Peter Arnoldy (auteur van “De materialentransitie. Van weggooimaatschappij naar duurzaam gebruik van materialen”, Eburon, 2022)

Een groot deel van de klimaatopgave voor Nederland moet geleverd worden door de energie-intensieve zware industrie die onze materialen maakt. Het gaat daarbij – naast de bestaande fossiele elektriciteitscentrales – om olieraffinage, petrochemie, en de productie van staal en kunstmest (zie tabel). Veel van die industrie is in het verleden in Nederland terechtgekomen vanwege goedkope fossiele energie en goede logistiek vanwege ligging aan zee en grote rivieren. Nu wordt energie, zelfs bij maximaal inzetten op alternatieven, een schaars goed en moeten we serieus tegen het licht houden welke industrie in Nederland kan blijven en waarmee me moeten stoppen. Tijd voor streng overheidsbeleid ten aanzien van de zware industrie.

De zwaarste industrie in Nederland

Vervanging van fossiele grondstoffen

In het streven naar klimaatneutraal in 2050 wordt alle industrie uitgedaagd om zijn fossielverbruik vergaand te reduceren. Het gaat hierbij om zowel fossiele grondstof als fossiele brandstof. Olieraffinaderijen zullen niet allemaal overleven; de blijvers zullen zich moeten toeleggen op kraken en zuiveren van groene en gerecyclede voedingen voor de petrochemie. Ammoniak (o.a. voor kunstmest) zullen we gaan maken met groene waterstof in plaats van aardgas. De staalindustrie zal van cokes uit steenkool overgaan op waterstof als grondstof. Elektriciteit uit zon en wind zal voor de meeste energie zorgen, via zg. elektrificatie. Waar dat niet werkt zal groene waterstof energie kunnen leveren, voor bv. fornuizen. Waar er tekorten aan alternatieve energie zijn, wordt beperkte toepassing van kernenergie gesuggereerd (hierover later meer). Waar CO₂-emissie niet voorkomen kan worden (de cement- en beton-industrie) zal CO₂-opslag (CCS) ingezet kunnen worden, zij het op beperkte schaal, want goedkope CO₂-opslagcapaciteit is eindig.

Maatwerkaanpak

Het Klimaatakkoord in Nederland van juni 2019 stelt klimaatdoelen voor de industrie: van 55,1 miljoen ton/jaar CO₂-emissie in 2015 naar 35,7 in 2030 en naar nul in 2050. Hoewel dit akkoord ambitieus is in zijn doelen, geeft het slecht kaders en is het onvoldoende ingevuld met maatregelen. Op verzoek van de Tweede Kamer is het akkoord in juli 2021 aangevuld met een plan voor ‘maatwerkafspraken’ met ca. 20 bedrijven in de zware industrie, ter versnelling van verduurzaming. Dit plan komt echter langzaam op gang, momenteel zijn pas vier niet-bindende “letters of intent” met bedrijven getekend. In maart 2023 komt de regering met een ‘Nationaal Programma Verduurzaming Industrie’, om vraag en aanbod van groene energie beter op elkaar af te stemmen. Het zal snel blijken dat de energie-intensieve industrie om veel groene energie gaat vragen, in de vorm van elektriciteit of waterstof. Waarschijnlijk is dat meer dan er in Nederland geproduceerd kan worden.

Om hoeveel energie gaat het?

Onderstaande tabel geeft een idee van de toekomstige energiebehoefte. Van elke sector is de grootste fabriek genomen met een schatting van de benodigde energie (in de vorm van elektriciteit). Je kunt zien dat dit soort fabrieken typisch 2000-3000 MW verbruiken. Alleen voor Tata Steel is er een energiezuiniger alternatief, op basis van schrootrecycling en import van groen ijzer.

Overzicht van de grootste producenten in Nederland per sector van de zware industrie, met hun energieverbruik en (toekomstige) behoefte aan waterstof (Mta = miljoen ton per jaar)

• DRI = Direct Reduced Iron
• EAF = Electric Arc Furnace
• Nafta/LPG-voeding respectievelijk etheen-hoofdproduct
• Energieverbruik is 7% van de voeding

Laten we dit eens vergelijken met de kernenergieplannen van de regering. Er worden nu twee kerncentrales gepland in Zeeland met een totale capaciteit van 2000-3300 MW. Dit zijn vollastcentrales die bij uitstek geschikt zijn voor het voeden van de continu-draaiende zware industrie. We kunnen concluderen, dat elk van deze fabrieken zal vragen om een capaciteit vergelijkbaar met zo’n twee kerncentrales! Dus zelfs twee kerncentrales helpen niet echt, ze zijn als druppels op een gloeiende plaat. Misschien moeten we daar – in ons dichtbevolkte land – dan ook maar helemaal niet aan beginnen.

Als we de 2000 MW per fabriek omzetten in behoefte aan windenergie op zee, hebben we per fabriek een reuzewindpark van 5000 MW (5 GW) aan windmolencapaciteit nodig om 2000 MW continu beschikbaar te krijgen (door variabele wind wordt op jaarbasis slechts 40% van de capaciteit benut). Dat zijn 278 molens van 18 MW, de hoogste tot nu toe gerealiseerde capaciteit per windmolen. Elke molen is een Eiffeltoren van 300 meter hoog met drie rotorbladen van 130 meter lang. En om nog eens anders aan te geven om hoeveel energie het gaat: dit is net ongeveer zo veel als er in Nederland in 2023 aan wind-op-zee geïnstalleerd staat (4,7 GW)

2000 MW staat ook gelijk aan het verbruik van 6,4 miljoen huishoudens. Het gaat dus om enorme hoeveelheden energie. De plannen voor de zware industrie zijn nog niet meegenomen in de ambitieuze korte-termijnplannen van de Nederlandse regering met focus op wind-op-zee (naar 21 GW in 2030). Voor 2050 zet de regering nu zelfs in op 70 GW totaal wind op zee. Dat zou tegen die tijd veel behoeftes dekken, maar het komt aan de late kant. Het zal ook niet goedkoop zijn, gezien de grote afstand van die nieuwe parken tot het vasteland met hoge kosten voor elektriciteitskabels of waterstofpijpleidingen. De regering weet dit ook: niet voor niets wordt ingezet op kernenergie en grootschalige import van groene energie via de Rotterdamse haven. Energie blijft een schaars goed. We zitten met een keuzevraagstuk: wat past qua productie in Nederland, en wat kunnen we beter importeren?

Kostbare waterstof

Waterstof wordt een onontkoombaar onderdeel van een duurzame energievoorziening. Groene waterstof kan bereid worden uit duurzame stroom via zogeheten elektrolyse. Het is een grondstof voor staal, kunstmest, petrochemie en synthetische brandstoffen. En het wordt belangrijk voor energieopslag: de productie van duurzame elektriciteit uit zon en wind is erg wisselend en dit vraagt om veel energieopslag om zon- en windarme periodes en de seizoenen te overbruggen.

Waterstof is wel een dure grondstof en energiedrager: ca. 30% van de energie gaat verloren bij elektrolyse, 35% bij het vloeibaar maken van waterstof voor transport over zee, en ook compressie voor opslag is energie-intensief. Verder zijn er kostbare investeringen nodig, voor elektrolyse, voor installaties en schepen voor vloeibare waterstof en voor waterstofinfrastructuur. Als je uitgaat van een typische prijs voor elektriciteit uit Nederlandse zon of wind van €0,05/kWh, dan kost Nederlandse groene waterstof al snel €0,15/kWh.

[Groene waterstof in Nederland is dus drie keer duurder dan stroom. Bij omzetting van waterstof in elektriciteit, bv. in brandstofcellen, verlies je opnieuw 50% van de energie; dat maakt bv. waterstofauto’s zes keer duurder in brandstofgebruik dan elektrische auto’s. Je kunt ook zeggen: je hebt daar zes keer zoveel windmolens voor nodig!]

Stroom in zonrijke landen zoals Saoedi-Arabië is veel goedkoper (€0,01/kWh) en dat maakt de groene waterstof daar ca. €0,06/kWh goedkoper. Dat voordeel verdwijnt grotendeels als hier de hoge kosten van import over zee van vloeibare waterstof naar Nederland bij opgeteld moeten worden.

Import van waterstofderivaten

Het lijkt daarom waarschijnlijk dat in de toekomst de kosten van waterstof geminimaliseerd zullen worden door productie èn gebruik van waterstof daar waar waterstof het goedkoopst geproduceerd wordt, gevolgd door export naar Nederland van de stabiele, makkelijk en goedkoop te transporteren bulkproducten die je uit waterstof kunt maken, zg. waterstofderivaten. Hieronder vallen ammoniak (voor kunstmest), sponsijzer (voor staal), en synthetische brandstoffen (Fischer-Tropsch en methanol).

Tijd voor streng overheidsbeleid ten aanzien van de zware industrie. We moeten voor Nederland industrie kiezen waar we onze schaarse alternatieve energie voor over hebben. Industrie die kostenefficiënt kan produceren en het meest verweven is met de overige industrie. Dit zou moeten betekenen dat ammoniak/kunstmestbedrijven zoals Yara en OCI zullen vertrekken naar zonrijke gebieden. En dat Tata Steel weliswaar op dezelfde schaal door zou kunnen gaan, maar dan op basis van schrootrecycling aangevuld met import van groen sponsijzer. De resterende olieraffinaderijen zullen vooral bioraffinaderijen worden, die grondstoffen leveren aan de petrochemie. En die petrochemie – met zijn ingewikkelde waardeketens, met tussenproducten die per pijplijn vervoerd worden en met vele onderling afhankelijke bedrijven – is moeilijk verplaatsbaar en lijkt nog het meeste waarde toe te voegen aan de BV Nederland, waarvoor het dan een beroep moet kunnen doen op de schaarse Nederlandse alternatieve energie.