Varigas: een industrieel waterstof/aardgas brandersysteem | RVO.nl | Rijksdienst

Service menu right

Varigas: een industrieel waterstof/aardgas brandersysteem

Een van de doelstellingen van de Nederlandse overheid is het vergroten van het aandeel aan duurzame gassen in het gasnet om de ‘koolstofintensiteit’ van het industriële energieverbruik te verlagen. Een potentiële gasvormige brandstof is waterstof dat duurzaam geproduceerd kan worden uit bijvoorbeeld ‘overtollige’ wind- of zonenergie (Power to Gas).
De oplossing die in dit projectplan door DNV GL wordt voorgesteld om in de toekomst het aandeel aan duurzame gassen in het gasnet te vergroten, en om de ‘koolstofintensiteit’ van het industriële energieverbruik te verlagen, is het ontwikkelen van een nieuwe industriële brander die zowel waterstof, aardgas/waterstof en aardgas kan verbranden met behoud van veiligheid, bedrijfszekerheid en lage emissies.

Op basis van een markinventarisatie, de ervaring binnen DNV GL Oil & Gas (Sustainoflame, EDGaR), een aantal modelmatige berekeningen en onderzoek in het verleden verricht bij Gasunie Research is gebleken dat het mogelijk is om een brander te ontwikkelen die zowel puur aardgas, waterstof als waterstof/aardgasmengsels aankan.

Om een optimaal verbrandingsgedrag voor verschillende fracties waterstof in aardgas (0-100%) te garanderen wordt de brander uitgevoerd met een regeling waarbij de fractie waterstof vooraf wordt gemeten met een sensor waarna vervolgens de juiste brandstof/luchtverhouding wordt ingesteld en indien nodig de geometrie van de brander automatisch wordt aangepast door bijvoorbeeld het aan- en afschakelen van branderpoorten. De branders zijn bedoeld voor zowel stoom- en warmwaterketels en voor hogere temperatuur-processen (ovens, fornuizen en dergelijke).

 

Andere verduurzamingsmogelijkheden voor de grootschalige procesindustrie, zoals elektrificatie en benutting van restwarmte, zijn, door de hoge temperatuurniveaus en de grote vermogens die noodzakelijk zijn, niet zo geschikt of erg kostbaar. Daarnaast is het huidige elektriciteitsnetwerk niet voldoende uitgelegd om de benodigde grote vermogens te leveren voor industriële verwarmingsprocessen. Het sterk verzwaren van deze elektriciteitsnetten gaat gepaard met hoge kosten. De beoogde CO2-reductie maakt vergaande verduurzaming van de industrie echter wel noodzakelijk. Niet alleen omdat de industrie een grote bijdrage levert aan de CO2 uitstoot, maar ook om op lange termijn een goede concurrentiepositie te behouden en groei en werkgelegenheid te realiseren, zonder de negatieve effecten van CO2-uitstoot.

 

De ontwikkeling en geleidelijke marktintroductie van deze nieuwe waterstof/aardgasbrander zal ervoor zorgen dat de eindgebruiker geen hinder of schade ondervindt bij de geleidelijke introductie van waterstof als duurzame brandstof bij industriële verhittingsprocessen.

De hier voorgestelde oplossing heeft – ten opzichte van elektrificatie - als voordeel dat bestaande processen niet drastisch hoeven te worden aanpast en dat bovendien het (aard)gasnet voor het transporteren van waterstof naar de industriële clusters al aanwezig is. Kortom, het toepassen waterstof is de snelste route naar verduurzaming van de industrie.

Doordat de hier voorgestelde regeling actief stuurt op de optimale verbranding is de verwachting dat het te ontwikkelen industriële waterstof/aardgasbrandersysteem zeer geschikt zal zijn voor hoge temperatuurprocessen. Een bijkomend voordeel van het vooraf actief sturen (door gebruik te maken van de gemeten gaskwaliteit) is dat voor hoge temperatuurprocessen ook actief gestuurd kan worden op de rookgastemperatuur. Actief sturen op de rookgastemperatuur levert rendement- en productverbetering op. De eerste metingen uitgevoerd met een procesbrander die geplaatst is in een hoge temperatuursoven geven hoopvolle resultaten en laten zien dat het vlamgedrag aanzienlijk verandert door toevoeging van waterstof.

 

Markt

In de transitieperiode naar duurzaam zal naar verwachting voorlopig nog voornamelijk op aardgas worden gestookt. Echter, gebruik van de hier voorgestelde industriële waterstof-aardgasbrandersystemen zal ook voor puur aardgas een brandstofkostenbesparing ten opzichte van huidige brandersystemen opleveren. De besparing in brandkosten wordt gerealiseerd door het actief sturen op basis van de gemeten brandstofgassamenstelling, waardoor het rendement van de installatie onder alle omstandigheden optimaal is. Hierom ligt, bij gebruik van puur aardgas, de terugverdientijd van regeling op korte termijn tussen een half en twee jaar.

Vanwege de noodzaak om gas verbruikende apparatuur te leveren voor de huidige en toekomstige gassamenstellingen is deze Gaskwaliteitsregeling zeer interessant voor leveranciers en eindgebruikers. Twee partijen (Zantingh en Stork Thermeq) participeren op dit moment in het SBIR-Fase 2 project om te komen tot een werkend ‘Proof-of-Concept’.

 

De bedrijven

DNV GL, Oil & Gas, Netherlands (hierna: DNV GL) is een vooraanstaand kennis- en consultancy­huis voor de gasinfrastructuur en -toepassingen. Als voormalige dochtermaatschappij van Gasunie, en aansluitend als onderdeel van voormalig Kema, is DNV GL diep geworteld in de (inter-)
nationale energiesector en houdt zij zich al sinds de jaren zestig van de vorige eeuw bezig met advisering, testen, certificeren en onderzoek en ontwikkeling. Vanuit die positie richt DNV GL zich vooral op de overgang naar een duurzame energievoorziening, op een veilige en betrouwbare gasinfrastructuur, op het nauwkeurig meten van droge en natte gasstromen in termen van zowel kwaliteit en kwantiteit, op het optimaliseren en testen van gasapparatuur in relatie tot verantwoorde invoering van nieuwe gassen in bestaande gasnetwerken en -installaties, en op goede gasspecificaties. Alles draait om veiligheid, betrouwbaarheid, doeltreffendheid en kwaliteit.

Zantingh is actief als fabrikant van gasbranders. Het bedrijf is opgericht in 1935 en heeft een leidende positie binnen de Nederlandse glastuinbouwmarkt met een marktaandeel van ruim 50%. Daarnaast is het maarktaandeel van Zantingh in de Nederlandse industrie- en utiliteitsmarkt circa 15%. De belangrijkste producten zijn professionele stookinstallaties voor de industrie, utiliteit en glastuinbouw. Daarnaast voert Zantingh de installatie, het onderhoud en de inspectie van de bovengenoemde stookinstallaties uit.

Stork Thermeq is specialist op het gebied van water-stoom-cycli en gerelateerde processen.

Naast het ontwerpen en ontwikkelen van producten en concepten voor nieuwe installaties, kan Stork Thermeq aansluitend op retrofit- of veranderprojecten efficiency-upgrades uitvoeren en oplossingen implementeren om de beschikbaarheid te verbeteren.

De belangrijkste producten zijn industriële brandersystemen, ketels en installaties voor de olie-, gas- en procesindustrie. Daarnaast levert Stork Thermeq diverse diensten op het gebied van bovenstaande producten.

Bent u tevreden over deze pagina?

Verplichte velden zijn gemarkeerd met een *
Als wij vragen hebben over uw toelichting, mogen wij dan contact met u opnemen?
Mogen wij u benaderen voor een gebruikersonderzoek?
Wij zoeken regelmatig respondenten voor gebruikersonderzoek op onze website. Wij zijn benieuwd naar uw mening en gaan graag met u in gesprek. Een online interview duurt maximaal 45 minuten.