Home
BLIJF OP DE HOOGTE
Ontvang onze nieuwsbrief en digitale magazine
Uw adres wordt nooit aan derden doorgegeven.
Lees onze privacyverklaring.

       

ARTIKEL
Kolencentrale op 100% biomassa Onderzoeksproject Arbaheat
Download dit artikel als pdf
Is uw adres bekend, dan wordt de pdf meteen geopend, anders krijgt u een link toegestuurd.
Ook ontvangt u onze volgende nieuwsbrief.

Kolencentrale op 100% biomassa

Onderzoeksproject Arbaheat

In 2030 is steenkool taboe voor de elektriciteitsproductie. In een omvangrijk onderzoeksproject wil energiebedrijf Engie nagaan of zijn hypermoderne kolencentrale op de Maasvlakte niet volledig op biomassa kan draaien. Daar komt wel wat bij kijken, maar er liggen zeker kansen.
In 2007 ging kabinet Balkenende IV akkoord met de komst van nieuwe kolencentrales, als onvermijdelijk ingrediënt in de Nederlandse energiemix. Nog geen acht jaar later waren drie hypermoderne kolencentrales in bedrijf, een in de Groningse Eemshaven en twee op de Maasvlakte. Pak hem beet twee jaar later hangt er opeens een zwaard van Damocles boven de nieuwe krachtpatsers. Om de klimaatdoelen te halen wil het huidige kabinet de elektriteitsproductie met steenkool uiterlijk in 2030 stoppen. Voor Engie ligt sluiting van de centrale op de Maasvlakte echter niet voor de hand. Met een prijskaartje van 1,5 miljard euro zou dat pure kapitaalvernietiging zijn. De centrale (800 MW) van het Franse energiebedrijf is van de categorie ‘ultra superkritische’ energiecentrales, goed voor een elektrisch rendement van 47 procent (gemiddelde centrale: 37-40 procent). Reden voor de hoogste bazen in Parijs groen licht te geven voor onderzoeksproject Arbaheat. Doel: nagaan of de centrale 100 procent op biomassa kan draaien.

Gerelateerde expertise

Onderzoeksproject Arbaheat: KOLENCENTRALE OP 100% BIOMASSA In 2030 is steenkool taboe voor de elektriciteitsproductie. In een omvangrijk onderzoeksproject wil energiebedrijf Engie nagaan of zijn hypermoderne kolencentrale op de Maasvlakte niet volledig op biomassa kan draaien. Daar komt wel wat bij kijken, maar er liggen zeker kansen. In 2007 ging kabinet Balkenende IV akkoord met de komst van nieuwe kolencentrales, als onvermijdelijk ingrediënt in de Nederlandse energiemix. Nog geen acht jaar later waren drie hypermoderne kolencentrales in bedrijf, een in de Groningse Eemshaven en twee op de Maasvlakte. Pak hem beet twee jaar later hangt er opeens een zwaard van Damocles boven de nieuwe krachtpatsers. Om stelt programmaleider biomassa Jaap Kiel bij ECN/TNO, een van de initiatiefnemers en lead R&D-partner van het Europese onderzoeksproject. Kiel somt de drie cruciale onderzoeksvragen op: kan steenkool volledig door biomassa worden vervangen, is naast de productie van elektriciteit ook productie van warmte mogelijk om de schaarse, dure biomassastromen optimaal te benutten en kan de centrale een blijvende functie krijgen in de elektriciteitsvoorziening om fluctuaties van wind 18 Solids Processing | nr. 1 | februari 2019 Solids Processing | nr. 1 | februari 2019 19 ENERGIETRANSITIE | Pieter van den Brand de klimaatdoelen te halen wil het huidige kabinet de elektriteitsproductie met steenkool uiterlijk in 2030 stoppen. Voor Engie ligt sluiting van de centrale op de Maasvlakte echter niet voor de hand. Met een prijskaartje van 1,5 miljard euro zou dat pure kapitaalvernietiging zijn. De centrale (800 MW) van het Franse energiebedrijf is van de categorie ‘ultra superkritische’ energiecentrales, goed voor een elektrisch rendement van 47 procent (gemiddelde centrale: 37-40 procent). Reden voor de hoogste bazen in Parijs groen licht te geven voor onderzoeksproject Arbaheat. Doel: nagaan of de centrale 100 procent op biomassa kan draaien. BREDERE SCOPE Het is goed dat hier serieus naar gekeken wordt, en zon op te vangen? “De scope van het project is dus veel breder. We onderzoeken of er een duurzame toekomst voor kolencentrales is weggelegd. We kijken daarbij niet alleen naar de technische haalbaarheid maar ook naar de kosten-efficiency.” TECHNISCHE UITDAGING Kiels collega Mariusz Cieplik ziet een interessante technische uitdaging. “Oogmerk van dit onderzoeksproject is de brandstof van de centrale te vervangen, van steenkool naar biomassa, terwijl je zo min mogelijk wilt veranderen aan de bestaande centrale en infrastructuur”, zegt de bio-energie-expert. Cieplik benadrukt dat de opvatting dat kolencentrales uitsluitend een baseloadfunctie kunnen hebben, achterhaald is. “Je kunt een kolencentrale tot op 10-20 procent van zijn vermogen terugregelen en met tientallen megawatts per minuut op- en afregelen. Bovendien kan de warmteproductie gewoon in bedrijf blijven, als de centrale dan geen stroom hoeft te leveren.” BIO-ENERGIEPELLETS Voor de warmteproductie gaat in het Arbaheatproject de eerste aandacht uit naar de integratie van de biomassa-voorbehandelingsinstallatie van consortiumdeelnemer Arbaflame. Het Noorse bedrijf produceert bio-energiepellets uit verschillende houtresiduen, die de afgelopen jaren met succes zijn getest bij wel vijftien andere energiecentrales. Begin 2020 komt bij de Engie-centrale een demo-installatie gereed. De op stoomexplosie gebaseerde techniek, verwant met torrefactie, levert compacte pellets met een hogere energiedichtheid dan traditionele houtpellets. De pellets zijn waterafstotend, van belang voor de langdurige opslag in de buitenlucht. Daarnaast is de maalbaarheid uitstekend. “Het bedrijf heeft dat voor houtachtige reststromen goed in de vingers”, zegt Kiel. “Snoeihout is bijvoorbeeld direct in het Arbaflame-proces toepasbaar. Andere biomassaresiduen, zoals resten van landbouwgewassen en minder schone stromen, zijn ook geschikt, maar daar is verdere ontwikkeling voor nodig.” De ‘pulverizer’ in de kolencentrale maalt het steenkool standaard tot circa 75 micrometer. Voor biomassa volstaat een korrelgrootte van rond de millimeter. “Biomassa is veel reactiever in het verbrandingsproces. Daarom hoeven we het niet zo fijn te malen”, licht Cieplik toe. Onderzoekslab van ECN/TNO dat verbrandingsprocessen nabootst om afzettingsgedrag van biomassa in ketels van energiecentrales te voorspellen. (Foto: Marco Vellinga) Kolencentrale van Engie op de Maasvlakte schakelt mogelijk over op biomassa. (Foto: Engie, Alf van Beem) Sluiting van de kolencentrale ligt niet voor de hand; dat zou kapitaalvernietiging zijn Volop mogelijkheden voor fabrikanten van componenten en meetinstrumenten om aan te haken bij de nieuwe technologie Naast onderzoek naar externe warmtelevering is voorzien om specifiek de hoge-temperatuurwarmte uit de ketel van de centrale te benutten voor de productie van de bio-energiepellets. De vloeibare reststroom uit het thermogene Arbaflame-proces Dit artikel is afkomstig uit Solids Processing www.solidsprocessing.nl © ProcesMedia Solids Processing | nr. 1 | februari 2019 21 ENERGIETRANSITIE leent zich voor de productie van biochemicaliën. Ook dat is onderwerp van onderzoek. BRANDERS Met de bio-energiepellets van Arbaflame alleen is de klus nog lang niet geklaard. Een van de onderzoeksvragen is hoe de gemalen pellets zich gedragen in de 100 meter hoge ketel van de centrale en op welk niveau in de ketel de meeste warmte vrijkomt. “Daar is nog onvoldoende inzicht in”, vertelt Kiel. “We verwachten dat de grotere biomassadeeltjes anders branden dan het poedervormige steenkool. Dat vergt een andere instelling van de branders in de ketel.” Bovendien zijn de stoomcondities in ultra superkritische centrales extreem. Het hoge elektrische rendement van de Engie-centrale wordt behaald dankzij de hoge stoomtemperatuur (zo’n 700 °C) en druk (circa 300 bar). EISEN “Aan de biomassakwaliteit worden dan ook hoge eisen gesteld vanwege het risico op vervuiling en corrosie door afzetting op ketelwanden en stoompijpen”, zegt Cieplik. “Door ons uitgebreide onderzoek in het lab waarin we verbrandingsprocessen nabootsen, kunnen we het afzettingsgedrag van biomassa niet alleen goed voorspellen, maar weten we ook hoe dit met additieven of een juiste brandstoffenmix te onderdrukken. We hebben daar alle vertrouwen in. Bovendien gaan we de rookgassen en de impact hiervan ook in de ketel zelf real-time meten”, wijst hij op een meterslange met warmtefluxsensor uitgeruste sonde, die ECN/TNO samen met de Delftse warmtesensorenmaker Hukseflux heeft ontwikkeld. Cieplik ziet volop mogelijkheden voor fabrikanten van componenten en meetinstrumenten, om aan te haken bij deze nieuwe technologieontwikkelingen. “Daar is heel veel behoefte aan. In feite staan we nog aan het begin. Dat soort instrumenten gaan we niet zelf ontwikkelen. Daar zoeken we partners voor.” ● ‘Oude’ Europese kolencentrales over op biomassa In Europa is al een aantal kolencentrales omgeturnd naar een volledig stroomproductieproces op biomassa. Denemarken gaat de kolenstook in zijn resterende drie kolencentrales uiterlijk in 2023 uitfaseren naar houtchips en -pellets. De Drax-centrale bij het Britse Leeds, een van de grootste in West-Europa (3,9 GW), is grotendeels overgegaan op biomassa (2,6 GW). In 2023 verwacht men volledig van het meestoken van kolen af te zijn. Om de biomassastook onder de knie te krijgen was een investering van € 785 miljoen nodig, onder meer in vier opslagkoepels (50 meter hoog, inhoud elk 300.000 ton). Meestoken van biomassa in de kolencentrales in ons land, gedreven door miljardensubsidies uit de SDE+-regeling, is al langer gemeengoed. RWE wil voor zijn Amer-centrale eind 2019 op 80% biomassa uitkomen. In al deze voorbeelden gaat het om verouderde centrales. De conversie van recent gebouwde centrales naar 100% biomassa is nog nergens gerealiseerd. Het Arbaheat-project bijt het spits af. Naast Engie, ECN/TNO en Arbaflame zitten Havenbedrijf Rotterdam, het Noorse onderzoeksinstituut Sintef, de Vrije Universiteit Brussel en de Universiteit van Bergen (Noorwegen) in het consortium. De coördinatie is in handen van PNO Consultants. De Europese Commissie steunt het vierjarige onderzoeksproject met een subsidie van € 19 miljoen. Door ECN/TNO en Hukseflux ontwikkelde sonde met warmtefluxsensor voor het real-time meten van rookgassen en hun impact op de ketelwand van energiecentrales. (Foto: Marco Vellinga) Solids Processing www.solidsprocessing.nl © ProcesMedia
PROCES MEDIA
Solids Processing Fluids Processing MB Maintenance SchuettgutPortal
Ontvang onze nieuwsbrief
Nieuwsbrief archief
Volg ons
Linked
MAGAZINE
Abonneren
Service en contact
ContactDisclaimerPrivacyAdverterenLogin controlpanel