Eerste "schone' elektriciteit uit kolengas; Nieuwe centrale in Limburg gaat milieuvriendelijker produceren

BUGGENUM, 8 OKT. In het Limburgse Buggenum aan de Maas, in de gemeente Haelen bij Roermond, wordt een opmerkelijk staaltje technologische vernieuwing gerealiseerd dat Nederland moet helpen steenkolen als een van de belangrijkste brandstoffen voor elektriciteitsopwekking te blijven gebruiken. Maar dan op een manier die aanmerkelijk vriendelijker is voor het milieu dan we nu gewend zijn, met minder uitstoot van schadelijke emissies en stof, een betere kwaliteit en meer hergebruik van de reststoffen.

Vlak naast de Maascentrale, een grote, conventionele kolencentrale voor stroomproduktie die in het jaar 2000 buiten bedrijf wordt gesteld, hebben de Samenwerkende Elektriciteits Produktiebedrijven (SEP) een demonstratiecentrale gebouwd, die steenkool moet vergassen volgens een procédé dat door Shell is ontwikkeld. Deze nieuwe stroomfabriek, met een capaciteit van 253 megawatt elektriciteit (MWe), is thans de grootste in zijn soort ter wereld. Tijdens een demonstratiefase van drie jaar moet het systeem zich bewijzen. Als dat lukt wordt in het Zeeuwse Borsele een grote broer van "Buggenum' gebouwd, met een capaciteit van 600 megawatt.

Het deel van de Limburgse installatie dat elektriciteit opwekt, draait als onderdeel van het inbedrijfstellingsprogramma al op aardgas, en levert 100 megawatt stroom aan het openbare net. Over enkele weken wordt ook de kolossale kolenvergasser in bedrijf genomen, zegt ing. G.D. Zon, project-directeur van Demkolec, een dochteronderneming van SEP die speciaal voor het nieuwe project is opgericht. Daarna wordt de capaciteit geleidelijk aan opgevoerd tot het maximum. Uiteindelijk zal de centrale 2.000 ton kolen per dag kunnen verwerken.

Volgens Zon is de elektriciteit die zijn installatie dan levert, nog zo'n 20 procent duurder dan bij een moderne poederkoolcentrale van 600 megawatt, maar "Buggenum' moet een voorbeeld worden voor grootschalige toepassing van kolenvergassing. “Bij een capaciteit van 600 megawatt met een hoog rendement, rolt er een produktieprijs uit die concurrerend is. Maar wij zijn vooral geïnteresseerd in de milieu-voordelen. Als het allemaal lukt, en je hangt aan al die aspecten prijskaartjes, dan denk ik dat je met een kolenvergasser ook goedkoper uit bent.”

Kolenvergassing is geen nieuwe techniek, dat weten vooral veel Limburgers. Want pal voor het stadhuis in Maastricht staat een standbeeld van de legendarische pater prof. Pieter Johan Minckelers, die 210 jaar geleden ontdekte dat bij verhitting van steenkolen in een oude geweerloop gas vrijkomt dat prima dienst kan doen voor het oplaten van luchtbalonnen, voor verlichting en verwarming. Sinds begin deze eeuw werd het systeem op grote schaal door gemeenten toegepast voor de produktie van stadsgas, dat in de jaren '60 werd verdrongen door het goedkopere en veel schonere aardgas. De industrie maakte decennia lang gebruik van goedkoop gas dat werd verkregen bij de fabricage van cokes, en in de Tweede Wereldoorlog maakten de Duitsers synthetische benzine uit kolengas. Vanaf 1935 zijn ook proeven gedaan met ondergrondse vergassing van steenkolen, maar die hebben nog geen commercieel succes opgeleverd.

Kolengas als brandstof voor elektriciteitsopwekking is wel nieuw. Shell kwam eind jaren '80 als winnaar tevoorschijn uit een felle strijd met de concurrenten Texaco en British Gas Lurgi en mocht de SEP zijn technologie leveren, die voortkwam uit de techniek die het concern voor olievergassing gebruikt. Alle oliemaatschappijen hebben zich in de jaren '70 op de vergassingstechniek gestort, zegt ing. Zon. “Na de eerste oliecrisis verwachtten ze een schaarste en scherpe prijsstijging voor olie en aardgas. Daardoor zouden ook de grondstoffen voor de petro-chemische industrie veel duurder worden, dus men zocht naar een alternatief. Synthesegas, dat ontstaat bij kolenvergassing, is ook geschikt als feedstock voor de chemie. Daarom zie je nu alle oliemaatschappijen deze route opgaan. Ze hebben er veel geld in geïnvesteerd. Met kolenvergassing maak je ook waterstof en dat hebben ze altijd nodig bij de petro-chemie. En de koolstof in het gas is makkelijk, samen met de waterstof te converteren in stoffen die je nodig hebt in de chemie.”

Moderne aardgasgestookte elektriciteitscentrales halen al gauw een rendement van meer dan 50 procent of zelfs iets hoger. De proefinstallatie in Buggenum haalt 43 procent, vanwege de toegepaste techniek. “Kijk je louter naar onze STEG-eenheid (SToom En Gas worden beide in turbines geleid en de kracht wordt via een generator omgezet in elektriciteit) dan halen we ook meer dan 50 procent”, zegt Zon. “Dan moet je bedenken dat wij zelf ons gas maken, terwijl een aardgascentrale zijn brandstof kant en klaar krijgt aangeleverd. Maar vóór zo'n centrale staat een hele batterij aan apparatuur die het gas behandelt en op druk houdt.”

Een kolenvergassingscentrale van 600 megawatt moet volgens de directeur van Demkolec een rendement van 47 procent kunnen halen, theoretisch zelfs 50 procent. Maar Zon is geen fetisjist, hij wijst erop dat de modernste poederkoolcentrales qua rendement en milieu-eigenschappen de prestaties van kolenvergassing gaan evenaren. “Ik denk dat je beide systemen naast elkaar moet installeren, in een concurrentieverhouding, zowel waar het gaat om beschikbaarheid van centrales, de kosten per kilowattuur en de milieuprestaties.” Die mening wijkt af van het Structuurschema elektriciteitsvoorziening, waarin de regering, als "Buggenum' een succes wordt, voorkeur uitspreekt voor alleen nog maar vergassing van steenkool voor stroomopwekking, naast de twee andere brandstoffen: aardgas en uranium.

Kolen kunnen voor de grootschalige elektriciteitsopwekking niet gemist worden, daarover zijn de regering en de stroomproducenten het roerend eens. In de jaren '70 werd als ideale mix van brandstoffen één derde aardgas, één derde kolen en één derde kernenergie gesteld, maar dat werd door de problemen met en het verzet tegen kerncentrales nooit gehaald. Zon, die een aantal jaren directeur is geweest van het ingenieursbureau Nucon, gespecialiseerd in kernenergie: “Als we morgen zouden besluiten tot de bouw van nieuwe kerncentrales, moet je naar mijn mening kolenvergassing anders gaan bekijken, want kernenergie blijft schoner en goedkoper. Drie maal een derde met de brandstoffen, daar moet het nog steeds heen, dat is uit milieutechnisch en prijstechnisch oogpunt te prefereren en eveneens vanuit het oogpunt van beschikbaarheid van brandstoffen.”

Het brandstoffenpakket ziet er thans heel anders uit. Vorig jaar werd 57 procent van de in Nederland geproduceerde elektriciteit met aardgas opgewekt, 37 procent met kolen en zes procent met uranium. Om het aandeel van kolen - een relatief goedkope en ruim beschikbare brandstof - op dat peil te houden, is kolenvergassing als een van de technieken om schoner te stoken onmisbaar. De steenkool wordt samengebracht met zuivere zuurstof in een vergasser, onder een temperatuur van 1.500 graden Celsius en een druk van 30 atmosfeer. Het produkt kolengas wordt vervolgens gekoeld, gereinigd en “diep ontzwaveld”, legt Zon uit, waardoor de uitstoot van zwaveldioxyde (SO) sterk wordt gereduceerd. Het restprodukt zuivere zwavel kan makkelijk op de binnenlandse markt worden afgezet, want Nederland importeert nu nog zwavel.

Door verdunning van het kolengas wordt het gehalte aan stikstofoxyden (NOx) sterk verminderd. De reiniging (met water) van het gas zorgt voor een zeer beperkte stofuitstoot van de centrale. Het water wordt weer gezuiverd en ingedampt, waarna als restprodukt zouten overblijven. Kolenvergassing heeft nog een milieu-voordeel: het broeikasgas COkan vrij makkelijk en goedkoop, voorafgaande aan de verbranding, worden opgevangen, al heeft dat een negatief effect op het rendement. In Buggenum gebeurt dit nog niet, maar voor nieuwe, grotere centrales kan het worden overwogen.

Demkolec zal de komende twee jaar zeven kolensoorten van diverse samenstelling in de centrale testen en aan de hand daarvan een "blauwdruk' voor nieuwe vergassingscentrales opstellen. In het derde jaar draait "Buggenum' mee in het Landelijk Efficiëncy-programma van de SEP, waarbij het doel is aan te tonen dat de beschikbaarheid van de centrale boven de 70 procent ligt. Voor de dagelijkse bedrijfsvoering werken nu 120 mensen op de centrale, plus nog 35 experts, waaronder een aantal mensen van Shell en KEMA, voor de proefnemingen, het demonstratieprogramma en de evaluatie.

“Shell heeft 15 jaar aan het totale traject van deze techniek gewerkt”, zegt Zon. “Maar de potentie voor grootschalige toepassing van deze schone technologie is vooral de laatste vijf jaar sterk toegenomen, zodat we nu met een gerust hart kunnen zeggen dat het betaalbaar en concurrerend wordt voor Nederland, dat met Duitsland de strengste milieuvoorschriften ter wereld hanteert.”