Bij de productie van industriële gassen als zuurstof en stikstof bepaalt het energieverbruik tijdens het proces het grootste deel van de kosten. De grondstof, lucht, is immers gratis. Het is dan ook niet gek dat gassenproducent Air Liquide er alles aan doet om zijn energieverbruik terug te dringen waar het kan. En waar dat niet kan zo goedkoop mogelijk in te kopen. Daarbij kiest het bedrijf ervoor om geleidelijk steeds meer hernieuwbare elektriciteit in te zetten. Air Liquide heeft inmiddels meerdere power purchase agreements afgesloten met offshore windparken in de Noordzee, waarmee het totaal gecontracteerde vermogen uitkomt op zo’n 270 MW in de Benelux.

Energieopslag

Een nadeel van zon - en windenergie is dat deze niet altijd voorhanden is. Daarom besloot Air Liquide te investeren in energieopslag. Toen het bedrijf de investeringsbeslissing nam voor een nieuwe luchtscheidingsinstallatie bij het industriecluster Moerdijk, is ervoor gekozen om deze installatie uit te rusten met een energieopslag-systeem. Het bedrijf ontwikkelde het zogenoemde Air Liquide Innovative Variable Energy (ALIVE)-systeem. Dit systeem kan vloeibare lucht opslaan en creëert daarmee een buffer om te kunnen anticiperen op het (duurzame) energieaanbod. Dit doet het systeem ook nog eens zeer efficiënt. De koude die vrijkomt bij de hervergassing van de vloeibare lucht wordt namelijk weer ingezet voor het koelen van zuurstof en vice versa.

Efficienter

Sitemanager Aksel Schmidt is verantwoordelijk voor het dagelijks reilen en zeilen van de site in Moerdijk. Al hoeft hij daarvoor niet perse op de site zelf aanwezig te zijn. “Het voordeel van deze nieuwe site is dat hij zeer vergaand geautomatiseerd is”, zegt Schmidt. “We hebben nog wel een controlekamer, maar kunnen de installatie ook vanuit huis zien en bedienen. Zelfs het laden en lossen van de gassen via vrachtwagens verloopt automatisch. Het mooie is dat we onderdeel zijn van een zuurstof- en stikstof pijpleidingennetwerk dat van Noord-Frankrijk tot aan de Maasvlakte loopt. We kunnen daardoor kiezen hoe we de verschillende Air Separation Units (ASU’s, red.) inzetten. Die in Moerdijk is van de nieuwste generatie en 10% efficiënter dan vergelijkbare systemen uit de vorige generatie. Die efficiencywinst zit onder andere in een compactere installatie, maar ook in allerlei verbeteringen aan de luchtcompressoren, warmtewisselaars en turbines.”

Luchtscheiding

De chemische industrie gebruikt met name zuurstof als grondstof, maar ook de glasindustrie gebruikt zuurstof in zijn ovens. Stikstof is een inert veiligheidsgas dat industriële installaties beschermt tegen brand, maar wordt ook in de voedingsmiddelenindustrie gebruikt. De installatie in Moerdijk produceert ook argon. Dit is inert en daarmee een brandveilig hulpmiddel voor onder andere de metaal en automobielindustrie. Het gas wordt ook veel ingezet in de elektronica industrie.

“Het scheiden van lucht is redelijk eenvoudig uit te leggen”, zegt Schmidt. “We zuigen de buitenlucht aan, filteren en comprimeren de lucht om het vervolgens te koelen tot -173 °C. Bij die temperatuur wordt zuurstof vloeibaar. We laten de temperatuur vervolgens weer oplopen waardoor het gas expandeert. Omdat zuurstof, stikstof en argon verschillende kookpunten hebben, kunnen we ze in een kolom van elkaar scheiden. Die gassen versturen we vervolgens via pijpleidingen, tankwagens of cilinders naar onze klanten.”

Als wij met ons opslagsysteem meebewegen met het energieaanbod verminderen we de scope 3-emissies van onze afnemers.

In de praktijk is het proces natuurlijk iets ingewikkelder en is het een samenspel van koelen, warmte terugwinnen en scheiden om uiteindelijk de meest zuivere producten te krijgen. Ook de volumes, dagelijks 2.200 ton zuurstof, zijn indrukwekkend. “We hebben de installatie in december voor het eerst opgestart”, zegt Schmidt. “Zo’n opstartfase gaat altijd gepaard met wat kinderziektes en we moesten ook wennen aan het dynamische gedrag van de luchtsplitser. Gelukkig merkt onze klant daar niks van. Datzelfde geldt straks voor het opslagsysteem. Voor onze klanten is het vaak best lastig om mee te veren met het duurzame energieaanbod. Wij kunnen met dat systeem eenvoudiger meebewegen en verminderen zo de scope 3 emissies van onze afnemers.”

Netbalancering

Met het ALIVE-opslagsysteem kan Air Liquide ook regelvermogen leveren aan de netbeheerder. Maar dat is tot nog toe niet gedaan. Schmidt: “Air Liquide heeft al ervaring met de energiebeurs via onze cogeneratie-installaties. Deze nieuwe manier van energiebalancering is daar een mooie, aanvulling op. We hebben de ASU echter net in gebruik genomen en willen eerst de productie volledig op orde hebben voordat we de installatie daadwerkelijk gaan inzetten voor netbalancering. Tegelijkertijd wil Air Liquide investeren in e-boilers en elektrolysers, wat ook weer mooie aanvullingen zijn op het energieportfolio. Daardoor hebben we steeds meer mogelijkheden om duurzame energie te verpakken en zo efficiënt mogelijk in te zetten.

Het mooie van het ALIVE-opslagsysteem is dat hij ook bij bestaande ASU’s kan worden gezet. Air Liquide heeft inmiddels 5 ASU's in de Benelux. Maar ook buiten ons werelddeel is er veel belangstelling voor het energieopslagsysteem. Zuid-Afrika kampt bijvoorbeeld met een instabiel elektriciteitsnet dat regelmatig uitvalt. Met voldoende opslagcapaciteit kan de levering van zuurstof altijd doorgaan.”