Van hernieuwbare energie tot groene methanol
Power to Methanol Antwerp brengt volledige waardeketen samen
Als we de opwarming van de aarde willen tegengaan, moeten we dringend af van al die CO2-emissies. Met het project Power to Methanol Antwerp (PtMA) onderzoekt een cluster van zeven partners daarom hoe ze CO2 kunnen combineren met waterstof uit hernieuwbare energie om tot groene methanol te komen. Die kan dan niet alleen een duurzame brandstofkeuze vormen, maar ook een bouwsteen worden voor een groene, chemische industrie. Gilles Decan, policy & project manager Hydrogen bij Port of Antwerp-Bruges en één van de project developers bij PtMA, praat ons bij over waar het project vandaag staat.
Zeven partners, één missie
Zeg niet dat er niks gebeurde tijdens corona. Want in april 2020 schaarden zeven partijen zich in het consortium Power to Methanol Antwerp. "Een haalbaarheidsstudie had uitgewezen dat er potentieel lag om in de haven van Antwerpen enerzijds groene waterstof te produceren en anderzijds daar CO2 aan toe te voegen om groene methanol te produceren. Een grondstof en brandstof voor de toekomst", legt Decan uit. De zeven partners verenigd in PtMA zijn ENGIE, Fluxys, Indaver, INOVYN, Advario, Participatiemaatschappij Vlaanderen (PMV) en Port of Antwerp-Bruges.
Een veelbelovend project dus, maar eentje dat vraagt om de nodige expertise in elke schakel van de keten. "Omdat we verschillende technologieën en systemen willen integreren. Net daarom was het belangrijke om de hele waardeketen samen te brengen. Het maakt de besluitvorming er misschien niet makkelijker op", voegt Decan er met een knipoog aan toe, "maar de neuzen staan wel bij iedereen in dezelfde richting. Elke partij is doordrongen van het besef dat we werk moeten maken van een duurzame energietransitie."
Methanol als grondstof en brandstof van de toekomst
Waarom is net methanol de juiste keuze? "De chemische industrie zal blijvend nood hebben aan koolstofmolecules. Hier in de haven bevindt zich een belangrijke cluster van chemische bedrijven. Door een stapje verder te gaan dan waterstof, kunnen we uit een emissieproduct CO2 tot een duurzame grondstof voor die sector komen. Tegelijk wordt de gasvormige waterstof zo weer een vloeistof, wat ze makkelijker te transporteren maakt. Bovendien kunnen we zo meer energie in een kleiner volume ballen. Voor de maritieme industrie is methanol bijvoorbeeld een goede optie als duurzame brandstof."
Maar er liggen ook nog andere mogelijkheden. "Vanuit waterstof zouden we ook ammoniak kunnen produceren of synthetische diesel en kerosine. We blijven dus uitkijken naar wat mogelijk interessante, duurzame pistes kunnen zijn."
"De pilootinstallatie op industriële schaal moet aantonen dat de reactie kan vertraagd worden door te spelen met de parameters druk en temperatuur"
Installatie voor 8.000 ton groene methanol per jaar
De voorbije drie jaar werd hard gesleuteld aan de engineering. Vandaag ligt het ontwerp van de installatie klaar en moeten de partijen een investeringsbeslissing maken. Aan het project hangt immers een prijskaartje van 35 à 40 miljoen euro. Bij groen licht zou er jaarlijks 8.000 ton groene methanol geproduceerd kunnen worden. "De bedoeling is om dit jaar met de bouw te kunnen starten om dan eind 2024 operationeel te zijn", zet Decan de timing voor de komende stappen uit.
Hoe zal die installatie er dan precies uitzien? Het proces vertrekt vanuit de productie van hernieuwbare energie uit zon en wind. "Daarmee voorzien we een elektrolysetoestel van de nodige stroom om waterstof en zuurstof als output te krijgen. In een volgende productiestap brengen we de opgewekte waterstof dan samen met CO2 in een katalytische reactor, onder druk en op hoge temperatuur. Het resultaat is methanol en water dat dan in een destillatietoren verder verfijnd wordt tot zuivere methanol. De methanolmolecule die we zullen produceren voldoet aan de specificaties voor chemische processen en kan één op één bestaande, fossiele methanol vervangen, wat voordelen biedt naar infrastructuur en transport."
Belang van systeemintegratie
PtMA doet in feite niks meer dan processen die zich al bewezen hebben in de procesindustrie samenbrengen in een nieuwe geïntegreerde keten. "De productie van methanol gebeurt nu op basis van aardgas in een grootschalig proces dat zich moeilijk laat afschakelen. De onstabiliteit van wind- en zonne-energie is dus eigenlijk tegen de natuur van chemische productieprocessen in. Hernieuwbare energie integreren is daardoor uitdagend; flexibiliteit zal belangrijk worden. Het project wil innoveren op dat vlak, flexibiliteit aantonen en daardoor tot een effectieve integratie komen, waardoor we de productie kunnen schalen in functie van de beschikbaarheid van energie. De pilootinstallatie die meteen op industriële schaal gebouwd zal worden, moet aantonen dat het door te spelen met de parameters druk en temperatuur mogelijk wordt om de reactie te vertragen in de reactor en zo de variabiliteit van hernieuwbare energie mee te volgen. Door de stromen extra te gaan recirculeren over de reactor kan toch dezelfde output behouden worden, weliswaar iets minder efficiënt dan bij conventionele reactoren, maar perfect inspelend op fluctuaties."
Combinatie met CCUS
De CO2 die het proces moet voeden zal in eerste instantie aangeleverd worden door één van de partners in het project. Bij INEOS Oxide komt er immers CO2 vrij bij de productie van ethyleenproducten. "Het moet om zuivere CO2 gaan om de reactor niet te contamineren. Dit kan wel uit een schoorsteen komen, maar dan is een filtratiestap nodig. Dit kan ook rechtstreeks uit de lucht gehaald worden via zogenaamde Direct Air Capture, maar dat is nog heel verre toekomstmuziek, een piste die zich nog verder moet ontwikkelen. Maar uiteraard kijken we al vooruit", bevestigt Decan.
Een ander alternatief is het project Antwerp@C rond Carbon Capture and Storage. "PtMA zou deel kunnen uitmaken van een groter CCUS-ecosysteem. Daarop gaan we niet wachten: we willen al sneller aan de slag zijn. Maar dit kadert wel allemaal in een breder verhaal, in het belang van een correcte certificatie, van zowel de productie van waterstof als de CO2-bron en dus de uiteindelijke productie van methanol. Ook daar zet PtMA sterk op in, om dit hernieuwbaar te certificeren, zodat bedrijven verzekerd zijn dat ze groene methanol in handen krijgen."
Businesscase sluitend krijgen
De eerste doelstelling voor PtMA is nu het realiseren van de industriële demonstrator in een relevante context. "We willen aantonen dat we de afzonderlijke componenten kunnen samenbrengen en optimaal op elkaar afstemmen. Eenmaal de installatie draait is het een kwestie van testen en optimaliseren. Omdat we al op industriële schaal werken, zouden we daarna snel kunnen schalen en verschillende reactoren naast elkaar plaatsen. Er is wel wat achterstand op het oorspronkelijke schema", geeft Decan toe.
"Maar dat is omdat we de businesscase zo sluitend mogelijk willen krijgen en ook al de juiste afnemers vinden die bereid zijn om wat meer te betalen voor onze groene methanol om bij te dragen aan een betere wereld. Daarin kunnen we als Port of Antwerp-Bruges een belangrijke rol spelen. Als wereldhaven brengen we niet alleen veel chemische bedrijven samen, maar hebben we ook uitstekende logistieke connecties met het achterland. Ook wat dat betreft kunnen we dus onze opties openhouden."
