Een mijlpaal voor Borealis en Qpinch nu hun demonstratie-eenheid voor warmterecuperatie is opgestart. De eenheid bevindt zich in een bestaande LDPE-fabriek van Borealis in de haven van Antwerpen. Het chemiebedrijf verwacht er grote stappen mee te zetten bij het verlagen van de CO2-uitstoot.

Sinds oktober 2018 werken de twee bedrijven samen om de technologie van Qpinch op te schalen. Deze start-up liet zich bij het ontwerp van zijn proces inspireren door het menselijk lichaam, waarin warmteproductie, -opslag en -transport zeer efficiënt in een cyclus zijn geregeld. Qpinch heeft deze processen goed bekeken en bootst ze na om industriële restwarmte van rond de 75 graden Celsius op te waarderen tot 230 graden Celsius en hoger.

Temperatuurlift

Voor de meeste processen in levende cellen is energie nodig. Adenosinetrifosfaat (ATP) is daarvoor een energiedrager. Ons lichaam maakt daarom continu ATP door een vrije fosfaatgroep te hechten aan een molecuul adenosinedifosfaat (ADP). Het gebruikt daarvoor energie uit voedsel. Qpinch doet dit proces na, alleen dan met chemische componenten. De technologie werd ontwikkeld in samenwerking met prof. Christian Stevens van de Universiteit Gent en is gepatenteerd.

Om deze cyclus met ATP en ADP na te bootsen, zet Qpinch een koude en warme reactor in, waartussen fosfaten en water worden rondgepompt. De voeding van de pompen is de enige toegevoegde energie in dit proces. Daardoor zijn de operationele kosten heel laag en vergt de installatie geen aanpassing aan het elektriciteitsnet. In de hete reactor vindt een exotherme reactie plaats die voor de temperatuurlift zorgt. De technologie is schaalbaar van één tot vijftig megawatt en kan dus enorme hoeveelheden industriële restwarmte verwerken.

Investering

De veelbelovende technologie is in staat om de helft van de laagwaardige restwarmte die energiegrootverbruikers anders niet benutten, te recupereren. Doordat het een chemisch proces betreft, is maar heel weinig extra energie in de vorm van elektriciteit nodig voor een temperatuurlift van vijftig tot honderd graden.

De installatie bouwen, is niet goedkoop. De oprichters van Qpinch schatten de investering op enkele miljoenen. Daar staat tegenover dat de installatie nauwelijks operationele kosten meer heeft als hij eenmaal is gebouwd. Bovendien kunnen bedrijven, afhankelijk van de case, tien tot dertig procent van hun energiekosten besparen. En dus ook CO2. Opschaling van de technologie kan een enorme boost betekenen voor CO2-besparing in de industrie.

Potentie

Borealis zag tweeënhalf jaar geleden de potentie van de technologie en investeerde samen met Qpinch en de Vlaamse overheid in opschaling ervan. Ze besloten een eerste installatie op commerciële schaal te bouwen die de restwarmte van de polyolefinenfabriek van Borealis in Antwerpen opwaardeert. Deze is nu opgestart en het chemiebedrijf verwacht ongeveer 2.200 ton CO2 per jaar met de installatie te kunnen besparen. Dit komt overeen met de jaarlijkse uitstoot van 1.500 kleine gezinsauto’s.

Bovendien testen de twee partners de technologische capaciteiten en het opschaalpotentieel van de technologie voor fabrieken van Borealis in andere delen van de wereld. Het chemiebedrijf heeft zich ten doel gesteld om tegen 2030 twintig procent meer energie-efficiënt te zijn ten opzichte van 2015. De Qpinch-technologie kan daarbij een aanzienlijke rol spelen.

Borealis heeft het EPC-contract voor haar propaandehydrogeneringsfabriek (PDH) toegekend aan Tecnimont. Het gaat om de engineering, de inkoop en het bouwmanagement van de nieuw te bouwen fabriek in Kallo, inclusief de nodige nutsvoorzieningen en aansluitingen. De fabriek zou medio 2022 moeten opstarten.

Met een geplande productiecapaciteit van 750.000 metrische ton per jaar zal de PDH-fabriek een van de grootste en efficiëntste faciliteiten ter wereld zijn. PDH is een vitale processtap bij de productie van propeen uit propaan. Propeen is als grondstof voor polypropeen een belangrijke bouwsteen voor de chemiesector. Polypropeen is op zijn beurt een van de meest gebruikte plastics.

Borealis kiest voor Kallo als vestigingsplaats voor de PDH-fabriek vanwege synergiën met de bestaande PDH-eenheid op de site en omdat er daardoor al ervaring is met propeenproductie en -handling. De bestaande dehydrogeneringseenheid heeft een capaciteit van 480.000 ton per jaar. De nieuwe fabriek zal gebruikmaken van de Oleflex-technologie van Honeywell UOP. ‘De combinatie met de warmtekrachtkoppelingsinstallatie zal van deze fabriek een van de meest energiezuinige olefinenfabrieken ter wereld maken voor de productie van specifiek propyleen’, stelt Alfred Stern, CEO van Borealis

Logistieke partner

Voor de handling van propeen en de grondstof propaan schakelt Borealis Oiltanking Antwerp Gas Terminal in als logistieke partner op lange termijn. Hiervoor bouwt Oiltanking een nieuwe opslagtank met een capaciteit van 135.000 kubieke meter propaan. Air Liquide zal het waterstof afnemen, dat als bijproduct ontstaat tijdens het dehydrogeneringsproces.

Borealis wil op haar productiesite in Kallo een fabriek bouwen voor propaandehydrogenering. Het bedrijf heeft een vooronderzoek afgerond en begint nu aan de FEED-fase (front-end engineering design). Als ook die fase is afgerond, volgt in het derde kwartaal van 2018 de definitieve beslissing over de investering. De start-up van de fabriek is gepland voor begin 2022.

De geplande fabriek voor propaandehydrogenering (PDH) krijgt een capaciteit van 740.000 ton per jaar. De technologie is van Honeywell UOP. Het gaat om de Oleflex-technologie die als betrouwbaar bekend staat en selectief waterstof uit propaan haalt. Daarmee wordt propeen on-purpose geproduceerd. Dit in tegenstelling tot stoomkrakers die uit grondstoffen als nafta ook propeen produceren, maar dan als bijproduct.

Kallo

Borealis heeft als vestigingsplaats voor haar productiesite in Kallo gekozen vanwege de logistieke positie en de ervaring met propeenproductie en -verwerking. Een van de bestaande fabrieken in Kallo produceert ook propeen door dehydrogenering van propaan. Daarnaast staat er een polypropeenfabriek op de productiesite.

Partner

Oiltanking Antwerp Gas Terminal zal de logistieke partner van Borealis worden voor de handling van propeen en propaan. Het gaat om een lange-termijncontract en Oiltanking bouwt daarvoor een nieuwe opslagtank voor propaan met een capaciteit van 135.000 kubieke meter. Het waterstof dat bij het proces vrijkomt, wordt verkocht aan Air Liquide, ook volgens een lange-termijnovereenkomst.

Ineos

Borealis is niet de enige die serieus een on-purpose investering in propeen overweegt. In juni dit jaar kondigde Ineos ook al aan naar een locatie te zoeken voor een nieuwe PDH-plant in Europa, waarbij Antwerpen als mogelijke vestigingsplaats werd genoemd. Deze fabriek zou een capaciteit van 750.000 ton per jaar krijgen.