Nieuwe technieken voor minder milieubelasting in de energie- en industriesector Pieter Kroon, ECN Beleidsstudies, 26 juni

Transcriptie

1 Nieuwe technieken voor minder milieubelasting in de energie- en industriesector Pieter Kroon, ECN Beleidsstudies, 26 juni

2 Inhoud Lange termijn milieudoelen en wat is daar voor nodig - Luchtverontreiniging en klimaatverandering Technische opties voor broeikasgassen - Energiebesparing en duurzame energie - Opties voor CO 2, N 2 O en CH 4 Technische opties voor luchtverontreiniging - NO x, SO 2, NMVOS, NH 3, PM 10 en kwik Hoe toepassing van nieuwe technieken te realiseren (tijd voor suggesties en discussie)

3 Waar doen we het voor? Doel 2030 in NMP4 (nationaal milieubeleidsplan 4) 95% van de Natuur in Nederland duurzaam beschermd; Op termijn geen milieugerelateerde gezondheidseffecten; CO 2 -reductie in %; daarna verder omlaag

4 Ontwikkeling emissies klimaatverandering Emissie in mln ton CO2 eq./j SF6 PFC HFC N2O CH4 CO Jaar

5 Emissies klimaatverandering en doelen energie- en industriesector Emissie in mln tonco2 eq./j Historie Reductiepad Jaar Aanname is dat energie- en industriesector evenredig meegaat in reductiedoel. Dit kan worden beïnvloed door de Europese CO 2 -emissiehandelssyteem (EU-ETS)

6 Doelen luchtverontreiniging vertaald in cijfers voor de energie- en industriesector Stof NO x NMVOS NH 3 SO 2 PM 10 Reductiedoel t.o.v %-90% 75%-90% 75%-85% 80-90% 85-95% Resteert t.o.v. emissie %-80% 31%-71% 59%-77% 39%-62% 75%-87% Emissie industrie&energie 2005 [kton/j] , ,9 Emissie richting 2030 [kton/j] ,6-1, ,4-2,8 Ondanks forse historische reductie, moet er nog veel gebeuren Aanname is dat energie- en industriesector evenredig meegaat in reductiedoelen

7 Ontwikkeling en doelen emissies luchtverontreiniging Emissies [mln kg/j] NOx NMVOS NH3 SO2 PM Jaar

8 Emissie doelstellingen NMP4 Ten opzichte van 2005 Doel 2030 NO x Stikstofoxiden -70% NMVOS Niet methaan koolwaterstoffen -50% NH 3 Ammoniak -70% SO 2 Zwaveldioxide -50% PM 10 Fijn stof -80% CO 2 Kooldioxide -50% Ranges rond emissiedoelen weggelaten Technisch lijken deze doelen haalbaar. Dit gaat echter niet vanzelf. Niet alleen end of pipe maatregelen maar ook nieuwe productietechnieken nodig

9 CO 2 -reductie door: energiebesparing en duurzame energie en CO 2 -afvang en opslag Membranen, warmtepompen, microreactoren, efficiëntere scheidingsprocessen. Brandstofcellen (SOFC), gebruik restwarmte Windturbines, zonnecellen, zonneboilers, biomassa, energie uit verschil zout en zoet water CO 2 afvang bij grote verbrandingsinstallaties en procesemissie en opslag in aquivers en lege gasvelden Niet MIA/VAMIL maar: - Energieinvesteringsaftrek (EIA) - Stimuleringsregeling duurzame energieproductie (SDE) - Unieke Kansen Regeling (UKR) (voor CO 2 -opslag)

10 Reductie broeikasgassen CH 4 en N 2 O Methaan (CH 4 ) Verwijdering lage concentraties methaan (stortplaatsen) Methaankatalysator voor uitlaatgas gasmotor Katalysator voor uitlaatsgas Emerchem Lachgas (N 2 O) N 2 O Verwijderingskatalysator van ammoniakproductie ook toepassen bij caprolactamindustrie Proefinstallatie N20 verwijdering Ook onderzoeksgelden in het kader van Reductieplan Overige Broeikasgassen (ROB)

11 Reductie van NO x -emissies Minder NO x -laten onstaan -Ultra lage NO x -branders -Keramische branders -Brandstofcellen Verwijdering van gevormd NO x -Selectieve katalytische reductie (SCR) met NH 3 -SCR met andere stoffen (LPG, methaan) -Absorptiekatalysator

12 NOx-reductie SCR bij motor in schoorsteen Ultra lage NOx brander Keramische brander Principe absorptiekatalysator

13 Reductie van SO 2 -emissies - Brandstof / grondstof met minder zwavel - Rookgas- of afgasontzwavelinginstallaties (FGD) bij procesemissies - FGD met hoger rendement (98+ %) bij kolencentrales of KV-STEG Magnum KV_STEG NUON Hoog rendement SO2 verwijdering Flowpac

14 Reductie van NH 3 -emissies Maar 1% van de Ammoniak emissies komt uit industrie - Plaatsen van strippers of wastorens bij industriële afgasstromen - Bij SCR installaties met NH 3 naschakelen van oxidatiekatalysator

15 Reductie van NMVOS-emissies - Lekdetectie meten bijv. met lasertechnologie - Plasmatechnieken voor NMVOS verwijdering - Laminerende films in plaats van verven - NMVOS reductie met waternevel bij verven - Minder gebruik van oplosmiddelen

16 Reductie van fijn stof emissies en zware metalen - Electro- en doekfilters; let op deeltjesgrootte en aard (Elektrofilters slechter in PM 2,5 ) - Gaswassers - Klontermiddelen (?) om meer kleine deeltjes af te vangen - Met actieve kool ook kwik verwijderen Kwikverwijdering door actieve kool injectie tussen Electro-filter en doekfilter

17 Hoe toepassing hiervan te realiseren? Wetgeving BBT biedt (nog) zekere handelingsvrijheid Andere norm voor kosteneffectiviteitsgrens Subsidies en fiscale faciliteiten (voorbeeld) (beperking door EU steunkader) Bij realisatie van wetgeving of Europese BBT zijn demonstratieprojceten essentieel. Geld voor onderzoek en ontwikkeling Ook onderzoeksgelden in het kader van Unieke Kansen Regeling (UKR) en programma energietransitie

18 Bestaande techniek in nieuwe toepassing Aantal installaties Gemiddelde kosten huidige toepassing toepassing nu nieuw bij begin nieuw straks Gemiddelde kosten nieuw straks Gemiddelde kosten nieuw bij begin Specifieke kosten [euro/kg reductie] Bijvoorbeeld bij SCR bij kleinere of biogasgasmotoren

19 Procesvernieuwing: Soms eigenlijk grootschalige nieuwbouw nodig Installaties en productieprocessen veroudert, en zeker niet meer in lijn met gewenste 2030 milieusituatie Het aan de praat houden is op korte termijn goedkoper dan nieuwbouw. Het toevoegen van steeds efficientere filters en reinigingsstappen helpt, maar situatie wordt niet duurzaam Bijvoorbeeld bij zware metaalindustrie, raffinaderijen en carbon-black productie Plan waar willen we in 2030 (en later) zijn en wat moet er daarvoor nog gebeuren. Wie gaat dat betalen?

20 Hoe toepassing betere technieken te realiseren? Suggesties, ervaringen, aangrijpings- en discussiepunten? Wetgeving BBT biedt (nog) zekere handelingsvrijheid Andere norm voor kosteneffectiviteitsgrens Subsidies en fiscale faciliteiten (beperking door EU steunkader) Bij realisatie van wetgeving of Europese BBT zijn demonstratieprojceten essentieel. Geld voor onderzoek en ontwikkeling Procesvernieuwing: Soms eigenlijk grootschalige nieuwbouw nodig (2030)

21 Niet te presenteren bijlage

22 CO 2 -reductie door energiebesparing en duurzame energie Membranen, warmtepompen, microreactoren, efficiëntere scheidingsprocessen. Brandstofcellen (SOFC), gebruik restwarmte Windturbines, zonnecellen, zonneboilers, biomassa, energie uit verschil zout en zoet water Niet MIA/VAMIL maar Energieinvesteringsaftrek (EIA) en Stimuleringsregeling duurzame energieproductie (SDE)

23 Energiebesparing CiDic, zuinige destillatie Warmtepomp droger (foto en principe) Relatief koude en vochtige lucht Opbouw brandstofcel Laag 3 Kamerdroger Laag 2 Warmtepompsysteem Laag 1 Verdamper Condensor Blower Hete en droge lucht Afvoer gecondenseerd water Membranen in reactor Principe SOFC brandstofcel

24 Duurzame energie Zonnecel in meer lagen voor hoger rendement Algenkweek in kunststof zakken Energiewinning uit verschil zoet en zoutwater Kunststof die zonlicht naar rand geflecteerd, nieuw type zonnecel?

25 CO 2 -reductie door CO 2 -afvang en -opslag Kost veel geld en fossiele energie Voldoende opslag beschikbaar (aquiver /leeg gasvelden) Methoden Verwijdering uit rookgas (wassen of sterk afkoelen), Verwijdering tussen vergassing (KV-STEG) en verbranding (met absorbents en drukverlaging), Verbranding met zuivere zuurstof (oxi-fuel), CO 2 rijke stromen uit procesemissies

26 CO 2 -reductie door CO 2 -afvang en -opslag Kosten per kwh van poederkoolcentrale en KV-steg. En drie alternatieven bedoelt voor CO2-opslag Verbranden met pure zuurstof (oxi-fuel) voor CO 2 -opslag