Brightsite zet zich in voor een duurzame chemische industrie. Naast de transitie naar duurzame energie en groene grondstoffen, staat ook circulair water hoog op de agenda. Om het watersysteem op Chemelot toekomstbestendig te maken is samenwerking tussen alle betrokkenen essentieel. Brightsite heeft in samenwerking met USG, Sitech services, Royal HaskoningDHV en met input van de fabriekseigenaren een ‘Roadmap Circular Water’ gemaakt. In deze roadmap staan mogelijke interventies om emissies naar het oppervlaktewater en het waterverbruik significant te reduceren.
Verduurzaming van de chemische industrie is noodzakelijk en water is daarin een belangrijk element. Klimaatscenario’s laten zien dat de beschikbaarheid van water steeds meer onder druk komt te staan. “We zijn als site afhankelijk van water voor het functioneren van de fabrieken (zie kader ‘Watergebruik op Chemelot’). Ons gezuiverd afvalwater (effluent) eindigt bovendien, ter hoogte van het Grensmaas Natura 2000 gebied, in de Maas, een bron voor drinkwater. We zijn ons zeer bewust van het belang van goede waterzuivering. Daarnaast hebben we te maken met Europese en nationale ambities op het gebied van een schone leefomgeving. Dit resulteert in strengere vergunningen, die ons vertellen wat we als site via de Integrale Afvalwater Zuivering Installatie (IAZI) mogen lozen. Daarbij komt dat de grondstoffen- en energietransitie zullen resulteren in procesveranderingen op Chemelot, die invloed hebben op het watergebruik en de samenstelling van het afvalwater van fabrieken”, vertelt Lianne van Oord, programmamanager van Brightsite’s programmalijn 3 ‘Proces en site-innovatie’.
Watergebruik op Chemelot
Chemelot is, met 44 miljoen kuub per jaar, een grote watergebruiker. Water is noodzakelijk voor basisprocessen zoals koeling en verwarming (stoom), nodig voor transport en als oplosmiddel en bluswater. Water wordt door USG uit het Julianakanaal gehaald (1,5 m3/s). Door verdamping in de koeltorens gaat ongeveer 0,5 m3/s verloren. Het overige water (1 m3/s) gaat als afvalwater naar de IAZI, die beheerd wordt door Sitech services. De IAZI is een biologische afvalwaterzuivering die stoffen in het afvalwater afbreekt en er stoffen uithaalt, waarna het gezuiverde water geloosd wordt in de Ur, een beek die uitmondt in de Maas.
Het bijzondere aan de IAZI is dat de biologische zuivering helemaal aangepast is aan de stoffen van de Chemelot site en daardoor hoge zuiveringsrendementen heeft.
Toekomstbestendig watersysteem
Hoe kunnen de processen op Chemelot blijven draaien met respect voor het water waarin we lozen? “Om deze vraag te kunnen beantwoorden, is het noodzakelijk het hele plaatje te overzien. Daarom hebben we in 2022 een roadmap ontwikkeld, die als leidraad dient voor het programma ‘Circular Water’ voor Chemelot. De Roadmap Circular Water ‘Towards zero emission and zero waterintake’, die in samenwerking met Royal HaskoningDHV (RHDHV), Utility Support Group (USG) en Sitech services is gemaakt, is een eerste stap om te komen tot een toekomstbestendig watersysteem”, stelt Van Oord.
De Roadmap Circular Water is in december 2022 goedgekeurd door de Chemelot Board. “De Chemelot board was positief en herkent water als belangrijk thema voor de site. Tegelijkertijd komt water bovenop alle andere acties gelinkt aan de klimaattransitie. Hopelijk kan de roadmap voor bewustwording zorgen.” aldus Jan Appelman, projectleider waterstrategie bij Royal HaskoningDHV.
Lianne van Oord, programmamanager van Brightsite:
“We hebben de knoppen in kaart gebracht waar we aan kunnen draaien.”
Roadmap: overkoepelend stappenplan
Voor de totstandkoming van de Roadmap Circular Water is met medewerkers en managers van de fabrieken gesproken over hun ambities met betrekking tot water. Naast eventuele uitbreidingen of plannen om juist te krimpen, is gekeken naar mogelijkheden om fabrieksafvalwater schoner te maken. “Nu we weten wat er aan ideeën ligt, kunnen we het verwachte watergebruik in de toekomst en de knelpunten en kansen schetsen. Sommige bedrijven, zoals Fibrant, zijn bezig met een eigen water roadmap. Dat helpt om gezamenlijke doelen te stellen. Met onze overkoepelende Roadmap Circular Water sluiten we aan op de behoeften van de site-users, omschrijven we welke stappen potentieel ondernomen kunnen worden en welke technieken beschikbaar zijn om ons watergebruik en de zuivering daarvan te optimaliseren. Kortom, we hebben de knoppen in kaart gebracht waar we aan kunnen draaien. Hoewel het uiteindelijke streven is om lozing van stoffen en inname van water te voorkomen is dat wel een ‘Moonshot’, vandaar: ‘Towards zero emission and zero water intake’”, licht Van Oord toe.
Waar is winst te behalen?
Mogelijkheden om watergebruik en waterzuivering site-overkoepelend te optimaliseren zijn er genoeg (zie Figuur 1 en 2). Om te beginnen: het uitfaseren van koelwaterconditioneringsmiddelen Van Oord: “Nu worden koelwaterconditioneringsmiddelen gebruikt om kalkaanslag, microbiologische verontreiniging en corrosie in koelsystemen te voorkomen. Veel fabrieken op Chemelot zijn recent al overgestapt op een milieuvriendelijker conditioneringsmiddel. Daarnaast kijken we naar chemiearme alternatieven voor conditioneren, naar manieren om bijvoorbeeld kalk uit het water te halen. Idealiter wil je van het verwijdering van stoffen uit het water naar emissievrij ontwerp toe. We kijken daarom ook naar alternatieve materialen en ontwerpen voor koelsystemen.
“Uiteindelijk wil je afval voorkomen door zoveel mogelijk componenten opnieuw te gebruiken, bij voorkeur in processen op de site”, Van Oord.
Daarnaast proberen we beter in beeld te krijgen hoeveel en welke microplastics in het afvalwater aanwezig zijn en hoe we dit kunnen voorkomen. Een vakgebied in ontwikkeling, er zijn geen standaard normen en meetmethoden voor microplastics en het is een uitdaging om in grote stromen representatieve monsters te nemen.”
Ook hergebruik van effluent is een mooie manier om waterinname te beperken. “Als we de componenten uit het water halen, kunnen we het water hergebruiken (circulair water). Je moet dan ook iets met de brijnstroom – de geconcentreerde stroom met verwijderde stoffen – die overblijft. Een uitdaging, want tot op heden zijn er geen eenvoudige manieren om de brijnstroom te verwerken. Daarbij moeten we bovendien de voor zuivering benodigde energie afwegen tegen de winst van niet lozen. Het vereist een systeembenadering om te beoordelen wat de minste druk op het ecosysteem legt. Uiteindelijk wil je afval voorkomen door zoveel mogelijk componenten opnieuw te gebruiken, bij voorkeur in processen op de site”, zegt Van Oord.
(figuur 1)
(figuur 2)
Bedrijven ook zelf aan de slag
Het is erg belangrijk dat de bedrijven op Chemelot zelf weten hoe zij hun watergebruik en emissies kunnen reduceren. “Oplossingen dichtbij de bron zijn doorgaans eenvoudiger. Van stoffen die geclassificeerd worden als ‘Zeer Zorgwekkende Stoffen’ (ZZS) en A-stoffen moet de lozing gereduceerd worden, een belangrijk onderdeel van individuele water roadmaps van de fabrieken, naast mogelijkheden om de totale hoeveelheid water en geloosde stoffen te reduceren. Vanuit het programma Circular Water denken we graag mee met de bedrijven om tot optimale oplossingen voor de site te komen. Maar het zou goed zijn als de bedrijven zelf een plan van aanpak hebben”, benadrukt Van Oord. “Soms kan de afvalstroom van de een gebruikt worden als input bij de ander. Er zit grote winst in zuiniger watergebruik door individuele fabrieken. Hoe zuiniger ze omgaan met water, hoe minder afvalwater in totaal. Het is nodig in gesprek te blijven met de bedrijven en regelmatig het belang van water te onderstrepen”, aldus Appelman.
Jan Appelman, projectleider waterstrategie bij Royal HaskoningDHV:
“Naast de roadmap voor Chemelot stimuleert circulair water ook vermindering van watergebruik bij de bedrijven in hun eigen processen.”
Roadmap fabrikant
Bij Fibrant – producent van caprolactam, ammoniumsulfaat en cyclohexanon – is water ook een agendapunt. “We hadden al een roadmap water en die hebben we aangescherpt. We hebben nauwkeuring in kaart gebracht waar we water gebruiken en waar besparing of hergebruik mogelijk is. Dat is met name het geval bij het koelen”, legt Menno Wijnen uit, die als stagiair aan de verbetering van Fibrant’s roadmap water heeft gewerkt en inmiddels technoloog bij Fibrant is. “Onze eerdere roadmap was ruw opgezet en we merkten dat er steeds meer druk op de lozing naar IAZI kwam te staan. Wij draaiden op de vraag van IAZI, nu communiceren we proactief met de IAZI”, voegt Mark Jochems, senior chemical engineer bij Sitech, toe. “Dit heeft met de nieuwe vergunning te maken (zie kader ‘Strengere watervergunning’), de bandbreedte van de IAZI is smaller geworden. Dat werkt door naar de fabrieken”, zegt Van Oord. “De uitdaging voor Fibrant is dat we te maken hebben met verschillende fabrieken die stammen uit 1952 en niet gebouwd zijn op waterzuinigheid”, vertelt Jochems. “Daarnaast speelt ook dat Fibrant bezig is met een verduurzamingsslag. De eerste stap die we op het gebied van watergebruik zetten, is het verminderen van de hoeveelheid water ten behoeve van het koelen. Hiervoor optimaliseren we de indikking, waarbij we eerst kijken hoe ver we kunnen gaan met de huidige, conventionele technieken.
Mark Jochems, senior chemical engineer bij Sitech:
“De uitdaging voor Fibrant is dat we te maken hebben met verschillende fabrieken die stammen uit 1952 en niet gebouwd zijn op waterzuinigheid.”
Strengere watervergunning
Chemelot heeft een speciale watervergunning, waarbij het afvalwater wordt beoordeeld op stofniveau. In 2027 moeten alle waterlichamen voldoen aan de doelen van de ‘Europese Kaderrichtlijn Water’ en daarmee aan gespecificeerde chemische en ecologische normen. Chemelot heeft als eerste, grote industriële site in Nederland het strengere vergunningenproces doorlopen. Eerder werden normen afgegeven voor stofcategorieën, nu wordt op componentniveau gekeken. Daardoor is het aantal te meten stoffen met een factor twintig toegenomen, en van ongeveer twee derde was eerder nog geen norm bekend. Ruim 600 stoffen die vanuit de fabrieken naar de IAZI afgevoerd kunnen worden zijn beoordeeld. Overigens zitten deze stoffen lang niet allemaal daadwerkelijk in het effluent, en zijn er enkele aandachtsstoffen waarvan de concentratie in het afvalwater verlaagd moet worden.
Blik op de toekomst
“We gaan nu pilots uitwerken en uitvoeren. In 2025 of 2026 zullen de eerste resultaten daarvan bekend zijn. De inzichten die we daarmee opdoen, kunnen we vervolgens naar de toekomst gaan vertalen. 2027 is een ijkpunt omdat dan de nieuwe watervergunning verstrekt moet worden”, vertelt Van Oord. “Bedrijven moeten zich tijdig voorbereiden. Als je een plan hebt en van tevoren nadenkt over wat je doet als bijvoorbeeld een koeltoren vervangen moet worden, kun je het momentum grijpen om te verbeteren”, besluit Appelman.
Interesse in samenwerking?
Om de doelstellingen voor 2030 en 2050 te halen, heeft programmalijn Proces- en site-innovatie als doel het verminderen van broeikasgassen door het afvangen, opslaan of benutten van CO₂ en het elimineren van N₂O-emissies. De transitie kan niet los worden gezien van een duurzame aanpak van industrieel watergebruik. Wilt u een bijdrage leveren aan dit programma, of wilt u gebruik maken van onze diensten? Neem dan contact op.
