Onlangs verscheen het rapport “Chemistry for Climate – Acting on the need for speed” van branchevereniging VNCI over de de rol van de chemische industrie in het behalen van de mondiale klimaatdoelstellingen. Het rapport toont aan dat een broeikasgasreductie van 90% in 2050 mogelijk is. Intensieve samenwerking tussen sectoren is hiervoor een vereiste. Maar ook geavanceerde procesbesturing speelt hierin een steeds belangrijkere rol. Hoe ziet dit er in de toekomst uit?

Auteur: Wouter Verbeek

In de komende decennia zal steeds meer elektriciteit met intermitterende bronnen, zoals wind- en zonne-energie worden opgewekt: dat betekent dat soms heel veel stroom beschikbaar is, en soms juist heel weinig. In de toekomst zal het gebrek aan duurzame energie niet langer het grootste probleem zijn van de energiemarkt, maar het balanceren van deze markt. Immers: hoe zorgen we ervoor dat de elektriciteit op elk moment, voor een goede prijs, beschikbaar is voor volcontinue processen? Balanceren kan voor huishoudens met accu’s van auto’s of Powerwalls van Tesla, maar de grootste balanceringskracht zit misschien wel in de industrie.

Veel industriële processen kunnen zowel met elektriciteit als met gas worden verwarmd. Momenteel is gas voor grootverbruikers de goedkoopste optie. In de toekomst wordt op sommige momenten verwarmen op elektriciteit echter goedkoper dan verwarmen op gas, omdat er op deze momenten veel meer aanbod is van elektriciteit dan vraag. Dat is niet alleen goed voor het bedrijfsresultaat, maar ook voor de elektriciteitsmarkt. Door af en toe om te schakelen, en dus flexibel te opereren, kunnen de kabels en transformatoren gedimensioneerd worden op veel lagere piekvermogens.

Dat vraagt echter wel wat. Energie-overschotten en tekorten worden verhandeld op de APX beurs op tijdvakken van 15 minuten: dat kan betekenen dat vóór elk tijdvak een beslissing benodigd over het al dan niet omschakelen van het proces. Dat vereist geavanceerde procesbesturing. Slimme regeltechniek, denk aan Model Predictive Control of Artificial Intelligence, die rekening houdt met de verwachte onbalans op de markt en in staat is snel te reageren op veranderingen in de markt. Samenwerking tussen die intelligente systemen is dan ook cruciaal: een zogeheten flash-crash, waarbij algoritmes autonoom op een onverwachte en onwenselijke manier op elkaar reageren, moet worden voorkomen.

Een mooi voorbeeld van dit soort slimme procesbesturing is te vinden bij ESD-SIC in Delfzijl. ESD-SIC produceert siliciumcarbide en is één van de grootste energieverbruikers van Nederland. Bij dit bedrijf is men gestart met het afstemmen van de productieplanning op de verwachte vraag en aanbod van de elektriciteitsmarkt. 24 uur van te voren wordt de planning gemaakt op basis van de verwachtingen van de elektriciteitsmarkt. Mocht halverwege de dag toch blijken dat er een tekort aan elektriciteit is, dan kan de elektriciteitslevering met nog eens 10 Megawatt worden teruggebracht. Aan de andere kant kan het op sommige momenten gebeuren dat ESD-SIC netto elektriciteit levert uit afvalgassen van het proces.

Slimme procesbesturing vraagt een andere manier van denken en specifieke expertise van besturingssystemen en energiemarkten. Expertise die niet direct bij elk bedrijf aanwezig is. Met de juiste inspanningen kan deze methode echter zorgen voor flinke besparingen op energiekosten, en tegelijkertijd voor de nodige CO2-reductie. Bovendien zet de industrie hiermee haar kracht in om de elektriciteitsmarkt meer in balans te brengen. Een mooi voorbeeld van samenwerking, operational excellence en duurzaamheid ineen.

Wouter Verbeek is adviseur Operational Excellence binnen de industrie bij Berenschot. Niki Lintmeijer is senior adviseur Energie & Duurzaamheid bij Berenschot en schreef mee aan het rapport “Chemistry for Climate – Acting on the need for speed”