Energiebesparing als driver voor procesinnovatie

De industrie kan grote stappen zetten op het gebied van energie efficiëntie, zeker als zij de gebaande paden durft te verlaten. Water & Energy Solutions uit Groningen helpt de procesindustrie te innoveren door te kijken naar de interactie tussen processen en utilities zoals water, stoom, elektriciteit en gas. “Door anders te kijken ga je meer zien.”

In de maak- en procesindustrie zijn managementtechnieken gericht op productiviteitsverbetering in zwang geraakt, al sinds de ‘80-er jaren van de vorige eeuw. World Class Manufacturing, Lean, Six sigma en Kaizen zorgen ervoor dat we meer produceren tegen veelal lagere kosten. Zo’n aanpak is meestal gericht op processen of delen daarvan en op het voorkomen van stilstand en uitval. Aaldrik Haijer, directeur van Water & Energy Solutions, vindt deze benadering te beperkt. “Als je iets als een probleem ervaart, ga je bij het zoeken naar een oplossing je richten op dat probleem. Zo kom je niet tot nieuwe ideeën.” Optimalisatie is veelal beperkt tot een verbetering van wat je al had. “Mij interesseert het hoe je iets beter kunt maken, in plaats van het oplossen van alleen het probleem waar je last van had.”

Groot besparingspotentieel

“Grote verbeteringen bereik je alleen door het helemaal anders te doen”, zegt Haijer. “Optimaliseren van wat je hebt levert misschien een verbetering op van 5%. Maar als je echt stappen wilt zetten heb je een conceptwijziging nodig.” Dat is de methode van Water & Energy Solutions: het ontwikkelen van nieuwe concepten voor processen of onderdelen daarvan. De methodologie die het technisch consultancybedrijf hanteert is samen met de Universiteit Groningen opgezet en heeft zich in praktijk bewezen. Voor opdrachtgevers als Gasunie, Akzo, DSM en de NAM zijn projecten gerealiseerd met meer dan 20% energiebesparing en terugverdientijden korter dan drie jaar. Afhankelijk van de situatie kunnen de resultaten nog veel hoger uitkomen.

Integrale proces optimalisatie

De werkwijze van Water & Energy Solutions bestaat uit het modelleren van industriële processen en het inzichtelijk maken van de relatie tussen processen en utilities als energie en water. Daarmee kan gezocht worden naar alternatieven voor bijvoorbeeld energie intensieve onderdelen van processen. Deze integrale benadering voorkomt de focus op bestaande techniek. Haijer: “Pas als je processen op een hoog detailniveau hebt begrepen, kun je over alternatieve oplossingen gaan nadenken.”

Waterschappen bijvoorbeeld hebben veel energie nodig voor de rioolwaterzuivering en slibverwerking. De fase van verdampen en drogen van slib vormt daarbij een uitdaging, waarbij ontwateren kan met druk, maar ook met warmte. “Welke techniek ga je gebruiken om hetzelfde te doen op een betere manier”, legt Haijer uit. Gruisontwatering bleek een goede manier om slib droger te maken tegen een lager energieverbruik. Met een hogere stookwaarde van het slib tot gevolg. Het introduceren van een nieuw concept maakte het verbeteren van het bestaande proces onnodig.

Systematische inefficiëntie

Je zou zeggen dat een gloednieuwe fabriek, gebruikmakend van de nieuwste, state of the art technologie vanzelf ook energie-efficiënt zal zijn. De praktijk leert anders. “In bestaande industrieën zijn vaak grote besparingen mogelijk”, zegt Haijer. “Maar door modernisering en optimalisatie zijn de processen dermate complex dat je deze helemaal moet ontrafelen wil je structurele energiebesparing realiseren.” Nieuwe fabrieken zijn een stuk overzichtelijker. “Maar daar heb je de eerste jaren nodig om kinderziekten uit het systeem te halen en zou je eigenlijk een paar jaar moeten wachten voordat je gericht kunt optimaliseren.”

Lastiger is het fenomeen dat inefficiëncy vaak systematisch is ingebouwd in processen, systemen en machines. “Safety, compliance, milieu-eisen en aansprakelijkheden zorgen voor ingebouwde veiligheidsmarges die niet direct de productiviteit ondersteunen.” Bedrijfszekerheid en 24/7 inzetbaarheid vragen om bewezen technologie waarmee je weinig experimenteerruimte overhoudt. “Als je wat nieuws introduceert bij een fabriek die je heel goed kent kun je zelf redelijk de mogelijkheden inschatten. Heb je die kennis niet of ben je specialist op slechts een deelgebied, dan ga je meer marge nemen.” Volgens Haijer is als consequentie daarvan sprake van een groeiende opeenstapeling van inefficiënties bij industriële processen.

Als voorbeeld voor ingebouwde inefficiëntie kun je de drukpers nemen. De operator stelt de machine in op bijvoorbeeld 100 vel per minuut. Dat is 6000 per uur. De machine klinkt dan ‘goed’ volgens de operator en zo doet hij het altijd. Op het machineplaatje kun je aflezen dat de pers 8000 vel per uur aankan. De ontwerper van het apparaat heeft daarbij een veiligheidsmarge genomen en de pers berekend op 12000 vel, voor ‘de zekerheid’. Tussen ontwerptafel en productievloer is nu al sprake van een productieverlies van 50%!

Beperkende regelgeving

Voortvloeiend uit Europees klimaatbeleid gelden de MEE- en MJA3-afspraken op het gebied van energie efficiëntie. Hiermee wordt de industrie gedwongen een energiebesparing van 2% jaar op jaar te realiseren. Bedrijven die niet onder MEE en MJA3 vallen, zijn gehouden aan de Energie Audit, uitvloeisel van de EED, de Energy Efficiency Directive. Hier geldt dat besparende maatregelen uitgevoerd moeten worden als deze zich binnen vijf jaren terugverdienen.

Hoewel de regelingen in de basis een goede stimulans lijken voor het industriebreed realiseren van energiebesparing, in praktijk kunnen de regels contraproductief uitvallen. “Zodra je winst kunt boeken door een installatiedeel te isoleren bijvoorbeeld”, zegt Haijer, “dan moet je dat natuurlijk doen. Maar wordt je door regels gedwongen om in een warmtewisselaar te investeren, dan zet je jezelf hiermee vast voor het moment dat je liever grote vernieuwingen wilt doorvoeren.”

Terugwinnen van warmte uit rookgassen is op zich prima, maar het bij een procesinnovatie voorkomen dat deze restwarmte vrijkomt, is een veel grotere stap, met een gunstiger resultaat. Gedane investeringen op detailniveau kunnen grotere veranderingen daarmee blokkeren.

Clusterbenadering

De kansen voor energiebesparing binnen een proces zijn dus groot, maar een proces overstijgende benadering biedt nog veel meer mogelijkheden. Door processen van industrieën met elkaar te verknopen is winst te boeken bij energie-, grondstof- en afvalstromen. Uitwisseling van warmte en koude, combineren van energie verbruiksprofielen, delen van duurzame bronnen of bedrijfsoverstijgend investeren in innovaties wordt dan aantrekkelijk.


 

Groningen Seaports project ZERO

Momenteel is Water & Energy Solutions betrokken bij het project ZERO, een masterplan van Groningen Seaports voor emissiereductie in het Eemsdeltagebied. Groningen Seaports is de beheerder van de twee zeehavens met bijbehorende industrieterreinen in Delfzijl en Eemshaven. Samen met de bedrijven op haar terreinen is men op zoek naar de mogelijkheden om het gebied te laten voldoen aan de klimaatdoelstellingen van Parijs. Groningen Seaports is ervan overtuigd dat alleen door intensieve samenwerking tussen de bedrijven op haar terreinen deze doelstellingen kunnen worden bereikt. Door combinaties van technieken, door het aanbrengen van connecties van bijvoorbeeld kabel en leidingen tussen bedrijven lijkt realisatie van de doelstellingen mogelijk. De rol van Groningen Seaports is het faciliteren van deze processen en het aanleggen van de verbindingen. Alleen zo kan Groningen Seaports haar ambities om de meest groene haven van Europa te worden realiseren, aldus Cas König, CEO van Groningen Seaports.


Water & Energy Solutions

Het technologisch consultancybedrijf van Aaldrik Haijer, opgericht in 2010, telt tien specialisten op het het gebied van procestechnologie die klanten bedienen met een energierekening van 1 tot 500 miljoen euro per jaar en méér.

Het bedrijf voert projecten voor procesinnovatie en -optimalisatie uit met het doel een blijvende energiebesparing te realiseren. Een besparing van 20% tegen een investering die zichzelf binnen drie jaar terugverdient vormt eerder regel dan uitzondering.

Water & Energy Solutions is in staat dergelijke resultaten te boeken door een integrale benadering van industriële processen en hun wisselwerking met utilities als water, stoom, elektriciteit en gas. Bij energie-intensieve bedrijven bepaalt energie in belangrijke mate de kostprijs van producten. Het realiseren van energiebesparing maakt de investering in procesinnovatie en -optimalisatie daarmee bedrijfseconomisch verantwoord.

Het bedrijf doet projecten voornamelijk in Nederland en België. De vraag uit de industrie is voor groei niet de beperkende factor, maar de verkrijgbaarheid van “technische Bèta’s die communicatief vaardig zijn”, zegt directeur Aaldrik Haijer desgevraagd met een glimlach.

Dit artikel verscheen in EnergieGids 2018 nr 3.