Een basis voor industriële decarbonisatie

Klimaatverandering, versterkt door de uitstoot van broeikasgassen (GHG), vraagt om urgente actie voor het verminderen van koolstofemissies. De procesindustrie draagt hier in aanzienlijke mate aan bij. In alle sectoren heeft decarbonisatie een groot potentieel om de uitstoot te verlagen door het realiseren van de netto-nuldoelstellingen van 2050. Als de koolstof-intensieve industrieën in totaal hun emissies kunnen halveren - een haalbaar doel in de komende decennia - worden de wereldwijde emissies met bijna 15% gereduceerd. 

Voor het bouwen van de basis voor industriële decarbonisatie is een wereldwijd leiderschap en coördinatie in elke industriële sector nodig alsmede uitgebreide en doelgerichte investeringen in innovatieve, schone en nieuwe technologieën, zoals waterstofen andere alternatieve brandstoffen.

De totale energiesector - waaronder elektriciteit, warmte en distributie - is verantwoordelijk voor ongeveer driekwart van de broeikasgas-emissies wereldwijd. Het energieverbruik in de industrie is goed voor ca. een derde van het totaal, waarbij de ijzer- en staalproductie, de chemische en petrochemische industrie, de farmaceutische industrie, de olie- en gasproductie en de cementproductie aanzienlijke delen van deze emissies voor hun rekening nemen. 

Productiebedrijven op het gebied van voedingsmiddelen en drank, non-ferrometalen - zoals aluminium -, pulp en papier, machinale productie, mijnbouw, steenwinning, bouw, textiel, houtproducten en automobielen hebben ook een substantieel aandeel in de industriële emissies. 

Het vervoer, dat een belangrijke voor elke industriële markt speelt, is ook verantwoordelijk voor aanzienlijke broeikasgas-emissies. Dit is deels toe te schrijven aan de elektriciteitsopwekking voor elektrische voertuigen (indirecte emissies) bovenop alle directe emissies als gevolg van het verbranden van fossiele brandstoffen om transportactiviteiten mogelijk te maken. 

Het wegtransport is goed voor een aanzienlijk aandeel aan globale emissies door de verbranding van benzine en diesel. Een geschatte 60% van de uitstoot van het wegvervoer is afkomstig van het passagiersvervoer en de resterende 40% komt van het goederenverkeer. 

Luchtvaart, zeevaart en railvervoer nemen de resterende vervoersgerelateerde emissies voor hun rekening. Ten slotte kunnen slecht geconstrueerde of niet-onderhouden lekkende pijpleidingen directe vluchtige emissies veroorzaken, met name methaan, een zeer krachtig broeikasgas. 

In totaal zijn utiliteiten verantwoordelijk voor het hoogste percentage broeikasgas-emissies door de verbranding van kolen, olie en aardgas in conventionele krachtcentrales. Daarom is de transitie naar schonere technologieën om elektriciteit op te wekken een essentiële manier voor koolstofreductie. 

Het wereldwijde industriedoel voor decarbonisatie is algemeen geaccepteerd als zijnde “netto-nul in 2050”. Zoals te zien in de grafiek is er vooruitgang geboekt bij de reductie van industriële emissies. Helaas zijn niet alle initiatieven toezeggingen voor netto-nul. 

Er zijn meerdere erkende manieren om de koolstofemissies van industriële installaties te reduceren; deze worden hierna behandeld. 

Wereldwijd leiderschap en handelscoördinatie

Wereldwijde leiderschapsgroepen hebben manieren bedacht voor het reduceren van broeikasgassen, met name het ontwikkelen van het Science Based Targets initiative (SBTi), waarin klimaatdoelen voor bedrijven zijn vastgelegd. SBTi is een globaal initiatief opgericht door het Carbon Disclosure Project, UN Global Compact, World Resources Institute en het Wereldnatuurfonds. Wetenschappelijk gefundeerde doelstellingen leveren neutrale meetdoelen die bedrijven en landen kunnen gebruiken voor het bepalen van de actuele broeikasgasniveaus alsmede de verminderingen die nodig zijn om verder te gaan met het streven van netto-nul. Endress+Hauser is lid van SBTi sinds 2023. 

Investeringen in innovatieve schone technologie en energie-efficiëntie

Voor het realiseren van ambiteuze doelstellingen als netto-nul in 2050 moeten bedrijven decarbonisatie-initiatieven meteen plannen en bevorderen als de technologie haalbaar is voor het behalen van zinvolle resultaten. Om deze doelen te bereiken, investeren overheden en particuliere bedrijven in schone technologieën, zoals groene waterstof, zon-, wind- en waterkracht alsmede getijden- en kernenergie.

Omdat sommige van deze technologieën nog minder betrouwbaar zijn dan andere, moet zorgvuldig worden bekeken hoe tijdelijke gaten worden opgevuld. Al deze technologieën zijn koolstofneutraal, wat betekent dat ze geen schadelijke atmosferische emissies produceren. Bovendien moeten industrieën eraan werken om afval en storingen in hun processen - zoals lekkages - te verminderen, waarbij onnodige emissies vrijkomen.

Bestaande en nieuwe technologieën en methoden voor decarbonisatie via waterstof

Groene waterstofis volledig duurzaam en stoot geen broeikasgas uit tijdens het gebruik of de productie. Deze kan makkelijk worden opgeslagen en is zeer veelzijdig en kan worden gecombineerd met andere producten, zoals synthetisch gas en elektriciteit. 

Maar ondanks de klimaatvoordelen heeft waterstof ook nadelen. Om te beginnen is het duur om waterstof te produceren en te gebruiken vergeleken met andere groene energiebronnen. Verder zijn er zorgen over de schaalbaarheid en de plaats in de logistieke keten. 

Waterstof heeft potentie en zowel wegvervoers- als zeevervoersondernemers investeren in onderzoek en ontwikkeling. Elektriciteitscentrales onderzoeken de mogelijkheid om waterstof bij aardgasbewerkingen te gebruiken - of aardgas helemaal door waterstof te vervangen. Waterstof kan ook worden gemengd met aardgas in bestaande pijpleidingnetwerken om emissies te reduceren. 

Warmteterugwinning en sectorkoppeling 

Efficiënte decarbonisatie vereist een hele reeks hernieuwbare-energietechnologieën voor elektriciteit. Dit geldt met name voor verwarmings-, koel- en warmteterugwinningstechnologieën als aanvulling op traditionele koppeling in warmte-krachtkoppeling (CHP), warmte-krachtcentrales en stadsverwarming. De verwarmings- en koelsector ligt achter op de elektriciteitssector met 10% wat betreft decarbonisatie-inspanningen. 

De decarbonisatie in de verwarmingssector is met name belangrijk in dichtbevolkte gebieden zoals Europa, Noord-Amerika, India en China, omdat het hier gaat om een kwart tot de helft van het finale energieverbruik in deze markten en een groot gedeelte van koolstofemissies in de rest van de wereld. 

De verwarmings- en koelsector moet bijdragen aan de vermindering van de broeikasgas-emissies door meer gebruik te maken van hernieuwbare energiebronnen. Sectorkoppeling-inspanningen - waarvan het doel is, elektriciteits-, verwarmings- en vervoersactiviteiten in een centraler beheerd en medeafhankelijk systeem te integreren om energie-efficiëntie te optimaliseren - dragen hier ook aan bij. 

Gebruikmaken van zowel directe als indirecte elektrificatie kan de energiegebruikflexibiliteit van deze sectoren vergroten alsmede de mogelijkheid om elektriciteit van energieopslagsystemen te reduceren en te hergebruiken. 

Een plan voor industriële decarbonisatie voor het bereiken van netto-nul-koolstofemissies 

Het verminderen van koolstofuitstoot in de industrie moet goed worden geleid, waarbij de inbreng van uiteenlopende marktsectoren, inclusief publieke en particuliere belanghebbenden, belangrijk is. 

Omdat koolstofreductie financiële gevolgen heeft voor afzonderlijke bedrijven, is succes op dit gebied afhankelijk van voorschriften en stimuleringsmaatregelen. Sommige veranderingen kunnen zelf worden gefinancierd, zoals processen zodanig aanpassen dat ze minder energie en grondstoffen verbruiken, waarbij toch hetzelfde product wordt geproduceerd. Veel koolstofreductie-inspanningen zijn financieel echter niet haalbaar - ook niet op de lange termijn. Dan is externe financiering noodzakelijk om de vaart erin te houden. 

De politieke en sociale druk rond deze activiteit is de laatste 20 jaar toegenomen en begint nu zijn vruchten af te werpen. Als echter de ontwikkeling in het huidige tempo doorgaat, zal de industrie de netto-nuldoelen in 2050 niet halen. Stimuleringsmaatregelen op wereldwijde schaal zullen nodig zijn om de circulariteit te vergroten. 

Bovendien moet elke industriële sector toegang krijgen tot diverse koolstofarme energiebronnen - zoals groene waterstof, zon-, wind- en waterkracht alsmede getijdenenergie (nog in ontwikkeling) en kernenergie - voor de gewenste energievorm zonder toename van broeikasgas-emissies. Als toevoeging van de milieuvriendelijke energievoorziening, zullen koolstofafvang- en opslagtechnologieënorganisaties helpen bij hun inspanningen voor uitstootvermindering.

Elke fabriek en sector moet tevens de hoeveelheid afval verminderen, terwijl de productkwaliteit en de bedrijfsprestaties moeten worden verbeterd. Circulariteit via recycling waarborgt dat natuurlijke hulpbronnen worden ontzien en afval tot een minimum wordt beperkt. 

Door de implementatie van digitale Industry 4.0/5.0-technologieën met instrumentgestuurde data-analyse kunnen geavanceerde procescontroleconcepten in productieprocessen en in de gehele waardeketen gebruikt gaan worden. Dit soort initiatieven zal de productiviteit doen toenemen, de productiecontrole verbeteren en de afvalproductie verminderen.

De decarbonisatie van de wereldwijde industrie, utiliteiten en het vervoer is een grote opgave, waarvoor actie van publieke en particuliere belanghebbenden van over de hele wereld is vereist. Deze onderneming is mogelijk, maar het vereist een gemeenschappelijke inspanning om de netto-nul-emissiedoelen in 2050 te halen.