA