Verduurzamen van de zware industrie

Staal is overal om ons heen. Van auto’s, schepen en treinen tot gebouwen en producten zoals batterijen en koelkasten. We kunnen ons leven zonder dit materiaal nauwelijks meer voorstellen. Terwijl staal ons dagelijks leven ondersteunt, brengt het ook een serieuze uitdaging met zich mee. De gehele productieketen van staal, van de inwinning van grondstoffen tot en met de productie van stalen producten, stoot grote hoeveelheden CO2 uit. De vraag is dan ook: hoe kunnen we staal produceren zonder onze planeet verder te schaden? Hier komt Iv in beeld. Iv biedt ondersteuning aan producenten in de gehele keten om hun toekomstige productie te vergroenen en te verduurzamen. Bovendien helpt Iv om deze noodzakelijke transitie te versnellen.

Waarom staat de zware industrie onder druk om te vergroenen?

Binnen de zware industrie wordt in bijna de gehele keten aanzienlijke hoeveelheden CO₂ uitgestoten. Dit komt doordat traditionele onderdelen van de zware industrie, zoals bijvoorbeeld het staalproductieproces met behulp van een ‘Blast furnace’ (Hoogoven) gekoppeld aan een ‘Basic Oxygen Furnace’ (Oxystaalfabriek) grote hoeveelheden CO₂ en andere emissies uitstoten en zeer energie-intensief zijn. Door de strenger wordende EU-emissiedoelen en steeds hogere eisen van klanten, moeten staalproducenten hun processen grootschalig aanpassen. Tegelijkertijd moeten ze de kwaliteit waarborgen. Dit geldt niet alleen voor de staalproducenten: dit geldt voor de gehele keten van de zware industrie. Dit zijn zeer grote uitdagingen, omdat de nieuwe processen nog niet de kwaliteit en hoeveelheden kunnen produceren die de bestaande processen inmiddels hebben bereikt. De industrie moet veel geld en tijd investeren in vergroeiende technologieën om aan de wetgeving en verwachtingen van de samenleving te voldoen. De grootste uitdaging? Het behalen van de nieuwe emissie-eisen, zoals het verminderen van de CO₂-uitstoot, zonder concessies te doen aan de kwaliteit en productiehoeveelheden.

Rick de Jong, directeur Heavy Industries bij Iv, legt het zo uit: “Staal is op zich al een heel duurzaam product, omdat het 100% en oneindig vaak recyclebaar is. Het kan dus steeds opnieuw gebruikt worden met behoud van zijn eigenschappen en dus ook van de oorspronkelijke kwaliteit en sterkte. Staal is daarom één van de meest gebruikte materialen ter wereld, vanwege zijn veelzijdigheid in combinatie met relatief lage kosten. Het probleem ligt echter in het productieproces. IJzererts wordt uit de grond gehaald en in een hoogoven omgezet in vloeibaar ijzer. Tijdens dit proces worden ijzererts, kooks en kalksteen met zuurstof samengevoegd. Dit proces stoot grote hoeveelheden CO₂ uit. Daarnaast maken de unieke eigenschappen van staal het moeilijk om het een-op-een te vervangen. Staal is extreem sterk en veelzijdig, waardoor het een materiaal is voor talloze toepassingen. Dit betekent dat, zelfs als er alternatieve materialen worden ingezet, je veel meer volume van dit vervangende materiaal moet hebben om aan dezelfde eigenschappen te voldoen, wat de milieu-impact niet noodzakelijk verkleint. Daarom is het heel belangrijk om nieuwe en duurzame manieren te vinden om staal te produceren, die het milieu minder belasten en de unieke eigenschappen van staal behouden.”

Sleutelrol

Het is dus duidelijk: de moet duurzamer en groener worden. In de hedendaagse zoektocht naar deze verduurzaming speelt Iv een sleutelrol. Hoe? Iv biedt de zware industrie  Rick: “Onze aanpak is tweeledig. We moeten nu aanpassingen aan het bestaande proces doorvoeren om direct al resultaat te behalen. Tegelijkertijd moeten we ook naar de nabije toekomst kijken. Hoewel we de industrie al op bepaalde plekken hebben vergroend, blijft het probleem groeien, omdat mensen nu drie keer zoveel consumeren als vijftig jaar geleden.”

De kracht van Iv ligt in haar kennis en ervaring in de procesoptimalisatie. “We weten letterlijk hoe het in de praktijk werkt  en waar het naartoe moet. Op papier lijken processen altijd perfect ontworpen en te werken, maar de realiteit is dat het vaak jaren kan duren voordat alles goed op elkaar is afgestemd en de gewenste resultaten oplevert. Al sinds onze oprichting, 75 jaar geleden (1949), werken we voor de staalindustrie. Onze praktische kennis en ervaring in combinatie met een pragmatische benadering helpen onze opdrachtgevers om hun processen effectief te optimaliseren.” Iv heeft niet alleen ervaring in de staalindustrie, maar ook in andere sectoren zoals de maak- en energie-industrie . Ondanks dat er verschil is tussen deze sectoren, is de aanpak voor verduurzaming vaak vergelijkbaar. Deze kennis stelt ons in staat om op maat gemaakte oplossingen te bieden die niet alleen de huidige processen verduurzamen, maar ook toekomstige innovaties integreren.

Naast de ruim 75 jaar kennis en ervaring in de zware industrie, werkt Iv de laatste 10 jaar al wereldwijd op grote schaal aan verduurzaamsheids-, emissieverlagende- en vergroeningsprojecten binnen de industrie. Hiermee heeft Iv een unieke voorspong opgebouwd in plant design en systeemintegratie van toekomstbestendige en ‘groene’ installaties en productieplants.

Verduurzamen van de hele keten

De staalproductie omvat verschillende stappen om van ijzererts eerst ijzer en daarna staal te maken. Het geproduceerde staal wordt vaak verder verwerkt tot balken en coils voor de volgende productiestap. Naast de staalproductie zelf, is er ook bij zowel down- als upstream veel te doen. Iv heeft ervaring binnen alle onderdelen van deze keten.

Het verduurzamen van de zware industrie begint bij de basis: het winnen van grondstoffen. Dit proces is vaak vervuilend. Bij het delven van grondstoffen in de mijnen en de op- en overslag komen veel schadelijke emissies vrij. De laatste jaren is er al veel tijd en energie besteed om deze stap te verbeteren, binnen Europa lopen we hier echt wel voorop. “In de toekomst zullen kolen langzamerhand plaatsmaken voor waterstof. Dit zal helpen om de CO₂-uitstoot aanzienlijk te verminderen”, vertelt Rick. In deze procestransitie zullen nieuwe installaties, zoals een DRI-plant (Direct-Reduced Iron) met daaraan gekoppeld een EAF (Electric Arc Furnace) eerst op gas en elektriciteit uit wind draaien. Zodra deze processen goed functioneren, zal in een tweede fase de stap naar waterstof worden gemaakt. Iv heeft unieke ervaring met de productie van DRI in de vorm van HBI (hot briquette iron) en alles wat daarbij komt kijken. In Texas draait een DRI-plant waarvoor Iv zowel het primaire productieproces als het secundaire proces zoals screening en op- & overslag heeft geoptimaliseerd.

In het kader van duurzaamheid is Iv ook betrokken bij het hergebruik van staal. Re-use, remanufacturing en recycling worden steeds belangrijker in de toekomst. Na de zogenaamde gebruiksfase van staalproducten, zoals koelkasten, wordt het staal ingezameld en klaargemaakt voor hergebruik. Dit proces omvat het verwijderen van zink- en verflagen en andere materialen voordat het staal opnieuw kan worden verwerkt. Al in 1999 speelde Iv een belangrijke rol bij het ontzinken van staal, dat vrijkwam als rest- en afvalmateriaal bij het stansen van carrosserieonderdelen in de automobielindustrie.

Kortom, of het nu gaat om het optimaliseren van productieprocessen of het verbeteren van de logistiek periferique rondom installaties en grondstoffen: “We helpen bij het ontwerpen van fabrieken, zodat grondstoffen efficiënter en emissieloos worden aangeleverd en er minder transport nodig is. Dit vermindert het energieverbruik en de vervuiling, wat direct bijdraagt aan een schonere wereld”, aldus Rick.

Toekomstperspectief

De wereld van materialen, technologieën en productiemethoden verandert de laatste jaren razendsnel; honderd jaar geleden waren er geen kunststof, koolstofvezels of 3D-printbare materialen. Wat toen nog onmogelijk leek, is nu werkelijkheid en het einde is nog lang niet inzicht. En deze vooruitgang gaat alleen nog maar sneller door. Rick vertelt over de toekomstige mogelijkheden: “Er worden nu al plannen gemaakt om materialen van andere planeten af te halen. Hoewel dat nog ver weg lijkt, kunnen we over 20 tot zeg 30 jaar echt die kant op kijken.” Ook dichter bij huis zijn er kansen. Bijvoorbeeld in Scandinavië (Zweden) liggen nog grote hoeveelheden onbenutte grondstoffen en kansen om in de toekomst op een duurzame en groene manier de industrie voort te zetten.

“Wat ik belangrijk vind, is niet alleen dat we al deze veranderingen doorvoeren voor onszelf of onze kinderen, maar dat we dat voor de kinderen van onze kinderen en verder doen. Als we nu niet handelen, zullen we de impact van onze keuzes in de toekomst echt voelen. Het is niet zomaar een kwestie van vandaag of morgen, het gaat om de wereld die we achterlaten.”

Terwijl we de noodzaak van duurzame verandering erkennen, is er nog veel werk aan de winkel. Om deze transitie daadwerkelijk te realiseren en draaiende te houden, is er meer nodig dan alleen een mindset. Het sluiten van fabrieken is geen oplossing; we moeten investeren in de verduurzaming ervan. Dit betekent niet alleen het doorvoeren van technische innovaties en het verder ontwikkelen van nieuwe materialen, maar ook het durven veranderen van bestaande processen. “Het is essentieel om de schouders eronder te zetten en te investeren in duurzame oplossingen. We moeten ervoor zorgen dat we de industrie ombuigen naar een duurzame en toekomstbestendige groene industrie, zonder te stoppen”, benadrukt Rick.

Rick is optimistisch over de toekomst: “Ik geloof dat we op den duur zelfs onze duurzaamheidsdoelen kunnen gaan inhalen en positief kunnen bijstellen, maar zover zijn we nu nog niet. Hoewel het misschien nu nog als verre toekomst lijkt, ben ik ervan overtuigd dat de mindset van vandaag, dat we moeten veranderen, als een vliegwiel zal gaan werken. Doelen zijn als een stip aan de horizon die ons richting geeft. Maar naarmate we die richting opgaan, zullen we steeds sneller vooruitgang moeten gaan boeken.”

Bouwteams

Rick benadrukt ook het belang van samenwerking: “De projecten worden zo groot en complex dat ze niet door één enkel bureau, ook Iv niet, kunnen worden opgelost. Daarom geloof ik in sterke samenwerking tussen bedrijven. Samen kunnen we de uitdagingen beter aanpakken dan alleen. Ik ben een groot voorstander van het werken in bouwteams. Dit is essentieel om zowel grote uitdagingen als risicovolle projecten effectief aan te pakken. Als Iv doen wij het beginwerk, het ontwerpen, maar daarna komen fabricage, installatie, gebruik en onderhoud om de hoek kijken. Allemaal belangrijke fases die vertegenwoordigd moeten worden en waarvoor ontwerpcriteria goed moeten worden bepaald en worden afgewogen. Door in bouwteams samen te werken, kunnen we veel grotere en slimmere oplossingen bedenken en realiseren dan we ooit alleen zouden kunnen. Samen zorgen we ervoor dat alles wat we bedenken ook echt tot leven komt.”