Routekaarten Energie Conversie & Warmtehuishouding - VNP · KENNISCENTRUM PAPIER EN KARTON...

KENNISCENTRUM PAPIER EN KARTON IJsselburcht 3, 6825 BS Arnhem - www.kcpk.nl

Routekaarten Energie Conversie &

Warmtehuishouding

P2 Energie Neutraal Papier

T. Zafeiris, L. de Vries, M. Ligthart, J. Laurijssen 1 december 2012 28

Auteur(s):

Publicatiedatum: Aantal pagina’s:

Pagina 2 van 28 Publicatiedatum 1-12-2012

Routekaarten P2

Inhoud

Inhoud .......................................................................................................................................................................................... 2

1. Inleiding ............................................................................................................................................................................. 4

2. Relevante trends ............................................................................................................................................................ 5

2.1. Sociaal-maatschappelijke trends ................................................................................................................... 5

2.2. Ecologische trends ............................................................................................................................................... 6

2.3. Economische trends ............................................................................................................................................ 6

2.4. Politiek/wet- en regelgeving ........................................................................................................................... 7

2.5. Technologische trends ....................................................................................................................................... 8

3. Visie ..................................................................................................................................................................................... 9

4. Strategie ........................................................................................................................................................................... 10

5. Warmtehuishouding ................................................................................................................................................... 11

5.1. Thema’s binnen de roadmap ......................................................................................................................... 11

5.2. Tijdsplanning ....................................................................................................................................................... 14

5.3. Innovaties .............................................................................................................................................................. 15

5.4. Businesscases ...................................................................................................................................................... 16

5.4.1. Optimalisatie energie-efficientie droogprocessen ...................................................................... 16

5.4.2. Analyse van de warmte-integratie in het project WHITE ........................................................ 17

5.4.3. Toepassingskader; hoge temperatuur warmtepompen ........................................................... 18


Routekaarten P2

6. Energieconversie ......................................................................................................................................................... 19

6.1. Thema’s binnen de roadmap ......................................................................................................................... 19

6.2. Tijdsplanning ....................................................................................................................................................... 21

6.3. (Beoogde) innovaties ........................................................................................................................................ 22

6.4. Business cases ..................................................................................................................................................... 23

6.4.1. Use of Geothermal energy for steam production ........................................................................ 24

7. Bijdrage aan de doelstelling van de Energietransitie ................................................................................... 25

8. Doelgroepen ................................................................................................................................................................... 26

9. Communicatie................................................................................................................................................................ 27

10. Literatuur ................................................................................................................................................................... 28

10.1. Warmtehuishouding .................................................................................................................................... 28

10.2. Energieconversie ........................................................................................................................................... 28

10.3. Aanvullende studies en projecten .......................................................................................................... 28


Routekaarten P2

1. Inleiding

De Koninklijke Vereniging van Nederlandse Papier- en kartonproducenten (Koninklijke VNP)

lanceerde met ondersteuning van het toenmalige Ministerie van Economische Zaken haar

programma Energietransitie Papierketen (ETPK). I.

De ambities van de Energietransitie Papierketen zijn:

Halvering van het energiegebruik in de gehele productieketen per eenheid gereed product

per 2020.

Versterken van de concurrentiekracht van de sector.

De sector een leidende rol geven binnen de Nederlandse industrie in de transitie naar

duurzame productieketens.

Voorwaarde voor een succesvolle ontwikkeling naar een meer duurzame papier- en

kartonindustrie is een ambitieus en effectief ontwikkelingsprogramma. Hiertoe is het ETPK

verdeeld over vijf programmalijnen, die op hun beurt onderverdeeld zijn in thema’s.

Het programma ‘Energie Neutraal Papier’ (P2) is een van de vijf programmalijnen. Voor P2 zijn er

twee hoofdthema’s benoemd: WarmteHuishouding (WH) en EnergieConversie (EC). Voor elk

van deze twee thema’s is een roadmap opgesteld. Deze beschrijven de beoogde ontwikkeling van

een effectieve, efficiënte en flexibele warmtehuishouding

en een betaalbare, beschikbare en duurzame energievoorziening in de Nederlandse papier- en

kartonindustrie.

Coördinatie

Het Transitiehuis zorgt voor de coördinatie van de hele Energietransitie Papierketen in de periode 2009 – 2012 en vanuit het Transitiehuis wordt ook het nieuwe businessplan voor de opvolgende periode opgesteld. Belangrijke input voor dit businessplan zijn de roadmaps die worden opgesteld in het Transitiehuis. De roadmaps zijn gebaseerd op de uitkomsten van alle projecten, bijeenkomsten e.d. die uitgevoerd zijn in het kader van de Energietransitie. Voor een aantal onderwerpen zijn er aanvullende haalbaarheidsstudies uitgevoerd om kennisgaten te kunnen vullen.


Routekaarten P2

2. Relevante trends Er zijn verscheidene trends zichtbaar die relevant zijn voor de energiehuishouding in de productiebedrijven. De trends zullen worden verdeeld in vijf verschillende categorieën: sociale, technologische, economische, ecologische en politieke (STEEP).

2.1. Sociaal-maatschappelijke trends

We onderkennen de navolgende relevante sociaal-maatschappelijke trends met (in-)directe invloed op de energiehuishouding in de productiebedrijven. Maatschappij en consument hechten meer aan duurzaamheid

Het bewustzijn groeit onder de bevolking dat fossiele grondstoffen en andere materialen schaarser

worden en dat gebruik van fossiele grondstoffen ook verder een negatieve invloed heeft op het

milieu door uitstoot van broeikasgassen en het daarmee gerelateerde broeikaseffect.

Maatschappelijk Verantwoord Ondernemen (MVO)1 en certificering zoals Cradle-2-Cradle nemen

toe aan belang voor bedrijven om aan te tonen dat zij hun best doen om hernieuwbare grondstoffen

te winnen en hiermee consumenten voor zich te winnen. Ook de biobased economy en

energiebesparing (CO2 uitstoot wordt veelal gerelateerd door de consument aan energiegebruik)

zal in toenemende mate invloed hebben op de marktpositie van bedrijven. Deze aspecten zullen

meer van invloed zijn in de toekomst bij investeringsbeslissingen en bij producten

procesontwikkeling.

Afname beschikbaarheid technologisch geschoold personeel

Er is in toenemende mate een gebrek aan technologisch geschoold personeel, waardoor

verscheidene functies in de fabrieken moeizaam kunnen worden ingevuld. Verder is er een trend

zichtbaar dat de duur van relaties tussen werkgevers en werknemers korter wordt. Deze

ontwikkelingen hebben invloed op de toekomstige invulling van training, opleiding en

functiebeoordeling van personeel. Meer aandacht zal moeten worden besteed aan kennisborging.

Deze kennis is nodig om te verzekeren dat voldoende kennis aanwezig is in het bedrijf met

betrekking tot processen en operationele handelingen en waar deze toe dienen. Zonder deze kennis

kan het bedrijf zich niet aanpassen aan nieuwe ontwikkelingen. Hieraan gerelateerd is de

ontkoppeling van kennis en mensen; kennis moet onafhankelijk van mensen worden vastgelegd en

ontsluitbaar zijn voor procesoptimalisatie, introductie van nieuwe grondstoffen en/of producten en

her- of nieuwbouw. Tenslotte zullen verdergaande automatisering van productieprocessen en

1 Onder duurzaamheidscriteria wordt in deze context verstaan: specifieke geen verbruiken, hernieuwbaarheid van grond- en hulpstoffen, diensten èn (bij-)producten, emissies naar de omgeving (milieuemissies naar oppervlaktewater, atmosfeer en bodem èn emissies in de vorm van bijproducten, inclusief ‘afvalstromen’). Ten aanzien van MVO wordt verondersteld dat voor alle grond- en hulpstoffen, diensten èn (bij-)producten een zekere sociaal te rechtvaardigen maatschappelijke belasting kan worden vastgesteld die bepalend kan zijn voor de mate waarin deze materiaalstromen en diensten bijdragen aan de goodwill die een bedrijf ervaart.


Routekaarten P2

outsourcing van niet-kern-activiteiten en/of niet-bedrijfsspecifiek-kennisintensieve activiteiten

(zoals energieopwekking of opwaardering van bijproductstromen) een grotere rol gaan spelen.

2.2. Ecologische trends

Toenemende toepassing van cascadering in resourcegebruik De toenemende vraag naar biomassa zal de nood om deze grondstof zo efficiënt mogelijk te gebruiken doen toenemen. Begrippen zoals bio-raffinage en cascadering zullen dan ook een sleutelrol hierin spelen. Het opzetten van samenwerkingsverbanden met nieuwe partners zal nodig zijn om zodoende grondstoffen, diensten en producten te kunnen uitwisselen. Bovendien zullen “suboptimale” grondstoffen aantrekkelijker worden, wat op zijn beurt weer vraagt om innovaties om deze grondstoffen effectief in te kunnen zetten. Hierbij speelt ook het verwaarden van de reststromen van het productieproces een rol, om de economische haalbaarheid verder te vergroten. Duurzaamheid gaat zwaarder wegen Om verschillende redenen (regelgeving, economisch, maatschappelijk) zal duurzaamheid een grotere rol gaan spelen in de industrie. Hernieuwbare energie- en energie-efficiëntietechnologieën worden hierdoor op hun beurt aantrekkelijker. Het productieproces zal zoveel mogelijk moeten berusten op het gebruik van hernieuwbare grondstoffen en hernieuwbare energiebronnen, en tegelijkertijd zo min mogelijk reststromen bevatten die een negatieve invloed kunnen hebben op het milieu. Dit zal in tegenstelling tot vroeger, een sleutelrol gaan spelen.

2.3. Economische trends

Energiekosten Het Europese emissiehandelsysteem zal in zijn volgende fase het verdelen van emissierechten veranderen. Hierbij zal het zich meer gaan richten op een veilingsysteem waarbij de deelnemers verplicht zullen zijn hun emissierechten te kopen, in plaats van deze gratis toebedeeld te krijgen. De papier- en kartonindustrie valt weliswaar binnen de groep die een risico op carbon leakage2 vormt, waardoor zij een deel van de emissierechten gratis krijgt, maar er zal toch in de loop der tijd steeds meer emissierechten moeten worden gekocht. Verder zullen de kosten voor de elektriciteitssector, die hun volledige quota aan emissierechten zullen moeten halen op de veiling, in ieder geval deels worden doorgerekend aan de eindgebruikers. Dit houdt dus in dat zowel de kosten voor gas als voor elektriciteit door het ETS zullen stijgen, dit in aanvulling op de reeds voorziene stijging van fossiele brandstofkosten door afnemende beschikbaarheid van makkelijk toegankelijke bronnen. Vergaande lange-termijn investeringen in energiebesparing en een verandering richting gebruik van duurzame energieopwekking zal nodig zijn om de stijging van energiekosten te compenseren.

2 Carbon leakage is een term die refereert naar het gevaar dat bedrijven wegens de hogere kosten opgelegd door het EU-ETS niet meer internationaal kunnen concurreren en daardoor hun productiefaciliteiten naar het buitenland verplaatsen. De term leakage duidt hierbij op het feit dat de CO2-uitstoot van productie in dergelijke landen vaak even hoog of zelfs hoger is dan in Europa.


Routekaarten P2

Ook moet door de veranderingen in de onderlinge verhouding van de elektriciteits- en gaskosten, het gebruik van WKKs moeten worden herzien. Optimale valorisatie van grondstoffen De steun voor het gebruik van biomassa als brandstof zet druk op de beschikbaarheid van deze grondstof voor de papier- en kartonindustrie. Om ondanks stijgende prijzen voor hout en oudpapier toch winstgevend te blijven, moet de valorisatie van het gebruik van deze grondstoffen geoptimaliseerd worden. Verliezen van vezels moeten worden geïdentificeerd en of worden verholpen of gebruikt worden als grondstof, product of energiebron, om zodoende maximale waarde te verkrijgen. Hierbij zijn partners nodig om de papier- en kartonindustrie meer flexibiliteit te geven in de mogelijke opties die zij hebben om deze stromen in te zetten, alsmede om waar nodig schaalvergrotingen te kunnen bewerkstelligen. Hiervoor zullen de fabrieken meer bewust moeten worden van de mogelijkheden die er in hun eigen directe omgeving, of in ieder geval regionaal, zijn. Dit houdt ook in dat de productie van papier en karton flexibeler moet worden met betrekking tot de karakteristieken van de producten en volumes.

2.4. Politiek/wet- en regelgeving

Internationaal Op internationaal niveau neemt de druk op het bedrijfsleven toe om te verduurzamen. Deze druk kan van directe aard zijn, zoals door de verplichtingen voor de fabrieken door het EU-ETS of het MEE convenant, of van indirecte aard, zoals de toenemende elektriciteitsprijzen door het EU-ETS of de druk op biomassaprijzen, doordat overheden proberen de doelstellingen van de Europese hernieuwbare energierichtlijn te halen door bijstook van biomassa te bevorderen. Nationaal Op gebied van nationaal beleid ontstaan er kansen voor warmteprojecten. De aandacht voor duurzame warmte neemt toe, waardoor de haast eenzijdige steun voor duurzame elektriciteit, om duurzame energie en broeikasgas-emissie doelstellingen te halen, afneemt. Ook “green deals” en lokale en regionale initiatieven die energienetwerken steunen bieden kansen op dit gebied. Het innovatiebeleid in Nederland lijkt vooralsnog met name te worden geleid door het Topsectorenbeleid. Dit beleid heeft negen sectoren gedefinieerd, die elk hun eigen roadmap heeft mogen presenteren aan de overheid en welke bepalend zullen zijn voor de type projecten waarvoor overheidssteun zal worden gegeven. Aangezien de papier- en kartonindustrie niet zelf een van deze zogeheten topsectoren is, is het van belang om het contact met deze topsectoren te onderhouden, om zodoende de belangen van de papier- en kartonindustrie vast te kunnen leggen bij toekomstige updates van de roadmaps. Voorbeelden van dergelijke belangrijke onderwerpen zijn industriële procesefficiëntie, de biobased economy en circulaire waardeketens. De biobased economy staat reeds hoog op de agenda via het Topsectorenbeleid. Hier ligt ook de kans voor de papier- en kartonindustrie om zich te profileren als innovatieve biobased sector en interessante partner voor bedrijven en kennisinstellingen die onderzoek doen op dit gebied en industriële partners zoeken.


Routekaarten P2

2.5. Technologische trends

Warmtehuishouding

Er vindt een gestage opmars plaats op het gebied van procesintensificatie, processynthese en

procesintegratie in de procesindustrie. Er is een toenemende hoeveelheid aan technologische

opties zoals warmtewisselaars, warmtepomptechnologie en scheidingstechnologieën beschikbaar

die mogelijkheden geeft voor verdergaande warmte-integratie en cross-sectorale synergie en

kruisbestuiving.

Verder ontwikkelen intelligente besturingsoplossingen zich steeds verder. Deze

besturingsoplossingen bieden de nodige tools om meer grondstof- en productflexibiliteit in

fabrieken te bereiken. Door alle innovaties wordt een herontwerp van het productieproces

langzaam aantrekkelijker dan het incrementeel invoeren van verbeteringen.

De beschikbaarheid van ervaren competent personeel neemt echter af. Om gebruik te kunnen

maken van alle technologische ontwikkelingen is daarom opleiding en borging van competent

personeel van belang.

Energieconversie

De hoeveelheid beschikbare biogas in de procesindustrie neemt toe. Echter, er ontbreekt nog aan

infrastructuur om deze biogas effectief te gebruiken. Verder is tevens van groot belang de

geleidelijke versnelling in internationale ontwikkeling van technologie op gebied van ultra-diepe

geothermie (100-250 oC). Deze ontwikkelingen zijn strategisch gezien zeer relevant vanwege hun

mogelijke impact op de kostenstructuur.

De druk op de elektriciteitssector voor het verduurzamen van zijn elektriciteitsproductie leidt tot

het grootschalig inzetten van hernieuwbare energiebronnen. Vanwege het intermitterende

karakter van deze energiebronnen zal er een oplossing moeten komen voor de momenten waarop

er een overschot is aan elektriciteit, en voor de momenten waarop er een tekort is aan

elektriciteitsproductie. Het belang van flexibele elektriciteitsvraag wordt hierdoor belangrijker,

waardoor samenwerking met grote industriële spelers, om waar mogelijk de elektriciteitsvraag te

kunnen aanpassen op momenten waar nodig, groter wordt. Afgezien van dergelijke “smart grid”

concepten zou ook het totale uitgangspunt van de elektriciteitsvoorziening kunnen worden herzien;

in plaats van centrale elektriciteitsproductie, meer decentrale lokale opwekking.


Routekaarten P2

3. Visie

Om deze roadmap te ontwikkelen is het van essentieel belang om een duidelijk beeld te hebben van de doelstellingen die de industrie

moet bereiken in de toekomst. De bepalende factor voor deze doelstellingen zijn de behoeftes van de industrie en van de markt, gezien

vanuit het perspectief van de toekomstige situatie. De toekomstige behoeftes van de industrie zijn voornamelijk gerelateerd aan het

veiligstellen van energievoorziening en verminderen van de milieu-impact. De voornaamste behoeftes zijn daarom ervoor te zorgen zo

onafhankelijk mogelijk te zijn van fossiele brandstoffen en het verlagen van de broeikasgasemissies.

Gelet op het voorgaande zijn de volgende visies geformuleerd voor de twee hoofdthema’s van P2:

De warmtehuishouding moet effectief, efficiënt en flexibel

zijn

Warmtegebruik is kostenpost van toenemend belang en

bepalend voor energievoorziening

Structurele verbetering in de processen noodzakelijk

Verbeteren EBITA op basis van ‘kleine verbeterprojecten’

nodig voor bekostiging grotere investeringen

Verdergaande integratie ontwerp warmtehuishouding in

proces

De energie voor de mills moet beschikbaar, betaalbaar en

duurzaam zijn

Warmtevraag in processen vooralsnog bepalend voor

energiestrategie

Sector moet o.a. concurrerend kunnen zijn op gebied van

energiekosten

Netto eco-footprint (CO2 emissie) minimaliseren

Multi-product mills leveren meer dan alleen papier

Mill en zijn energievoorziening onderdeel van omgeving

(al-dan-niet in ‘industriële symbiose’) waarmee

elektriciteit, gas, warmte, water en bijproductstromen

worden uitgewisseld

De tussenliggende stappen die genomen moeten worden in de

roadmap zijn hieronder weergegeven.

Energie coalitie en integratie

Duurzame energie

Warmtehuishouding

EfficiëntFlexibel

Duurzaam

Mult-Feed & -Product

Warmte terugwinning

Awareness


Routekaarten P2

4. Strategie

Om de visie voor de warmtehuishouding en de energievoorziening haalbaar te maken, moet de

Nederlandse papier- en kartonindustrie zoveel mogelijk gebruik maken van bestaande

infrastructuur en netwerken en optimaal verbinden met andere industrieën. Aan de andere kant

is intersectorale samenwerking en industriële symbiose nog een “out of the box” concept en

daardoor een zeer ambitieuze uitdaging. Het integreren van fundamenteel onderzoek,

technologie- en productontwikkeling, procesintegratie en –optimalisatie is essentieel.

Onderzoek naar het potentieel van de verschillende technologische opties moet worden gedaan

om een analyse te kunnen maken van de huidige belemmeringen op gebied van wet- en

regelgeving, mogelijke technologische configuraties en mogelijke business cases. Om de

kwaliteit van het onderzoek te versterken is het nodig om de kennisnetwerken verder te

versterken door nieuwe partners te vinden. Met name de connectie met gespecialiseerde

kennispartners is nodig. Hierbij moet gebruik worden gemaakt van de relevante netwerken

(MEE sectoren, ISPT, St. Warmtenetwerk, Cogen, VEMW). Creatief innovatieproces moet verder

worden gestimuleerd door structurele opties (ondersteund met behulp van instituten en

leveranciers). Verder is er een belangrijke rol weggelegd voor het stimuleren van demonstratie

en pilots via subsidieprojecten (regionaal, NL, EU) door grote financiers en potentiële business

owners.

Met betrekking tot de energievoorziening zullen sleutelonderwerpen “Smart grid oplossingen”,

“Conversie en opslag technologieën tussen warmte en elektriciteit” en “Ultra-diepe geothermie”

zijn. Dit zijn de gebieden waar significante ontwikkelingen worden verwacht die relevant zullen

zijn voor de papier- en kartonindustrie.

Als papier- en kartonindustrie ligt onze kracht en kennis in het papier maken. De warmtehuishouding is belangrijk, maar voor de ontwikkeling en innovatie van warmtetechnologieën is het vooral van belang dat we aansluiten in een groter collectief van industriele warmtegebruikers en onze ideeën en inzichten delen, benutten en opdoen in samenwerking met derden.

- Zoveel mogelijk gebruik maken van bestaande infrastructuur en netwerken en optimaal verbinden met andere industrieën

- Integratie van fundamenteel onderzoek, technologie- en productontwikkeling, procesintegratie en -optimalisatie

- Implementatie op vier niveaus; directie, productie, technologen en industriële R&D - Slechts 3 programma’s, ieder met een heldere focus en groot industrieel belang, gericht

op de twee grootste productiekostenposten en de toegevoegde waarde van de producten


Routekaarten P2

5. Warmtehuishouding

5.1. Thema’s binnen de roadmap

Wanneer je hebt over de warmtehuishouding en over de vermindering van het energiegebruik

hierin komt de trias energetica naar voren. Dit is een drie stappen methodiek waarmee uiteindelijk alle duurzame energie zo effectief mogelijk toegepast wordt. De opbouw is als volgt: • De eerste stap op weg is het gebruik van energie te voorkomen of te verminderen. • De tweede stap is om de gebruikte energie optimaal in te zetten wanneer verdere reductie in het energieverbruik niet meer mogelijk is. Dit kan via direct hergebruik maar het kan ook levering in een keten zijn. • Als laatste stap, wanneer verdere besparing niet meer mogelijk is, moet dan de energie duurzaam opgewekt worden.

Warmte zal in met name onze droogprocessen altijd aan de orde blijven. Door invloeden van buitenaf is de warmtelevering nog altijd een stijgende kostenpost. Hier hebben wij als industrie geen invloed op of een indirecte invloed via de politieke lobby. Waar wij als industrie wel aan kunnen werken is het verminderen van onze warmtevraag. Hiervoor is een structurele verbetering in de processen noodzakelijk met name op beperken van de warmtebehoefte (m.n. verdampingslast droogprocessen), zodat we effectief met onze warmte kunnen omgaan en alleen daar ‘verse’ warmte gebruiken waar geen restwarmte mogelijk is. Dit kan alleen als we een goed inzicht hebben in het proces, zodat we daadwerkelijk in staat zijn om de warmte zo efficiënt mogelijk kunnen inzetten. Of we benutten de restwarmte in een groter geheel voor levering aan derden als warmteleverancier in een warmtenetwerk. Efficiënter drogen gaat ons veel opleveren maar vergt ook grote inspanningen. Door eerder in te zetten op het verminderen van de overige gebruikers kunnen we grote stappen maken zonder dat we daadwerkelijk innovaties nodig hebben en toch voor 2020 een goed resultaat boeken. Hierbij is het wel van belang om te beseffen dat we op lange termijn deze innovaties nodig hebben, zodat we alvast de benodigde research & development kunnen starten. Met het afronden van de haalbaarheidsstudies is er een goed beeld verkregen van de opties voor het terugdringen van de warmtevraag (ref). Zonder meer is het belangrijk te beseffen waar we effectief op in kunnen zetten als industrie om onze warmtevraag te verminderen.

Preventie

Hergebruik

Duurzaam opwekken

Omgeving

Papierfabriek

BV NL

invloedscirkel


Routekaarten P2

Belangrijk is hierbij om tot de volgende oefening te komen:

Op welke procesonderdelen valt de meeste winst te behalen? Welke verbeteropties hebben het hoogste rendement met de minste inspanning?

Traditioneel wordt de meeste warmte gebruikt in onze droogprocessen. Van het totale aandeel warmte gaat er zo’n 76% naar de gezamelijke drogers. Inspanningen hier leveren het meeste op.

Warmtegebruik Nederlandse papier- en kartonindustrie: aandeel naar verbruiker

We moeten inzetten van het verlagen van de verdampingslast door het verminderen en voorkomen van drogen. De ontwikkeling hiervoor zal grotendeels in samenwerking met de roadmap voor P5 plaatsvinden.

Beperken gebonden water na stofoploop (1 – 5 %) Optimaliseren zeef- en perspartij (1 – 5 %) Beperken door drogen en waterdosering veredeling / nabewerking (2 – 10 %)

Als de energie uit de droogkap maximaal benut kan worden, kan dit gebruikt worden om de andere processen aan te drijven en daarmee 25% te besparen op onze totale warmtevraag. Dit kan door innovatief gebruik te maken van de nu beschikbare technologie en kennis. Een kanttekening hierbij is dat door het verminderen van de energie in de drogers ook de energie uit restwarmteterugwinning vermindert. Dit kan een onverwacht ontsparend effect hebben op andere procesonderdelen die nu restwarmte gedreven zijn (sub optimalisatie). Daarom moeten we blijven werken aan het optimaliseren van de restwarmteterugwinning en ons inzicht vergroten in de koppeling van restwarmte over de gehele fabriek.

Optimaliseren kapontwerp, pocketventilatie en dauwpuntregeling (2 – 10 %) Optimaliseren benutting warmte-integratie (2 – 10 %) Beperken warmteverliezen en luchtinlek (2 – 10 %)

o Optimalisatie warmte-integratie Best & next practices warmte-integratie (2 – 10 %) Ontwikkeling en toepassing nieuwe technologie (5 – 25 %)

Het duurzaam aspect van de methodiek valt binnen de roadmap energieconversie.

3%4%

76%

10%

6%

Warmtegebruik per deelproces

Stofvoorbereiding

Zeef en perspartij

Droogpartij

Overige bewerkingen

Utiliteiten


Routekaarten P2

Dit geeft het volgende beeld in een processchema met toepassing van:

- Warmteterugwinning en

dampafscheiding.

- Restwarmte-opwaardering.

- Procesoptimalisatie door continu te

verbeteren en via modelondersteuning.

Product

keten

Controle verbetering“Reduce the variance, shift the mean”

Warmte- en waterterugwinning Restwarmte opwaarderen

XI YANKEE DRYER - With transfer equations

WET SIDE DRY SIDE

θ 173,7 θ ####

Infiltration air Wet Side θdew 82,60 θdew 80,9 Infiltration air Dry Side

V= 20,00 m3/s; po=101,33 kPa PWE(WS)= 0,64 PWE(WS)= 0,32 V= 0,30 m3/s; po= 101,33 kPa

θ θdew mdry air mvapour H of PWE(total) of PWE(total) θ θdew mdry air mvapour H

Y.2 30 20,00 0,34 0,005 0,023 Steamsupply= 44% Steamsupply= 44% Y.6 30 20,00 0,34 0,005 0,023

oC oC kg/s kg/s MW of evaporation heat of evaporation heat oC oC kg/s kg/s MW

Exhaust air Dry Side

Exhaust air Wet Side V= 9,10 m3/s; po= 101,33 kPa

V= 8,28 m3/s; po=101,33 kPa θ θdew mdry air mvapour H

θ θdew mdry air mvapour H Y.7 249 80,88 3,19 1,87 6,32

Y.3 174 82,59 3,16 2,14 6,57 oC oC kg/s kg/s MW

oC oC kg/s kg/s MW

Hot air into Wet Side Hot air into Dry Side

V= 10,02 m3/s; po=104,00 kPa V= 10,02 m3/s; po= 104,00 kPa

θ θdew mdry air mvapour H θ θdew mdry air mvapour H

Y.1 348 79,90 3,20 1,750 6,600 Y.5 348 79,90 3,20 1,75 6,60

oC oC kg/s kg/s MW oC oC kg/s kg/s MW

Exfiltration Air Wet Side Exfiltration air Dry Side

V= 1,00 m3/s; po=101,33 kPa V= 1,00 m3/s; po= 101,33 kPa


Y.4 174 82,60 0,38 0,256 0,786 Y.8 249 80,89 0,35 0,204 0,690

oC oC kg/s kg/s MW oC oC kg/s kg/s MW

Product in steam condensate Product out

Temp. product 50 oC p= 8,0 5,8 bar Grammage (incl 7% moisture ISO) 19,00 [g/m2]

Line speed 1300 [m/min] θ= 170 157 oC Line width 1,75 [m]

Dry matter content 44% % h= 2768 664 kJ/kg Crepe 10% [%]

Wet product in 5,8943 t/h Steamconsumption 0,56 t/h dry matter content 93% %

Specific steam use 0,59 ton steam/ton water Dry product out 4,25 t/h

Model ondersteunde optimalisatie

Pe

rfo

rman

ce

Target


Routekaarten P2

5.2. Tijdsplanning

Willen we stappen kunnen maken voor 2020 (over 7 jaar) dan moeten we nu aan de slag. Wat vermeden moet worden is het wachten op nieuwe technologie. We kunnen nu inzetten op het screenen van onze processen met in het achterhoofd de nieuwe ontwikkelingen. Een stuk voorbereiding maken in het proces om het onder controle te krijgen. En wanneer nieuwe technologie beschikbaar is, deze inpassen in de processen. Nu is wel de tijd om vooruit te denken en in te zetten op een aantal lange termijn onderzoekstrajecten welke veelal minstens 10 jaar nodig om tot volle rijping te komen. (ref CEPI)


Routekaarten P2

5.3. Innovaties

Voor veel technische innovaties binnen de warmtehuishouding zal eerst gekeken worden naar het eigen proces. Met namen het vermijden van de verdampingslast zal een aantal grote innovaties vergen. Hierin is er overlap met P5. Voor de efficiëntere benutting van restwarmte en mogelijk het opwaarderen van de restwarmte zal samenwerking gezocht moeten worden met de technologieleveranciers. Hierin ligt voor de industrie een rol om onze wensen op de agenda te zetten en een kans om als eerste nieuwe technologieën in te zetten via demonstratieprojecten. Daarnaast moeten we ook betrokken blijven bij het creëren van de mogelijkheden voor restwarmte- uitwisseling. Technologische innovaties

Terugbrengen verdampingslast: o Door optimalisatie van grondstof(bereiding) in samenwerking met P4. o Door middel van alternatieve bladvorming (schuim en ultrasoon opdikken) in

samenwerking met P5. Minder water opbrengen bij nabewerking en of ultrasoon verlijmen in samenwerking met

P5. Warmteterugwinsystemen op droogkappen die netto stoom opleveren ten behoeve van het

droogproces door toepassing van warmtepompen damprecoverytechnologie Strategieën voor effectieve warmte-integratie in combinatie met een efficiënte en flexibele

opwekking.

Sociaal Binnen de fabriek blijft het vooral van belang om bewust te zijn en gezamenlijk te werken

aan het reduceren van de warmtevraag en het optimaliseren van de restwarmteterugwinning. Hierin vindt men ook een stuk operational excellence terug: optimale bedrijfsvoering en procesbesturing ten behoeve van dienen bedrijfsdoelen en continue verbetering.

Buiten de eigen locatie gaat het vooral om partnering voor de restwarmte-uitkoppeling. Acceptatie van alternatieven voor eigenaarschap, verdienmodellen en risicodekking met betrekking tot lokale energievoorziening in de procesindustrie plus noodzakelijke voorwaarden voor beleidsmatige ondersteuning

Business innovaties

Het vormen van Warmtenetwerkcoalities zal vooral een impact hebben op de manier waarop we als industrie betrokken zijn bij de omgeving. Hierin ligt meer een keteneffect doordat andere partijen middels restwarmte-inzet besparen


Routekaarten P2

5.4. Businesscases

5.4.1. Optimalisatie energie-efficientie droogprocessen

Door de luchthuishouding en warmteterugwinning beter te bedrijven en in te richten is nog een slag te maken het verminderen van onze warmtevraag. Om dit te ondersteunen is een tool ontwikkeld: het SED (Simulation Energy efficiency Drying processes). Hiermee kunnen technologen een procesmodel opstellen van de lucht- en stoomsystemen in de droogprocessen van hun fabriek. Met een dergelijke balans wordt inzicht verkregen in de het energiegebruik rond de droogkap. Hierdoor kan gericht gewerkt worden aan optimalisatie van het bestaande proces; zowel door laagdrempelige ingrepen zoals wijzigen van setpoints of inspectie- en schoonmaakfrequenties, alsook door gerichte investeringen in een efficiëntere kap, meet- en regelsystemen, leidingwerk en/of warmtewisselaars. Het SED bestaat uit een aantal standaardmodulen die te combineren is tot een procesmodel van elk gewenst droogproces. Het opbouwen van een procesmodel wordt hiermee aanzienlijk vereenvoudigd. Ook levert het bijbehorende instructiemateriaal en een gestandaardiseerd draaiboek voor het gebruik, de technologische staf veel tijdwinst en inzicht bij analyse van het proces en verbeteropties. Berekeningen van het energiegebruik zijn gebaseerd op de invoer van actuele procesgegevens zoals temperaturen, (lucht)stromen en het dauwpunt. Een goed opgebouwd en gevalideerd procesmodel is in principe te gebruiken voor monitoring van niet-meetbare procescondities. Een SED procesmodel kan dus als soft-sensor worden toegepast voor off-line monitoring van condities die de energie-efficiënte van het droogproces bepalen. Denk daarbij aan lekluchtstromen en warmteoverdrachtscoëfficiënten (vervuiling). Toepassing in een advisory control loop op niveau van de staf voor bijsturen van instellingen of onderhoud komt dan al snel dichtbij. Zodra het SED pakket zich heeft bewezen in toepassing voor analyse, kan de toepassing in monitoring en control worden uitgewerkt. Uitrol

In samenwerking met P1 clusters 6a en 6b op het gebied van drogen Best & next practice studie dauwpuntbeheersing SED for engineering: 2 SED implementatie pilots + SED gebruikersgroep Verkennende studie SED 4 soft sensoring (energy & maintenance: IPC3)


Routekaarten P2

5.4.2. Analyse van de warmte-integratie in het project WHITE

Een groot deel van de in de papier- en kartonindustrie ingezette warmte wordt uit de processen afgevoerd naar de atmosfeer. Dit is in orde-grootte 15 PJ aan hoogwaardige restwarmte. Daarnaast wordt nog eens 2 PJ via koel- en afvalwater afgevoerd. Al deze restwarmtestromen zouden kunnen worden benut voor het eigen warmtegebruik. Welk deel daarvan kan worden teruggewonnen voor hergebruik in het proces? Wat kan met aantrekkelijke investeringen in nu beschikbare technologie of technologie die op korte termijn beschikbaar zou kunnen komen? Welke ontwerpstrategie daarbij te hanteren? Welke alternatieven zijn er en wat voor overwegingen spelen daarbij een rol? Nadere studie aan de hand van praktijkcases is daartoe gewenst. Gezien de actuele behoefte bij verschillende bedrijven is dat bovendien opportuun.

Bron Warmtepompworkshop maart 2012 - ECN Anton Wemmers

Hierom starten we met een aantal kennispartners en bedrijven het project WHITE. Met dit project onderstrepen we de noodzaak om zoveel mogelijk gebruik te maken van de in emissiestromen aanwezige warmte voor toepassing in de eigen processen. Deze is vooral in waterdamp en waterstromen aanwezig: een verborgen ‘waterkrachtbron’ in de sector: witte energie. Het gaat om inzicht in de beschikbare mogelijkheden tot warmte-integratie door optimaal intern gebruik van restwarmte en in de daarbij relevante belemmeringen. We werken daarvoor in WHITE aan een handreiking / screening tool voor analyse van het (eigen) proces en inventarisatie en beoordeling van de opties om de warmte-integratie te verbeteren. Dit geeft inzicht in: - Warmtegebruikers en warmtebronnen. - Methodieken voor warmte-integratie in het proces. - Technologieën (apparatuur en randvoorwaarden)

om restwarmte terug te winnen. - Scenario’s voor warmte-integratie.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

tem

pe

ratu

ur

[°C

]

enthalpie of warmte [GJ/tonpapier]

restwarmte

totale warmtevraag

pinch

warmteintegratie

warmtepompen

Pinch


Routekaarten P2

5.4.3. Toepassingskader; hoge temperatuur warmtepompen

Als voorbeeld hier het gebruik van een warmtepompcombinatie van benutten en vermijden met de technieken van vandaag en morgen. Door de toepassing van damprecompressie, zoals met thermocompressoren maar ook de hybride warmtepomp, ontwikkeld in Hyacint.

Van het totaal primair energiegebruik van de papier- en kartonindustrie gaat er een groot deel naar

warmte. Van deze warmtevraag gaat verreweg het grootste aandeel naar het drogen van het

product. De temperaturen waarop de warmte gevraagd wordt verschillen per producttype, maar

liggen veelal zo tussen de 140 - 180 °C voor. De drogers benutten deze warmte veelal al optimaal

door cascadering of door inzet van thermocompressors.

Binnen de industrie wordt al veel aan warmte-integratie gedaan op de uitlaatlucht van de drogers,

maar er blijft nog altijd een groot deel onbenut. Dit wordt niet gebruikt omdat er geen warmtevraag

is op een lage temperatuur of vanwege praktische bezwaren. Hetzelfde geldt ook voor de

restwarmte in het condensaat, waarin nog voldoende energie aanwezig is, maar er niet directe

toepassingen zijn in het proces.

De overgebleven warmtevraag gaat hoofdzakelijk naar de stofvoorbereiding, de perspartij en

utiliteiten. Het temperatuurniveau van deze warmtevraag ligt zo rond de 100 – 120 °C. Gezien de

grootte in warmtevraag en het temperatuurniveau zou dit een goede mogelijkheid zijn voor de

toepassing van een warmtepomp die gebruikt maakt van de restwarmte uit de drogers.

Bron: Restwarmteonderzoek in de papier- en kartonindustrie (2007)

Restwarmte integratie bepalen met het SED

XII HEATPUMP

Compression Heat Pump

V= 49,93 m3/s; po=101,33 kPa V= 44,51 m

3/s; po=101,33 kPa


XII.1 80 49,96 43,70 3,78 13,54 XII.2 47 47,12 43,70 3,22 10,39oC

oC kg/s kg/s MW o

CoC kg/s kg/s MW

∆H= 3,15 MJ/s

condensate from vapour exhaust XII.2 COP

2,025 m3/h 4,21 Electricity0,980 MW

∆H= 4,13 MJ/s

XII.4 V= 45,53 m3/s; po=101,33 kPa V= 57,12 m

3/s; po=101,33 kPa


24 19,45 52,62 0,75 3,20 100 19,45 52,62 0,75 7,33oC

oC kg/s kg/s MW o

CoC kg/s kg/s MW

Tota

le

en

erg

ie

con

sum

pti

e

Tota

al

ele

ctri

cite

its

geb

ruik

tota

le

war

mte

T-re

stw

arm

te

be

sch

ikb

aar

Re

stw

arm

te

be

sch

ikb

aar

Ge

leve

rd

do

or

T-w

arm

te

verb

ruik

ers

War

mte

no

dig

Ve

rbru

ikt

do

or:

PJ PJ PJ °C PJ °C PJ

31,3 7,2 24,1 60 - 40 5,8 Drogers 100-120

3,4 Stofvoorbereiding, voorzieningen


Routekaarten P2

6. Energieconversie

6.1. Thema’s binnen de roadmap

Versterken opwekkingsstrategie Het optimaal opwekken van elektriciteit houdt in dat de afstemming van productie en WKK zal moeten worden geoptimaliseerd.3 De WKK-dimensionering moet hierbij rekening houden met de productie en de warmtehuishouding. Verder zal moeten worden onderzocht wat voor mogelijkheden er zijn om voordelige contracten af te sluiten met elektriciteitsleveranciers door flexibele vraag aan te bieden (smart grids). Verder is het optimaal benutten van lokale energienetwerken een belangrijk thema. Verduurzamen energiebronnen Om minder afhankelijk te worden van de gasprijzen zal substitutie van aardgas door biogas moeten worden onderzocht. Een andere optie is het onderzoeken naar de mogelijke inzet van geothermie voor stoomproductie. Energieverwaarding bijproductstromen Reststromen kunnen worden gevaloriseerd door gebruik als input van nieuwe producten of door gebruik voor energieconversie. De afweging tussen deze valorisatieopties moet worden geanalyseerd.

3 Optimale afstemming van productie en dimensionering voor wkk thema’s heeft voorlopig wel lagere prioriteit vanwege de laatste ontwikkelingen met betrekking tot de toename van de aardgasprijs en de strengere eisen met betrekking tot emissies. Deze ontwikkelingen hebben ertoe geleid dat de papier- en kartonindustrie alternatieve oplossingen probeert te vinden.


Routekaarten P2

De implementatie van de thema’s leid tot het volgende plaatje. Met hierin de thema’s:

- Het versterken van de opwekkingsstrategie - Het verduurzamen energiebronnen - De energetische valorisatie van bijproductstromen

Geothermie


Routekaarten P2

6.2. Tijdsplanning

De volgende tijdsplanning wordt voorzien voor de verschillende

thema’s:

Optimaliseren inzet Warmte-Kracht-Koppeling met warmtevraag

- Verkenning scenario’s en strategie: studie 2012-2015

- Efficiëntere technologie in combinatie met

procesintegratie (WKK-PM koppeling): studie &

implementatie 2012-2020

- Combi geothermie: studie & implementatie 2012-2020

Inzet duurzame energiebronnen

- Biogas (vergisting) : coalitie & implementatie 2012-2020

- Geothermie (ultra-diep – EGS technologie) : TtB

implementatie 2012-2030

- Bijproductconversie (pyrolyse en vergisting)

Restwarmtebenutting

- Uitkoppelen ten bate van externe afnemers (netten)

- Buffer ten bate van smart grids

Lokale energienetwerken

- Gas, warmte, elektriciteit en water

- Business modellen en strategieën

Het schema hierboven geeft grafisch het tijdsverloop weer van

de thema’s.


Routekaarten P2

6.3. (Beoogde) innovaties

De beschreven thema’s zijn ofwel relatief nieuwe technologieën of het concept dat wordt

geïntroduceerd is innovatief. De innovaties binnen de thema’s zullen naast het bijdragen aan de

doelstellingen ook veel toegevoegde waarde geven aan de producten. De innovaties kunnen

worden onderverdeeld in de categorieën Technologisch, Sociaal en Business.

Technologische innovaties

• Configuraties voor flexibele en efficiënte opwekking (in combinatie met effectieve warmte-

integratie)

• Configuraties voor effectieve benutting biogasproductie met minimale meerkosten voor

reiniging

• Configuraties voor effectieve, efficiënte en flexibele conversie geothermie naar warmte voor

gebruik in PKI

Succesvolle implementatie van deze innovaties zullen de flexibiliteit van de fabrieken met

betrekking tot hun energievragen vergroten. Verder kan de warmteproductie worden

geoptimaliseerd en kan de algemene effectiviteit worden vergroot.

Sociale innovaties

• Vormen van nieuwe netwerken door zoeken van partners in de vorm van bedrijven en hun

shareholders en stakeholders in de directe omgeving.

Acceptatie van alternatieven voor eigenaarschap, verdienmodellen en risicodekking met

betrekking tot lokale energievoorziening in de procesindustrie plus noodzakelijke voorwaarden

voor beleidsmatige ondersteuning

Business innovaties

Het ontwikkelen van nieuw typen business modellen waarin de passende en flexibele productie van warmte ten behoeve onze industrie centraal staat.

Het ontwikkelen van innovatieve en nieuwe business modellen voor de productie van

biogas en levering van biogas op grote schaal als een duurzame vervanging voor aardgas. Resulterend in een aanzienlijke reductie van de CO2-footprint van de sector.

Het ontwikkelen van plannen voor optimale inzet van zijstromen die passend zijn in de

transitie naar een biobased economy maar daarnaast ook rekening houdend met hun bijdrage in de huidige duurzame energieopwekking. Bijvoorbeeld door papierslib te valoriseren als bouwsteen voor duurzame chemie, zal er direct een ontsparing plaatsvinden in het huidige duurzame aandeel van de energievoorziening, omdat er geen biogas van het slib wordt gemaakt.


Routekaarten P2

6.4. Business cases

Vervanging van aardgas van biogas voor de papier- en kartonindustrie

De doelstellingen van deze studie zijn hoofdzakelijk het verkennen van aantrekkelijke business cases voor de vervanging van de aardgasvraag met biogas voor de papier- en kartonindustrie. De inzet van externe producenten biogas, de lokaal geproduceerde biogas en de combinatie van deze routes worden in behandeling genomen. De technologie is bewezen en algemeen aanvaard, daarom zal alleen de wet- en regelgeving, de operationele- en systeemaspecten overwegen worden. De STEEP methode wordt gebruikt voor het toewijzen van deze aspecten. De technische kenmerken van de benodigde technologieën zijn al beschikbaar. Dus zouden alleen de technische aspecten in verband met aansluiting, biogasnetwerken en de uitvoering aan de papier- en kartonindustrieën onderzocht moeten worden. Secundaire doelstelling die zou kunnen voortvloeien uit de uitkomst van deze studie is:

- te leveren om de kennis die nodig is voor de uitvoering van de technologie - het versterken van netwerken tussen belanghebbenden.

De tussenliggende stappen die nodig zijn om deze doelstellingen te slagen zijn: - verbetering van de communicatie in de belangrijke regio’s voor het katalyseren van de

oplossing van de bovenstaande problemen - bevordering van green deals dat kunnen versnellen en optimaliseren deze activiteiten - bepalen en bevordering van potentiële haalbaar business cases (vereisten / Kritische

Succes Factoren / belangrijkste hinderpalen te overwinnen/ risico's). Wat zijn de volgende stappen? De verwachte resultaten zijn workshops en andere activiteiten ter bevordering van communicatie. Daarna kan een coalitie tussen belanghebbenden met gemeenschappelijke belangen met papier- en kartonindustrieën worden gecreëerd. Dit dicht de kloof tussen onze leden en externe partijen. Partijen kunnen de benodigde kennis en hulpmiddelen verstrekken. Dit kan uiteindelijk leiden tot oprichting van langdurige relaties door de koppeling tussen grootschalige 24/7 biogasproducenten en 24/7 industriële verbruikers van gas; zoals de papier- en kartonindustrie. De volgende stap is om te werken aan de uitvoering van de onderzochte business cases. Deze werkzaamheden kunnen ook worden gebruikt om het begrip "energienetwerken" in meer gebieden zoals warmte, restwarmte, elektriciteit, water, afvalwater en reststromen te bevorderen. Het bestaande netwerk kan verder worden uitgebreid met ervaren partners in voornoemde onderwerpen. De opgedane kennis en de oprichting van netwerken met externe stakeholders kunnen worden gebruiken voor:

- verkennen van nieuwe kansen en - geleidelijk uitbreiden naar nieuwe gebieden en

activiteiten en meer deelnemers.

Bronafbeelding: groene-energie-info.nl


Routekaarten P2

6.4.1. Use of Geothermal energy for steam production

Het belangrijkste voordeel van de technologie is de relatief lage en stabiele variabele kosten. Dit voordeel vergroot de aantrekkelijkheid van deze optie; dankzij de grote onzekerheid en bedreigingen die fluctuaties in aardgasprijzen oorzaken te PKI. Bovendien is geothermie een duurzame energiebron en de CO2 emissie nagenoeg verwaarloosbaar. Het duurzame profiel van de sector wordt versterkt, en met hulp de verwachte kosten van het ETS-systeem te reduceren. Anderzijds is de initiële kapitaalsinvesteringen relatief groot. Naast de kapitaalsinvesteringen zijn er extra aandachtspunten. De verwachte risico's zijn nog steeds belangrijk. De onzekerheid van de stroom, warmte en permeabiliteit potentieel is groot zelfs als er state-of-the-art methoden worden gebruiken. Aanvullende aandachtspunten zijn gerelateerd aan seismische activiteiten. Hoewel er vergelijkbare activiteiten in het Nederlandse landschap zijn uitgevoerd in het verleden (aardgas boren); het publieksperspectief en de maatschappelijke perceptie zijn nog steeds tegen deze projecten. De evaluatie van de voor- en nadelen van de geothermische energiegebruik onthullen een aantal belangrijke kansen voor de PKI sector:

- geothermische energie zou continuïteit van de energievoorziening en constante warmtestroom voor de bedrijven kunnen bieden.

- het is mogelijk om externe stakeholders te voorzien van significante hoeveelheid lagere temperatuurwarmtevolumes (genereren van extra financiële voordelen).

Dit kan worden bereikt door een optimale cascadering van de warmte en de koppeling met geschikte netwerken. Door de grootschaligheid van dergelijke projecten is het essentieel dat coalities om vast te stellen met collega-procesindustrieën die gemeenschappelijke belangen delen. De oprichting van dit soort coalities kan worden gebruikt om de toepassing van warmte- en materialennetwerken te bevorderen. Om zodoende de initiële stappen te zetten voor een succesvolle overgang naar grootschalige biobased industrieën.


Routekaarten P2

7. Bijdrage aan de doelstelling van de Energietransitie

Een succesvolle implementatie van de beschreven ambities van deze roadmap zullen bijdragen

aan de doelstellingen van de Energietransitie Papierketen op verschillende wijzen.

Het energieverbruik van de papier- en kartonindustrie wordt in de roadmap aangepakt door

deze te verduurzamen, met name met betrekking tot het warmtegebruik. Er wordt verwacht dat

warmte op 60 tot 100% duurzame wijze zal worden geleverd voor de gehele sector. Ook het

elektriciteitsverbruik zal dankzij de roadmap voor het grootste deel zijn gebaseerd op

hernieuwbare energie (afhankelijk van aandeel WKK). Naar schatting zal de gehele papier- en

kartonsector zijn elektriciteitsverbruik kunnen verduurzamen met 40 tot 80%.

Het verlagen van de energiekosten en het verhogen van de flexibiliteit van de energievoorziening, dankzij het uitvoeren van de roadmap, zal de concurrentiekracht van de papier- en kartonindustrie versterken. Tenslotte zal de sector zijn duurzaamheidsimago sterk versterken en zich kunnen profileren binnen de CEPI landen als een voorbeeld met betrekking tot duurzaamheid. Binnen de warmtehuishouding liggen nog grote kansen op het gebied van optimale restwarmtebenutting en opwaardering. Dit is met name door de innovatieve toepassing van bestaande warmtepomptechnologie, gecombineerd met vergaande warmte-integratie, te bereiken. Als we in staat zijn om het aandeel te vervangen van verse warmte, dat niet in de droogprocessen wordt gebruikt, vanuit restwarmte, dan moet het mogelijk zijn om een aandeel te vervangen van ongeveer 25% van de huidige warmtevraag. Dit vertegenwoordigt een aandeel van ongeveer 5 PJ. Echter door toepassing van warmtepompen zal hier elektriciteit nodig voor zijn om dit voor elkaar te krijgen. Hierdoor zal de netto besparing uitkomen op een besparing van ongeveer 3,4 PJ wat een reductie is van 15% op het primair energiegebruik in het proces.


Routekaarten P2

8. Doelgroepen

Managers/eigenaars

De managers en eigenaars van de papier- en kartonfabrieken kunnen baat hebben bij het

verbreden van hun blik met betrekking tot business modellen en technologische opties. Het is

van belang dat zij hun acceptatieniveau en referentiekader breder en flexibeler maken dan nu

het geval is.

Utiliteiteneigenaars & ingenieurs

De roadmap kan utiliteiteneigenaars en ingenieurs ondersteuning bieden door hun additionele

informatie te verschaffen met betrekking tot alternatieve mogelijkheden en kansen voor

technologische verbeteringen of business modellen. Verder kunnen zij nauwer worden

betrokken bij het opstellen van bepaalde delen van de roadmap. Betere communicatie met deze

eigenaars en ingenieurs zal de relevantie en toepasbaarheid van de roadmap sterk vergroten.

Productiemanagers

Om de doelstellingen van de roadmap te bereiken moeten de productiemanagers worden

bereikt. De roadmap moet hun inzicht geven over de trends en daarmee duidelijk maken wat het

belang is van een lange termijn strategie voor energieopwekking en warmtehuishouding. De

lange termijn investeringsplannen moeten worden opgezet door conceptuele ingenieurs van

lokale staf of personeel.

Lokale (provinciale) overheden

De roadmaps en hun thema’s kunnen (met name regionale) beleidsmakers ondersteunen.

Hierbij zouden de roadmaps kunnen dienen als katalysator voor investeringen om zodoende te

komen tot nieuwe, lokale energievoorzieningen. Daarnaast is er ook een rol weggelegd in het

bevorderen van lokale business cases voor restwarmtelevering aan derden.

Overheden zijn vanwege de belemmeringen op gebied van wet- en regelgeving een belangrijke

doelgroep. Door samen met de overheden te helpen deze wettelijke belemmeringen weg te

nemen en tegelijk financiële ondersteuning te versterken, kan de koppeling van duurzame

energiebronnen aan grootverbruikers worden versneld.

Investeerders (incl. Regionale Ontwikkelingsmaatschappijen) en private ondernemingen

De roadmap verschaft inzicht aan investeerders over de economisch interessante (of lange

termijn interessante) opties voor energievoorziening voor grootverbruikers. De informatie zal

verder helpen bij het vergroten van de bereidheid van deze tot investeren in lokale

energievoorziening, al-dan-niet in lokale energienetwerken.


Routekaarten P2

9. Communicatie Algemene communicatie Algemene projectcommunicatie richting papier- en kartonindustrie zal plaatsvinden via de reguliere communicatiekanalen van het VNP programma Energietransitie Papierketen en KCPK. Deze kanalen omvatten zowel het gebruik van media zoals nieuwsbrieven en de VNP en KCPK/Bumaga websites, als direct contact via ledenvergaderingen. Thema of projectspecifieke communicatie Buiten de algemene communicatie over de roadmap, zal tevens gecommuniceerd worden met de leden op project- of themaniveau. Hierbij kunnen de relevante leden worden geïdentificeerd die vervolgens kunnen worden benaderd voor participatie aan projecten, of aan wie de relevante resultaten van onderzoek kan worden voorgelegd. Afhankelijk van de nodige interactie tussen KPCK/Bumaga en de leden die de specifieke fase van het project nodig heeft, zal communicatie plaatsvinden via:

Lokale netwerkbijeenkomsten/themabijeenkomsten Conferenties, seminars en workshops Factsheets met overwegingen bij technologisch ontwerp (know-why & know-how) Factsheets met business cases voor toepasbare technologieën en mogelijke configuraties 1-op-1 contact bij bepaalde projecten met individuele fabrieken


Routekaarten P2

10. Literatuur

10.1. Warmtehuishouding

Overzicht van gebruikte ondersteunende haalbaarheidsstudies • Alternatieve droogtechnieken/warmtehuishouding, TransitieHuis WPA • S. Spoelstra ECN-De Nederlandse en industriële energiehuishouding van 2000 t/m 2006 • CEPI 2050 The Forest Fibre Industry

10.2. Energieconversie

Overzicht van gebruikte ondersteunende haalbaarheidsstudies • Haalbaarheidsstudie naar een efficiente, duurzame en rendabele energievoorziening in de

papier- en kartonindustrie, TransitieHuis WPA,

• ‘Energieneutraal papier – naar een onafhankelijke energievoorzienende papier- en

kartonindustrie’, afstudeerscriptie, Geert Verbruggen, 24 april 2007

10.3. Aanvullende studies en projecten Mogelijkheden voor inzet van restwarmte PKI

Warmtescan bij Van Houtum

Ontwikkeling droogmodel

Haalbaarheid TAP

DUREST (vergistingsdeel)

Industriële symbiose

Onderzoek naar de mogelijkheden van anaerobe waterzuivering in de papier- en kartonindustrie

Studie naar de mogelijkheden van de inzet van rejects als energiebron op eigen terrein

EURESKA

Onderzoek naar mogelijkheden voor zeefwater-verwarming zonder verse stoominjectie bij SK

Solid Board Oude Pekela

Haalbaarheidsstudie Geothermie bij SK Solid Board Coevorden

Factsheets opgesteld betreffende de mogelijkheden en potentie van duurzame opties

HYACINT

Sorptiedroger SK Roermond Papier (TNO)

Rejects Inventory 2005-2008

Mechanische Damprecompressie

Warmtepomp op uitlaatlucht uit pockets SK PPT (ECN) P2 alleen volgend

SK Solid Board Nieuweschans: onderzoek naar mogelijkheden restwarmtelevering aan Fontana

Haalbaarheidsstudie ultradiepe geothermie (NS Parenco)

TAP Demo bij SK Solidboard (Innoforte)

Berekening besparingspotentieel (restwarmte)

CAPWA

SED pilots

WHITE

Haalbaarheidsstudie Biogas

Routekaarten Energie Conversie & Warmtehuishouding - VNP · KENNISCENTRUM PAPIER EN KARTON...

Documents

Transcript of Routekaarten Energie Conversie & Warmtehuishouding - VNP · KENNISCENTRUM PAPIER EN KARTON...