Aluminiumfabriek als spil in de energietransitie
Met een jaarlijks energieverbruik van 1,7 terawattuur is aluminiumproducent Aldel een van de grootste elektriciteitsconsumenten van Nederland. Die hoge positie heeft een voordeel: door processen te flexibiliseren, kan de smelterij als virtuele batterij fungeren. CFO Eric Wildschut en COO David Eisma: ‘We zijn onderdeel van een keten die waardevolle producten zoals aluminium levert, maar die ook duurzame energie faciliteert.’
De geschiedenis van Aluminium Delfzijl (Aldel) is verweven met energie. Niet geheel vreemd met een jaarlijks energieverbruik van zo’n 1,7 terawattuur. Met dat gebruik is de aluminiumsmelter een van de grootste elektriciteitsverbruikers van Nederland. De toenmalige Hoogovens namen de aluminiumsmelterij in 1966 in gebruik. Toen was al duidelijk dat de gasbel in Groningen zoveel gas zou leveren, dat de elektriciteitsvoorziening voorlopig verzekerd was. En goedkoop, niet te vergeten. De gasgestookte energiecentrales kregen op hun beurt een betrouwbare afnemer van basislast die 24/7 doorging. Een win-winsituatie die tot midden jaren negentig succesvol bleef.
Mede dankzij lage aluminiumprijzen en hoge energieprijzen, kende Aldel sindsdien meerdere eigenaren en is het twee keer failliet verklaard. Uiteindelijk besloot een Amerikaans investeringsbedrijf in 2017 de fabriek over te nemen en ging het bedrijf verder onder de naam Damco Aluminium Delfzijl. In de tussentijd was één productiehal gesloten en werkte nog maar twintig procent van de 304 ovens. Het duurde even om de oude en slecht onderhouden fabriek weer draaiend te krijgen, maar het bedrijf zit inmiddels op bijna tachtig procent van de maximale productiecapaciteit. Het personeelsbestand is dan ook gegroeid van 180 naar 350. En dan zijn er ook nog dagelijks zo’n 150 contractors in de weer om de fabriek draaiende te houden.
Dominante factor
CFO Eric Wildschut en COO David Eisma zijn nog redelijk vers in het bedrijf. Al zijn hun track records volwassen genoeg om de uitdagingen van Aldel het hoofd te bieden. Wildschut verdiende zijn sporen bij Shell en NAM, terwijl chemisch technoloog Eisma een lange carrière in de aluminiumwereld doorliep. De verschillende achtergronden vormen een mooie combinatie. Energie is namelijk nog steeds de dominante factor in de bedrijfsvoering, terwijl grondige proceskennis tot significante kostenvoordelen kan leiden. Met name in de toekomst, die zich kenmerkt door de inzet van de aluminiumsmelterij als onderdeel van de energietransitie.
CO2-handel
Wildschut: ‘Veertig procent van de variabele kosten betreft elektriciteit, dus heeft energie uiteraard onze volle aandacht. We gebruiken stroom om aluinaarde via een elektrolyseproces te scheiden in vloeibaar aluminium en zuurstof. De rest van de variabele kosten zit in anodeblokken en aluinaarde. Wereldwijd zijn al onze concurrenten strategisch gevestigd in de buurt van goedkope energiebronnen. Grote smelterijen staan bijvoorbeeld in het Midden-Oosten, Rusland en China, die grote voorraden aardolie, aardgas en steenkool hebben. Landen die geen rekening hoeven te houden met extra kosten voor de uitstoot van hun CO2, zoals Nederland.’
Voor een elektrolyse-proces is elektriciteit een grondstof. ‘Daarom krijgen wij gedeeltelijk compensatie voor de emissiehandels-opslag die verwerkt zit in de elektriciteitsprijs. Deze compensatie moet oneerlijke concurrentie met producenten in andere landen die niet aan het emissiehandelssysteem (ETS) van de EU deelnemen voorkomen. Maar die regeling loopt eind dit jaar af. Vrijwel alle deelnemende landen met een energie-intensieve industrie hebben vergevorderde plannen om de regeling te continueren. Helaas heeft juist Nederland nog geen toezegging gedaan over de verlenging. Ik snap de grondgedachte van ETS om bedrijven te stimuleren hun uitstoot te beperken. Aluminium wordt echter verhandeld op een wereldmarkt tegen een wereldprijs. Als anderen wel worden gecompenseerd, binnen Europa, of geen CO2-toeslag kennen, buiten Europa, is er geen sprake meer van eerlijke concurrentie.’
Dit artikel komt uit de eerste editie van het Industrielinqs magazine, dat zich richt op de procesindustrie, energiesector en onderlinge infrastructuur. Met het magazine verbinden we industriële ketens zodat ze van elkaar kunnen leren. Belangrijke thema’s zijn: innovatie, energietransitie, onderhoud en veiligheid.
Gebruik kortingscode ILQS20GRATIS voor een gratis proefabonnement
[/vc_cta]
Zogenaamd carbon leakage, het verschuiven van CO2-uitstoot naar andere langen, ligt dan ook op de loer, waarbij de netto CO2-uitstoot alleen maar zal toenemen als China zijn productie verhoogt.
Fundamentele keuze
De Europese Unie worstelt al langer met zijn positie in de wereldmarkt. De ambities als gidsgemeenschap naar een emissieloze productie, zijn vanuit meerdere kanten begrijpelijk en ondersteunen wij volledig. Zolang grote producenten uit het Midden-Oosten, Rusland en China echter niet meegaan in belasting van de kooldioxide emissies, blijft het speelveld ongelijk voor mondiaal opererende bedrijven. Om dit gelijk te trekken, onderzoekt de EU nu de invoering van het carbon border adjustment mechanism. Producten die buiten de EU zijn geproduceerd, zouden vanaf 2023 extra importheffing moeten betalen om de CO2-emissie te compenseren.
tekst gaat verder onder de afbeelding
David Eisma bij een oven in de elektrolysehal. Foto: Simon van der Woude
‘Wij kunnen onze productie mee laten veren met het energieaanbod, zodat we een belangrijke rol krijgen in de netstabilisering.’
David Eisma, COO Aldel
Op papier een mooi idee, maar volgens Wildschut zal dat in de praktijk anders uitpakken. ‘Landen die fossielvrij produceren, zullen graag naar Europa exporteren. Maar er staat ze niets in de weg om vervolgens zelf weer aluminium uit China te importeren. De schone, duurdere producten gaan naar Europa, terwijl de landen zelf de goedkopere, uitstootverhogende producten invoeren. Als de coronacrisis ons één ding heeft geleerd, dan is het wel dat Nederland het zich niet kan permitteren volledig van import afhankelijk te worden. In crisistijden, kiezen landen toch voor hun eigen markt. De EU, en ook Nederland, is netto-importeur van aluminium en er zijn al heel wat Europese smelters verdwenen. We zullen dan ook een fundamentele keuze moeten maken: Willen we afhankelijk worden van import of houden we een eigen strategische industrie met goedbetaalde werkgelegenheid?’
Batterij
Een extra argument voor behoud van de elektriciteitsgrootverbruiker is de rol die het kan spelen in de energietransitie. Niet dat die 1,7 terawattuur snel kan worden vergroend, maar de fabriek biedt wel een grote virtuele opslagcapaciteit. Eisma: ‘Het volatiele karakter van wind- en zonne-energie stelt de netbeheerders voor behoorlijke uitdagingen. Productiepieken veroorzaken congestie in het net, terwijl bij een productiedip snel extra regelvermogen moet worden ingeschakeld. Wij kunnen onze productie echter mee laten veren met het aanbod, zodat we een belangrijke rol krijgen in de netstabilisering. Momenteel kunnen we dat vooral door onze productie af te schakelen bij tekorten, ook wel noodstroom genoemd. Maar met een paar aanpassingen kunnen we dat veel subtieler doen. We werken al met onze partner Energy Pool samen, die ons helpt met de benodigde soft- en hardware om te flexibiliseren.’
Voordat het zover is, moet wel een aantal aanpassingen worden gedaan aan zowel de hoogspanningsinstallaties als de gelijkrichters die het aluminium smelten. De gelijkrichters kunnen met enige aanpassingen de variabele belasting opvangen. Om dit te kunnen doen bouwt Aldel samen met Energy Pool tien installaties om. Iedere installatie heeft een capaciteit van 40.000 Ampère en een spanning tot ongeveer 800 Volt. Aldel verwacht een variabele belasting van vijftien megawatt te kunnen bereiken om de netfrequentie te ondersteunen.
tekst gaat verder onder de afbeelding
Degradatie
Eisma: ‘Je kunt een installatie die normaal gesproken op vol vermogen werkt, niet even terugdraaien of opschakelen. We moeten aanpassingen doen aan de stroomrails en met name oplossingen vinden voor de zogenaamde magnetische veldcompensatie. Met een ombouwpakket vangen we de wisselingen in het magnetische veld op. En dan zullen we ook de regelmechanismen zodanig moeten aanpassen dat we efficiënt kunnen blijven werken. Hoe goed we de aanpassingen ook doorvoeren, de efficiency van een installatie die op lagere vermogens werkt, zal altijd afnemen. Onze installaties zijn namelijk ontworpen voor een constante stroom. Sterker nog: als we langer dan drie tot vier uur uit bedrijf zouden zijn, zijn we de gehele productie kwijt. Dan moeten we een half tot driekwart jaar uit bedrijf om de ovens uit te bikken. Bovendien verwachten we versnelde degradatie van assets door temperatuurschommelingen. We weten bijvoorbeeld nog niet precies hoe die schommelingen de vuurvaste bekleding beïnvloeden. Zo’n inzet als groene batterij is dan ook zeker niet gratis en we zullen de kosten moeten blijven afwegen tegenover de baten. Gelukkig onderscheidt onze fabriek zich van die in het Midden-Oosten en China door onze jarenlang opgebouwde proceskennis. We doen nu al mee aan verschillende flexmarkten, maar met de nodige investeringen denken wij dit de komende jaren nog veel verder te kunnen uitbouwen.’
Groene stroom
Daarmee stoppen de groene ambities van Aldel niet. Naast investeringen in flexcapaciteit, bood het ook zijn fabrieksdaken en een stuk braakliggend terrein aan als ruimte voor zonnepanelen. Uiteindelijk selecteerden Eisma en Wildschut het Vlaamse bedrijf Ecorus als leverancier van de in totaal vijftigduizend vierkante meter zonnepanelen. Goed voor een zonnecapaciteit tussen de acht en twaalf megawatt.
‘Zogenaamd carbon leakage, het verschuiven van CO2-uitstoot naar andere landen, ligt op de loer.’
Eric Wildschut, CFO Aldel
Gaandeweg ontstond het idee om meer zonneparken te koppelen aan de aansluiting van Aldel. ‘Wildschut: ‘Momenteel houdt de beschikbare netcapaciteit investeringen in grootschalige zonneparken in dit gebied tegen. De netbeheerders kunnen de aanvragen niet aan en hebben jaren nodig om de stroom bij de eindgebruiker te krijgen. Samen met Ecorus bedachten we dat we dit soort parken met een kleine investering ook aan ons net konden koppelen.’ Meer specifiek bouwt Ecorus een microgrid in Farmsum die twee zonneparken in de buurt ontsluit.
Dienstverlening
Wildschut: ‘We trekken een paar honderd meter kabel en koppelen die zonne-installaties aan Aldel. Dat is technisch geen enkel probleem, want onze aansluiting is zwaar genoeg en wij kunnen de stroom van die lokale energiehub direct gebruiken. Bovendien is het een investering die je snel terugverdient. Rijk worden we er niet van, maar het zorgt er wel voor dat we weer een schakeltje in de energietransitie verbinden. Juridisch is dit overigens nog niet heel eenvoudig omdat de autoriteit consument en markt hier nog geen goedkeuring voor heeft gegeven.’
tekst gaat verder onder de afbeelding
Aluminium palen. Foto: Simon van der Woude
In het tienjarenplan dat het herboren bedrijf schreef, is verder nog ruimte voor extra recycling-capaciteit. Aluminium is namelijk zeer eenvoudig te hergebruiken en dat met een fractie van het energieverbruik van primair aluminium. De warmte die bij het proces ontstaat kan uiteraard ook nuttig worden ingezet in de nabije omgeving. Zelfs de kooldioxide die bij de productie vrijkomt zou op den duur kunnen worden opgevangen en opgeslagen, dan wel gebruikt als grondstof voor de chemische industrie (CCUS).
Wildschut: ‘We denken dat we een goed verhaal en een heldere visie op de toekomst hebben. We zullen het echter moeten blijven vertellen. Als we als energiegrootverbruiker willen overleven, moeten we laten zien dat we veel meer zijn dan alleen een aluminiumproducent. We zijn onderdeel van een keten die waardevolle producten levert zoals aluminium, maar die ook duurzame energie faciliteert. Daarmee ontlenen we ons bestaansrecht in de regio niet alleen aan het product aluminium, maar ook aan onze dienstverlening op het gebied van netstabiliteit.’
Aluminiumproductie bij Aldel
De aluminiumfabriek van Aldel in Delfzijl is bijna een kilometer lang. In de twee hallen staan 304 elektrolyse-ovens waar het aluminium met een enorme elektrische stroom uit aluinaarde wordt gemaakt. Het vloeibare primaire aluminium gaat daarna naar de gieterij waar het weer in andere ovens wordt gegoten. Hier wordt het vloeibare aluminium gemengd met andere metalen om legeringen te maken, afhankelijk van de wensen van de klant. Vanuit deze ovens wordt het metaal gegoten in drie soorten gietvormen: stangen (billets), dikke plakken (slabs) en korte, dikke stukken (bars).
Aldel heeft al een van de schoonste en meest geavanceerde smelters en werkt hard om zowel emissies als afvalbijproducten volledig te elimineren. Tegenwoordig wordt honderd procent van de fluoride-uitstoot opgevangen en teruggekoppeld naar het proces en wordt gewerkt aan de integratie van nieuwe geavanceerde processen en controlesystemen die andere emissies volledig zullen verminderen of elimineren.[/vc_message]
