Innovaties voor klimaatvriendelijke productie

We streven ernaar om de CO₂-uitstoot te verminderen en onze klanten producten met een kleinere carbon footprint aan te bieden. Dit betekent dat we volledig nieuwe lage-emissie technologieën nodig hebben. Daarom ontwikkelen, beoordelen en testen we emissievrije en emissiearme processen en technologieen voor duurzame chemie. Zodra we zeker weten dat deze voor ons werken, rollen we ze op grotere schaal uit.

Kraken op elektriciteit

Aan het begin van ieder productieproces in de chemische industrie moet de basisgrondstof nafta worden ‘gekraakt’. Kraken betekent dat de nafta wordt verhit onder temperaturen tot 850° C, waardoor onze basischemicaliën zoals ethyleen, propyleen en benzeen ontstaan. Dat kraken gebeurt in onze stoomkraker. Door de hoge temperaturen die nodig zijn in de stoomkraker, verbruiken we energie en komt er CO₂ vrij.

Samen met SABIC en Linde heeft BASF de eerste grootschalige elektrisch verwarmde stoomkraakoven ter wereld in gebruik genomen. De demonstratie-installatie heeft een vermogen van 6 megawatt aan hernieuwbare elektrische energie, om materiaalgedrag en -processen op industriële schaal te testen. Deze nieuwe technologie heeft het potentieel om de CO₂-uitstoot van een van de meest energie-intensieve productieprocessen in de chemische industrie met minstens 90% te verminderen, in vergelijking met conventionele stoomkraakinstallaties.

Waterstof zonder CO₂

Voor BASF is het gebruik van schoon waterstof een cruciaal element om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen. In Europa is BASF bijvoorbeeld een van de grootste waterstofproducenten. Het gas is een essentieel en onvervangbaar basismateriaal voor belangrijke producten zoals ammoniak en komt voor in talloze consumentenproducten, van kauwgom tot kunststof. Waterstof wordt meestal geproduceerd uit koolwaterstoffen zoals aardgas via stoomreforming, een proces dat gepaard gaat met hoge CO₂-emissies (ongeveer 9 tot 10 ton CO₂ per ton waterstof). Hierdoor behoort waterstofproductie tot de grootste CO₂-bronnen binnen de chemische industrie. Om waterstof in de toekomst zonder CO₂-uitstoot te kunnen produceren, zet BASF parallel in op twee processen: commercieel beschikbare water-elektrolyse en methaanpyrolyse, waarvoor BASF een nieuwe procestechnologie ontwikkelt. Voor een verdere opschaling van CO₂-vrije waterstofproductie is het noodzakelijk dat voldoende elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen beschikbaar is. Hoewel waterstof in de chemische industrie vooral als grondstof wordt gebruikt, kan het in andere toepassingen dienen als energiedrager (mobiliteit, gebouwverwarming). Omdat waterstof met een lage uitstoot schaars is, moet het worden voorbehouden aan sectoren waarin het gebruik ervan essentieel is.

BASF werkt samen met partners aan een project om methaanpyrolyse te ontwikkelen, een technologie voor de productie van klimaatvriendelijke waterstof uit aardgas, gefinancierd door het Duitse ministerie van Onderzoek, Technologie en Ruimtevaart (BMRTS). 

Bij waterelektrolyse wordt water met behulp van elektriciteit gesplitst in waterstof en zuurstof. In samenwerking met Siemens Energy hebben we op de locatie Ludwigshafen een waterelektrolyse-installatie met een capaciteit van 54 megawatt gebouwd en in gebruik genomen en deze geïntegreerd in het Verbund-systeem. 

Klimaatvriendelijke methanol

Methanol is een belangrijke basisstof voor veel van onze producten. Gewoonlijk wordt methanol gemaakt van syngas, dat tot nu toe hoofdzakelijk werd verkregen uit aardgas. Met behulp van speciale katalysatoren kan dit vervolgens worden omgezet in ruwe methanol, die na zuivering verder kan worden verwerkt. In het nieuwe BASF-proces wordt syngas gegenereerd door gedeeltelijke oxidatie van aardgas, wat niet leidt tot uitstoot van CO₂. In de volgende stappen van het proces wordt methanol geproduceerd uit syngas. Restproducten die hierbij vrijkomen, worden omgezet in CO₂ dat vervolgens wordt behandeld met waterstof (die we ook CO₂-vrij willen produceren via methaanpyrolyse). Hierbij ontstaan dan weer grondstoffen die kunnen worden gebruikt aan het begin van het syngasproces. Als dit proces met succes op industriële schaal kan worden toegepast, zal er bij het gehele productieproces – van syngas-productie tot zuivere methanol – geen CO₂ meer worden uitgestoten.

Koolstofafvang, -opslag en -gebruik (CCS)

Zelfs als we volledig overschakelen op hernieuwbare energiebronnen of nieuwe productietechnologieën gaan gebruiken, zullen er gevallen zijn waar CO₂-uitstoot technisch onvermijdelijk is of alleen tegen extreem hoge kosten mogelijk is. Daarom hebben we koolstofafvang en -opslag (Carbon Capture, Storage and Utilization) nodig als technologie om onze uitstoot te verminderen. 

BASF onderzoekt momenteel verschillende CCS- en CCU-projecten voor onze vestigingen in Europa, de VS en Azië. Een voorbeeld hiervan is Project Kairos@C in Antwerpen. Het doel is om de CO₂-uitstoot in het industriële cluster in de haven van Antwerpen aanzienlijk te verminderen. Het project wordt medegefinancierd door de Europese Unie en de Vlaamse regering. 

Elektrificatie van stoomopwekking

Stoom is een van de belangrijkste energiebronnen voor de chemische productie. We gebruiken het om onze producten te drogen en reactoren te verwarmen. Het opwekken van stoom uit fossiele brandstoffen produceert CO₂. Om in de toekomst CO₂-vrije stoom op te wekken, zet BASF in op elektriciteitsgebaseerde technologieën zoals elektrische boilers en warmtepompen. Geëlektrificeerde stoomturbines kunnen onze behoefte aan stoom ook verminderen en ons in staat stellen stoom rechtstreeks te vervangen door elektriciteit.

De vijf grootste productielocaties van BASF genereren elk meer dan voldoende restwarmte om in de eigen stoombehoefte te voorzien. Tot nu toe bleef het grootste deel van deze restwarmte onbenut. Het doel is om deze restwarmte om te zetten in bruikbare energie en deze bijvoorbeeld te gebruiken voor het opwekken van stoom. De sleutel hiertoe zijn industriële warmtepompen.