Het project FUREC, dat staat voor Fuse Reuse Recycle, van het elektriciteitsbedrijf RWE, is één van de waterstofprojecten in Limburg. Het idee is om waterstof te maken van niet-recyclebaar gemeentelijk restafval dat overblijft nadat alle nuttige materialen eruit zijn gehaald.
RWE wil met dit project het restafval circulair maken. Dit in het kader van verduurzaming van de industrie waarbij gas wordt vervangen door waterstof. Elektrificeren is voor de industrie namelijk geen optie, daarom is er waterstof nodig. Want door waterstof te gebruiken in plaats van fossiele grondstoffen ben je minder afhankelijk van olie- en gas producerende landen. Ook verlaag je hiermee de CO₂-uitstoot en dat sluit naadloos aan bij de ambities van de EU, Nederland, provincie Limburg en wetenschapspark Brightlands Chemelot Campus. Zij hebben een gezamenlijke missie om de circulaire economie in de regio te stimuleren. Het mes snijdt dus op deze manier aan twee kanten.
Bouw van de installaties
De bedoeling is om twee installaties in Limburg te bouwen die huishoudelijk restafval gaan omzetten in circulaire en groene waterstof. De eerste installatie komt in Buggenum op industrieterrein Zevenellen en is een voorbehandelingsinstallatie om niet-recyclebaar vast huishoudelijk afval om te zetten in brandstofpellets.
De installatie zal ongeveer 700.000 ton niet-recyclebaar huishoudelijk afval per jaar verwerken, gelijk aan wat ongeveer twee miljoen mensen produceren. Hiervan is ongeveer 50% van biogene oorsprong, bijvoorbeeld textiel en papier. Een tweede installatie komt op het terrein van Chemelot waar de brandstofpellets worden verwerkt tot syngas of waterstof voor bedrijven op de Chemelot-site. RWE is van plan de pellets over de Maas via de haven van Stein naar Chemelot te verschepen zodat dit weer vrachtverkeer scheelt. Zo’n 55 trucks per werkdag.
Proces
Het afval wordt, net als nu, in de regio opgehaald. Er wordt gestart met 700.000 ton huishoudelijk restafval. Daar wordt een derde van de totale massa afgescheiden: 25 procent van de aanvankelijke massa is vocht, 4 tot 5 procent is metaal en eenzelfde percentage is steen en aardewerk.
Vervolgens begint het proces met drogen tot het restvochtgehalte onder de 5 procent komt. “Daarna gaat scheiden veel gemakkelijker”, zegt Jan Eurlings, Conceptual Design Manager bij RWE. “Eerst wordt het ferrometaal verwijderd via een magneetband. De non-ferrometalen worden eruit gehaald met een eddy current separator, die deze metalen met een sterk magnetisch veld tijdelijk magnetisch maakt.
De volgende stap is een windzeef, waarbij de zwaartekracht zijn werk mag doen. Hier gaan aardewerk, steen en roestvaststaal eruit. Dit zijn allemaal bewezen technieken.” Vervolgens wordt het gedroogd en gescheiden in een deel metalen (ijzer, aluminium, koper), steenachtig materiaal (keramiek, steen) en een lichte restfractie: tweederde van het totaal. Deze fractie bestaat voor 25 procent uit plastics, 20 procent uit niet brandbaar anorganisch materiaal en 55 procent uit materiaal van biogene oorsprong – van pizzadozen tot katoen. Deze stroom gaat naar een extruder, die er vingergrote pellets van maakt.
Omzetten pellets in korreltjes
Na deze stap vindt er een duidelijke knip in het proces plaats. Het ‘vieze’ deel is achter de rug. De pellets gaan naar een geplande fabriek op Chemelot. Deze grondstofpellets uit de voorbehandelingsinstallatie zullen vervolgens worden omgezet in waterstof middels torrefactie, een thermochemisch proces dat onder meer wordt toegepast op biomassa, om het geschikter te maken voor het gebruik als brandstof.
Het proces is vergelijkbaar met pyrolyse, maar maakt gebruik van een lagere temperatuur (200-400°C). Het ‘roosteren’ van de pellets, gebeurt een half uur lang op 250 graden Celsius. Dit is te beschouwen als een milde vorm van kraken: lange molecuulketens worden in kortere ketens opgedeeld. Wat resteert zijn anorganisch materiaal, koolwaterstoffen en waterstof. Zuurstof heeft het proces als waterdamp verlaten. “Het resultaat na de torrefactie is heel bros”, vertelt Eurlings. “Daardoor is het makkelijk te vermalen tot poeder met korreltjes kleiner dan een halve millimeter.”
Van korreltjes naar waterstof
De omzetting van de korrels naar waterstof gebeurt in een reactievat op een druk van 50 bar, waarin een gasbrander een temperatuur van 1500 graden Celsius creëert. Een continue stroom poeder komt hier samen met 97 procent toegevoerde zuurstof. In een fractie van een seconde gaat de temperatuur naar 3000 graden, waarbij de poederdeeltjes ontploffen, doordat de vluchtige stoffen acuut verdampen tot gasvormige koolwaterstoffen.
Door verbranding van deze koolwaterstoffen blijft de brander op temperatuur. Vervolgens reageren de verbrandingsproducten CO2 (kooldioxide) en water met de resterende vaste koolstof tot een mengsel van CO (koolmonoxide) en H2 (waterstof). Door deze reacties daalt de temperatuur bij de uitlaat van de reactor naar 1500 graden. Vervolgens zijn er varianten mogelijk. Wil de klant syngas afnemen? Het mengsel van CO en H2 is een grondstof voor de productie van ethanol en methanol.
Besparingen
Door aardgas te vervangen door afval zal FUREC het jaarlijks gasverbruik op Chemelot met meer dan 280 miljoen kubieke meter per jaar verminderen. Dit is vergelijkbaar met de jaarlijkse gasbehoefte van ongeveer 200.000 huishoudens en resulteert in een jaarlijkse CO2-reductie van 400.000 ton. De volledige productie van FUREC – met waterstof als hoofdproduct – is afkomstig van gerecyclede afvalstromen in tegenstelling tot de inzet van fossiele grondstof. Daarmee is de volledige waterstofproductie van FUREC circulair.
Ondanks dat het FUREC-project nog in de voorfase zit, is er bij Chemelot zoveel vraag naar waterstof dat RWE wel tien van dit soort units zou kunnen neerzetten. Een van de geïnteresseerden is OCI. Verder wordt er door RWE gekeken naar de optie om waterstof te transporteren naar industriële bedrijven in Rotterdam en het Ruhrgebied. Hiervoor bereid het bedrijf de nodige netaansluitingen voor op de waterstof- en CO2-infrastructuur.
Financiering
De toezegging van 108 miljoen euro van het Innovatiefonds van de Europese Unie (EU) laat zien en onderstreept dat RWE met dit project een belangrijke bijdrage kan leveren aan het koolstofvrij maken van de economie. De financiering door het Innovatiefonds van de EU is een cruciale mijlpaal voor de voortgang van het FUREC-project, aangezien er een totale investering van meer dan 600 miljoen euro nodig is om het hele project uit te voeren.
Dankzij deze toegezegde financiering kan RWE in volle vaart door met de verdere ontwikkeling van het project, zoals het verkrijgen van de nodige toestemmingen en vergunningen. Tegelijkertijd gaat het bedrijf contracten afsluiten met leveranciers voor de installaties, potentiële afnemers van waterstof en CO₂ en bedrijven die afval in geschikte hoeveelheden en kwaliteit leveren.
Volgens de woordvoerder van RWE zullen ze zich de komende periode vooral focussen op het aanvragen van de juiste vergunningen. Ook zullen ze gesprekken voeren met de afnemers van de waterstof en praten ze met afvalwerkers die hun het afval moeten leveren. Begin 2024 wordt dan het definitieve investeringsbesluit genomen. In totaal gaat het om meer dan 600.000 miljoen euro.
Toekomst
FUREC is een uitstekend voorbeeld van de circulaire economie op zijn best, waarbij afval wordt gebruikt voor de productie van waterstof. Volgens Roger Miesen, CEO van RWE Generation SE biedt waterstof voor de chemische industrie een groot potentieel om het productieproces van grondstoffen duurzamer te maken. “Dit is waar ons project om de hoek komt kijken. Met FUREC faciliteren we de ontwikkeling van een centrum voor de circulaire economie in de provincie Limburg. Tegelijkertijd stellen we de chemische industrie in staat haar CO₂-uitstoot te verminderen. Dankzij FUREC kan Limburg als blauwdruk dienen voor andere locaties in Nederland en in Europa.”
