Hoe kunnen industrieën in de Europese Unie zoals de staal- en chemiesector, cementfabrieken en olieraf- finaderijen de komende jaren en decennia hun CO2-uitstoot verminderen naar netto-nul? Zullen ze een wezenlijke bijdrage kunnen leveren aan de tussentijdse Europese klimaatdoelstellingen in 2030 (55 procent minder broeikasgassen) en de finale horizon van klimaatneutraliteit in 2050? En hoe kunnen ze dit doen? Dit soort vragen krijgt straks een antwoord dankzij het AIDRES-project (Advancing industrial decarbonization by assessing the future use of renewable energies in industrial processes). Mede door haar rijke ervaring met geografische energiestudies kreeg VITO/EnergyVille de leiding over dit initiatief.
Energie-intensieve bedrijven in Europa moeten voor de broeikasgassen die ze uitstoten zogenaamde uitstootrechten kopen. De rechten worden verhandeld via het ETS-systeem (Emissions Trading System). Deze bedrijven, die daarom vaak ETS-bedrijven worden genoemd, zijn in de Europese Unie verantwoordelijk voor 45 procent van de totale uitstoot. Als de EU haar klimaatdoelstellingen wil halen, de tussentijdse in 2030 en de finale in 2050, dan vereist dit dus een forse reductie van de broeikasemissie van de ETS-bedrijven.
De ETS-emissiereductie kan op verschillende manieren worden gerealiseerd. Bijvoorbeeld door minder energie te verbruiken. Door fossiele bronnen te vervangen door hernieuwbare bronnen, bijvoorbeeld via een doorgedreven elektrificatie of via het gebruik van groene moleculen zoals waterstof. Of door de geproduceerde CO2 af te vangen en op te slaan of – indien van biogene oorsprong – beschikbaar te stellen voor hergebruik.
Industriële blueprints
Welke route naar koolstofneutraliteit een welbepaald bedrijf zal volgen, hangt natuurlijk af van zijn individuele kenmerken. Maar vertrekkende van deze kenmerken, van welke decarbonisatieroutes er mogelijk zijn en van tal van externe factoren (economische vooral) kan die route wel in zekere mate worden voorspeld, of beter: gemodelleerd. En dat is natuurlijk interessant voor de Europese beleidsmakers die zo goed mogelijk de vinger aan de pols willen houden van de evolutie naar een klimaatneutraal Europa in 2050.
Naar de decarbonisatie van energie-intensieve industrieën is al veel onderzoek gedaan. Vaak verliep dat echter weinig fijnmazig, waarbij ook slechts werd afgedaald tot op sectorniveau, zonder op individuele bedrijven of clusters van productie-units in te zoomen. In het AIDRES-project, dat VITO/EnergyVille sinds januari 2021 aanstuurt, gaat het anders. ‘We werken bottom-up, waarbij we vertrekken van gedetailleerde industriële blueprints waarop we vervolgens onze energiemodellen loslaten, zegt Joris Valee van VITO/EnergyVille. ‘We nemen zo de impact van verschillen in productieprocessen mee in onze berekeningen en voorspellingen, voor bestaande maar ook voor mogelijke toekomstige processen die in het kader van decarbonisatie kunnen worden ingevoerd.’ De modellering steunt natuurlijk ook op een aantal aannames, zoals toekomstige gas- en olieprijzen of de prijzen van uitstootrechten.
Uit de AIDRES-modellen rollen uiteindelijk gegevens die voor een specifiek productieproces, bijvoorbeeld van cement, de verwachte evolutie voor de komende jaren en decennia weergeeft. Dit aan de hand van allerhande indicatoren verbonden aan een bepaalde hoeveelheid (een ton bijvoorbeeld) eindproduct. Een belangrijke indicator is de energievraag, maar ook het kostenplaatje – dat verder is onderverdeeld in bijvoorbeeld investeringskosten, operationele kosten en energiekosten – wordt gepresenteerd. In het project wordt gefocust op zes industrieën: staal, chemie, raffinage, kunstmest, glas en cement. Behalve projectleider VITO/EnergyVille werken ook KU Leuven, UGent, VUB, EPFL en Dechema aan AIDRES mee.
Het project omvat behalve modelleerwerk ook een ruimtelijke visualisatieoefening. De eindresultaten worden immers gekoppeld aan de locatie van de bedrijven en productie-units van de betrokken industrieën. Zo ontstaat een visueel duidelijk en behapbaar geografisch overzicht dat straks, wellicht tegen de zomer van 2023 wanneer het project afloopt, via een online database zal kunnen worden geconsulteerd. De visualisatie gebeurt op het platform van het Energy and Industry Geography Lab, een tool van het Joint Research Centre waarmee datasets gerelateerd aan energie, industrie en infrastructuur kunnen worden gevisualiseerd. De AIDRES-visualisatie zal een resolutie hebben tot zogeheten NUTS3, een niveau van een Europese geografische indeling dat overeenkomt met de grootte van een arrondissement in Vlaanderen.
Eigen klimaatdoelstellingen bepalen
De database waar de AIDRES-modelleurs op steunen, bevat gegevens uit verschillende bronnen. Die allemaal consulteren en samenbrengen vormde een belangrijk onderdeel van het project. ‘Voor sommige sectoren zoals de staalindustrie en raffinaderijen zijn er gegevensbanken beschikbaar met gedetailleerde informatie over bedrijven en over decarbonisatie-opties’, zegt Wim Clymans van VITO. ‘Voor andere sectoren moesten we actief op zoek naar data, bijvoorbeeld in jaarverslagen, in milieuvergunningen of in rapporteringen van broeikasemissies.’ Maar bedrijven en sectorfederaties werden ook rechtstreeks geconsulteerd. Valee: ‘We hebben een aantal workshops gehouden voor afgevaardigden van de industrieën. Dit hielp ons vooruit, maar straks ook hen. De projectresultaten kunnen immers van pas komen in hun decarbonisatieplannen. Ze kunnen helpen bij het uitstippelen van een route richting 2030, en vervolgens richting 2050. Zo kunnen bedrijven ook hun eigen doelstellingen gaan bepalen, realistisch en stevig wetenschappelijk gefundeerd.’
De samenwerking met de betrokken industrieën hielp ook bij een snelle vertaling van gegevens naar bruikbare en modelleerbare data. De uitvoering van AIDRES, dat er kwam op vraag van het Directoraat-generaal Energie van de Europese Commissie, is immers een vorm van dienstverlening, Valee: ‘Dit betekent dat je vrij snel met resultaten moet komen, die bovendien marktklaar dienen te zijn.’ Nog een voordeel van de consultatierondes bij de industrieën is overigens dat de resultaten van het project straks breed gedragen zullen zijn.
Behalve bedrijven uit de zes betrokken industrieën zullen ook elektriciteitsproducenten en netbeheerders geïnteresseerd zijn in de resultaten van AIDRES. Clymans: ‘De decarbonisatie van energie-intensieve industrieën zal een grote impact hebben op het elektriciteitsnet. Het project zal waardevolle informatie opleveren voor (toekomstige) eigenaars van wind- of zonneparken, bijvoorbeeld over waar en wanneer er meer capaciteit nodig is. Netbeheerders kunnen dan weer tijdig te weten komen waar en wanneer ze bijvoorbeeld transmissielijnen moeten verzwaren.’ Voor de modellering van de impact op het Europese elektriciteitsnet is trouwens KU Leuven (een van de partners binnen EnergyVille) verantwoordelijk.
