De kunst van het warmte vangen

Het verwerken van ruwe olie vraagt een enorme hoeveelheid energie. Daarom besteedt ExxonMobil veel aandacht aan het verbeteren van de energie-efficiency. Het mes snijdt daarbij aan twee kanten.
Enerzijds drukt een efficiënter energiebeleid de torenhoge energiekosten, anderzijds levert het een substantiële bijdrage aan een beter milieu. De besparingsmaatregelen op de raffinaderijen en chemische fabrieken gaan verder dan standaard bezuinigingen en isolatie. Enkele deskundigen vertellen hoe het er in de praktijk aan toegaat.

TEKST: ROB VISSERS | FOTO'S: KEES STUIP EN FOTO TOM KROEZE

ExxonMobil is al jaren voorloper op het gebied van nieuwe en verbeterde technologieën en methoden om energie efficiënter te gebruiken. Dat gebeurt onder meer door het hergebruiken van restwarmte in productieprocessen en het inzetten van warmtekrachtcentrales of cogeneration plants (cogens). Deze installaties winnen enerzijds elektriciteit uit een gasturbine en gebruiken anderzijds de restwarmte die daarbij vrijkomt om stoom te maken. Twee vliegen in één klap dus.

Wereldwijd heeft ExxonMobil meer dan tachtig warmtekrachtcentrales gebouwd. Ook op de raffinaderijen in Rotterdam en Antwerpen, die daardoor tot de efficiëntste in Europa behoren. Dankzij deze wereldwijde investering is de uitstoot van broeikasgassen structureel verminderd met negen miljoen ton per jaar. Dat staat gelijk aan het van de weg halen van vier miljoen auto's in Europa. Ook worden steeds nieuwe initiatieven genomen om het energiebeheer op de raffinaderijen en fabrieken verder te verbeteren. Daarvoor is onder meer het Global Energy Management System (GEMS) in het leven geroepen. GEMSwerkgroepen stelden een lijst op met zogenaamde Key Energy Variables (KEV's), ijkpunten voor optimaal energiegebruik. Deze zijn op bijna alle raffinaderijen geïmplementeerd. Met de hoeveelheid energie die bespaard is sinds de introductie van GEMS in 2000 zouden ruim één miljoen Europese huishoudens van energie voorzien kunnen worden.

Kathedraal van buizen | De raffinaderij in Antwerpen werkt al jaren met deze KEV's. Jan Vandenven, Combustion and Utilities Engineer, vertelt: 'In wezen komt raffineren neer op het koken van ruwe olie op honderden graden Celsius,zodat deze uiteenvalt in bruikbare producten en halffabrikaten. Dat koken gebeurt in grote, door gas of olie verwarmde fornuizen. Samen vormen die een kathedraal van buizen voor de aan- en afvoer van aardolieproducten, gassen en stoom.

Tijdens dat proces verdwijnt veel warmte naar buiten. Dat warmteverlies willen we tot een minimum beperken. Daarom hebben we leidingen geïsoleerd en warmtewisselaars geïnstalleerd, die restwarmte omzetten in bruikbare energie. Ook is op tientallen plaatsen apparatuur aangebracht die het energieverbruik van de verschillende productie-eenheden continu meet en afzet tegen de KEV's. Een computersysteem geeft de eventuele afwijkingen door, zodat actie ondernomen kan worden.' Zijn collega Willy Bollen, Energy Conservation (Encon)- coördinator, noemt als voorbeeld het zuurstofgebruik: 'Voor de verbranding van aardgas wordt lucht aan de fornuizen toegevoegd. De toegevoegde hoeveelheid zetten we af tegen de KEV. Wanneer er teveel lucht binnenkomt, treedt warmteverlies op. Dat voorkomen we door het zuurstofverbruik constant in balans te houden. Daarmee besparen we duizenden dollars per jaar.'

Kleinschalig | 'Tegenwoordig zijn het voornamelijk dergelijke kleinschalige projecten die ons energie besparen', zegt Clemens Duyvesteijn, milieucoördinator voor de fabrieken in Rotterdam-Botlek. 'De grote stappen in efficiency zijn al eerder genomen, onder meer de installatie van de warmtekrachtcentrales. Je kunt het vergelijken met auto's. Als je een auto hebt die één op vijf verbruikt, kun je die makkelijker zuiniger laten rijden dan een auto die één op twintig rijdt – dan moet je het meer in de kleine dingen gaan zoeken. Bij ons zit de energiewinst nu dus vooral in de details. Maar ook die zijn interessant. Zeker als je beseft dat de energiebehoefte van de Rotterdamse raffinaderij ongeveer even groot als die van circa vijftienduizend benzineauto's die continu rijden.'

< Tegenwoordig zijn het voor namelijk kleinschalige projecten die ons energie besparen. >

De ExxonMobil-vestigingen wisselen veel nieuwe ideeën uit. Als iets goed blijkt te werken, wordt dat wereldwijd geïmplementeerd. Zoals de steamtrap. 'Op de raffinaderij lopen kilometers buizen waar stoom doorheen wordt getransporteerd', vertelt Xander van Mechelen, Encon-coördinator in Rotterdam. 'De stoom wordt onder meer gebruikt voor de aandrijving van turbines en het warmhouden van leidingen. Die gigantische hoeveelheden stoom zorgen voor condenswater, dat via vijftienduizend automatische klepjes, steamtraps, de pijpen verlaat. Ze voeren echter niet alleen condens af, maar ook stoom en dus energie. Het afgelopen jaar hebben we een groot onderhoudsprogramma voor alle steamtraps gehouden. Dat leverde ongeveer 10 Megawatt aan besparingen op – daarvan kun je tweehonderdduizend gloeilampen laten branden.' Een ander voorbeeld van een best practice is het zogenaamde winternet, een apart kilometers lang leidingennetwerk dat alleen in de winter wordt gebruikt. 'Tot voor kort werd in november automatisch overgeschakeld op het winternet, dat tot april verwarmd wordt met stoom om bevriezing tegen te gaan. Maar het is natuurlijk zonde van al die energie als de buitentemperaturen nog hoog zijn. Daarom is het systeem afhankelijk gemaakt van het weer en wordt het winternet nu pas ingeschakeld als het daadwerkelijk gaat vriezen. Dat scheelt toch even dertig ton stoom per uur. Als we met deze maatregel tien procent energie besparen, dan komt dat overeen met een jaarlijks gasverbruik van vijftienhonderd huishoudens.

Het mooie van dit soort oplossingen is dat ze eigenlijk zo voor de hand liggen. Nu komen ze één voor één naar boven, doordat we systematisch aandacht besteden aan energie.'

One Boiler Operation | Wim Blokker kan dat beamen. Hij is Process Support Section Head op de Rotterdam Plasticizers and Intermediates Plant (RPI) in Rotterdam, waar onder andere alcoholen worden geproduceerd uit syngas, waterstof en olefinen. 'In 2004 gebruikten we voor de productie twee stoomketels of boilers, die gelijktijdig in werking waren. Als de ene uitviel, had je altijd de andere nog. Op die manier stelden we de stoomproductie en daarmee het productieproces veilig.

De energie-efficiëntie was echter heel laag. De boilers werkten samen altijd op hun minimum capaciteit en werden derhalve beide voor maar vijfentwintig procent van hun totale vermogen gebruikt. Als de instrumenten van het oude systeem geen signaal gaven, werd de ketel direct stilgelegd. Nu maken we gebruik van één boiler, die we hebben uitgerust met een heel nieuw instrumentarium. Omdat de apparatuur robuuster en betrouwbaarder is uitgerust, is de werking ervan gegarandeerd. Overigens is in noodgevallen de andere boiler binnen circa vierentwintig uur op te starten.'

<De fabrieken en raffinaderijen van ExxonMobil hebben de afgelopen tien jaar hun energie-efficiency verbeterd met vijf à tien procent.>

Een ander project waar Wim Blokker zich mee bezighield, was de luchtvoorverwarmer: 'Zoals gezegd heb je om aardgas te verbranden een bepaalde hoeveelheid lucht nodig. Hoe warmer die lucht is, hoe minder aardgas je nodig hebt. De luchtvoorverwarmer verwarmt de lucht door restwarmte te onttrekken uit de rookgassen van de ketel. Daarnaast verwarmen die rookgassen het water dat naar de ketel gaat, zodat minder warmte in de ketel nodig is. Naar verwachting leveren de energiebesparingprojecten die voor de periode van 2004 tot en met 2006 voor onze site gepland zijn, één miljoen euro per jaar op.'

Wereldtop | Door dergelijke projecten hebben de fabrieken en raffinaderijen van ExxonMobil de afgelopen tien jaar hun energie-efficiency verbeterd met vijf à tien procent. Uit een vergelijkend onderzoek van Bureau Solomon onder raffinaderijen in de hele wereld blijkt dat Rotterdam en Antwerpen tot de absolute mondiale top behoren. Het energiebewustzijn is intussen in alle geledingen van het bedrijf doorgedrongen. Het beleid werpt dus zijn vruchten af. 'Uit studies blijkt dat we onze processen zodanig hebben ingericht dat qua warmte-integratie alles vrijwel optimaal is', sluit Wim Blokker af. 'Toch denk ik dat we nog veel kunnen doen. Zeker met de zich steeds vernieuwende technologieën. We willen absoluut bij de wereldtop blijven horen.'