Energieneutraal papier Naar een onafhankelijke energievoorzienende papier- en kartonindustrie

Energieneutraal papier Naar een onafhankelijke energievoorzienende papieren kartonindustrie

24 april 2007 GMM Verbruggen 0433977

Natuurwetenschap & Innovatiemanagement Universiteit Utrecht

Kenniscentrum Papier en Karton

Energieneutraal papier naar een onafhankelijke energiezelfvoorzienende papieren kartonindustrie

Status

Afstudeeronderzoek Vertrouwelijk

Datum

24 april 2007

Auteur

G.M.M. Verbruggen 0433977

Instelling

Universiteit Utrecht Faculteit Geowetenschappen Natuurwetenschap & Innovatiemanagement Energie & Materialen

Opleiding Studiepad Begeleiding

Dr. M.P. Hekkert Dr. F. Alkemade

Opdrachtgever

Kenniscentrum Papier en Karton

Begeleiding

Dr.Ir. A. Westenbroek

Voorwoord Voor u ligt het eindresultaat van mijn afstudeeronderzoek (juli 2006 - maart 2007), welke ik in het kader van Energietransitie en Energieneutraal Papier en in opdracht van Kenniscentrum Papier en Karton heb uitgevoerd. Met deze rapportage wil ik mijn proeve van bekwaamheid tonen als afronding van de Master Natuurwetenschap & Innovatiemanagement aan de Universiteit Utrecht. De resultaten van dit onderzoek kunnen meegenomen worden in de verdere duurzame ontwikkeling die de Nederlandse papieren kartonindustrie momenteel doormaakt onder de noemer van, het overkoepelende project, Energietransitie en Energieneutraal Papier. Binnen de innovatiewetenschappen staan transitietheorie en adoptie- of diffusietheorie in het algemeen sterk in de belangstelling. Deze theorieën spelen een belangrijke rol binnen transitie- en implementatieprocessen zoals Energietransitie binnen de papierproductieketen. De ontwikkeling van nieuwe vormen voor de energiehuishouding van de Nederlandse papieren kartonfabrieken is een interessante casus voor deze theorieën. Aan het einde van mijn vorige studie (Milieutechnologie) had ik de behoefte om nog meer kennis ten aanzien van duurzame energievoorziening en materialen op te doen. Tijdens die studie ben ik tot de persoonlijke doelstelling gekomen om uiteindelijk een (wezenlijke) bijdrage te kunnen leveren aan de verduurzaming van de maatschappij. Een duurzame samenleving is noodzakelijk om de leefbaarheid van volgende generaties te waarborgen. De duurzame ontwikkeling wordt gedreven door innovaties en brengt tevens innovaties voort. Innovativiteit levert tevens een impuls voor economische groei. De opleiding Natuurwetenschap & Innovatiemanagement was daarom een logische vervolg stap. Ik zeg dan ook wel eens: ‘duurzaamheid en innovatie zijn de toverwoorden’. Tijdens deze afstudeerperiode heb ik veel geleerd; Het toepassen van innovatietheorieen in de praktijk en tevens een aantal vaardigheden die zeer goed van pas komen. Zo zal ik de term ‘geaccepteerde voordelen’ niet gauw vergeten. Het betekent dat bij een negatieve benadering van bijvoorbeeld een opdrachtgever gereageerd wordt door de goede , en dus geaccepteerde, punten te benadrukken. Door een dergelijke positieve ommezwaai in een conversatie te creëren kunnen de punten waarover onenigheid bestaat in samenspraak veranderd of aangepast worden. Ook heb ik mijn zwakkere punten wat duidelijker op het netvlies gekregen. Althans vaak wist ik ze wel maar gaat het leven gewoon door. Soms heeft men net de bevestiging van een ander nodig om tot een verandering te komen. Zo is het op dit moment ook met de klimaatverandering. Iedereen wist dat het gaande was, maar de politieke agenda en publieke opinie werd gedomineerd door de veiligheid- en antiterrorismehype. Na een jaar met extreme weersomstandigheden, waarbij de natuur van slag is, en een enkele film van een Amerikaanse politicus komt de politiek tot inkeer. Ter afsluiting wil ik graag ten eerste mijn begeleiders: Marko Hekkert, Floortje Alkemade en Annita Westenbroek bedanken voor hun inzicht, inhoudelijke inbreng en hun kritische houding. Daarnaast wil ik graag iedereen bij KCPK bedanken voor de fijne manier van samenwerken. In het bijzonder Jobien Laurijssen, voor haar advies en terugkoppeling, en Ineke Gietema voor alle goede zorgen. Math Clumpkens, Jo Killaars en Ralph van Weerdenburg van de werkgroep wil ik tevens bedanken voor de fijne en inhoudelijke samenwerking. De pagina is helaas te kort voor alle namen, maar ik wil graag de experts bedanken die ik mocht raadplegen, de respondenten van de papieren kartonfabrieken en de VNP. Ten slotte wil ik graag familie en vrienden bedanken, met name Pieter Mans, Robbert Robbemond en Heleen Welten, en in het bijzonder mijn vader, moeder en postuum mijn oma bedanken, aangezien zij aan de basis stonden van de persoon die ik nu ben. ‘s-Hertogenbosch, 19 april 2007 Geert Verbruggen

Energieneutraal papier naar een onafhankelijke energievoorzienende papieren kartonindustrie

1

Managementsamenvatting Achtergrond De Nederlandse papieren kartonindustrie bevindt zich mondiaal gezien in een relatief lastige situatie. Wereldwijd is er sprake van een productieovercapaciteit. In een dergelijke situatie dient een industrie haar concurrentievoordeel te behouden of te verkrijgen door een zo laag mogelijke afzetprijs te bewerkstelligen. Daarnaast heeft de Nederlandse industrie te maken met de volgende ontwikkelingen, die een negatieve invloed hebben op haar concurrentievoordeel: - stijgende energieprijzen (oorzaak met name geopolitiek); - stijgende verwerkingskosten afvalstromen (oorzaak met name door een tekort aan verbrandingscapaciteit en sluiting van de grenzen voor verwerking in Duitsland); - hoge arbeidskosten; - hoge grondwaterbelasting. Om een zo laag mogelijke afzetprijs te genereren zijn concerns genoodzaakt om de productiecapaciteit te verlagen. Dit gebeurt momenteel door de strategische sluiting van de duurdere fabrieken. Op een gegeven moment kunnen kosten niet meer verlaagd worden met dergelijke maatregelen, aangezien de industrie met hoge productiekosten (zoals in Nederland) niet alleen op basis van prijzen met lagelonenlanden kunnen concurreren. Het antwoord is innovatie. Door middel van innovatie kan men o.a. kostenverlaging bewerkstelligen in de papierproductie en het energieverbruik. Daarnaast kan men ook haar expertise uitbreiden waardoor men qua kennis een voorsprong opbouwt. Om de kosten van energieverbruik en afvalverwerking te verlagen liggen bij de papieren kartonfabrieken zelf veel kansen. De papieren kartonfabrieken beschikken namelijk over een grote diversiteit aan neven- of reststromen. De energie-inhoud van deze stromen wordt nog onvoldoende tot niet benut, en soms zelfs niet herkend. Door deze potentiële energiebronnen (reststromen) te koppelen aan nieuwe en conventionele energietechnologieën zou men op een innovatieve wijze tot een onafhankelijke energievoorzienende papieren kartonfabriek kunnen komen. Een dergelijke fabriek zou men dan kunnen typeren als energieneutraal (onafhankelijke energievoorziening) en/of energiekostenneutraal (een balans in kosten en baten of negatieve energiekosten) en/of CO2-neutraal (weinig tot geen CO2emissies). De bovenstaande innovatieve energievoorziening vergt een veranderings- of transitieproces waarbij structurele veranderingen (zowel in handelen als denken) geleidelijk doorgevoerd worden. Een transitieproces beslaat in het algemeen, vanwege de structurele veranderingen, een tijdspanne van één generatie (25-50 jaar). De structurele veranderingen kan men bewerkstelligen door de lange termijndoelen (doelstellingen van de gehele transitie) te bereiken met opeenvolgende korte termijnsuccessen. De Nederlandse papieren kartonindustrie heeft het pad van transitie ook ingeslagen met het innovatieproject Energietransitie in de papierproductieketen, welke wordt uitgevoerd door middel van de Strategische Innovatieagenda. Energieneutraal Papier is één van de vijf programma’s in deze agenda. Ten behoeve van de Energietransitie is het tevens van belang om een duidelijk beeld te hebben van de aspecten of criteria die invloed hebben op de besluitvorming, bij papieren kartonfabrieken, om energietechnologieën te implementeren of adopteren.

Onderzoek Tijdens het onderzoek zijn de potentiële energiebronnen (reststromen èn duurzame energiebronnen) op de terreinen van papieren kartonfabrieken en de daarmee samenhangende, haalbare energietechnologieën geïdentificeerd. Daarnaast is van deze combinaties de potentie bepaald op basis van de criteria die papieren kartonfabrieken zelf belangrijk vinden bij de besluitvorming omtrent energietechnologieën. Het onderzoek heeft uiteindelijk antwoord gegeven op de onderstaande onderzoeksvraag: Energieneutraal papier naar een onafhankelijke energievoorzienende papieren kartonindustrie

2

Welke technologische innovaties zijn het meest geschikt om in de Nederlandse papieren kartonindustrie binnen 5 à 10 jaar een hoge mate van energieneutraliteit te bereiken door middel van energieproductie op eigen terrein? Het onderzoek is als volgt uitgevoerd (schematische samenvatting in onderstaande figuur): - de potentiële energiebronnen op het terrein van papieren kartonfabrieken zijn geïdentificeerd; - aan de potentiële energiebronnen zijn energietechnologieën gekoppeld; - de haalbaarheid van deze combinaties is bepaald op het gebied van stand der techniek, technische, economische en sociaal-culturele potentie; - de technologieën zijn op basis van de wensen van de industrie vergeleken; - de bijdrage van de technologieën ten aanzien van het kader van Energietransitie en Energieneutraal Papier is bepaald. Koppeling onderzoeksonderdeel:

Potentiële energiebronnen

Energietechnologieën

Reststromen papieren kartonindustrie

Biogasproductie

Afvalwater en slib

Blauwe energie Biologische brandstofcellen

Restwarmte

Restwarmteafzet

inventarisatie: Zon-fotovoltaïsch Duurzame energiebronnen Zon Wind

Zon-thermisch Grootschalige windturbines Kleinschalige windturbines

potentiebepaling: Potentiebepaling Innovatiekarakteristieken Adopterkarakteristieken Toekomstvisie(s) Implementatie / adoptie

Op basis van eerder uitgevoerd onderzoek is de bovenstaande selectie aan potentiële energiebronnen gemaakt. ‘Vaste afvallen’ als potentiele energiebron is vanwege eerder onderzoek door Ecofys (2006) niet meegenomen in dit onderzoek.


3

Kansen van de potentiële energiebronnen Vanwege het tijdsbestek van 5 à 10 jaar was het genoodzaakt om het onderzoek te richten op commerciële technologieën. Aangezien blauwe energie, biologische brandstofcellen en kleinschalige windturbines nog niet voldoende uit ontwikkeld zijn, zijn zij op basis van de stand der techniek niet verder meegenomen voor verdere analyse ten behoeve van de potentiebepaling. Deze zijn echter mogelijk op termijn wel interessante technologieën. Restwarmteafzet of -levering aan derden en biogasproductie beschikken over veel kansen binnen de papieren kartonindustrie. Deze kansen vinden hun oorsprong bij de ruime beschikbaarheid van de benodigde reststromen. Daarnaast zijn deze technologieën technisch en economisch gezien volwassen (m.u.v. de vergisting van lignocellulose houdende stromen). De wijze van toepassing van biogasproductie is afhankelijk van het aanbod en de kwaliteit van de benodigde reststromen, en de aan- of afwezigheid van een anaërobe reactor. Daarnaast is bij restwarmtebenutting de warmtevraag in de omgeving van belang. Voor winden zonne-energie bestaan tevens diverse kansen binnen de papieren kartonindustrie. Echter vanwege de lage energetische rendementen, het ruimteverbruik, en de hoge investeringen zijn deze technologieën minder lucratief voor de papieren kartonindustrie.

Conclusie In het kader van Energietransitie en Energieneutraal Papier bieden biogasproductie, winden zonne-energie mogelijkheden om bij te dragen aan het bewerkstelligen van een energieneutrale, energiekostenneutrale en CO2-neutrale papierproductie. De bijdragen zijn echter beperkt, waardoor het bereiken van de toekomstvisies alleen met behulp van de combinatie van meerdere technologieën te bereiken is. De bijdrage van restwarmtelevering aan derden beperkt zich tot energiekostenneutraliteit. Aangezien de levering van warmte aan derden geen invloed heeft op de eigen energievoorziening en CO2-emissiereductie. De uiteindelijke potentie van de commerciële technologieën is bepaald op basis van criteria (business drivers) die de industrie zelf belangrijk vindt. De Nederlandse papieren kartonindustrie bestaat uit een diversiteit aan bedrijven; klein, groot en daarnaast al dan niet gebonden aan een buitenlands concern. Deze diversiteit heeft enigszins ook een doorwerking op de criteria die men van belang acht tijdens de besluitvorming over nieuwe investeringen en de visie op energietransitie. De bedrijven zijn het echter eens over het zwaarst wegende criterium tijdens de besluitvorming, namelijk de terugverdientijd. Deze terugverdientijd dient tevens bij voorkeur een periode van één jaar te beslaan. Een dergelijke periode is echter niet bij alle technologieën mogelijk. Ondanks de noodzaak tot innovatie zijn diverse (kleinere) bedrijven toch niet bereid om van deze terugverdientijd af te wijken, vooral vanwege economische (maar ook ruimtelijke) beperkingen. Op basis van de analyse is de volgende rangorde naar potentie binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie bepaald: 1 Restwarmtelevering aan derden; 2 Biogasproductie; 3 Grootschalige windturbines; 4 Zonneboilersystemen; 5 PV-systemen. De technologieën en rangorde behoeven echter een korte toelichting: - De potentie van restwarmtelevering aan derden berust op het theoretisch aanbod aan restwarmte, dit aanbod kan met name verminderd worden door interne restwarmtebenutting (wat de voorkeur geniet boven het extern afzetten ervan), daarnaast vinden er warmteverliezen plaats bij warmtewisseling en de opvang van deze warmte. - Biogasproductie kan met behulp van anaërobe afvalwaterzuivering of slibvergisting plaatsvinden. De meest geschikte technologie is afhankelijk van de kwaliteit en kwantiteit van de beschikbare afvalwater- en slibstroom. - De potentie van windenergie is bepaald op basis van de aanname van de plaatsing van één windturbine van 1,5 MW per fabrieksterrein. Energieneutraal papier naar een onafhankelijke energievoorzienende papieren kartonindustrie

4

-

Met name vanwege de grote verschillen in de investeringskosten zijn zonneboilersystemen uiteindelijk beter beoordeeld dan PV-systemen. De potentie van zonneboilersystemen is puur afhankelijk van een extra warmtevraag (bijvoorbeeld proceswater of sanitair water verwarming).

Naast de kansen die men binnen de eigen industrie tot haar beschikking heeft, kan men tevens kijken naar de eigen omgeving. Ook dit vergt een nieuwe manier van denken. Men kan de krachten bundelen (ook) met andere industrieën. Door samenwerking in de vorm van industriële symbiose en utility sharing kan men economische en ecologische voordelen behalen. Elk bedrijf heeft een bepaalde behoefte aan energie en grondstoffen, maar elk bedrijf heeft ook reststromen. In de ideale situatie zijn deze vragers en aanbieders met elkaar te verbinden. De papieren kartonindustrie staat wat dat betreft niet alleen. De hele maatschappij speelt een rol in de transitie naar een duurzame toekomst. De kansen die er binnen en buiten de eigen industrie zijn vragen wel een bepaalde inspanning: het vergt een verandering van denken en handelen, het doorbreken van (psychische en fysieke) barrières, maar ook toeval speelt een rol. De mogelijkheden moeten zich wel voordoen en binnen bereik zijn. Innovatie hoeft niet altijd een nieuwe techniek te zijn, een nieuwe combinatie van conventionele technologieën levert vaak ook een succesvol resultaat.

Aanbevelingen Op basis van de conclusies is het aan te bevelen om t.a.v. restwarmtebenutting: - de warmtevraag en -aanbod binnen en buiten het eigen bedrijf in kaart te brengen om zo de kansen voor mogelijke win-win-situaties te ontdekken en onnodige verliezen te voorkomen. t.a.v. biogasproductie: - het analyseren van de bedrijfspecifieke afvalwater- en slibstromen en te bepalen welke biogasproductietechnologie voor het eigen bedrijf het meest geschikt is; - eventueel het onderzoeken van de mogelijkheden van een gezamenlijke biogasproductie met andere bedrijven of het verwerken van afvalwater- en slibstromen van derden voor de eigen biogasproductie. t.a.v. winden zonne-energie: - het analyseren van de bedrijfspecifieke mogelijkheden van de toepassing van winden/of zonne-energie, eventueel het elders, niet op het eigen terrein, adopteren (bijvoorbeeld d.m.v. een leaseconstructie) van deze technologieën. Daarnaast zijn er enkele aanbevelingen voor nader onderzoek: Interne benutting reststromen Een dergelijke benadering zou men ook kunnen toepassen op de energie- en waterstromen binnen het bedrijf, waarbij emissies, bijvoorbeeld in de vorm van restwarmte, zo vaak mogelijk intern hergebruik worden of gerecycled (warmtepompen). Indien intern geen vraag is naar de nuttige toepassing kan men overwegen tot het afzetten van dergelijke stromen aan derden. CO2-afvang en nieuwe producten Vanwege nieuwe ontwikkelingen op het gebied van algenteelt en –toepassingen is het interessant om onder zoek te doen naar de integrale toepassing van algen in de papieren kartonindustrie. Algen zouden bijvoorbeeld als toegepast kunnen worden als laatste zuiveringsstap (effluentpolishing) in de afvalwaterzuivering, waarbij tevens CO2 aan deze biomassa gebonden kan worden. Daarnaast kunnen algen mogelijk als vezelgrondstof of vulmiddel dienen. Een andere mogelijke optie voor CO2-afvang/-opslag dat mogelijk interessant is: de productie van CaCO3 met behulp van CO2 uit rookgassen, zodat papierfabrieken hun eigen vulmiddel kunnen produceren. Vergisting van overige reststromen Energieneutraal papier naar een onafhankelijke energievoorzienende papieren kartonindustrie

5

De vergisting van overige reststromen, dan afvalwater en slib, zou ook potentie kunnen hebben, aangezien er reststromen (rejects) vrijkomen met een bepaalde vezelfractie. Door het vergisten van een dergelijke stroom zou tevens mogelijkheden bieden om een andere (niet vergistbare) fractie (kunststof) zuiverder te kunnen scheiden en mogelijk met als gevolg uitbreiding van afzetmogelijkheden.


6

Inhoud Voorwoord Managementsamenvatting

1 2

1

Inleiding 1.1 Aanleiding 1.2 Onderzoek 1.3 Leeswijzer

9 9 11 13

2

Theorie 2.1 Innovatie: de impuls voor economische ontwikkeling 2.2 Verandering door transitie 2.3 Richting een succesvol verloop van transities 2.4 Van theorie naar praktijk

14 14 14 15 16

3

Methodologie 3.1 Operationalisatie van de theorie 3.2 Inventarisatie 3.3 Potentiebepaling 3.4 Onderzoeksmodel 3.5 Organisatie

18 18 19 20 24 25

4

Data: technologiekoppeling aan reststromen 4.1 Reststromenprofiel 4.2 Duurzame energiebronnen 4.3 Energietechnologieën 4.3.1 Afvalwater- en slibbehandelingstechnologieën 4.3.2 Restwarmtebenutting: levering aan derden 4.3.3 Windenergie 4.3.4 Zonne-energie 4.4 Samenvatting

26 26 28 28 28 30 31 31 32

5

Data: potentiebepaling 5.1 Haalbaarheidsanalyse 5.1.1 Technische haalbaarheid 5.1.2 Economische haalbaarheid 5.1.3 Sociaal-culturele haalbaarheid 5.2 Multicriteria-analyse 5.2.1 Het belang van de wegingscriteria 5.2.2 Evamixvergelijking 5.3 Samenvatting

33 33 34 38 40 42 42 44 48

6 7

Discussie Conclusie en aanbevelingen 7.1 Conclusie 7.2 Aanbevelingen


49 53 53 54 7

Literatuur

55

Bijlage I

Toekomstvisies Energieneutraal Papier

57

Bijlage II

Longlist ideeën brainstormsessies

60

Bijlage III

Operationalisatie theoretisch kader

61

Bijlage IV

Factsheets

65

Bijlage V

Kengetallen en samenvatting energiemodel

80

Bijlage VI

Enquête

84

Bijlage VII

Resultaten enquête

90

Bijlage VIII

MCA en gevoeligheidsanalyse

94


8

1 Inleiding 1.1

Aanleiding

De mondiale en nationale ontwikkelingen op energiegebied begint een steeds grotere druk uit te oefenen op beleidsmakers en bedrijven, zo ook op de Nederlandse papieren kartonindustrie. Met name stijgende kosten, milieuproblemen en voorzieningszekerheid spelen daarbij een grote rol (EZ, 2005). De energiekosten zijn bijvoorbeeld tussen 2004 en 2006 verdubbeld (kader 1.1). Deze kostenpost was in 2005 gelijk aan de personele kosten: 13% (kader 1.1.) De stijgende energiekosten, voorzieningszekerheid en milieuproblemen hoeft men echter niet altijd als problemen te bestempelen maar kan men ook zien als kansrijke mogelijkheden tot het creëren van innovatie, nieuwe praktische toepassingen. Innovatie kan vervolgens tot economische groei leiden. Energiekosten kan men namelijk reduceren door het verminderen van het energieverbruik en de afhankelijkheid van het externe energie-aanbod. Het energieverbruik kan met behulp van energiebesparende maatregelen, zoals energiezuinige machines, andere procesmatige instellingen en isolatie, verminderd worden. De afhankelijkheid van energiebedrijven kan men verminderen door het zelfstandig genereren van energie. Naast de ontwikkelingen op energiegebied heeft de papieren kartonindustrie tevens met een aantal andere ontwikkelingen te maken die een negatieve invloed hebben op haar concurrentievoordeel (kader 1.1): - wereldwijde productieovercapaciteit; - hoge arbeidskosten; - hoge grondwaterbelasting Kader 1.1: Beschrijving Nederlandse papieren kartonindustrie (VNP, 2006; CEPI 2005; Thielens, 2007) In Nederland zijn 25 papier- of kartonproducerende fabrieken gevestigd. Deze fabrieken zijn verdeeld over 16 bedrijven. Er zijn slechts vier papierfabrieken in Nederlandse handen, de rest is in handen van buitenlandse concerns. De bedrijven zijn vrijwel geheel in te delen tot het grootbedrijf (>100 medewerkers). De papieren kartonindustrie is vervolgens, op basis van de eindproducten, onder te verdelen in drie hoofdsegmenten, waarbij het marktaandeel bepaald is op basis van de productiehoeveelheden: grafische papieren (marktaandeel: 40%); papier en karton voor verpakkingsmaterialen (marktaandeel: 56%); hygiënische en sanitaire papieren (marktaandeel: 4%). De papier en kartonindustrie heeft zich in Nederland als zodanig vanuit de historie ontwikkeld en hecht sterk aan de handhaving van zeer hoge kwaliteitseisen en het behoud van de markt door met name de productie van specialiteiten. De Nederlandse papieren kartonindustrie opereert in een competitieve omgeving. Deze omgeving heeft een sterk internationaal karakter, aangezien ruim 70% van de totale Nederlandse productie geëxporteerd wordt en waarvan 90% binnen Europa blijft.. Op basis van de diversiteit aan eindproducten en het internationale karakter is er op de binnenlandse markt weinig directe concurrentie. Op dit moment heeft de Nederlandse papieren kartonindustrie te maken met de volgende ontwikkelingen, die van invloed zijn op de concurrentiepositie: wereldwijde productieovercapaciteit; hoge arbeidskosten; stijgende energieprijzen; hoge grondwaterbelasting. Mondiaal gezien is er een overcapaciteit in de wereldwijde papierproductie. Als gevolg van de overcapaciteit dienen de papierproducten een zo laag mogelijke afzetprijs te hebben ten behoeve van het behouden of verkrijgen van concurrentievoordeel. Naast de wereldwijde overcapaciteit en dure arbeidskrachten zijn de energieprijzen tussen 2004 en 2006, met name vanwege geopolitieke spanningen, verdubbeld en heeft Nederland de hoogste grondwaterbelasting van Europa. De kostenverhouding van de Europese industrie is in figuur 1 weergegeven. Om de producten voor een zo laag mogelijke prijs in de markt af te kunnen zetten zijn concerns genoodzaakt de productiecapaciteit te


9

verlagen dit gebeurd momenteel door de strategische sluiting van de duurdere fabrieken. Om de continuïteit van de papieren kartonindustrie in Nederland te waarborgen dient men te concurreren met lagelonenlanden op basis van expertise, de kwaliteit van de diverse producten en innovatie.

Figuur 1: Gemiddelde productiekostenstructuur van de Europese papierindustrie zonder transportkosten (CEPI, 2005)

Binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie heeft men ingezien dat vanwege de bovengenoemde ontwikkelingen tot een fundamenteel nieuwe benadering van haar intensieve energiegebruik moet komen (Taskforce Energietransitie, 2006) (kader 1.2). Deze nieuwe benadering zal zich uiteindelijk uiten in de implementatie van technologische innovaties, maar ook door een andere beeldvorming ten aanzien van energie en de daaruit volgende wijze van handelen. Een dergelijk veranderingsproces wordt transitie genoemd (Rotmans et al, 2000). Kader 1.2: Energieprofiel Nederlandse papieren kartonindustrie (VNP 2003, 2006; Laurijssen et al, 2006; Chappin et al, 2006) De productie van specialiteiten van een hoge kwaliteit levert een intensief energieverbruik op. De Nederlandse papieren kartonindustrie heeft jaarlijks een totaal energieverbruik van 31 PJ (VNP, 2003). Dit energieverbruik komt overeen met ongeveer 1,1 miljard m3 aardgas per jaar. Deze branche behoort daarmee tot de grootverbruikers van energie en is aldus te kenmerken als een energieintensieve bedrijfstak. Vanwege het intensieve energieverbruik, en de bijhorende kostenpost, werken de bedrijven al drie decennia samen om energiebesparing, ook wel energie-efficiëntieverbetering (minder energieverbruik per ton product) genoemd, mogelijk te maken (VNP, 2003). Daartoe heeft men een aantal activiteiten ontplooid, zoals de invoering van warmte/krachtkoppeling(WKK)-installaties en actieve deelname aan de Meerjarenafspraken Energie (1989-2000) en het Convenant Benchmarking (2001-2012). Ondanks deze activiteiten en de daarmee behaalde resultaten blijft energiebesparing een zeer belangrijk actiepunt. Het belang van energiebesparing is de laatste jaren toegenomen door de forse stijging van de energieprijzen (VNP, 2006). Daarnaast zijn WKK-installaties minder interessant geworden, vanwege de hogere stijging van de aardgasprijs ten opzichte van de elektriciteitsprijs (Laurijssen et al, 2006), de reductie van CO2-emissierechten en door de afschaffing van MEP-subsidie voor WKK-installaties (VNP, 2006a; Chappin et al, 2006).

Energietransitie en Strategische Innovatieagenda In navolging op de nationale en mondiale ontwikkelingen ten aanzien van energietransitie heeft men, in de papieren kartonindustrie, het antwoord op de toenemende noodzaak tot energiebesparing gevonden in het innovatieproject Energietransitie in de papierproductieketen. Het doel is het bereiken van 50% energiebesparing in 2020 (t.o.v. 2004) binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie. Een transitietraject zal gedreven worden door innovatie (Rotmans et al, 2000). De ontwikkeling en implementatie van innovaties kunnen de nieuwe (gewenste) benadering van het energievraagstuk opleveren. Daarnaast kan men door dergelijke processen de positie van de Nederlandse papieren kartonindustrie verstevigen en concurrentievoordeel behalen door de ontwikkeling van nieuwe kennis en door efficiëntere productie. Deze kansen kunnen de basis vormen van de innovatiekraamkamer die men ten behoeve van de mondiale papierconcerns van de Nederlandse papieren kartonindustrie wil maken (VNP, 2006a). De invulling van het innovatieproject is vormgegeven door de Strategische Innovatie Agenda, welke uit vijf innovatieprogramma’s bestaat die zowel op korte als op lange termijn invulling geven aan de transitiedoelstelling: Energy Management 2006, Energy Neutral Paper, Supply Chain of the Future, Multi-purpose Biorefinery, Without Water (VNP, 2006b). Energieneutraal papier naar een onafhankelijke energievoorzienende papieren kartonindustrie

10

Energieneutraal Papier Op dit moment is Energieneutraal Papier (Energy Neutral Paper) één van de belangrijkste innovatieprogramma’s, aangezien deze in de nabije toekomst haar vruchten al zou kunnen afwerpen. Dit innovatieprogramma richt zich voornamelijk op het optimaler benutten van de potentiële energiebronnen die bij papieren kartonfabrieken beschikbaar zijn. De vele nevenstromen die tijdens productie- en bedrijfsprocessen beschikbaar komen worden in dit kader als potentiële energiebronnen beschouwd. Deze neven- of reststromen bestaan voornamelijk uit vaste afvallen (rejects), restwarmte en afvalwater (inclusief slib). Om de energie-inhoud van deze stromen optimaal te benutten kan men deze stromen koppelen aan bepaalde energietechnologieën. Het op eigen terrein verwerken en benutten van deze energiebronnen is erg aantrekkelijk vanwege de besparing van aardgas met als gevolg winst aan CO2-emissierechten, het reduceren van de hoeveelheid af te voeren afvalstoffen en de bijbehorende kosten. Deze voordelen worden nog eens extra ondersteund door de onderstaande ontwikkelingen, waardoor de interne verwerking van de eigen reststromen steeds aantrekkelijker wordt: - stijgende aardgasprijs (vanwege diverse geopolitieke ontwikkelingen); - stijgende verwerkingskosten van reststromen (vanwege de sluiting van de grenzen van de Duitse afvalmarkt en tekorten aan verbrandingscapaciteit bij AVI’s binnen Nederland); - CO2-emissierechtenhandel1. Binnen Energieneutraal Papier spelen drie toekomstvisies een belangrijke rol. Deze toekomstvisies worden gekenmerkt door de volgende begrippen (bijlage I): - Energieneutraliteit: de mate waarin de papieren kartonindustrie in haar eigen energiebehoefte kan voorzien; - Energiekostenneutraal: de mate waarin de papieren kartonindustrie kostenneutraal in haar energiebehoefte kan voorzien; - CO2-neutraliteit: de mate waarin de papieren kartonindustrie CO2-emissieneutraal in haar energiebehoefte kan voorzien.

Probleemstelling De energie-inhoud van de reststromen wordt binnen de papieren kartonindustrie (papierproductieketen) nog onvoldoende tot niet benut, en soms zelfs niet herkend. Daarnaast is het op dit moment niet duidelijk welke aspecten of criteria een belangrijke rol spelen in de besluitvorming over technologieën, die noodzakelijk zijn om de diverse reststromen optimaal te benutten.

1.2

Onderzoek

Doelstelling Het doel van dit onderzoek is het identificeren van de potentiële energiebronnen op het terrein van papieren kartonfabrieken en de daarmee samenhangende, haalbare technologische innovaties (energietechnologieën). De potentiële energiebronnen zijn te verdelen in de onbenutte energie-inhoud van de diverse reststromen, die tijdens de papierproductie vrijkomen, en overige duurzame (hernieuwbare) alternatieven, zoals zonneen windenergie. Hierbij is het tevens van groot belang om een duidelijkere beeldvorming van de aspecten of criteria te krijgen, die betrekking hebben op de besluitvorming tot de eventuele benutting (implementatie of adoptie) van deze energiebronnen.

Bedrijven krijgen een bepaald aantal CO2-emissierechten toegekend. Door de CO2-emissie te reduceren, door bijvoorbeeld energie te halen uit eigen reststromen, kan men emissierechten overhouden en verkopen aan bedrijven die te veel CO2-emissie produceren.

1


11

Onderzoeksvraag Naar aanleiding van de gestelde onderzoeksvraag geformuleerd:

probleemstelling

en

doelstelling

is

de

volgende

Welke technologische innovaties zijn het meest geschikt om in de Nederlandse papieren kartonindustrie binnen 5 à 10 jaar een hoge mate van energieneutraliteit te bereiken door middel van energieproductie op eigen terrein?

Aan deze centrale onderzoeksvraag zijn een aantal deelvragen te verbinden die in dienst staan van het beantwoorden hiervan: Inventarisatie 1. Welke potentieel bruikbare energiebronnen, in de vorm van reststromen met een bepaalde energie-inhoud, zijn beschikbaar binnen de Nederlandse papieren kartonfabrieken? 2. Welke technologische innovaties kunnen een efficiënter gebruik of benutting van de energie-inhoud van de diverse reststromen binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie opleveren? 3. Welke technologische innovaties kunnen toegepast worden om de duurzame en hernieuwbare energiebronnen op de terreinen van de Nederlandse papieren kartonindustrie te benutten? Potentiebepaling 4. Welke technologische innovaties zijn op basis van technische haalbaarheid het meest geschikt om binnen 5 à 10 jaar in de Nederlandse papieren kartonindustrie toe te passen? 5. Welke technologische innovaties zijn op basis van economische haalbaarheid het meest geschikt om binnen 5 à 10 jaar in de Nederlandse papieren kartonindustrie toe te passen? 6. Welke technologische innovaties zijn op basis van sociaal-culturele aspecten het meest geschikt om binnen 5 à 10 jaar in de Nederlandse papieren kartonindustrie toe te passen? 7. In hoeverre zijn de haalbare technologische innovaties geschikt voor adoptie binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie? Ten behoeve van de haalbaarheidsanalyse van de diverse technologieën wordt een periode van 5 à 10 jaar gehanteerd. Er is gekozen voor een relatief vrij korte periode, ondanks dat transitieprocessen minimaal 25 jaar duren (hoofdstuk 2), aangezien de Nederlandse papieren kartonindustrie vooruitstrevend wil handelen ten aanzien van de eigen energievoorziening. De branche wil graag inzicht hebben in technologieën die op relatief zeer korte termijn (≤5 jaar) geïmplementeerd kunnen worden. Daarnaast wil men voor de langere termijn (>10 jaar) een beeld hebben van technologieën welke na verdere ontwikkeling interessant kunnen worden. Tijdens deze studie zijn de diverse technische concepten, na inventarisatie, geanalyseerd worden op basis van de technische, economische en sociaalculturele (of adoptieve) haalbaarheid.

Resultaat Het onderzoek levert een overzicht van criteria die van belang zijn bij de implementatie van (nieuwe) energietechnologieën. Daarnaast is er een model tot stand gekomen waarmee de potentie van diverse energietechnologieën binnen de papieren kartonindustrie bepaald kan worden. Dit model is gebaseerd op factsheets, welke een overzicht vormen van technologische innovaties die het meest geschikt zijn voor het bereiken van een van de drie, of een combinatie van de, toekomstvisies binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie: energieneutraliteit, energiekostenneutraliteit of CO2-neutraliteit.


12

1.3

Leeswijzer

Figuur 1.1. geeft een schematische weergave van de rapportageopbouw. De inleiding en de theorie omvatten het algemene kader waarbinnen het onderzoek zich heeft plaatsgevonden. De methodologie bepaalt het kader van de wijze van uitvoering daarvan en waarbinnen de resultaten en analyses antwoord geven op de gestelde onderzoeksvragen.

Algemene kader: Hoofdstuk 1 Inleiding Hoofdstuk 2 Theorie

Uitvoeringskader: Hoofdstuk 3 Methodologie

Hoofdstuk 4 en 5 Technologiekoppeling aan reststromen en potentiebepaling

Hoofdstuk 6 Algemene discussie

Hoofdstuk 7 Conclusie en aanbevelingen

Figuur 1.1: Schematische rapportage-indeling


13

2 Theorie 2.1

Innovatie: de impuls voor economische ontwikkeling

Bij innovatie gaat het niet om wat de bedenkers van innovatie doen, maar het gaat om wat consumenten, in deze situatie de papieren kartonindustrie, overnemen of adopteren (Schrage, 2004). Een innovatie is een succesvolle toepassing van een inventie, in de vorm van hardware (materialen), software (kennis en vaardigheden) en orgware (organisatorische condities) (Smits, 2002). Innovatie en de verspreiding (diffusie) ervan is van belang voor de economie. Het voorkomt dat de economie blijf hangen in o.a. de productie van gangbare goederen. Doordat op een gegeven moment iedereen deze goederen kan produceren ontstaat er een situatie waarbij alleen op prijzen geconcurreerd kan worden. Dit is geen gewenste situatie voor bedrijven waar de productiekosten al hoog zijn, zoals in Nederland. Met andere woorden: ‘ als je duurder bent moet je meer innoveren’ (Nooteboom, 2004).

2.2

Verandering door transitie

Op diverse niveaus in de maatschappij, onder andere binnen de overheid en de branche van papieren kartonfabrieken, wil men het energiesysteem op een fundamentele nieuwe wijze gaan benaderen (VNP; Taskforce Energietransitie, 2006). Dit betekent dat men een bestaand (energie)systeem gaat transformeren naar een nieuw (energie)systeem. Een dergelijk proces wordt geduid als een transitieproces en is te definiëren als een structurele verandering van de maatschappij, of een complex deelsysteem (bijvoorbeeld een branche) ervan, die het resultaat is van op elkaar inwerkende en elkaar versterkende ontwikkelingen op het gebied van economie, cultuur, technologie, instituties, natuur en milieu (Rotmans et al, 2000). Vanwege de structurele verandering(en) vergt een transitieproces veel tijd, minimaal een tijdspanne van één generatie (25-50 jaar), aangezien de bestaande ordening en structuur (zoals grenzen, barrières en verhoudingen) moeten worden doorbroken. Structurele veranderingen worden veroorzaakt door systeeminnovaties. Dit zijn innovaties welke organisatieoverstijgende vernieuwingen zijn, die verbanden tussen de betrokken bedrijven, organisaties en individuen in het systeem ingrijpend veranderen. Binnen systeeminnovaties vinden innovaties plaats op kleinere schaal, in de vorm van producten, diensten, processen en projecten. De twee soorten innovaties onderscheiden zich doordat, in tegenstelling tot de reguliere innovaties, een systeeminnovatie zich richt op een langere termijn en daardoor omgeven is door grote onzekerheden. Daarnaast heeft een systeeminnovatie invloed op tal van terreinen en richt ze zich niet primair op de huidige marktvraag maar op de ontwikkeling van goederen en diensten waarvoor nog geen goed functionerende markt bestaat (Rotmans, 2005a). Systeeminnovaties richten zich, op basis van deze kenmerken, op het bestrijden van marktfouten en systeemfouten. Marktfouten bij innovaties zijn, activiteiten die, het niet optimaal functioneren van het marktsysteem veroorzaken, zoals het door de markt onvoldoende investeringen in de ontwikkeling van innovaties. Systeemfouten kunnen in diverse maatschappelijke systemen ingebed zitten en kunnen economisch (zwakke economische infrastructuur), technologisch (padafhankelijkheid / lock-in), bestuurlijk (institutionele belemmeringen) en sociaal-cultureel (onduurzaam gedrag) van aard zijn (Rotmans, 2005b; VROM-Raad, 2002). Het bovenstaande is samen te vatten als een cascade van innovaties: “transities ontstaan uit een aantal samenkomende systeeminnovaties, die weer ontstaan uit project-, product-, en procesinnovaties en vice versa” (Rotmans, 2005a). Deze cascade van innovaties zou men tevens kunnen vertalen als een spoor van korte termijnsuccessen om een doelstelling op de langer termijn te bereiken.


14

In het algemeen kan men een veranderingsproces, en aldus ook een transitieproces, in een zogenoemde S-curve weergeven. In een S-curve zijn de diverse fasen van een transitieproces globaal in de tijd weergegeven. Een transitieproces is te onderscheiden in de volgende fasen (Rotmans, 2000) (figuur 2.1): 1. een voorontwikkelingsfase van dynamisch evenwicht waarin de status quo niet zichtbaar verandert; 2. een take-off-fase waarin het veranderingsproces op gang komt, doordat de toestand van het systeem begint te verschuiven; 3. een versnellingsfase waarin zichtbaar structurele veranderingen plaatsvinden door een cumulatie van op elkaar inspelende sociaal-cultureel, economische, ecologische en institutionele veranderingen, er is sprake van collectieve leerprocessen, diffusie en processen van inbedding; 4. een stabilisatiefase waarin de snelheid van maatschappelijke verandering afneemt en al lerend een nieuw dynamisch evenwicht wordt bereikt.

Figuur 2.1: Transitiecurve (Rotmans, 2000)

De curve in figuur 1 geeft een globaal beeld van een transitieproces. Bij het bekijken van deze curve dient men niet te vergeten dat ondanks de vloeiende lijn (gezien over een periode van een of twee generaties) structurele veranderingen moeilijk tot stand komen. Dit betekent dat er sprake kan zijn van plotselinge, schoksgewijze, onverwachte, gebeurtenissen en veranderingen van deelsystemen. Dergelijke gebeurtenissen kunnen een transitieproces versnellen of afremmen (Rotmans, 2000). Indien men een gedeelte van de curve over een korte periode bekijkt, zal men aldus een veel minder vloeiende lijn aantreffen. Het proces van ‘Energietransitie in de papierproductieketen’ bevindt zich op dit moment in de voorontwikkelingsfase. Er worden diverse onderzoeken gedaan, waarvan de resultaten tot de ‘take-off’ moeten leiden. Ook voorliggend onderzoek valt in deze fase. De Nederlandse papieren kartonindustrie heeft haar ‘Energietransitie’ ambitieus opgezet. De periode waarin men haar doelstelling (in 2020) wil bereiken is aanzienlijk korter dan de tijdspanne die men in het algemeen aanneemt bij transities. De gedachte aan deze middellange termijn is mogelijk om de betrokkenheid van de bedrijven vast te kunnen blijven houden. Daarnaast kunnen lange termijndoelstellingen aangepast worden naar de voortschrijdende kennis die men tijdens het proces opdoet, zonder de successen die op de korte termijn behaald zijn teniet te doen: “al doende leert men en al lerende doet men”.

2.3

Richting een succesvol verloop van transities

In het belang van het verloop van een transitie dienen de diverse innovaties succesvol geïmplementeerd te worden. Het succes van een innovatie wordt bepaald door de mate van adoptie of diffusie van een innovatie in de maatschappij (Rogers, 2003). De mate van diffusie is de mate waarin een innovatie in de maatschappij (markt) verspreid wordt over diverse actoren. De mate van adoptie is de mate waarin een innovatie overgenomen wordt door diverse actoren (adopters) in de maatschappij. De mate van diffusie en adoptie bepalen aldus het bereik van de toepassing van een innovatie, en daarmee het succes van de


15

innovatie, in de maatschappij. De vijf karakteristieken van een succesvolle innovatie volgens Rogers (2003) betreffen: • Relatief voordeel: De mate waarin de nieuwe technologie beter is dan de technologie die opgevolgd wordt. • Complexiteit: De mate waarin de nieuwe technologie te begrijpen en te gebruiken is. • Beproefbaarheid: De mate waarin met de nieuwe technologie op beperkte basis geëxperimenteerd kan worden. • Zichtbaarheid: De mate waarin de resultaten van de nieuwe technologie (voor anderen) zichtbaar zijn. • Compatibiliteit: De mate waarin de nieuwe technologie consistent is met de bestaande normen en waarden, opgedane ervaringen en behoeften van potentiële gebruikers. Het concept compatibiliteit is vervolgens onder te verdelen in drie dimensies: • Compatibiliteit met culturele normen en waarden; • Compatibiliteit met opgedane ervaringen; • Compatibiliteit met de behoeften van potentiële gebruikers of adopter (papierfabrieken). Ten behoeve van een succesvolle adoptie of diffusie in de maatschappij dient een innovatie een zekere compatibiliteit te vertonen met de culturele waarden en normen. Deze normen en waarden zijn sterk verankerd in een maatschappij en zijn daarom zeer moeilijk aan te passen aan de nieuwe technologie. De heersende cultuur over waarden en normen zijn een belangrijk onderdeel in de analyse, omdat de acceptatie door de maatschappij noodzakelijk is. Bij culturele waarden en normen wordt gedacht aan de gebruiks- en handelingspatronen die de gebruiker (papierfabrieken) van de nieuwe technologie op dit moment gewend is. Het bovenstaande geldt tevens voor een compatibiliteit ten aan zien van eerder opgedane ervaringen en de behoeften van de adopter(s). Voordat innovaties geadopteerd cq. gediffundeerd worden beschikken deze over een bepaalde onzekerheid ten opzichte van reeds bewezen technologieën, aangezien het nieuwe technologieën zijn waarover nog weinig ervaring mee opgedaan is. Daarvoor worden innovaties vergeleken met de opgedane ervaringen van voorgaande technologieën die in de markt al een bepaalde standaard vormen. Men moet echter voorzichtig zijn met het in een te grote mate vergelijken van diverse technologieën aangezien dit o.a. verkeerd gebruik van de nieuwe technologie in de hand werkt, waardoor het succes van een adoptie teniet gedaan wordt (Rogers, 2003).

2.4

Van theorie naar praktijk

De implementatie van innovaties komt tot stand door besluitvormingsprocessen. Rogers (2003) stelt in zijn theorie twee besluitvormingsprocessen ten aanzien van innovatieprocessen: op individueel en organisatieniveau. Deze modellen staan echter niet los van elkaar en kunnen tevens samengevoegd worden tot één model, zoals in figuur 2.2 weergegeven is. Initiatieffase

Agendavorming

Koppeling op basis van: (1) opgedane kennis, (2) overtuiging

Besluit

Implementatiefase

Redefiniering van de innovatie

Bevestiging besluitvorming

Routinevorming

Figuur 2.2: Besluitvorming ten aanzien van innovaties volgens Rogers (2003)

De besluitvorming wordt gevoed door de initiatieffase. In deze fase wordt door de organisatie de behoefte aan innovatie erkend om bepaalde problemen op te lossen. Vervolgens wordt er kennis opgedaan over de mogelijke alternatieven. Deze kennis heeft volgens Rogers met Energieneutraal papier naar een onafhankelijke energievoorzienende papieren kartonindustrie

16

name betrekking op de innovatiekarakteristieken. Op basis van deze kennis wordt een attitude ten aanzien van de alternatieven of innovaties gevormd. Deze attitude bepaald of men overtuigd is over de passendheid van een van de alternatieven binnen de eigen organisatie, met andere woorden de innovatie wordt gekoppeld aan de gevormde agenda. Indien men tot een koppeling komt neemt men tevens het besluit tot implementatie. In de implementatiefase wordt voor een optimale toepassing de innovatie aangepast aan de wensen van de organisatie en soms de organisatie (deels) zelf aan de innovatie. Na doorvoering van de diverse aanpassingen is de innovatie voor het grootste deel geïmplementeerd. Binnen de organisatie wordt vervolgens steeds meer duidelijker wat het belang van de betreffende innovatie is. Door de bewustwording van dit belang wordt de juistheid van besluitvorming enigszins bevestigd. Van de andere kant kan men ook geluiden opvangen die de geschiktheid van de betreffende innovatie ondermijnen, waardoor de continuïteit van de innovatie ter discussie kan komen te staan. Indien de innovatie gecontinueerd wordt ontstaat de situatie waarin de innovatie totaal verenigd is met de reguliere activiteiten binnen de organisatie en haar afzonderlijke identiteit verliest. Naast de innovatiekarakteristieken spelen, zoals bovenstaand beschreven is, ook de kenmerken van een adopter een belangrijke rol in de uiteindelijke implementatie van een nieuwe technologie. De karakteristieken van een adopter beïnvloeden de perceptie ten aanzien van innovatie(s) en haar karakteristieken (Wejnert, 2002; Rogers, 2003). Een van de belangrijke adopterkarakteristieken is de sociale entiteit. Onder de sociale entiteit wordt de identiteit of de hoedanigheid van de potentiële adopter verstaan. De perceptie bepaalt vervolgens de attitude van de adopter ten aanzien van innovaties (Ajzen, 1980; Davis, 1989; Montalvo 2002). Vervolgens bepaalt de adopter op basis van haar attitude ten opzichte van innovaties haar bereidheid (intentie) voor het toepassen van nieuwe (energie)technologieën (Montalvo, 2002). Met andere woorden: op basis van de attitude worden de innovatiekarakterisitieken dan wel of niet als drijfveren of business drivers voor implementatie gezien (figuur 2.2: koppeling in initiatieffase). Deze intentieverklaring is vervolgende noodzakelijk voor de uiteindelijke adoptie of implementatie van de innovatie (Ajzen, 1980). Het bovenstaande kan vertaald worden in het Technologie Acceptatie Model (TAM) (Lederer et.al., 2000). Het algemene TAM is in figuur 2.3 weergeven. Waargenomen toepasbaarheid Externe variabelen

Attitude t.a.v. innovatie

Bereidheid tot innovatie

Adoptie

Waargenomen gebruiksgemak

Figuur 2.3: Algemeen Technologie Acceptatie Model (TAM) (Lederer et.al., 2000)

Het TAM zou men kunnen zien als een verdere opsplitsing van de initiatiefase van Rogers (figuur 2.2). De intentieverklaring ‘bereidheid tot innovatie’ is bij Rogers echter al eerder vastgeteld, namelijk bij de ‘agendavorming’. De externe variabelen betreffen wederom met name de innovatiekarakteristieken, die bij het informatievergaring aanbod komen. De perceptievorming en attitudevorming kunnen vervolgens gezien worden als de ‘overtuiging’, zoals dat volgend het model van Rogers gevormd wordt. Het concept ‘adoptie’ komt ten slotte overeen met de ‘implementatiefase’. Het voorliggende onderzoek bevindt zich in de initiatieffase van kennisvergaring en perceptievorming (koppeling/ waarneming van toepasbaarheid en gebruiksgemak). De agenda is door de Nederlandse papieren kartonindustrie bepaald door het in gang zetten van het innovatieproject: Energietransitie in de papierproductieketen.


17

3

Methodologie

De in de inleiding en theorie genoemde zaken vormen het kader waarin het onderzoek is uitgevoerd en de context waarin de resultaten bezien moeten worden. Het onderzoek draait om de uiteindelijke beantwoording van de centrale onderzoeksvraag: Welke technologische innovaties zijn het meest geschikt om in de Nederlandse papieren kartonindustrie binnen 5 à 10 jaar een hoge mate van energieneutraliteit te bereiken door middel van energieproductie op eigen terrein? Om deze onderzoeksvraag te beantwoorden zijn een zevental deelvragen opgesteld (hoofdstuk 1). Deze zijn verdeeld in de categorieën: ‘inventarisatie’ en ‘potentiebepaling’.

1

Inventarisatie Welke potentieel bruikbare energiebronnen, in de vorm van reststromen met een bepaalde energie-inhoud, zijn beschikbaar binnen de Nederlandse papieren kartonfabrieken?

2

Welke technologische innovaties kunnen een efficiënter gebruik of benutting van de energie-inhoud van de diverse reststromen binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie opleveren?

3

Welke technologische innovaties kunnen toegepast worden om de duurzame en hernieuwbare energiebronnen op de terreinen van de Nederlandse papieren kartonindustrie te benutten?

4

Potentiebepaling Welke technologische innovaties zijn op basis van technische haalbaarheid het meest geschikt om binnen 5 à 10 jaar in de Nederlandse papieren kartonindustrie toe te passen?

5

Welke technologische innovaties zijn op basis van economische haalbaarheid het meest geschikt om binnen 5 à 10 jaar in de Nederlandse papieren kartonindustrie toe te passen?

6

Welke technologische innovaties zijn op basis van sociaal-culturele aspecten het meest geschikt om binnen 5 à 10 jaar in de Nederlandse papieren kartonindustrie toe te passen?

7

In hoeverre zijn de haalbare technologische innovaties geschikt voor adoptie binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie?

3.1

Operationalisatie van de theorie

Ten behoeve van de onderzoeksonderdelen is het theoretisch kader geoperationaliseerd (bijlage III). In deze operationalisatie zijn de theoretische concepten (innovatie- en adopterkarakteristieken) vertaald naar meetbare indicatoren. Deze concepten zijn waar mogelijk nog verder gespecificeerd (dimensies). In tabel 3.1 zijn de geoperationaliseerde concepten, met verdere onderverdeling, weergegeven.


18

Tabel 3.1: Geoperationaliseerde theoretische concepten Innovatiekarakteristieken Concept Relatief voordeel Milieutechnisch relatief voordeel De mate waarin de nieuwe technologie De mate waarin de nieuwe technologie beter presteert dan de huidige beter presteert op energetisch en CO2technologie. emissiegebied dan de huidige technologie.

Complexiteit De mate waarin de nieuwe technologie (moeilijk) te begrijpen en te gebruiken is.

Financieel relatief voordeel De mate waarin de nieuwe technologie goedkoper is dan de huidige technologie. Technologische complexiteit De mate waarin de nieuwe technologie technologisch (moeilijk) te begrijpen en te gebruiken is.

Dimensie Energie-opbrengst t.o.v. de huidige energieinkoop CO2-emissiereductie t.o.v. de huidige energieinkoop Investeringen Stimuleringsbeleid overheid

Complexiteit t.a.v. weten regelgeving De mate waarin de nieuwe technologie (moeilijk) te gebruiken is op basis van het overheidsbeleid. Complexiteit van het innovatiesysteem/ samenwerking De mate waarin de nieuwe technologie (moeilijk) te gebruiken is als gevolg van een samenwerking met andere actoren. Beproefbaarheid De mate waarin experimenten met de technologie mogelijk zijn. Zichtbaarheid De mate waarin de prestaties van de nieuwe technologie een bijdrage leveren aan de positieve zichtbaarheid naar derden. Compatibiliteit De mate waarin de nieuwe technologie consistent is met de bestaande normen en waarden, opgedane ervaringen en behoeften van potentiële gebruikers (adopters). Adopterkarakteristiek Sociale entiteit De identiteit of de hoedanigheid van de potentiële adopter: een papier- of kartonfabriek.

Imago Het publieke beeld dat van een organisatie en haar producten bestaat.

Energiebehoefte Technologische randvoorwaarden

Concept Attitude van de adopter De houding van de adopter t.a.v. aspecten van nieuwe technologie.

Dimensie Investeringsregeling(en) Prioriteit van besparingsmogelijkheden

Samenwerking Beproefbaarheid Zichtbaarheid

3.2

Inventarisatie

Het inventarisatieonderdeel van dit onderzoek is te verdelen in: - het identificeren van potentiële energiebronnen, welke zich op al op het terrein van de Nederlandse papieren kartonfabrieken bevinden. Het betreft hier het inventariseren van nevenstromen met een potentiële energie-inhoud op helicopterviewniveau. - de inventarisatie van technologische innovaties (energietechnologieën) die gekoppeld kunnen worden aan de potentiële energiebronnen. Deze potentiële energiebronnen betreffen zowel de geïdentificeerde nevenstromen als duurzame energiebronnen (zonneen windenergie). De inventarisatie is uitgevoerd op basis van de operationalisatie van de theorie (bijlage III).


19

De inventarisatie van de technologische innovaties bestond uit een aantal niveaus (figuur 3.1). Het eerste niveau bestond uit de generatie van ideeën, waarin op basis van brainstormsessies een selectie in energietechnologieën is gemaakt. (bijlage II). De brainstormsessies zijn in de ‘transitie in competitie’-fase van Energietransitie uitgevoerd door het Science Team (o.l.v. TU Delft) en het Consultancy Team (o.l.v. Jaakko Pooyry Consulting). Daarnaast is er gebruik gemaakt van ideeën uit brainstormsessies binnen de concerns Sappi en Smurfit Kappa. Vervolgens zijn deze technologieën in de verkenningsfase onderzocht naar de huidige stand der techniek. Technologieën waarvan binnen tien jaar verwacht kan worden dat zij binnen de industrie toegepast kunnen worden werden vervolgens nader onderzocht. Dit resulteerde in zogenoemde factsheets. Deze factsheets zijn informatiebladen waarin de diverse technologieën beschreven zijn op basis van stand der techniek, kosten en baten, benodigde vergunningen, subsidiemogelijkheden en belangrijke actoren (van kennisinstellingen tot leveranciers). Door het raadplegen van diverse publicaties en gesprekken met experts (bij diverse bedrijven, projecten, onderzoeksinstellingen en adviesbureaus) zijn de factsheets tot stand gekomen. De factsheets zijn bedoeld om de VNP-leden relevante achtergrondinformatie van de diverse technologieën te leveren. Met deze informatie kunnen bedrijven beslissen of de betreffende technologieën interessant zijn om geïmplementeerd te worden en/of om de mogelijkheden hiervoor nader te onderzoeken. Deze factsheets geven daarvoor relevante actoren weer, die een rol spelen in de ontwikkeling, levering en installatie van de betreffende technologieën. 1 Brainstormsessies: selectie van ideeën

2 Verkennend onderzoek: globale beschrijving

3 Nader onderzoek: factsheets en energiemodel

Figuur 3.1: Schillenmodel van technologieaanpak

De technologieën die naar alle waarschijnlijkheid pas na tien jaar technologisch en economisch volwassen zouden worden zijn aldus alleen globaal beschreven op basis van de stand der techniek en de te verwachten ontwikkelingen.

3.3

Potentiebepaling

De potentie van de diverse technologieën is bepaald op basis van een haalbaarheidsstudie, een multicriteria-analyse en de toekomstvisies binnen Energieneutraal Papier. Net als bij de


20

inventarisatie is in dit deel van het onderzoek, met name bij de haalbaarheidsstudie en multicriteria-analyse, gebruikt gemaakt van het theoretisch kader en de daaruitvloeiende geoperationaliseerde concepten (tabel 3.1; bijlage III).

Haalbaarheidstudie Op basis van de geïnventariseerde data is van de diverse technologische innovaties, met behulp van de operationalisatie, de technische, economische en sociaal-culturele haalbaarheid en geschiktheid (potentie) binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie bepaald. Aangezien niet alle benodigde data objectief te bepalen is, is er een enquête bij de bedrijven (op directie- en productieleidingniveau) uitgevoerd (bijlage VI). Ten behoeve van de haalbaarheidstudie is een energiemodel opgesteld waaruit duidelijk wordt welke potentie de onderzochte energietechnologieën hebben in het kader van Energieneutraal Papier. Het model is zo opgesteld dat de potentie bepaald kan worden vanuit twee invalshoeken, namelijk op basis van landelijke gegevens en tevens op basis van bedrijfsspecifieke data. In tabel 3.2 is weergegeven hoe de haalbaarheid en geschiktheid vanuit de bovenstaande uitgangspunten bepaald en berekend is. Tabel 3.2: Bepaling haalbaarheid en geschiktheid alternatieven Concept Dimensie Indicatoren Milieutechnisch relatief voordeel Energie-opbrengst De te verwachte energieopbrengst De mate waarin de nieuwe t.o.v. de huidige energie-inkoop die de nieuwe technologie kan technologie bereiken. beter presteert op energetisch en Berekening van de te verwachte energieopbrengst op basis van de CO2-emissiegebied dan de huidige specifieke kenmerken van de betreffende technologie. Deze energietechnologie. opbrengst is vertaald naar het aandeel (percentage) in het huidige energieverbruik. CO2-emissiereductie De vermeden CO2-emissie die t.o.v. de huidige energie-inkoop ontstaat bij het gebruik van de nieuwe technologie. Berekening van de vermeden CO2-emissie door het conventioneel energieverbruik (aardgas) met het gebruik van een alternatieve technologie. De verwachte energie-opbrengst wordt daartoe vermenigvuldigd met CO2-emissiefactor van aardgas (56,1 kg CO2 / kg aardgas). Deze emissiereductie is vertaald naar het aandeel in de totale CO2-emissie bij conventioneel energieverbruik. Financieel relatief voordeel Investeringen De terugverdientijd De mate waarin de nieuwe De terugverdientijd is berekend door de benodigde investeringen te technologie goedkoper is dan de delen door de te verwachte baten. De verwachte baten zijn berekend huidige technologie. door te verwachte energie-opbrengst te vermenigvuldigen met de kosten van de vermeden energie-inkoop (aardgasprijs). Stimuleringsbeleid overheid Het aantal stimuleringsregelingen dat een bijdrage kan leveren aan het verlagen van de benodigde investeringen. Op basis van literatuuronderzoek en mededelingen van experts zijn de stimuleringsregelingen geïnventariseerd. Technologische complexiteit De mate (of moeilijkheidsgraad) De mate waarin de nieuwe waarin de adopter verwacht dat de technologie technologisch (moeilijk) nieuwe technologie op basis van de te begrijpen en te gebruiken is. bestaande kennis en vaardigheden toepasbaar is binnen het bedrijf. De indicator is bepaald met behulp van de volgende enquêtevraag: In welke mate denkt u dat de energietechnologieën op basis van de bestaande kennis en vaardigheden binnen uw bedrijf makkelijk toepasbaar zijn? Antwoordmogelijkheden: -- = zeer moeilijk, - = moeilijk, 0 = neutraal(niet moeilijk/niet makkelijk), + = makkelijk, ++ = zeer makkelijk. Complexiteit t.a.v. weten Het aantal benodigde vergunningen regelgeving en aanvullende verplichtingen(zoals: De mate waarin de nieuwe meldingsplicht, MER).


21

Concept technologie (moeilijk) te gebruiken is op basis van het overheidsbeleid.

Complexiteit van eventuele of noodzakelijke samenwerking De mate waarin de nieuwe technologie (moeilijk) te gebruiken is als gevolg van een samenwerking met andere actoren. Samenwerking wordt in deze context bedoeld als het gezamenlijk met meerdere bedrijven (binnen of buiten de papieren kartonindustrie) opzetten van voorzieningen (o.a. installaties en/of leveringsovereenkomsten) t.b.v. de diverse technologieën. Beproefbaarheid De mate waarin experimenten met de technologie mogelijk zijn.

Imago Het publieke beeld dat van een organisatie en haar producten bestaat.

Compatibiliteit De mate waarin de nieuwe technologie consistent is met de bestaande normen en waarden, opgedane ervaringen en behoeften van potentiële gebruikers (adopters).

Attitude van de adopter De houding van de adopter t.a.v. aspecten van nieuwe technologie.

Dimensie

Indicatoren De impact van de aanvraagprocedures op de besluitvorming t.b.v. nieuwe technologieën. De benodigde vergunningen en aanvullende verplichtingen is op basis van literatuuronderzoek en mededelingen van experts geïnventariseerd. Op basis van navraag bij de industrie naar het belang van de impact in de afweging of besluitvorming tot eventuele implementatie. De mate (of moeilijkheidsgraad) waarin de adopter in de vorm van een samenwerking met derden de technologie kan toepassen. De indicator is bepaald met behulp van de volgende enquêtevraag: In welke mate ziet uw bedrijf kansen of barrières in een samenwerking met andere partijen voor het bereiken van de eigen (energie)doelstellingen? Antwoordmogelijkheden: -- = veel barrières, - = barrières, 0 = neutraal (geen barrières/geen kansen), + = kansen, ++ = veel kansen

De mate van de mogelijkheden om experimenten met proefopstellingen uit te voeren . Op basis van literatuuronderzoek en mededelingen van experts zijn de mogelijkheden om experimenten met technologieën uit te voeren geïnventariseerd. Het verwachte effect van de toepassing van een energietechnologie op het imago. De indicator is bepaald met behulp van de volgende enquêtevraag: In welke mate denkt u dat de onderstaande energietechnologieën invloed hebben op het imago van uw bedrijf? Antwoordmogelijkheden: -- = zeer negatief, - = negatief, 0 = neutraal (niet negatief/niet positief), + = positief, ++ = zeer positief. Energiebehoefte De mate waarin de verwachte energie-opbrengst van de technologieën overeenkomt met het huidige energieverbruik. Het percentage van het aandeel dat de verwachte energieopbrengst.levert aan het voldoen aan de huidige energievraag. Technologische In welke mate vereist de toepassing randvoorwaarden van de nieuwe technologie, naar verwachting, aanpassingen aan het huidige productiesysteem? De indicator is bepaald met behulp van de volgende enquêtevraag: In welke mate verwacht u dat het toepassen van één of meerdere energietechnologieën problematisch wordt, waardoor aanpassingen aan het huidige productiesysteem noodzakelijk zijn? Antwoordmogelijkheden: -- = zeer veel problemen, - = veel, 0 = neutraal (niet veel/niet weinig), + = weinig, ++ = zeer weinig problemen. Investeringsregeling(en) De door de adopter in gebruik zijnde investeringsregelingen De indicator is bepaald met behulp van de volgende enquêtevraag: Hanteert uw bedrijf een bepaalde vuistregel voor de (maximale) investering ten behoeve van de invoering van nieuwe technologieën? Antwoordmogelijkheden:A: Ja; een terugverdientijd van ≤ … jaar (graag het aantal jaar op de puntjes invullen), B: Ja; anders, nl. …, C: Nee, D: Weet het niet.


22

Concept

Dimensie Prioriteit van besparingsmogelijkheden

Indicatoren De onderlinge afweging van besparingen in energieverbruik, CO2-emissies en energiekosten. De weging van energie-efficientie bij besluitvorming De weging van CO2emissiebesparing bij besluitvorming De weging van energiekostenbesparing bij besluitvorming Op basis van navraag bij de industrie naar de rangschikking van het belang van de diverse besparingsmogelijkheden in de afweging of besluitvorming tot eventuele implementatie van een technologie. Samenwerking In welke mate hecht de adopter een belang aan het onafhankelijk functioneren t.b.v. de energievoorziening? Op basis van navraag bij de industrie naar het belang van eventuele samenwerking met derden in de afweging of besluitvorming tot eventuele implementatie. Beproefbaarheid Het belang van het uitvoeren van experimenten alvorens de nieuwe technologie te adopteren. Op basis van navraag bij de industrie naar het belang van de beproefbaarheid van de technologie in de afweging of besluitvorming tot eventuele implementatie.. Zichtbaarheid Het belang van een duurzaam imago voor de adopter. Op basis van navraag bij de industrie naar het belang van de impact op het bedrijfs- en productenimago door de technologie in de afweging of besluitvorming tot eventuele implementatie..

Multicriteria-analyse De diverse energietechnologieën verschillen in veel opzichten van elkaar. Om deze alternatieve technologieën te kunnen vergelijken en te kunnen beoordelen, is er gekozen om de evaluatiemethode van multicriteria-analyse (MCA) te hanteren. Een MCA maakt het mogelijk om, ten behoeve van de besluitvorming, verschillende innovatieve alternatieven (‘appels met peren’) te vergelijken op basis van de criteria die voor een bedrijf belangrijk zijn (Cox et al, 2006). De criteria zijn de concepten zoals ze in de operationalisatie uit de theorie vertaald zijn (tabel 3.1; bijlage III). Om in de criteria een bepaalde rangorde naar belangrijkheid te krijgen zijn er gewichten toegekend aan deze criteria. Deze gewichten worden vermenigvuldigd met de scores of waarden. Een rangorde is van belang, aangezien niet elk criterium even zwaar weegt in de uiteindelijke beoordeling van een technologie. De gewichtsbepaling en –toekenning is op basis van de resultaten van de eerder genoemde enquête uitgevoerd. Multicriteria-analyses kunnen volgens diverse methodes uitgevoerd worden. De data betreffende de diverse criteria zijn kwalitatief en kwantitatief van aard, daardoor is in deze situatie de evamixmethode de meest geschikte multicriteria-analysemethode. De evamixmethode verwerkt de kwalitatieve en kwantitatieve gegevens in eerste instantie onafhankelijk van elkaar. Ten behoeve van deze verwerking dient aan elk criterium, zoals eerder beschreven, een gewicht toegekend te worden. Daarnaast dient er per criterium aangegeven te worden of het een kosten- of batencriterium betreft. Bij een kostencriterium neemt het voordeel af naar mate de waarde van het criterium toeneemt. Bij een batencriterium neemt het voordeel toe naar mate de waarde van het criterium toeneemt. Vervolgens dienen de beginwaarden of –scores gestandaardiseerd te worden. Standaardisatie is het omrekenen van de waarden naar een schaal van 0 tot 1 (kwantitatieve waarden) of een ordinale schaal (kwalitatieve waarden) van 1 (= beste score ) tot 5 (= minste score). Deze


23

omschaling maakt de scores onafhankelijk van de dimensie van het criterium.Deze standaardisatie is noodzakelijk om de criteriumscores onderling vergelijkbaar te maken. De kwalitatieve en kwantitatieve scores van de alternatieve technologieën worden met behulp van dominantiematrices onderling vergeleken. Een dominantiematrix is een kruistabel, waarvan de individuele scores aangeven in welke mate een alternatief een ander alternatief domineert. De alternatieven zijn daartoe paarsgewijs (het ene alternatief ten opzichte van het andere alternatief( met elkaar vergeleken. In tweede instantie worden de resultaten van de twee dominantiematrices, rekeninghoudend met de verhouding tussen de gewichten van de kwalitatieve en kwantitatieve criteria, bij elkaar gevoegd en wordt een uiteindelijke rangschikking verkregen verkregen.

Potentie op basis van toekomstvisies Tenslotte kan van de energietechnologieën bepaald worden welke het meest geschikt zijn voor het bereiken van een van de drie, of een combinatie van de , toekomstvisies binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie: energieneutraliteit, energiekostenneutraliteit of CO2-neutraliteit (bijlage I).

3.4

Onderzoeksmodel

Het bovenstaande is schematisch weergegeven in figuur 3.2. Het onderzoeksmodel geeft weer dat tijdens de inventarisatiefase van het onderzoek de geidentificeerde potentiele energiebronnen op het terein van papieren kartonfabrieken gekoppeld worden met een energietechnologie. Van de diverse technologiekoppelingen wordt vervolgens de potentie bepaald op basis van karakteristieken met betrekking tot de innovatie (technologiekoppeling) en de adopter (papieren kartonfabrieken) en de toekomstvisies binnen Energieneutraal Papier. Op basis van deze potentie besluit vervolgens de papier- of kartonfabriek zelf of zij een of meer van de technologieën (met potentie) wil adopteren en implementeren. Deze laatste stap is noodzakelijk (middel) om een of meerdere toekomstvisies te bereiken. Vanwege het belang van deze stap is deze opgenomen in het onderzoeksmodel.


24


onderzoeksonderdeel:



inventarisatie:

Duurzame energiebronnen

Koppeling

potentiebepaling: Potentiebepaling Innovatiekarakteristieken Adopterkarakteristieken Toekomstvisie(s) Implementatie / adoptie

Figuur 3.2: Onderzoeksmodel

3.5

Organisatie

Het onderzoek is, zoals eerder beschreven, in het kader van het programma Energieneutraal Papier uitgevoerd. Daarvoor is tevens deelgenomen aan de werkgroep van dit programma. De werkgroep wordt gecoördineerd vanuit KCPK door Annita Westenbroek en gecoached door Math Clumpkens (directeur Smurfit Kappa Roermond Papier). Daarnaast zijn Jo Killaars (Sappi Maastricht) en Ralph van Weerdenburg (Smurfit Kappa Roermond Papier) als industriële projectleiders actief binnen de werkgroep.


25

4 Data: technologiekoppeling aan reststromen Dit onderzoek heeft als doel het optimaler benutten van de potentiële energiebronnen op het terrein van papieren kartonfabrieken. Om deze energiebronnen optimaler te benutten dienen deze gekoppeld te worden aan een technologische innovaties (energietechnologieën). Naast de bestaande reststromen kunnen ook duurzame energiebronnen, zoals de wind en zon, als potentiële energiebron bij fabrieken gekenmerkt worden. Dit hoofdstuk geeft antwoord op de volgende deelvragen: Welke potentieel bruikbare energiebronnen, in de vorm van reststromen met een bepaalde energie-inhoud, zijn beschikbaar binnen de Nederlandse papieren kartonfabrieken? Welke technologische innovaties kunnen een efficiënter gebruik of benutting van de energieinhoud van de diverse reststromen binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie opleveren? Welke technologische innovaties kunnen toegepast worden om de duurzame en hernieuwbare energiebronnen op de terreinen van de Nederlandse papieren kartonindustrie te benutten?

4.1

Reststromenprofiel

Bij de productie van papier of karton komen diverse reststromen vrij. In figuur 4.1 is een algemeen stroomschema weergeven van de in- en uitgaande stofstromen van een papier- of kartonfabriek. In het stroomschema is tevens, door middel van de doorkruising van de ingekochte energiestroom en de valorisatie van nevenstromen en hernieuwbare energiebronnen de strekking van Energieneutraal Papier weergeven.

herbruikbare vezelgrondstoffen (oud papier)

verse vezelgrondstoffen stofbereiding

additieven

primair product

papierproductie

water energie

papierproductie ‘nieuwe’ energie

secondair product

nevenstromen

vaste afvallen

afvalwater

restwarmte

CO2 energievalorisatie

hernieuwbare energiebronnen

Figuur 4.1: Algemeen stroomschema van een papier- of kartonfabriek

De nevenstromen zijn in het algemeen gecategoriseerd in vaste afvallen, afvalwater, restwarmte en CO2-emissies. Deze stromen zijn te valoriseren als grondstoffen of als energiebronnen. In de huidige situatie wordt de waarde van deze stromen nog onvoldoende of niet benut en soms zelfs niet herkend.

Vaste afvallen Vaste afvallen zijn voornamelijk afkomstig van de vezelgrondstofstromen (met name uit oud papier). Vaste afvallen zijn, middels recycling, als nieuwe grondstoffen in te zetten, met name ferro, non-ferro en vezelstromen komen hiervoor in aanmerking. Daarnaast is energieconversie een optie. Ecofys heeft in 2006 in haar onderzoek naar Energieneutraal papier naar een onafhankelijke energievoorzienende papieren kartonindustrie

26

conversietechnologieën geconcludeerd dat verbranding met energieopwekking de best toepasbare technologie voor de verwerking van vaste afvallen binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie is. (Ecofys, 2006)

Afvalwater Tijdens de papieren kartonproductie komt relatief veel afvalwater (inclusief slib) vrij. Papier- en karton worden vervaardigd uit pulp. Pulp is een oplossing van water en vezelstromen (cellulose) met een vochtgehalte van 99%. Om uiteindelijk papier en karton te krijgen wordt het water uit deze pulpstroom onttrokken tot een vochtgehalte van 7% (Bos et al, 1995). Het afvalwater zal voor eventueel hergebruik of lozing aan bepaalde kwaliteitseisen moeten voldoen. Om de kwaliteit van deze stroom te verhogen dient het afvalwater gezuiverd te worden Deze afvalwaterbehandeling vindt plaats bij een eigen afvalwaterzuiveringsinstallatie (AWZI) op de eigen locatie, in samenwerking met andere fabrieken of bij een waterschap. In totaal komt er jaarlijks in Nederland 37 miljoen m3 afvalwater met 68.000 ton CZV vrij bij de papieren kartonfabrieken (Waterforum, 2007). De hoeveelheid CZV (chemisch zuurstofverbruik) is een maat voor de verontreiniging van het afvalwater met organisch materiaal (kader 4.1)(Deventer, 1997). De CZV-concentratie bedraagt bij fabrieken met als voornaamste grondstof recycled of oud papier bedraagt aanzienlijk hoger, een factor 10, dan bij fabrieken die verse vezelgrondstoffen als grondstof toepassen. Kader 4.1: CZV (Deventer, 1997) CZV = chemische zuurstof verbruik. Het betreft de hoeveelheid [mg] zuurstof dat noodzakelijk is om het oxideerbare materiaal (bijna alle organische stof) in één liter afvalwater af te breken tot CO2. De CZV-waarde is daarmee een maat voor organische verontreiniging

Restwarmte In de Nederlandse papieren kartonindustrie gaat >60% van de toegevoerde energie als restwarmte verloren (kader 4.2). Deze warmte komt vrij bij de energieconversie van aardgas naar elektriciteit en/of stoom (WKK of stoomketels). Daarnaast komt er warmte vrij als proceswarmte bij de droogprocessen, waar stoom toegepast wordt. Bij de Nederlandse papieren kartonfabrieken betreft het voornamelijk restwarmtestromen met een temperatuurniveau van 70 à 80 ºC (droogprocessen) en 120 à 160 ºC (rookgassen). Kader 4.2: Warmteverliezen in de papieren kartonindustrie (VNP, 2006c) In 2003 is 35 PJ aardgas ingekocht, waarvan 33,5 PJ in de energieconversie (WKK of stoomketel) gebruikt is. Het verschil is verkocht of als directe brandstof bij droogprocessen ingezet. Van deze 33,5 PJ gaat tijdens de energieconversie 6,5 PJ (20%) verloren als schoorsteenverlies, waarvan ongeveer 3/4 een temperatuur van 120 à 160°C heeft. Vervolgens wordt er 14 PJ (>40%) geëmitteerd als uitlaatlucht van het droogproces (kapemissie), waarvan ongeveer 2/3 een temperatuur van 70 à 80°C (dauwpunt: 50 à 55°C) heeft.

CO2 CO2 uit de rookgassen kan afgevangen of vastgelegd worden. Dit kan voordelen bieden op het gebied van het te gelden maken van CO2-emmissierechten (NEa, 2006). CO2 kan bijvoorbeeld vastgelegd worden in CaCO3 ook wel bekend als PPC (precipitated CaCO3), een hoogwaardig vulmiddel voor bepaalde papiersoorten. Omya, een van de grootste leveranciers van PCC, past dit proces toe bij haar eigen productielocatie te Moerdijk met behulp van de rookgassen van NV Slibverwerking Noord-Brabant (SNB) (Korving, 2006). Dit bedrijf heeft zelfs kleinere installaties, zodat een papierfabriek een bepaalde kringloopsluiting, met de productie van haar eigen vulmiddel uit eigen rookgassen, zou kunnen creëren. De rendabiliteit per fabriek is nog onduidelijk (Werkgroep ENP, 2007) en vergt nog nader onderzoek. Daarnaast zou men vorm van algen, op algengroei kunnen afvalwaterzuivering,

tevens kunnen denken aan het binden van CO2 aan biomassa, in de basis van nieuwe ontwikkeling op het gebied van algenteelt. Men zou toepassen als laatste zuiveringsstap (effluentpolishing) van de waarbij tevens CO2 gedoseerd zou kunnen worden. De algen zou men


27

tenslotte als vulmiddel in papier of als energiebron kunnen toepassen. De toepassing van algen als vulmiddel voor karton wordt in Italië reeds toegepast (Weerdenburg, 2007). Deze laatste optie is nog een ruw idee en vergt nog nader onderzoek. Daarnaast is de algenteelt in Nederland nog in een experimenteel stadium. Vanwege de mogelijkheden om secundaire producten met behulp van CO2 uit rookgassen te produceren en het ontbreken van energie-inhoud valt deze stroom in het kader van Biorefinery (programma 3 van Energietransitie).

4.2

Duurzame energiebronnen

Duurzame en hernieuwbare energiebronnen die men overal in Nederland, op de terreinen van papieren kartonfabrieken, kan benutten zijn winden zonne-energie. Deze energiebronnen zijn duurzaam aangezien bij het gebruik van de energieconversie geen CO2 of andere milieubelastende stoffen vrijkomen, tevens vervangt de duurzaam geproduceerde energie fossiele brandstoffen.

4.3


In deze studie zijn, op basis van de bovenstaande gegevens en brainstormsessies, de mogelijkheden van biogasproductie, blauwe energie, biologische brandstofcellen, restwarmtelevering aan derden, zonne-energie en windenergie geïnventariseerd (figuur 4.2). De onderstaande tekst is gebaseerd op de factsheets van de technologieën, deze zijn in bijlage IV opgenomen.




Biogasproductie

Afvalwater en slib

Blauwe energie Biologische brandstofcellen

Restwarmte

Restwarmteafzet Zon-fotovoltaïsch

Duurzame energiebronnen Zon Wind

Zon-thermisch Grootschalige windturbines Kleinschalige windturbines

Figuur 4.2: Inventarisatiegedeelte van het onderzoeksmodel

4.3.1

Afvalwater- en slibbehandelingstechnologieën

Afvalwater- en slibstromen dienen behandeld te worden om te voldoen aan kwaliteitseisen (wettelijke eisen en eventueel voor eigen hergebruik). De kwaliteitsverbetering van deze stromen kan men combineren met energieopwekking. Energieconversie uit afvalwater en slib is mogelijk door biogasproductie, blauwe energie en biologische brandstofcellen.


28

Biogasproductie Biogasproductie is het omzetten van organische stof in een zuurstofloos milieu naar een gasmengsel (biogas) van voornamelijk CH4 (volumepercentage van 75 %) en CO2. Deze conversie kan middels anaërobe afvalwaterzuivering of slibvergisting (slib uit aërobe waterzuivering) plaatsvinden. De toe te passen technologie wordt bepaald door de samenstelling, het CZV-gehalte is daarbij maatgevend, en het volume van de organische reststroom die men voor handen heeft. Daarnaast kunnen beide conversieprincipes onder mesofiele (≥20°C en <40°C)en thermofiele (≥50°C en <60°C) condities plaatsvinden. Organische stofstromen met hoge concentraties van lignine (lignocelluloseverbindingen) zijn moeilijk afbreekbaar bij anaërobe afvalwaterzuiverings- en vergistingsprocessen. Deze verbindingen zijn, dankzij nieuwe (experimentele) ontwikkelingen, met een voorbehandeling met enzymen wel afbreekbaar. De relatief hoge kostprijs zijn echter nog een opstakel voor de grootschalige toepassing van deze enzymen. Anaërobe afvalwaterzuivering Anaërobe afvalwaterzuivering kan men in diverse uitvoeringsvormen toepassen. De UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) is wereldwijd gezien een van de meest toegepaste uitvoeringsvormen. Het afvalwater wordt, na verzuring, in een zuurstofloze tank in contact gebracht met (methanogene) micro-organismen (ook wel slib genoemd). Het afvalwater dient bij voorkeur een temperatuur van ≥ 20 °C en <40 °C te hebben. Deze organismen voeden zich met de organische stof in het afvalwater en produceren hierbij biogas. Het proces levert vervolgens gezuiverd afvalwater (effluent), biogas en slib op. Het effluent kan weer gebruikt of geloosd worden. Het biogas kan men opvangen en toepassen als een alternatief voor aardgas. Het slib kan men deels hergebruiken en deels afvoeren. Bij anaërobe zuivering is sprake van een minder snelle slibgroei dan bij aërobe zuivering, waardoor het volume van het af te voeren slib tevens lager is. Het slib kan tevens een economische waarde hebben, aangezien het slib toegepast kan worden als entmateriaal bij nieuwe zuiveringsinstallaties. Vergisting Slibvergisting of -fermentatie is tevens een anaëroob biologisch proces waarbij slurrieachtige organische stofstromen (al dan niet gemengd) omgezet worden in biogas. Dit resulteert tevens in volumereductie en slibstabilisatie. Het proces is vergelijkbaar met anaërobe afvalwaterzuivering. Naast het vergisten van de eigen reststromen kan men tevens denken aan co-vergisting, het mengen van organische stromen ter verhoging van de biogasproductie. Ten behoeve van co-vergisting dient wel een optimale mengstromen en mengverhouding bepaald worden. Bij co-vergisting wordt vaak mestvergisting met een andere organische stof bedoeld. In een dergelijke situatie dient de andere stof op de Witte lijst (Ministerie van LNV) te staan, i.v.m. de afzet van het digestaat (residu van vergisting) als meststof in de landbouw.

Blauwe energie Blauwe energie is elektrische energie die kan worden gewonnen door het verschil in zoutconcentratie in twee waterstromen. Deze technologie is nog experimenteel., maar de werking is reeds op laboratoriumschaal aangetoond. KEMA is met diverse partners bezig om een proefinstallatie te ontwikkelen met modules die elk 250 kW kunnen opwekken. De ontwikkeling van deze technologie is tot op heden vertraagd vanwege de kosten van de benodigde membranen.

Biobrandstofcel Een relatief nieuwe ontwikkeling is de microbiële of biologische brandstofcel waarin organisch substraat met behulp van micro-organismen rechtstreeks in elektriciteit wordt omgezet. Het principe achter dit proces is dat de micro-organismen de elektronen die vrijkomen bij de katabole reactie niet aan een opgeloste elektronenacceptor (zuurstof, nitraat, sulfaat, etc.) afstaan maar aan een vaste anode. Op dit moment zijn er al systemen beschikbaar die een rendement opleveren dat vergelijkbaar is aan het rendement van systemen die op methaan zijn gebaseerd. Ook is het mogelijk om door een aanpassing aan het systeem in plaats van elektriciteit zuiver waterstof te produceren. Deze biologische waterstofproductie berust op het principe van biogekatalyseerde elektrolyse. Echter, het Energieneutraal papier naar een onafhankelijke energievoorzienende papieren kartonindustrie

29

rendement van dit laatste proces is erg laag en alleen maar interessant als er een specifieke toepassing is voor het geproduceerde waterstof. De biobrandstofceltechnologie is experimenteel en nog niet commercieel inzetbaar. De commercieelisatie van de biologische brandstofcel wordt verwacht in de komende tien jaar. professor Buisman van Wageningen Universiteit verwacht dat de technologie van biologische brandstofcel bij een vermogen van 1000 W/m3 commercieel kan worden (verwachting in 2007). De natte biomassa bevat dan echter alleen een suikeroplossing. Vanaf 2007 kunnen dan proefopstellingen opgezet worden en gevolgd door prototypes. De heer Hack van Magneto Special Anodes BV (anodefabrikant) verwacht echter een marktintroductie rond 2015, met name vanwege de technologische ontwikkeling van anodes en verdere voortgang van de brandstofceltechnologie. Opgemerkt moet worden dat de anaërobe afvalwaterzuiveringstechnologie in de ontwikkelingsfase tevens begonnen is met oplossingen zonder zwevende deeltjes. Voor de ruwe afvalwaterstroom is nog geen tijdsindicatie van verdere technologische en marktdoorbraken.

4.3.2

Restwarmtebenutting: levering aan derden

Restwarmte kan op diverse manieren nuttig toegepast worden (De Jong, 2006). De mogelijkheden zijn in tabel 4.1 weergegeven. De mogelijkheden zijn afhankelijk van de kwantiteit en kwaliteit (temperatuurniveau) van de restwarmte en de vraag naar warmte in de omgeving. In tabel 1 zijn de mogelijkheden op basis van het temperatuurniveau in een soort cascade, van een hoog niveau met meerder mogelijkheden tot een lager niveau, weergegeven. De wijze van restwarmtebenutting dient men bij voorkeur volgens een cascadering te bepalen. De voorkeur zal dan ten eerste bij eigen gebruik van de beschikbare restwarmte zijn. Indien er intern geen vraag is kan men zich wenden tot de warmtevraag die extern aanwezig is of deze warmtevraag zelf creëren door het aantrekken van processen met een dergelijke vraag (bijvoorbeeld drogerijen, viskwekerijen). Tabel 4.1: Mogelijkheden van restwarmtebenutting (www.restwarmte.nl) Temperatuurniveau (ºC) >100

70-100

30-70

20-30 <20

Verwarmmogelijkheden

Koelmogelijkheden

- Direct op conventionele verwarming en boiler met warmteleidingen - Transport per vrachtwagen - Damprecompressie van stoom - Direct op conventionele verwarming en boiler met warmteleidingen - Transport per vrachtwagen - Lt-verwarming - Voorverwarming van tapwater - Ht-warmtepomp - Betonkernactivering - Warmtepomp - Warmtepomp

- Absorptiekoelmachine

Mogelijkheden van elektriciteitsopwekking - Organic Rankine Cycle - Gasexpansie


- Organic Rankine Cycle - Gasexpansie

- Adiabatische koeling

- Gasexpansie

Uit de inventarisatie van restwarmteprojecten blijkt dat de bestaande projecten gebaseerd zijn op willekeurigheid. Bedrijven moeten elkaar namelijk zien te vinden, de potentiële kansen van levering of afname van restwarmte moet men kunnen inzien en tevens moet men met een andere partij tot een samenwerking kunnen komen waarbij elkaars (primaire) belangen niet strijdig met elkaar zijn. Het bovenstaande zal in veel gevallen tot een omslag in denken moeten leiden. Een bedrijf of de bedrijven moeten de ‘business triggers’ of ‘drivers’ zien die hun eigen belang kunnen ondersteunen. Een dergelijke industriële samenwerking kan men als industriële ecologie typeren (kader 4.3). Kader 4.3: Industriële ecologie (Hansen et al, 2005) Industriële ecologie is een industrieel systeem dat in grote mate overeenkomen met een natuurlijk systeem (ecologie). In een natuurlijk systeem gaan geen toepasbare stoffen of beschikbare energie verloren en ontstaat geen afval. Deze kenmerken kunnen in een industrieel systeem grotendeels nagebootst worden, aangezien reststromen bij het ene bedrijf bij een ander bedrijf als grondstof kunnen dienen.


30

Het concept wordt concreet uitgewerkt door industriële symbiose en utility sharing. Industriële symbiose is een samenwerkingsverband tussen twee of meerdere bedrijven uit verschillende industriële sectoren, waarbij rest- en bijstromen van een bedrijf toegepast worden als grond- of hulpstof in een andere onderneming. Voorbeelden zijn het gebruik van reststoffen als grondstof, gebruik van reststoffen als brandstof, hergebruik van afvalwater en het toepassen van restwarmte en restkoude. Utility sharing is het gezamenlijk gebruik van voorzieningen door twee of meerdere bedrijven uit verschillende industriële sectoren op een bedrijventerrein, waardoor bedrijven schaalvoordelen kunnen realiseren. Voorbeelden zijn een gezamenlijke energievoorziening, watervoorziening en afvalwaterzuiveringsinstallatie. Kalundborg is het bekendste voorbeeld van industriële symbiose en utility sharing. Vanaf de jaren ’60 is dit fenomeen in deze gemeente geleidelijk aan ontwikkeld tussen vier bedrijven. Aanvankelijk zijn deze samenwerkingsverbanden vanuit economische redenen opgezet. Later is gebleken dat deze vormen van samenwerking ook vanuit milieuoogpunt voordelen oplevert.

4.3.3

Windenergie

Met behulp van kleine en grote windturbines kan men energie ontrekken van de wind. Grote windturbines zijn een bekend fenomeen en worden wereldwijd veel geplaatst. Kleine windturbines zijn een nieuwe ontwikkeling (vanaf 2000) en komen steeds meer in de belangstelling. Het voordeel van deze kleine windturbines is dat deze ontwikkeld zijn voor stedelijke gebieden en zelfs op gebouwen te plaatsten zijn. In tegenstelling tot grote windturbines, worden er diverse uitvoeringsvormen ontwikkeld. Er is bij deze windturbines nog veel onbekend betreffende o.a. de jaarlijks verwachte opbrengsten (kWh/j) en de vergunningverlening, aangezien de weten regelgeving zich nog niet heeft kunnen aanpassen aan de technologische ontwikkeling. Om in de toekomst zonder subsidie rendabel te zijn dienen grootschalige en kleinschalige windturbines, zowel technisch (o.a. verhoging opbrengsten en betrouwbaarheid) en economisch (economy of scale) gezien, verder ontwikkeld te worden.

4.3.4

Zonne-energie

Het benutten van de energie uit de straling van de zon kan, naast passieve benutting, op basis van twee technologieën: PV-systemen en zonneboilersytemen. De energieopbrengst van beide systemen wordt bepaald door de oriëntatie en plaatsing ten opzichte van de zon. Beide systemen kunnen op een plat of schuin dak geplaatst (of evt. geïntegreerd) worden. De volledige energiebehoefte van een papierfabriek zal niet met zonne-energie voorzien kunnen worden. De potentie van zonne-energie zal daardoor bepaald worden op basis van het beschikbare plaatsingsoppervlak.

PV-systemen Een fotovoltaïsche cel zet, zonder tussenkomst van mechanische of thermische processen, zonlicht direct om in elektriciteit. Dit omzettingsproces wordt internationaal afgekort tot PV (photo voltaic). Een PV-systeem bestaat uit modules: in serie geschakelde PV-cellen inclusief omvormer. De elektriciteitsproductie met behulp van PV-systemen groeit jaarlijks met 30 à 40% wereldwijd. PV-cellen worden steeds meer toegepast in nieuw- en bestaande bouw, o.a. als bouwelement.. Knelpunten op dit moment zijn: Gebrek aan Si-wafer-materiaal (grondstof van de meest bewezen PV-cel: monokristallijn Si), vanwege te weinig productiefabrieken. Hoge investeringskosten (ook gebaseerd op schaarste grondstof) Gebrek aan standaardisatie van systemen. De opgewekte elektriciteit wordt naar verwachting na 2035 concurrerend met conventionele elektriciteit (industriële energieprijs) (figuur 4.3).


31

Figuur 4.3: Verwachte prijsdaling PV-systemen (Holland Solar, 2005)

Zonneboilersysteem Een zonneboilersysteem, bestaande uit een collector en voorraadvat met warmtewisselaar, gebruikt zonnewarmte om water te verwarmen. Het verwarmde water kan, evt. naverwarmd, toegepast worden als tapwater of verwarmingsdoeleinden. Zonneboilersystemen worden geplaatst in met name bestaande en nieuwe woningbouw, zorginstellingen, kantoren en sportaccommodaties met een jaarlijkse stijging van 0,1 PJ geïnstalleerde installaties in Nederland. In de industrie is deze vorm van zonne-energie nog relatief weinig toegepast. Met name het relatief lage temperatuurniveau dat bereikt kan worden is een knelpunten voor grootschalige implementatie van industriële zonneboilers. De opgewekte warmte kan daarom niet als vervanging van conventioneel opgewekte stoom ingezet worden.

4.4

Samenvatting

In tabel 4.2 zijn de potentiële energiebronnen weergegeven, die in het kader van dit onderzoek vallen, gekoppeld met een energietechnologie. Tabel 4.2: koppeling van potentiële energiebronnen met technologieën Potentiële energiebronnen Restwarmte Afvalwater en slib

Energietechnologie Warmtelevering Anaërobe AWZI Vergisting slib AWZI Blauwe energie Biobrandstofcel

Windenergie Zonne energie

Windturbines PV-systemen Zonneboilersystemen

Stand der techniek Commercieel Commercieel Commercieel Experimenteel (≥ 10 j.) Experimenteel (≥ 10 j.) Commercieel Commercieel Commercieel


Energieproduct Warmte Biogas Biogas Elektriciteit Elektriciteit / elektriciteit en waterstof Elektriciteit Elektriciteit Warm water

32

5 Data: potentiebepaling De commerciële technologieën uit hoofdstuk 4 zijn in factsheets (bijlage IV) nader beschreven. Deze factsheets geven een korte weergave van de stand van zaken omtrent deze technologieën. Het doel van deze factsheets is om de Nederlandse papieren kartonindustrie te informeren en te ondersteunen bij de besluitvorming. In dit hoofdstuk zijn deze technologieën op basis van de onderstaande deelvragen nader geanalyseerd op hun individuele haalbaarheid op technisch, economisch en sociaal-cultureel vlak. Welke technologische innovaties zijn op basis van technische haalbaarheid het meest geschikt om binnen 5 à 10 jaar in de Nederlandse papieren kartonindustrie toe te passen? Welke technologische innovaties zijn op basis van economische haalbaarheid het meest geschikt om binnen 5 à 10 jaar in de Nederlandse papieren kartonindustrie toe te passen? Welke technologische innovaties zijn op basis van sociaal-culturele aspecten het meest geschikt om binnen 5 à 10 jaar in de Nederlandse papieren kartonindustrie toe te passen? Vervolgens zijn de haalbare technologieën onderling met elkaar vergeleken en is de totale potentie bepaald. De potentie is bepaald op basis van de (wegings)criteria die de industrie zelf van belang acht ten behoeve van de implementatie of adoptie van een technologie. Deze laatste dataverwerking geeft antwoord op de onderstaande deelvraag: In hoeverre zijn de haalbare technologische innovaties geschikt voor adoptie binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie?

5.1

Haalbaarheidsanalyse

De haalbaarheidsanalyse is verdeeld in drie onderdelen: technisch (energieopbrengst, CO2emissies en stand der techniek), economisch (benodigde investeringen en terugverdientijd) en sociaal-cultureel (houding ten opzichte van innovatie). De resultaten zijn tot stand gekomen door diverse berekeningen. Bij deze berekeningen zijn de volgende aannamen gehanteerd: - De gebruikte kengetallen en resultaten betreffen jaarlijkse waarden die betrekking hebben op de gehele Nederlandse papieren kartonindustrie. - Bij de biogasproductie wordt uitgegaan van pure methaanproductie in verband met de variërende CO2-gehaltes in het biogas welke afhankelijk zijn van de conversietechnologie en stofstroom (anaërobe afvalwaterbehandeling of slibvergisting). - Ten behoeve van de mogelijkheden van zonne-energie, wordt gerekend met een totaal dakoppervlak van 705.500 m2, op basis van schattingen met behulp van luchtfoto’s. - Ten behoeve van de mogelijkheden van windenergie wordt uitgegaan van een windturbine van 1,5 MW en één geplaatste windturbine per fabriek. Tevens is bij de berekeningen uitgegaan van de in tabel 5.1 weergegeven kengetallen.


33

Tabel 5.1: Kengetallen Algemeen energieinkoopprijs

0,25

€/m3

0,008

€/MJ

0,065

€/kWh

56,1

kg / GJ

aardgas elektriciteit

CO2-emissiefactor aardgas plaatingsruimte

totaal dakoppervlak

705.500

correctiefactor

15

benutbaar dakoppervlak

599.675

m2 % m2

Biogasproductie methaanproductie

0,34

samenstelling biogas

CH4

m3 CH4 / kg CZV

+CO2

- anaërobe afvalwaterzuivering

15%

tot

30%

- vergisting

30%

tot

40%

calorische waarde CH4

39,82

MJ/m3

aardgas

31,65

MJ/m3

biogas anaërobe zuivering

33,847

tot

27,874

MJ/m3

biogas vergisting

27,874

tot

23,892

MJ/m3

jaarlijkse CZV-vracht

68.476

zuiveringsrendement

95

ton CZV/j %

Zonne-energie nominaal vermogen PV

185

Wp/m2

energieopbrengst per PV-paneel

0,8

kWh/Wp

systeemprijs PV

4,5

nominaal vermogen zonneboiler

1,7

€/Wp x aantal panelen GJ/m2

systeemprijs zonneboiler

350

€/m2 collectoroppervlak

1,5

MW

Windenergie nominaal vermogen turbine investeringskosten per turbine (1,5 MW) vuistregel grote windturbines aantal turbines per fabrieksterrein

5.1.1

1.800.000

€

2.000

u

1

Technische haalbaarheid

De technische haalbaarheid van de technologieën is met name bepaald op basis van de mate van commerciële technische inzetbaarheid (stand der techniek) en hun prestaties ten aanzien van de verwachte energieopbrengst en CO2-emissiereductie per jaar. In tabel 5.2 zijn de resultaten weergegeven van deze technische haalbaarheidsstudie. Deze zijn ook onder het, in de theorie genoemde, milieutechnisch relatief voordeel te scharen. De commerciële technische inzetbaarheid van de betreffende technologieën is bepaald op basis van de status van de stand der techniek: is de betreffende technologie op korte termijn inzetbaar, met andere woorden al commercieel beschikbaar, of is het pas op langere termijn inzetbaar en nog in een experimentele fase. Daarnaast wordt de mogelijke inzetbaarheid bepaald door de mogelijkheden of kansen die fabrieksterreinen en de beschikbare reststromen op deze terreinen te bieden hebben.


34

De verwachte energieopbrengst is berekend op basis van technologie specifieke kenmerken, zie hiervoor de factsheets (bijlage IV) en kengetallen (tabel 5.1). Tevens is het aandeel van de energieopbrengst ten opzichte van het conventionele energieverbruik (= huidige energievraag) berekend. Voor de berekening van het aandeel in de energievraag is het huidige energieverbruik (36.975 TJ/j) als 100% aangenomen. De CO2-emissiereductie is berekend als de reductie van CO2-emissies die door conventionele energievoorziening veroorzaakt, en door de betreffende technologieën voorkomen, wordt. Bij deze berekeningen is de CO2-emissiefactor van aardgas gebruikt, deze bedraagt 56,1 kg CO2 per GJ aardgas (SenterNovem, 2004). Tabel 5.2: Resultaten technische haalbaarheid (milieutechnisch relatief voordeel) Biogasproductie Energieopbrengst Energieopbrengst t.o.v. conventioneel energieverbruik CO2- emissiereductie CO2- emissiereductie t.o.v. huidige CO2-emissies

880 TJ CH4 2,4 %

Restwarmtelevering aan derden 16.204 TJ 43,8 %

49 ton 3,5 %

909 ton 64,9 %

Zonneenergie (PV) 320 TJe 0,9 %

Zonneenergie (zonneboiler) 1.019 TJ 0,03 %

18 ton 1,3 %

57 ton 4,1 %

Windenergie

270 TJe 0,7 %

15 ton 1,0 %

Technische potentie van afvalwater- en slibbehandeling Papier- en kartonfabrieken verbruiken veel water tijdens de papieren kartonproductie. Dit proceswater zal, afgezien van de dampverliezen, uiteindelijk geloosd worden. Gedurende het productieproces komen diverse stoffen in proceswater terecht. De meeste fabrieken beschikken daarom over een eigen AWZI (VNP, 2004). Vanuit historische ontwikkeling zijn veel AWZI’s nog gebaseerd op aërobe zuiveringstechnologie (16 ten opzichte van 7 anaërobe installaties) met het bijbehorende ruimte- en elektriciteitsverbruik (vanwege beluchting) (Waterforum, 2007). Met behulp van anaërobe verwerking van proceswater- of slibstroom kan men met name ruimte en energie besparen, vanwege de compacte installaties en de biogasproductie. De wijze van afvalwaterbehandeling is echter afhankelijk van de kwaliteit van de waterstroom (Habets, 2007). Bij een CZV-waarde van minder dan 1.000 mg per liter water blijft of is een aërobe zuiveringsmethode zeer geschikt. Bij CZV-waarden tussen 1.000 en 100.000 mg per liter is een anaërobe zuivering de best toepasbare methode. Bij hogere CZV-waarden is er sprake van slurrie-achtige stromen waarbij vergisting als verwerkingsmethode mogelijk is. Ten aanzien van de stand der techniek hebben anaërobe afvalwater- en slibbehandelingstechnologieën zich in binnen- en buitenland bewezen middels diverse toepassingen, onder meer in de voedingsmiddelen- en agro-industrie (Driessen, 1999). Blauwe energie en de biologische brandstofcel bevinden zich echter nog in een experimentele fase (hoofdstuk 4) en zijn aldus, op korte termijn, nog niet toepasbaar binnen de papieren kartonindustrie. De laatst genoemde zijn vanwege hun experimentele status niet verder geanalyseerd. Aangezien biogas als gevolg van complexe anaërobe processen (tijdens vergisting of waterzuivering) vrijkomt waardoor de samenstelling van het gas (voornamelijk methaan en koolstofdioxide) sterk kan variëren is er uitgegaan van de theoretische methaanproductie. De variatie in de samenstelling van het biogas is afhankelijk van vele factoren, o.a. temperatuur, verblijftijd in de reactor en de eigenschappen van het materiaal (Driessen, 1999). CO2 is eventueel uit gasmengsels te verwijderen. De theoretische methaanproductie (gas) is constant bij zowel anaërobe afvalwaterzuivering als bij vergisting, aangezien er uitgegaan wordt vanuit een totaal jaarlijkse CZV-vracht van 68.471 ton CZV/j (Waterforum, 2006), een zuiveringsrendement van 95%, een methaanproductie van 0,34 m3 CH4/kg CZV (Driessen, 1999) en een calorische waarde van 39,82 MJ/m3 CH4 (Leijendeckers, 2002). Op basis van deze kengetallen is de theoretische methaanproductie in hoeveelheden gas en energie berekend.


35

De theoretische methaanproductie in hoeveelheden gas is met behulp van de onderstaande formule berekend op 22 miljoen m3 per jaar. 3 3 theoretische methaanpro ductie[m /j] = CZV − vracht[ton/j] × 1000 × zuiveringsrendement[%] × productieconstante[m /kg]

De energetische waarde van deze theoretisch methaanproductie is vervolgens berekend op basis van de onderstaande formule. Deze bedraagt 880, 7 TJ per jaar. energiewaa rde theoretisc he methaanpro ductie[MJ/ j] = theoretisc he methaanpro ductie [m3 /j] × calorische waarde [MJ/m3 ]

Om enig inzicht te krijgen naar de energie-inhoud van het geproduceerde biogas is met de aannamen van de CO2-fracties in het gasmengsel (tabel 5.1) de reikwijdte van de gas- en energieproductie berekend. Deze berekening is uitgevoerd met de onderstaande formules: 3

3

theoretische biogasproductie [m /j] = theoretische methaanproductie [m /j] + (theoretische methaanproductie 3 [m /j] x CO2-fractie [%]) 3

energiewaarde theoretische biogasproductie [MJ/j] = theoretische biogasproductie [m /j] x ((100-CO2-fractie [%]) x calorische 3 [MJ/m ])

waarde

methaan

De resultaten van deze laatste berekening en de theoretische methaanproductie zijn in tabel 5.3 weergegeven. Tabel 5.3: Energieopbrengst anaërobe afvalwater- en slibbehandeling CO2-fractie Gas-productie Energie-inhoud

Methaanproductie 0% 22,1 x 106 m3/j 880,7 TJ/j

Anaërobe waterzuivering 15 – 30 % 25,4 – 28,7 x 106 m3/j 860,9 – 801,4 TJ/j

(Slib)vergisting 30 – 40 % 28,7 – 30,9 x 106 m3/j 801,4 – 739,8 TJ/j

De CO2-emissiereductie die theoretisch bereikt kan worden met het toepassen van het methaan uit het biogas, in plaats van aardgas, bedraagt 49,4 ton/j. (880,7 TJ/j x 56,1 kg CO2/GJ). Deze hoeveelheid CO2 is een reductie in de grote koolstofcyclus en is in deze studie meegenomen als waarde voor CO2-emissiereductie. De CO2 in de grote koolstofcyclus is afkomstig uit fossiele brandstoffen (zoals aardgas) en was langdurig vastgelegd in de bodem. De CO2 in de korte koolstofcyclus komt vrij uit biomassa en wordt op korte termijn ook weer vastgelegd in biomassa. Het evenwicht in korte koolstofcyclus, de samenstelling van de atmosfeer, wordt verstoord door de (extra) CO2 afkomstig uit de grote koolstofcyclus, waardoor het natuurlijke broeikaseffect in de atmosfeer versterkt wordt. Technische potentie van restwarmtebenutting De restwarmtestromen van papieren kartonfabrieken zijn geschikt voor directe verwarmingsdoeleinden. Echter, het primaire doel moet zijn om geen restwarmte te produceren door de restwarmte intern zo optimaal mogelijk te benutten. Indien er intern geen mogelijkheden zijn om de restwarmte in te zetten en bij warmtebehoefte in de omgeving kan men overwegen om de overtollige restwarmte af te zetten of te leveren aan derden (huishoudens, industrie). De voor warmte- en koudelevering toegepaste technologieën zijn conventioneel. Het eerste grootschalige warmteleveringsysteem in Nederland werd bijvoorbeeld in de jaren ’20 van de 20ste eeuw aangelegd. De technologieën betreffen voornamelijk warmtewisselaars en distributiesystemen. Als gevolg van nieuwe technologieën en de geïntegreerde ontwikkeling van woonwijken en bedrijventerreinen (industriële ecologie) zijn de mogelijkheden van nieuwe leveringssystemen aanzienlijk uitgebreid. Tevens groeit er belangstelling voor de toepassing van dergelijke leveringssystemen bij bestaande bebouwing. Volgens de ‘Wet van behoud van energie’ gaat energie nooit verloren. Op basis van dit gegeven wordt aangenomen dat de hoeveelheid restwarmte overeen komt met het thermisch energieverbruik. Het theoretische restwarmtepotentieel bedraagt aldus 16.204 TJ per jaar.


36

De toepassing van restwarmte veroorzaakt geen CO2-of andere schadelijke emissies, tenzij de restwarmte opgewaardeerd moet worden naar een hogere temperatuur. De CO2emissiereductie die bereikt kan worden is het aandeel dat restwarmte in de totale energiebehoefte kan voorzien ten opzichte van het conventionele energieverbruik (aardgas). De CO2-emissiereductie die theoretisch bereikt kan worden met het toepassen van restwarmte bedraagt 909 ton/j. (16.204 TJ/j x 56,1 kg CO2/GJ). Technische potentie van windenergie Een windturbine levert slechts één gedeelte van de totale energievraag van een papieren kartonfabriek (elektriciteit en stoom), namelijk: elektriciteit. Bij de toepassing van windenergie dient men rekening te houden met het effect op WKK-installaties. De procesvoering van een bestaande WKK-installatie zal als gevolg van de toepassing van windenergie aangepast moeten worden. Grote windturbines zijn een bekend fenomeen en worden wereldwijd, als een enkele windmolen of in groepen (parken), veel geplaatst. De kleine windturbines zijn een nieuwe ontwikkeling (vanaf 2000) en speciaal voor stedelijke gebieden ontworpen. Deze kleine turbines worden in diverse uitvoeringsvormen ontwikkeld en kunnen zelfs op daken geplaatst worden. Vanwege de relatief jonge ontwikkeling bestaan er nog veel onzekerheden omtrent de technologie (energieopbrengst, betrouwbaarheid) en is de kostprijs erg hoog. De kleine windturbines zijn aldus nog niet commercieel inzetbaar. In het algemeen beschikken papieren kartonfabrieken over weinig vrij grondoppervlak beschikbaar voor het plaatsen van onder andere een (grootschalige) windturbine. In deze studie wordt aangenomen dat elke papieren kartonfabriek in Nederland één windturbine (met een nominaal vermogen van 1,5 MW) kan plaatsen. De theoretische energieopbrengst van een dergelijke situatie is berekend met de onderstaande formule. verwachte opbrengst [MWh/j] = (nominaal vermogen turbine [MW] x aantal draaiuren [u]/j) x aantal turbines

Bij de berekening is aangenomen dat het aantal draaiuren van een windturbine per jaar 2000 uur bedraagt (Siemens, 2006). Het theoretische windenergiepotentieel bedraagt aldus 75.000 MWh per jaar. Dit komt overeen met 270 TJ per jaar. De toepassing van windturbines veroorzaakt geen CO2-of andere schadelijke emissies. De CO2-emissiereductie die bereikt kan worden is het aandeel dat windenergie in de totale energiebehoefte kan voorzien ten opzichte van het conventionele energieverbruik (aardgas). De CO2-emissiereductie die theoretisch bereikt kan worden met het toepassen van windturbines bedraagt 15 ton/j. (270 TJ/j x 56,1 kg CO2/GJ). Technische potentie van zonne-energie De zonne-energiesystemen leveren slechts één gedeelte van de totale energievraag van een papieren kartonfabriek (elektriciteit en stoom), namelijk: elektriciteit of warmte. Bij de toepassing van PV-systemen dient men, net als bij windturbines, rekening te houden met het effect op WKK-installaties. De toepassing van zonneboilersystemen zal afhankelijk zijn van een extra warmtevraag, die niet voldaan kan worden met het restwarmteaanbod. Zonneboilersystemen kunnen eventueel een bijdrage leveren aan de verwarming van proceswater(bijv. in de pulper), sanitair water of gebouwverwarming. PV-systemen en zonneboilersystemen worden wereldwijd steeds meer toegepast in bestaande en nieuwe woningbouw, kantoren en sportaccomodaties. Op basis van luchtfoto’s zijn is het landelijk dakoppervlak van de Nederlandse papieren kartonfabrieken bepaald op 705.500 m2. Aangezien niet het gehele dakoppervlak benut kan worden voor de plaatsing van zonne-energiesystemen , vanwege bijvoorbeeld dakramen en schadum, is er een correctiefactor (15%) toegepast. Door het totale dakoppervlak in mindering te brengen met deze correctiefactor is het ‘totaal benutbaar dakoppervlak’ bepaald op 599.675 m2. Met behulp van deze waarde is de energetische potentie van de beide zonne-energiesystemen berekend.


37

De theoretische energieopbrengst van PV-systemen is berekend met behulp van de onderstaande formule. 2

2

verwachte energieopbrengst [MWh/j] = benutbaar dakoppervlak [m ] x nominaal vermogen [Wp/m ] x energieopbrengst per paneel [kWh/Wp]

Het nominaal vermogen van een PV-cel (monokristalijn Si) bedraagt 185 Wp per m2 en de energieopbrengst per paneel bedraagt 0,8 kWh per Wp (Siemens). Op basis van deze waarden bedraagt de theoretische energieopbrengst 88.751 MWh per jaar. Deze komt overeen met 320 TJ per jaar. De theoretische energieopbrengst van zonneboilersystemen is berekend met behulp van de onderstaande formule 2

2

2

verwachte energieopbrengst [GJ/m ] = benutbaar dakoppervlak [m ] x nominaal vermogen [GJ/m ]

Het nominaal vermogen van een zonnecollector bedraagt 1,7 GJ per m2. Op basis van deze waarde is de theoretische energieopbrengst van een zonneboilersysteem berekend op 1.019 TJ per jaar. De toepassing van zonne-energie (PV- en zonneboilersystemen) veroorzaakt geen CO2-of andere schadelijke emissies. De CO2-emissiereductie die bereikt kan worden is het aandeel dat windenergie in de totale energiebehoefte kan voorzien ten opzichte van het conventionele energieverbruik (aardgas). De CO2-emissiereductie die theoretisch bereikt kan worden met het toepassen van zonne-energie bedraagt voor PV-systemen 18 ton/j. (320 TJ/j x 56,1 kg CO2/GJ) en voor zonneboilersystemen 57 ton/j. (1.019 TJ/j x 56,1 kg CO2/GJ).

5.1.2

Economische haalbaarheid

De technologieën zijn economisch geanalyseerd op basis van de benodigde investeringen, de te verwachten baten en de berekende terugverdientijd. In tabel 5.4 zijn de resultaten weergegeven van deze economische haalbaarheidsstudie. Deze zijn ook onder het, in de theorie genoemde, financieel relatief voordeel te scharen. De benodigde investeringskosten zijn op basis van technologie specifieke kenkenmerken berekend. De baten zijn berekend door de theoretische energieopbrengst te vermenigvuldigen met de energieprijs van de te vervangen energiedrager (aardgas/elektriciteit). De prijzen van energieinkoop bedragen voor elektriciteit 0,065 €/kWh en voor aardgas 0,25 €/m3. De aardgasprijs is berekend naar 0,008 €/MJ, door de aardgasprijs te delen door de calorische waarde van aardgas (31,65 MJ/m3). baten = theoretische energieopbrengst x inkoopprijs van conventionele energiedrager

Deze terugverdientijd is een grove indicatie van het aantal jaar waarin de investering terugverdiend kan worden, aangezien financieringskosten en mogelijke subsidies niet meegerekend zijn. In deze studie is de terugverdientijd als volgt berekend: terugverdientijd [j] =

investeringen [euro] baten [euro/j]

Ten aanzien van de energietechnologieën zijn op dit moment een beperkt aantal subsidiemogelijkheden voor handen. Het betreffen fiscale stimuleringsregelingen: Energieinvesteringsaftrek (EIA), Milieu-investeringsaftrek (MIA) en Willekeurige Afschrijving Milieuinvesteringen (VAMIL). EIA en MIA betreffen regelingen waarbij een bepaald percentage van de investeringen aftrekbaar zijn van de fiscale winst van de onderneming, deze zijn niet met elkaar te combineren. VAMIL betreft het fiscaal vrij (willekeurig) afschrijven van bepaalde milieu-investeringen. Incidenteel kan men bij gemeenten subsidie krijgen ten behoeve van zonne-energie. Energieneutraal papier naar een onafhankelijke energievoorzienende papieren kartonindustrie

38

Tabel 5.4: Resultaten economische haalbaarheid (financieel relatief voordeel) Biogasproductie Investeringskosten

€ 7.000.000

Baten

€ 7.000.000

Terugverdientijd Subsidiemogelijkheden

1 tot 2 jaar EIA / MIA, VAMIL

Restwarmtelevering aan derden Hoog, i.v.m. leidingen en back-upsysteem t.b.v. leveringszekerheid (afhankelijk van soort levering / project) € 129.600.000 afhankelijk van soort levering EIA

Zonne-energie (PV)

Zonne-energie (zonneboiler)

Windenergie

€ 500.000.000

€ 210.000.000

€ 45.000.000

€ 6.000.000

€ 8.000.000

€ 5.000.000

83 jaar

26 jaar

9 jaar

EIA, gemeentelijke subsidies

EIA, gemeentelijke subsidies

EIA

Economische potentie van afvalwater- en slibbehandeling De benodigde investeringskosten voor anaërobe afvalwater- en slibverwerkingsinstallaties worden bepaald door de schaalgrootte van de installaties en leidingwerk en de gekozen materialen. Bij benadering bedragen de investeringskosten voor grote anaërobe installaties € 0,10 per kg CZV (Habets, 2007). Ter indicatie bedragen de investeringskosten € 7.000.000, bij een CZV van 68.471 ton / j. De baten van biogasproductie bedragen ongeveer € 7.000.000 (880,7 TJ/j x 0,008 €/MJ). De deling van de benodigde inversteringen met de baten resulteert in een terugverdientijd van één jaar. De benodigde installaties vergen echter nog een aanvullende nabehandelingsstap (t.b.v. gas- en afvalwaterbehandeling). Daarnaast kan de biogasproductie variëren op basis van de te behandelen stofstromen. Inclusief deze feiten wordt aangenomen dat biogasproductie zich in 1 à 2 jaar terugverdiend. Economische potentie van restwarmtebenutting Ten aanzien van restwarmtelevering aan derden is een moeilijke inschatting te geven van de benodigde investeringen en de terugverdientijd. De investeringen zijn namelijk afhankelijk van de wijze waarop de restwarmte afgezet wordt, de gebruikte materialen en de afstand die overbrugd moet worden. Ten aanzien van de baten kan op basis van het ‘niet meer dan anders’-principe wel een inschatting gemaakt worden. Dit aangezien bij de meeste restwarmteleveringsprojecten de aardgasprijs als richtlijn geldt voor de warmtelevering. Op basis van het theoretisch restwarmtepotetentieel bedragen de baten aldus € 129.600.000 (16.204 TJ/j x 0,008 €/MJ). Economische potentie van windenergie De benodigde investeringskosten voor één windturbine met een nominaal vermogen van 1,5 MW bedraagt € 1.800.000, aldus voor 25 turbines bedragen deze kosten €45.000.000. De baten bedragen € 5.000.000 (75.000.000 kWh/j x 0,065 €/kWh). De bovenstaande bedragen resulteren in een terugverdientijd van 9 jaar. Economische potentie van zonne-energie De investeringskosten voor PV-systemen zijn berekend met een systeemprijs van €4,5 per Wp (SenterNovem). De berekening is uitgevoerd met behulp van onderstaande formule. 2

2

investeringskosten [€] = systeemprijs [€/Wp] x nominaal vermogen [Wp/m ] x benutbaar dakoppervlak [m ]

De investeringskosten voor PV-systemen bedragen € 500.000.000. De baten bedragen € 6.000.000 (88.751.900 kWh/j x 0,065 €/kWh). De terugverdientijd van PV-systemen bedragen aldus 83 jaar.


39

De investeringskosten voor zonneboiler-systemen zijn berekend met een systeemprijs van €350 per m2 collectoroppervlak (ISSO 59). De berekening is uitgevoerd met behulp van onderstaande formule. 2

2

investeringskosten [€] = systeemprijs [€/m ] x benutbaar dakoppervlak [m ]

De investeringskosten voor zonneboilersystemen bedragen € 210.000.000. De baten van zonneboilersystemen bedragen ongeveer € 8.000.000 (1.019 TJ/j x 0,008 €/MJ). De terugverdientijd van zonneboilersystemen bedragen aldus 26 jaar.

5.1.3

Sociaal-culturele haalbaarheid

De haalbaarheid op sociaal-cultureel vlak is bepaald aan de hand van scores die afzonderlijke technologieën toegekend hebben gekregen. Deze scores hebben betrekking de complexiteit van weten regelgeving en van de technologie, de beproefbaarheid, invloed op het imago, de compatibiliteit ten aanzien van de energiebehoefte technologische voorwaarden en het concept van samenwerking.

de tot de en

In tabel 5.5 zijn de diverse technologieën voornamelijk beoordeeld met behulp van een vijfpuntsschaal (1 = zeer positief tot 5 = zeer negatief). Deze beoordeling is deels tot stand gekomen met behulp van een enquête (bijlage VI en VII) en deels op basis van de factsheets (bijlage IV). Tabel 5.5: Resultaten sociaal-culturele haalbaarheid Biogasproductie

Restwarmtelevering aan derden

Zonne-energie (pv)

Zonne-energie (zonneboiler)

Windenergie

Bouw: bouwvergunning Gebruik: Wm- en eventueel Wvo-vergunning 3

Bouw/aanleg: bouwvergunning klick-melding Gebruik: Wm-vergunning 4

Plaatsing: meldingsplicht, evt. bouwvergunning


Bouw: bouwvergunning Gebruik: Wm-vergunning

2

2

4

Beproefbaarheid

1

5

1

2

4

Imago-effect

2

2

2

2

1

Compatibiliteit t.a.v. energiebehoefte Compatibiliteit t.a.v. technologische voorwaarden Visie op samenwerking

5

2

5

5

5

3

4

2

2

4

3

3

5

5

4

Complexiteit t.a.v. weten regelgeving

Technologische complexiteit

Complexiteit van weten regelgeving De complexiteit van weten regelgeving wordt voornamelijk veroorzaakt door de verplichtingen (vergunningen of melding) waaraan men jegens de overheid moet voldoen om een van de technologieën binnen het bedrijf te kunnen implementeren. Naast het aantal van deze verplichtingen speelt tevens de impact van de bijhorende aanvraagprocedures een rol. Op dit concept scoren PV-systemen en zonneboilersystemen vrij positief, met alleen een melding en eventueel een bouwvergunning. Deze score is te danken aan de relatief eenvoudige installaties die tevens niet zo zichtbaar zijn (vanwege de plaatsing op daken). De andere technologieën vergen wat complexere en robuustere installaties en vereisen daarom ook meer aandacht van de overheid. Technologische complexiteit De technologische complexiteit betreft de mate waarin de technologieën makkelijk te begrijpen zijn op basis van de bestaande kennis en vaardigheden binnen het bedrijf.


40

Dit concept heeft een opmerkelijke scores toegekend gekregen tijdens de enquête. Dit in verband met de lage score voor restwarmtelevering aan derden, aangezien er binnen de papieren kartonproductie sprake is van veel warmtegebruik en de noodzakelijke technologieën conventioneel zijn. De lage score zal waarschijnlijk te wijten zijn aan de ‘levering aan derden’. Dit vergt een andere manier van denken en handelen, aangezien men met een externe partij een samenwerkingsverband heeft en waarbij leveringszekerheid van de (rest)warmte een grote rol speelt. De biogasproductietechnologie kan men zien als een aanvulling op of een vernieuwing van de bestaande AWZI, waardoor de beschikbare kennis en vaardigheden in huis zijn en eventueel uitgebreid moeten worden door middel van bijscholing. De installaties van zonneen windenergie vergen weinig onderhoud, waardoor de beschikbare kennis en vaardigheden met bijscholing in huis kan worden gehaald of uitbesteed kan worden. Beproefbaarheid De beproefbaarheid kan van belang zijn als een bedrijf, alvorens de technologie wil implementeren, de werking (op het eigen terrein) aangetoond wil hebben. Biogasproductie met de reststromen van een bedrijf kan men met behulp van een proefinstallatie ter plaatse of op labschaal aantonen. Met pv-systemen en zonneboilersystemen is het waarschijnlijk ook mogelijk om in de vorm proefinstallaties bij bedrijven te plaatsen. Met name restwarmtelevering zal zeer moeilijk te beproeven zijn, aangezien dit ingrijpt in het productieproces. Imago-effect Het effect van een technologie op het imago van het bedrijf en haar producten kan invloed hebben op de besluitvorming. De geënquêteerde bedrijven verwachten dat duurzame energietechnologieën een positieve bijdrage leveren aan het imago. De technologieën zijn daarom relatief hoog beoordeeld. Bij windenergie verwacht men de hoogste potentie op dit gebied. Dit valt te verklaren, aangezien windturbines vrij zichtbaar in de omgeving zijn, terwijl de andere technologieën in de industriële omgeving minder opvallend aanwezig zullen zijn. Compatibiliteit ten aanzien van de energiebehoefte Het concept compatibiliteit ten aanzien van de energiebehoefte betreft een beoordeling van de technologieën op basis van het, in paragraaf 5.1.1, berekende aandeel van de per technologie verwachte energieopbrengst ten opzichte van de energievraag of het conventionele energieverbruik. Het concept compatibiliteit ten aanzien van de energiebehoefte betreft een beoordeling van de technologieën op basis van in paragraaf 6.2 berekende aandeel van de per technologie verwachte energieopbrengst ten opzichte van de energievraag of het conventionele energieverbruik. Bij deze beoordeling is de vijfpuntsschaal in klassen van 20% verdeeld (bijvoorbeeld ‘1’ komt overeen met 80-100% aandeel in de energiebehoefte en ‘5’ komt overeen met 0-20% aandeel in de energiebehoefte). Compatibiliteit ten aanzien van technologische voorwaarden Het concept compatibiliteit ten aanzien van technologische voorwaarden betreft een beoordeling van de technologieën op basis van de verwachte aanpassingen, ten behoeve van de implementatie van deze technologieën, aan het huidige productiesysteem. Samenwerking Met het concept samenwerking wordt in deze context bedoelt het met meerdere bedrijven gezamenlijk opzetten van industriële symbiose of utility sharing (kader 4.3) ten behoeve van het bereiken van de eigen energiedoelstelling(en). Uit de enquête en diverse gesprekken blijkt dat de industrie, bij dergelijke samenwerkingsverbanden, in het algemeen meer barrières dan kansen ziet. Deze barrières Energieneutraal papier naar een onafhankelijke energievoorzienende papieren kartonindustrie

41

zijn deels ook psychologisch van aard, men betreed een vreemd terrein. Men veranderd van pure productie binnen de eigen muren naar een bedrijf dat zich in een groter (complexer) systeem manifesteert, waarbij leveringsverplichtingen een grote rol spelen. Echter er bestaan degelijk kansen om door middel van samenwerking de productiekosten te verlagen. Om deze potentiële kansen de boventoon te laten voeren kan men de barrières doorbreken door onderling vertrouwen te wekken (Korving, 2006). Dit vertrouwen kan men creëren door als bedrijf, bijvoorbeeld als leverancier van reststromen, stabiel en betrouwbaar te zijn. Daarnaast kan men de bestaande risico’s inventariseren en vervolgens neutraliseren door heldere afspraken te maken. Culturele- en belangenverschillen zal men altijd blijven houden, maar dit hoeft geen obstakels te vormen. Door een samenwerking te baseren op een gezamenlijke doelstelling kan men tot een unieke combinatie komen die de samenwerkende bedrijven een uniek marktvoordeel kan opleveren, ondanks de lotsverbondenheid (Korving, 2006). De Nederlandse papieren kartonindustrie verkeren echter in slecht vaarwater. Vanwege de hoge productiekosten, de mondiale productieovercapaciteit en de buitenlandse concerns waaraan vele bedrijven verbonden zijn, zullen veel bedrijven traditioneel gefocused zijn op hun primaire werkzaamheden: het produceren van papier en karton. Van het produceren van deze producten heeft men namelijk alle expertise in huis. Het produceren van een ander waardevol product, namelijk energie, behoort niet tot haar oorspronkelijke expertise. Ookal is er sinds de komst van WKK-installaties wel het een en ander aan expertise opgebouwd. Echter het gezegde ‘schoenmaker blijf bij je leest’ schijnt toch de boventoon te voeren. De bedrijven zullen daarmee de ‘business triggers’ of ‘drivers’ voor mogelijkheden als restwarmtelevering niet kunnen zien. In een dergelijke situatie worden samenwerkingsverbanden, en daarmee het creëren van afhankelijkheid en leveringsverplichtingen, als een groot risico ervaren.

5.2

Multicriteria-analyse

De methode van multicriteria-analyse is geschikt om ten behoeve van de besluitvorming verschillende alternatieve technologieën (‘appels met peren’) op basis van diverse criteria te vergelijken (hoofdstuk 3; Cox et al, 2006). Deze (wegings)criteria zijn afkomstig uit de theorische operationalisatie (bijlage III). Het belang van de criteria, de weging tijdens de besluitvorming, wordt en is door de adopter (papier- of kartonfabrieken) van de technologie bepaald. Hierdoor kan men een vergelijking maken tussen alternatieven op basis van de wensen van de Nederlandse papieren kartonindustrie. Deze vergelijking geeft aldus een beeld van de geschiktheid van een technologie voor adoptie of implementatie binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie.

5.2.1

Het belang van de wegingscriteria

Tijdens besluitvormingsprocessen over de implementatie van technologieën wegen niet alle criteria even zwaar. Om het belang van de afzonderlijke criteria zichtbaar te maken kan men een gewicht aan elk criterium toekennen. De gewichten bepalen een rangorde in belangrijkheid van de criteria. Deze gewichtsbepaling is in deze studie door de industrie zelf bepaald door middel van een enquête. Papier- en kartonfabrieken weten namelijk zelf welke criteria zij van belang vinden en in welke mate zij deze criteria meenemen in hun besluitvormingsprocessen. De uitgevoerde gewichtsbepaling bepaalt daarom ook de sociale entiteit, met andere woorden: de houding van de adopter ten aanzien van aspecten van nieuwe technologieën. In figuur 5.1 is, op basis van enquêteresultaten, weergegeven welke criteria papieren kartonfabrieken relevant achten bij hun eigen besluitvormingsprocessen.


42

Relevantie van criteria

relatieve frequentie van relevantiescore

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Imago-effect op het bedrijf en haar producten

De mogelijke complexiteit als gevolg van samenwerking

De mogelijke complexiteit t.a.v. kennis en vaardigheden

De mogelijkheid van experimenteren (met een proefinstallatie)

Subsidiemogelijkheden

Aansluiting op bestaande bedrijfsvoering en knowhow

De hoogte van de benodigde investeringen

De mate van CO2emissiereductie

De benodigde vergunningaanvragen

De mate van de verlaging van energiekosten

Terugverdientijd of een andere financiële vuistregel

0

criteria

Figuur 5.1: De relevantie van de criteria (enquêteresultaten met n=15)

Uit het overzicht blijkt dat de industrie bij haar besluitvorming met name de terugverdientijd (en evt. aangevuld met een andere vuistregel) belangrijk vindt. Tijdens de eerder genoemde enquête zijn de respondenten gevraagd om de relevante criteria in een rangorde (op een vijfpuntsschaal) te plaatsen, zodat duidelijk wordt gemaakt welke criteria door de Nederlandse papieren kartonindustrie in welke mate van belang geacht worden. Deze vraag is toen nog een keer gesteld alleen dan met betrekking tot de vijf belangrijkste criteria. De antwoorden die het meeste voorkwamen (de modus) zijn in figuur 5.2 weergegeven. De criteria in deze figuur zijn tevens gerangschikt op basis van de score op de modus. Deze rangschikking is toegepast in de multicriteria-analyse ten behoeve van de gewichttoekenning aan de wegingscriteria.


43

het belang van criteria bij besluitvorming modus (1 = erg belangrijk t/m 5 = minst belangrijk) 0

1

2

3

4

5

Terugverdientijd of een andere financiële vuistregel De mate van de verlaging van energiekosten De hoogte van de benodigde investeringen De mate van CO2-emissiereductie


criteria

Imago-effect op het bedrijf en haar producten Aansluiting op bestaande bedrijfsvoering en knowhow De mogelijke complexiteit t.a.v. kennis en vaardigheden Subsidiemogelijkheden De mogelijkheid van experimenteren (met een proefinstallatie) De mogelijke complexiteit als gevolg van samenwerking mate van belangrijkheid

top vijf van belangrijke criteria

Figuur 5.2: Rangordebepaling

Uit figuur 5.2 blijkt dat de papieren kartonindustrie met name de terugverdientijd van groot belang achten bij de besluitvorming over het wel of niet implementeren van een bepaalde technologie. Ten aanzien van de besparingsmogelijkheden die energietechnologieën kunnen bieden vindt men de te verwachte besparing in energiekosten belangrijker dan een verwachte CO2-emissiereductie. Naast de financiële aspecten en de besparingsmogelijkheden worden tevens belang gehecht aan een positief (duurzaam) imagoeffect, een goede aansluiting op de bestaande kennis binnen de organisatie. Tevens houdt men tijdens de besluitvorming rekening met de weten regelgeving. Noodzakelijke vergunningaanvragen kunnen soms een lange procedure zijn en dus vertraging opleveren voor de implementatie.

5.2.2

Evamixvergelijking

De mulitcriteria-analyse is op basis van de evamixmethode uitgevoerd (hoofdstuk 3). Ten behoeve van deze methode zijn de beginwaarden gestandaardiseerd, gewichten berekend en toegekend en de kosten- en batencriteria aangegeven. Op basis van de enquêteresultaten in figuur 5.2 (de rangorde in wegingscriteria) zijn de gewichten berekend (tabel 5.6).


44

Tabel 5.6: Gewichtbepaling wegingscriteria Wegingscriteria

Rangorde

Energieopbrengst

2

Gewicht 0,184

CO2- emissiereductie

4

0,108

Terugverdientijd

1

0,275

Investeringskosten

3

0,138


8

0,022


7

0,039


5

0,076

Visie op samenwerking

9

0,008

Beproefbaarheid

8

0,022

Imago-effect

5

0,076

Compatibiliteit t.a.v. technologische voorwaarden

6

0,052

In tabel 5.7 zijn de beginwaarden (effecten) weergegeven. Aan elk criterium is aangegeven of het een kosten- (K) of batencriterium (B) betreft. Bij een kostencriterium neemt het voordeel af naar mate de waarde van het criterium toeneemt. Bij een batencriterium neemt het voordeel toe naar mate de waarde van het criterium toeneemt. Tabel 5.7: Effectentabel K/B

Biogasproductie

Energieopbrengst

B

3,5 %

Restwarmtelevering 65,1 %

Zonne-energie (PV) 1,3 %

Zonne-energie (zonneboiler) 4,1 %

Windenergie

CO2emissiereductie Terugverdientijd

B

3,5 %

64,9 %

1,3 %

4,1 %

1%

K

1 tot 2

83

26

9 jaar

Investeringskosten

K

€ 7.000.000

€ 500.000.000

€ 210.000.000

€ 45.000.000


B

EIA / MIA, VAMIL

afhankelijk van soort levering Hoog, i.v.m. leidingen en backupsysteem t.b.v. leveringszekerheid (afhankelijk van soort levering / project) EIA

Technologische complexiteit Complexiteit t.a.v. weten regelgeving

K

Totaal: 2 3

Totaal: 1 4

Visie op samenwerking Beproefbaarheid

K

Bouw: bouwvergunning Gebruik: Wm- en eventueel Wvovergunning Totaal: 3 3

K

Imago-effect Compatibiliteit t.a.v. technologische voorwaarden

1,1 %

EIA, (gemeentelijke subsidies) Totaal: 1 2


EIA

Bouw/aanleg: bouwvergunning klick-melding Gebruik: Wm-vergunning



Totaal: 3 3

Totaal: 2 5

Totaal: 2 5

Bouw: bouwvergunnin g Gebruik: Wmvergunning Totaal: 2 4

1

5

1

2

4

K

2

2

2

2

1

K

3

4

2

2

4

K


Totaal: 1 4

45

De kwalitatieve en kwantitatieve gegevens zijn vervolgens gescheiden in respectievelijk tabel 5.8 en 5.9. Om de diverse alternatieve technologieën met elkaar te kunnen vergelijken dienen de waarden per criterium gestandaardiseerd te worden. Standaardisatie is het omrekenen van de waarden naar een schaal van 0 tot 1 (kwantitatieve waarden) of een ordinale schaal (kwalitatieve waarden) van 1 (= beste score ) tot 5 (= minste score). Deze omschaling maakt de scores onafhankelijk van de dimensie van het criterium. Tabel 5.8: Gestandaardiseerde kwalitatieve waarden K/B

Gewicht

Biogasproductie

Restwarmtelevering

Zonneenergie (PV)

Terugverdientijd

K

0,2745

1

2

5

Zonneenergie (zonneboiler) 4

Windenergie

Investeringskosten

K

0,1382

1

2

5

4

3


K

0,0388

3

4

2

2

4


K

0,0083

3

3

5

5

4

Beproefbaarheid

K

0,0224

1

5

1

2

4

Imago-effect

K

0,0760

2

2

2

2

1


K

0,0518

3

4

2

2

4

Windenergie

3

Tabel 5.9: Gestandaardiseerde kwantitatieve waarden K/B

Gewicht

Biogasproductie

Restwarmtelevering

Zonneenergie (PV)

Energieopbrengst

B

0,1836

0,035

0,651

0,011

Zonneenergie (zonneboiler) 0,041


B

0,1079

0,035

0,649

0,01

0,041

0,013

Subsidiemogelijkheden Complexiteit t.a.v. weten regelgeving

B

0,0224

1

0,5

0,5

0,5

0,5

K

0,0760

0

0

0,33

0,33

0,33

0,013

Criteria ‘energieopbrengst’ en ’CO2-emissiereductie’ zijn ’doelgestandaardiseerd’. Dit betekent dat het uiteindelijke doel van de energieopbrengst en CO2-emissiereductie 100% zal zijn, met andere woorden: er wordt gestreefd naar een volledige bevrediging van de energievraag (vervanging van huidige energie-inkoop) en CO2-emissies. Aangezien beide criteria batencriteria zijn is de formule voor doelstandaardisatie als volgt: gestandaardiseerde waarde =

score criterium doelscore max

Criteria ‘subsidiemogelijkheden’ en ‘complexiteit ten aanzien van weten regelgeving’ zijn ‘maximaal gestandaardiseerd’. Dit betekent dat de criteria gepresenteerd worden in een verhouding van de score van de het hoogst scorende criterium. De betreffende criteria zijn verdeeld in een kosten- en batencriterium, waardoor er twee formules gehanteerd zijn: Formule voor batencriterium ‘subsidiemogelijkheden’: gestandaardiseerde waarde =

score criterium hoogste score

Formule voor kostencriterium ‘complexiteit ten aanzien van weten regelgeving’:


46

gestandaardiseerde waarde = 1 −


Vervolgens zijn van de gestandaardiseerde kwalitatieve en kwantitatieve criteria dominanitematrices opgesteld. Een dominantiematrix is een kruistabel, waarvan de individuele scores aangeven in welke mate een alternatief een ander alternatief domineert. In deze matrices worden de diverse alternatieve technologieën paarsgewijs met elkaar vergeleken. Deze dominantiematrices zijn in bijlage VIII opgenomen. Ten slotte is de gecombineerde dominantiematrix samengesteld uit de afzonderlijke kwalitatieve en kwantitatieve resultaten (bijlage VIII). Deze matrix is verkregen door het product van de kwalitatieve gegevens met de som van de kwalitatieve gewichten op te tellen bij het product van de kwantitatieve gegevens met de som van de kwantitatieve gewichten. Het uiteindelijke resultaat, de totale score, is in tabel 5.10 weergegeven. De totale scores kunnen in een rangorde geplaatst worden, zodat de best scorende alternatief afgezet wordt tegen de minder scorende alternatieven. Deze rangschikking is in figuur 5.3 grafisch weergegeven met een staafdiagram. De cirkeldiagram in dit figuur geeft de weging van de diverse criteria weer. Tabel 5.10: Resultaten van de totale dominantiematrix Alternatieven Biogasproductie Restwarmtelevering aan derden Zonne-energie (PV-systeem) Zonne-energie (zonneboilersysteem) Windenergie

Totaalscore 0,08 0,21 -0,16 -0,09 -0,05

M.C.A. 1: Evamix methode {Maximum (Doel); Verw.Waarde (terugverdientijd)}

0,21 0,08 Resultaat -0,05 -0,09

zonne-energie (pv)

zonne-energie (zonneboiler)

windenergie

biogasproductie

restwarm televering

-0,16

Figuur 5.3: Rangschikking van de alternatieve technologieën met wegingscriteria

Uit de bovenstaande totalen kan geconcludeerd worden dat alternatief ‘restwarmtelevering aan derden’ het beste scoort, gevolgd door ‘biogasproductie’, ‘windenergie’, ‘thermische zonne-energie’ en ‘fotovoltaïsche zonne-energie’.


47

5.3

Samenvatting

Op basis van de technische analyse kan gesteld worden dat uit de vergelijking van de diverse technologieën de meeste potentie op het gebied van de theoretische energieopbrengst en CO2-emissiereductie door restwarmtebenutting geleverd kan worden. Echter bij de volledige levering van restwarmte aan derden zal deze potentie voornamelijk financieel zijn, aangezien de energie en ook de vermindering van CO2-emissies aan derden geleverd wordt. Economisch gezien zijn de duurzame alternatieven, winden zonne-energie, vrij kostenintensief. De investeringen zijn hoog en er is een lange terugverdientijd. Deze terugverdientijd kan verlaagd worden door verhoging van de rendementen (technologische ontwikkeling) en door subsidiemogelijkheden. Biogasproductie blijkt erg lucratief. De technologie is in grote mate uitontwikkeld en wordt op diverse terreinen wereldwijd toegepast. De benodigde investeringen kunnen binnen twee jaar terugverdiend worden. Vanwege de unieke uitvoering van restwarmteleveringsprojecten is er een moeilijke inschatting te maken van de benodigde investeringen. Deze zijn afhankelijk van de uitvoering van een dergelijk project. De kosten kunnen wel als ‘hoog’ beschouwd worden in verband met het materiaalgebruik en het voorzien in back-up-systemen. Vanwege de diversiteit aan restwarmteleveringsprojecten bestaat er ook een verscheidenheid aan financiele afspraken. De leveringsvergoeding is echter vaak gebaseerd op het ‘niet meer dan anders’-principe, dit betekend dat de warmteprijs equivalent is aan de aardgasprijs. Verwacht wordt dat de investeringen binnen vijf jaar terugverdiend kan worden. Uit de analyse op basis van sociaal-culturele aspecten van technologieën blijkt dat zonneenergie in het algemeen vrij positief scoort, echter met een lage bijdrage aan de bestaande energiebehoefte. Ondanks het positieve imago-effect scoort windenergie relatief laag. Deze beoordeling is gebaseerd op de verwachting van een lage mate van compatibiliteit en een hoge complexiteit (met name de impact van vergunningaanvraagprocedures). Ten behoeve van de multicriteria-analyse heeft de papieren kartonindustrie zelf een rangorde aangebracht in een selectie van relevante wegingscriteria die tijdens de besluitvorming omtrent energietechnologieën van belang zijn. Deze rangorde geeft de houding van de huidige papieren kartonindustrie in Nederland ten opzichte van nieuwe energietechnologieën weer. Op basis van de rangorde is aan elk criterium een gewicht toegekend. Dankzij deze gewichten is het mogelijk een vergelijking te maken van de verschikkende alternatieven. Deze vergelijking geeft een beeld van de geschiktheid van de technologieën ten aanzien van de eventuele adoptie binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie. Het resultaat van de uiteindelijke vergelijking (multicriteria-analyse) is dat restwarmtelevering aan derden, gevolgd door biogasproductie, van de geselecteerde energietechnologieën de meeste aansluiting heeft met de wensen van de Nederlandse papieren kartonindustrie.


48

6 Discussie Algemeen beeld De Nederlandse papieren kartonindustrie bevindt zich op dit moment in economische zwaar weer. De productiekosten zijn relatief hoog, en wereldwijd is er een productieovercapaciteit. Deze situatie weerklinkt in de houding die de industrie aanneemt ten aanzien van nieuwe energietechnologieën. Ondanks het feit dat men genoodzaakt is te innoveren bekijkt men nieuwe ontwikkelingen vanuit een behoudende visie. Men wil vooral papier produceren en zich zo min mogelijk focussen op alles wat daarom heen hangt (risico’s zoveel mogelijk beperken). Deze focus is deels gerechtvaardigd, aangezien papierproductie de primaire activiteit is. Echter, er is wel een samenhang tussen de zaken die om de papierproductie heen hangen en de productie zelf. Zonder energievoorziening kan men bijvoorbeeld geen papier maken. De kosten voor de energievoorziening bedragen 13% (Europees gemiddelde), deze waarde komt overeen met de personeelskosten (CEPI, 2005). Ten aanzien van het bereiken van kostenverlaging liggen met name op dat gebied veel kansen. De papieren kartonindustrie beschikt namelijk zelf over een grote diversiteit aan reststromen. Deze reststromen kunnen elk een potentiële energiebron zijn. Deze potentiële energiebronnen zijn al pure winst, aangezien men het al in huis heeft. Het is alleen een kwestie van het identificeren van deze reststromen, het bepalen van de potentiële energiewaarde en het omzetten naar de gewenste energiedrager. De resultaten van dit onderzoek geven een globaal beeld van de mogelijkheden of potentie van de diverse energietechnologieën binnen de Nederlandse papieren kartonindustrie. Vanwege deze globale kijk zijn de mogelijkheden per fabriek anders. Daarnaast zijn er meerdere potentiële energiebronnen en bijhorende energietechnologieën beschikbaar. Er bestaan aldus nog veel kansen die nog niet zichtbaar zijn. In verband met de beperkte beschikbaarheid van alternatieve energiebronnen kunnen fossiele brandstoffen niet door één duurzaam alternatief vervangen worden. Er zal een combinatie van energiedragers moeten komen. Zo ook in de energievoorziening van papieren kartonfabrieken. Daarnaast zal er meer samengewerkt moeten worden om bijvoorbeeld de huidige verliezen in reststromen nuttig toe te passen. Alle mogelijkheden tot het komen naar een duurzame energievoorziening hebben iets gemeenschappelijks. Er is namelijk een omslag van denken en handelen nodig. Waren we tot in de recente geschiedenis of het heden bezig in het kader van Nederland als land of het eigen bedrijf ten aanzien van een duurzame energievoorziening zal er breder gedacht en gehandeld moeten worden. Naast de kansen die men binnen de eigen industrie tot haar beschikking heeft, kan men tevens kijken naar de eigen omgeving. Ook dit vergt een nieuwe manier van denken. Men kan de krachten bundelen (ook) met andere industrieën. Door samenwerking in de vorm van industriële symbiose en utility sharing kan men economische en ecologische voordelen behalen. Elk bedrijf heeft een bepaalde behoefte aan energie en grondstoffen, maar elk bedrijf heeft ook reststromen. In de ideale situatie zijn deze vragers en aanbieders met elkaar te verbinden. De papieren kartonindustrie staat wat dat betreft niet alleen. De hele maatschappij speelt een rol in de transitie naar een duurzame toekomst. De kansen die er binnen en buiten de eigen industrie zijn vragen wel een bepaalde inspanning: het vergt een verandering van denken en handelen, het doorbreken van (psychische en fysieke) barrières, maar ook toeval speelt een rol. De mogelijkheden moeten zich wel voordoen en binnen bereik zijn. Innovatie hoeft niet altijd een nieuwe techniek te zijn, een nieuwe combinatie van conventionele technologieën levert vaak ook een succesvol resultaat.


49

Onderzoeksmethode Ten aanzien van de gehanteerde onderzoeksmethodiek zijn een aantal punten die nadere toelichting verschaffen. Deze betreffen de uitgevoerde enquête en de analysemethoden. Enquête De respons van de uitgevoerde enquête bedraagt vijftien respondenten. Deze respondenten zijn verdeeld over elf fabrieken en bedrijven ten opzichte van de vijfentwintig fabrieken en zestien bedrijven die Nederland rijk is. De functies van de respondenten is verdeeld over drie directeuren en twaalf medewerkers in het management van productie en energievoorziening. Het zou interessant kunnen zijn om de enquête verder uit te breiden door een groter bereik onder de Nederlandse papieren kartonindustrie en een betere vertegenwoordiging op directieniveau te behalen. Op directieniveau worden uiteindelijk toch de echte knopen doorgehakt wat grote investeringen betreft. Door een dergelijk breed opgezette enquête, zou men uiteindelijk ook een duidelijk beeld krijgen van hoe men binnen een organisatie verschilt in opvatting over belangrijke criteria en de weging ervan in besluitvormingsprocessen. Het bepalen van het verschil in opvatting over en de houding in besluitvormingsprocessen, ten aanzien van energievoorziening, binnen de organisatie vergt een specifiek theoretisch kader en valt aldus buiten het kader van dit onderzoek. Een grotere respons op directieniveau zou echter wel wenselijk geweest zijn. Tevens is de ervaring dat, ondanks de vereenvoudigde wijze van de enquêtes (met name de vraagstelling in tabelvorm) en een aantal proefronden, de vragenlijsten niet altijd op de juiste wijze ingevuld zijn. De enquêtes zijn per e-mail verstuurd en tijdens een cursusdag verstrekt. Het digitaliseren van de enquêtes zou een uitkomst zijn, aangezien de wijze van invullen wat meer gestuurd wordt. Dit laatste zou ook weer een bijdrage kunnen leveren aan de verhoging van de respons. Haalbaarheidsanalyses Vanwege onzekerheden ten aanzien van de technisch specifieke kenmerken van de geanalyseerde technologieën is, ondanks de commerciële inzetbaarheid, van elke technologie de theoretische (technische en economische) potentie bepaald. De onzekerheden betreffen bij biogasproductie de specifieke samenstelling van de afvalwater- en slibstromen die per fabriek verschillend zijn. Vanwege dit gegeven en de beschikbaarheid van data ten aanzien van CZV-waarden, is hiermee verder gerekend. CZV is één van de belangrijkste parameters met betrekking tot afvalwater- en slibbehandeling, waardoor de resultaten ondanks bepaalde onzekerheden toch een goede indicatie van de potentie geven. De onzekerheid betreffende restwarmtelevering aan derden heeft voornamelijk te maken met de meetbaarheid van de restwarmte. Op basis van de ‘Wet van behoud van energie’ is er gerekend met het gasverbruik ten behoeve van de thermische energieopwekking, omdat de meetbaarheid zeer lastig is. Aangezien het gasverbruik ten aanzien van de huidige thermische energievoorziening relatief hoog is, is daarom tevens de potentie van restwarmtebenutting erg hoog ten opzichte van de andere alternatieven. De benodigde investeringskosten zijn helaas niet met een getal aan te geven, vanwege de specificaties van afzonderlijke restwarmteleveringsprojecten. Deze zijn per project uniek, afhankelijk van de soort levering en de vragende partij in de omgeving. Aangenomen wordt dat deze kosten vrij hoog zijn vanwege de infrastructurele voorzieningen die getroffen moeten worden. Om de onzekerheden rondom benutting van de restwarmtepotentie weg te nemen hebben de VNP en KCPK een restwarmtebenchmark opgestart. Deze benchmark moet een duidelijk beeld gaan vormen over hoeveel restwarmte er nu werkelijk bij de verschillende fabrieken verloren gaat en wat de kwaliteit van deze restwarmte is. Op basis van de benchmark kan men in de toekomst betere uitspraken doen over de potentie van restwarmtebenutting en de energietechnologieën die geschikt zijn om deze restwarmte nuttig toe te passen. Ten aanzien van windenergie betreft de technische onzekerheid met name de locatie waar de windturbine geplaatst zal worden. Het betreffen voornamelijk de ruwheid van de omgeving Energieneutraal papier naar een onafhankelijke energievoorzienende papieren kartonindustrie

50

en het aantal draaiuren per jaar. Vanwege deze onzekerheden is er gerekend met een vuistregel die binnen de windenergiemarkt gehanteerd wordt. De onzekerheden ten aanzien van zonne-energie betreffen voornamelijk de beperkte toepassing binnen de industrie. Vanwege deze onzekerheden is er tevens gerekend met vuistregels die gehanteerd worden binnen de energiemarkt. De economische haalbaarheid is onder andere getoetst op basis van de terugverdientijd. De terugverdientijd is een vrij grove indicator, aangezien deze met een beperkt aantal variabelen (investeringskosten en baten) berekend wordt. Echter het is een parameter met een hoge mate van begrijpelijkheid en geeft desalniettemin een indicatie voor het risico van de mogelijke investering. Multicriteria-analyse Bij de uitvoering van een multicriteria-analyse (MCA) kunnen diverse onzekerheden optreden, namelijk ten aanzien van de gekozen alternatieven, beoordelingscriteria, MCAmethode, standaardisatiemethoden, criteriumscore en gewichtsbepaling. Men kan zich altijd afvragen in hoeverre men volledig is in de selectie van alternatieven en de beoordelingscriteria. Om deze onzekerheden enigszins te ondervangen zijn de alternatieven afgebaken tot commerciële technologieën die aan de bepaalde potentieele energiebronnen gekoppeld kunnen worden. Daarnaast zijn de beoordelingscriteria gebaseerd op het theoretische kader en is tijdens de enquête ook naar de relevantie van deze criteria binnen de eigen besluitvorming navraag gedaan. De onzekerheid ten aanzien van de gehanteerde MCA-methode is ondervangen door de meest geschikte methode, in ieder geval binnen BOSDA (Beslissingsondersteunend Systeem voor Discrete Alternatieven), voor de analyse van kwantitatieve en kwalitatieve data toe te passen: de Evamixmethode. In vergelijking met zuiver kwalitatieve evaluatiemethoden treedt met de Evamixmethode minder informatieverlies op. Een nadeel van de Evamixmethode is dat er twee maal gestandaardiseerd moet worden. Aangezien de wijze van standaardiseren de uitkomst kan beïnvloeden, is dit een nadeel van deze methode. De onzekerheid ten aanzien van de criteriumscores is deels toe te schrijven aan de gevarieerde beoordeling van de respondenten van de enquete en deels door de eerder beschreven technologie specifieke onzekerheden. Deze technologie specifieke onzekerheden kunnen verminderd worden op basis van voortschrijdend inzicht door technologische en economische ontwikkelingen (onder andere: verhoging van de efficiëntie, betrouwbaardere metingen, verlaging van prijzen). De onzekerheid omtrent de gewichtbepaling heeft te maken met de gevarieerde beoordeling per beoordelaar, de verandering van perceptie in de tijd en de moeilijke meetbaarheid van preferenties. De gewichtsbepaling lag in handen van de papieren kartonindustrie, middels een enquête is er een rangorde in de criteria opgesteld, waar naar de gewichten berekend zijn. De onzekerheid zou verder gereduceerd kunnen worden door het aantal respondenten te verhogen. Om enig inzicht te krijgen in de onzekerheden omtrent de gewichten is een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd. In een gevoeligheidsanalyse wordt gekeken in hoeverre de gevonden volgorde van alternatieven afhankelijk is van het gewicht of de score van een criterium. In bijlage VIII is de gevoeligheidsanalyse van de gewichten weergegeven. Per gewicht is een grafiek opgesteld , waarin voor elke waarde (van 0,0 tot 1,0) van het betreffende gewicht de rangschikking van de alternatieven afgebeeld is. Hierbij is aangenomen dat de onderlinge verhouding tussen de overige gewichten gelijk blijven. De eventuele kruising van lijnen betekent een verandering in de rangschikking van de alternatieven. Indien de kruising zich relatief dicht bij het oorspronkelijke gewicht voordoet, betekent dat er bij een relatief kleine verandering van het relatieve gewicht, dit een grote invloed heeft op de rangschikking van de verschillende alternatieven en dus op het uiteindelijke resultaat. Energieneutraal papier naar een onafhankelijke energievoorzienende papieren kartonindustrie

51

Op basis van de gevoeligheidsanalyse kan gesteld worden dat ‘restwarmtelevering aan derden’ en ‘biogasproductie’ in het algemeen de boventoon voeren. Echter er zijn wel verschuivingen waarneembaar in de grootte van het verschil van het eindresultaat, naar mate het gewicht van een criterium groter wordt ten opzichte van de andere criteria. Daarnaast zijn bij een aantal criteria verschuivingen in de rangschikking waar te nemen indien er aan het betreffende criterium een zwaarder gewicht toegekend wordt. Zo wordt onder andere ‘biogasproductie’ de technologie met de meeste potentie bij een zwaarder gewicht voor terugverdientijd, investeringskosten, subsidiemogelijkheden en beproefbaarheid. Dit resultaat is ook te verklaren op basis van de specifieke kenmerken van ‘biogasproductie’. Met betrekking tot de laatst genoemde criteria heeft ‘biogasproductie’ een kortere terugverdientijd, lagere investeringskosten, meer subsidiemogelijkheden en een hogere mate van beproefbaarheid dan ‘restwarmtelevering aan derden’. In tabel 6.1 is weergegeven hoe groot het verschil is tussen het oorspronkelijke gewicht en de eerste kruising, met aldus tussen de oorspronkelijke rangschikking in alternatieven (technologieën) en een verandering in deze rangschikking. Op basis van de grootte van de factoren en het relatief grote aantal criteria is het aannemelijk dat de kans klein is dat de rangschikking van de alternatieven door gewichtsverandering extreem zal wijzigen. Tabel 6.1: Resultaten gevoeligheidsanalyse rangschikking gewichten Wegingscriteria

Rangorde

Gewicht

Terugverdientijd

1

0,27

0,7

Factor tussen gewicht en eerste kruising 2,6

Energieopbrengst

2

0,18

0,69

3,8

Investeringskosten

3

0,14

0,65

4,6


4

0,11

0,65

5,9


5

0,08

0,2

2,5

Imago-effect

5

0,08

0,3

3,6


6

0,05

0,15

3


7

0,04

0,15

3,9


8

0,02

0,2

10

Beproefbaarheid

8

0,02

0,1

5


9

0,01

-

-


Eerste kruising

52

7 Conclusie en aanbevelingen 7.1

Conclusie

In dit onderzoek zijn de potentiële kansen van diverse technologieën onderzocht, ter beantwoording van de onderzoeksvraag: Welke technologische innovaties zijn het meest geschikt om in de Nederlandse papieren kartonindustrie binnen 5 à 10 jaar een hoge mate van energieneutraliteit te bereiken door middel van energieproductie op eigen terrein? Tijdens het onderzoek is op basis van geselecteerde potentiële energiebronnen de potentie van enkele energietechnologieën bepaald. In tabel 7.1 zijn de resultaten van het onderzoek weergegeven. Tabel 7.1: Onderzoeksresultaten Potentiële energiebronnen

Energietechnologie

Energieproduct

Stand der techniek

Restwarmte

Warmtelevering (aan derden) Biogasproductie: - Anaërobe AWZI - Vergisting slib AWZI Blauwe energie

Warmte

Biobrandstofcel

Elektriciteit / elektriciteit en waterstof Elektriciteit Warm water Elektriciteit

Afvalwater en slib

Windenergie Zonne energie

Windturbines Zonneboilersystemen PV-systemen ENP: energieneutrale papierproductie EKP: energiekostenneutrale papierproductie CNP: CO2-neutrale papierproductie

Bijdrage aan de visies binnen Energietransitie

Commercieel

Rangorde volgens de multicriteriaanalyse 1

Biogas

Commercieel

2

ENP/ EKP/ CNP

Elektriciteit

Experimenteel (≥ 10 j.) Experimenteel (≥ 10 j.) Commercieel Commercieel Commercieel

EKP

ENP/ EKP/ CNP ENP/ EKP/ CNP

3 4 5

ENP/ EKP/ CNP ENP/ EKP/ CNP ENP/ EKP/ CNP

Vanwege het tijdsbestek van 5 à 10 jaar was het genoodzaakt om het onderzoek te richten op commerciële technologieën. Met name restwarmtelevering aan derden en biogasproductie beschikken over veel kansen binnen de papieren kartonindustrie. Deze kansen vinden hun oorsprong bij de ruime beschikbaarheid van de benodigde reststromen. Daarnaast zijn deze technologieën technisch en economisch gezien in grote mate volwassen. De wijze van toepassing is bij deze technologieën afhankelijk van het aanbod en de kwaliteit van de benodigde reststromen. Bij restwarmtebenutting is daarnaast de warmtevraag in de omgeving van belang. Bij biogasproductie is tevens de aan- of afwezigheid van een bestaande (anaërobe) afvalwaterzuiveringsinstallatie van belang. Op basis van criteria die de industrie zelf belangrijk vindt scoren deze technologieën in de vergelijking (multicriteriaanalyse) met de andere alternatieven het best. Voor winden zonne-energie bestaan tevens diverse kansen binnen de papieren kartonindustrie. Echter vanwege de lage energetische rendementen, het ruimteverbruik, en de hoge investeringen zijn deze technologieën minder lucratief voor de papieren kartonindustrie. In het kader van Energietransitie en Energieneutraal Papier bieden biogasproductie, winden zonne-energie mogelijkheden om bij te dragen aan het bewerkstelligen van een energieneutrale, energiekostenneutrale en CO2-neutrale papierproductie. De bijdrage zijn echter beperkt, waardoor het bereiken van de toekomstvisies alleen met behulp van de combinatie van meerdere technologieën te bereiken is. De bijdrage van restwarmtelevering


53

aan derden beperkt zicht tot energiekostenneutraliteit. Aangezien de levering van warmte aan derden geen invloed heeft op de eigen energievoorziening en CO2-emissiereductie.

7.2

Aanbevelingen

Op basis van de conclusies is het aan te bevelen om t.a.v. restwarmtebenutting: - de warmtevraag en -aanbod binnen en buiten het eigen bedrijf in kaart te brengen om zo de kansen voor mogelijke win-win-situaties te ontdekken en onnodige verliezen te voorkomen. t.a.v. biogasproductie: - het analyseren van de bedrijfspecifieke afvalwater- en slibstromen en te bepalen welke biogasproductietechnologie voor het eigen bedrijf het meest geschikt is; - eventueel het onderzoeken van de mogelijkheden van een gezamenlijke biogasproductie met andere bedrijven of het verwerken van afvalwater- en slibstromen van derden voor de eigen biogasproductie. t.a.v. winden zonne-energie: - het analyseren van de bedrijfspecifieke mogelijkheden van de toepassing van winden/of zonne-energie, eventueel het elders, niet op het eigen terrein, adopteren (bijvoorbeeld d.m.v. een leaseconstructie) van deze technologieën. Daarnaast zijn er enkele aanbevelingen voor nader onderzoek: Interne benutting reststromen Een dergelijke benadering zou men ook kunnen toepassen op de energie- en waterstromen binnen het bedrijf, waarbij emissies, bijvoorbeeld in de vorm van restwarmte, zo vaak mogelijk intern hergebruik worden of gerecycled (warmtepompen). Indien intern geen vraag is naar de nuttige toepassing kan men overwegen tot het afzetten van dergelijke stromen aan derden. CO2-afvang en nieuwe producten Vanwege nieuwe ontwikkelingen op het gebied van algenteelt en –toepassingen is het interessant om onder zoek te doen naar de integrale toepassing van algen in de papieren kartonindustrie. Algen zouden bijvoorbeeld als toegepast kunnen worden als laatste zuiveringsstap (effluentpolishing) in de afvalwaterzuivering, waarbij tevens CO2 aan deze biomassa gebonden kan worden. Daarnaast kunnen algen mogelijk als vezelgrondstof of vulmiddel dienen. Een andere mogelijke optie voor CO2-afvang/-opslag dat mogelijk interessant is: de productie van CaCO3 met behulp van CO2 uit rookgassen, zodat papierfabrieken hun eigen vulmiddel kunnen produceren. Vergisting van overige reststromen De vergisting van overige reststromen, dan afvalwater en slib, zou ook potentie kunnen hebben, aangezien er reststromen (rejects) vrijkomen met een bepaalde vezelfractie. Door het vergisten van een dergelijke stroom zou tevens mogelijkheden bieden om een andere (niet vergistbare) fractie (kunststof) zuiverder te kunnen scheiden en mogelijk met als gevolg uitbreiding van afzetmogelijkheden.


54

Literatuur Ajzen,I, Fishbein, M., Understanding attitudes and predicting social behaviour. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1980. Bos, J.H., Veenstra, P., Verhoeven, H., Vos, P.D. de, Het papierboek, Apeldoorn, VAPA, 1995. CEPI, statistische data, 2005. Chappin, M., Koopman, G.J., Hekkert, M., ‘WKK ‘aflopende zaak’ in de papieren kartonindustrie’. Energie +, 5(2006)26, p. 28-30. Cox, R., Faber, J., Meeus, M., Comparatieve en interactieve technologiebeoordeling, Utrecht: Universiteit Utrecht, Natuurwetenschap & Innovatiemanagement, 2006. Davis, F.D., ‘Percieved usefulness, perceived ease of use, and user acceptance of information technology’. MIS Quarterly, 3(1989)13, p. 319-339. Deventer, W.T. van, Milieutechnologie, van schoonmaaktechnologie naar schone technologie, Alphen aan den Rijn: Samsom H.D. Tjeenk Willink, 1997. Ecofys, Omzetting van rejects uit de papieren kartonindustrie naar energie op eigen terrein, Utrecht: Ecofys, 2006. EZ, Nu voor later, energierapport 2005, Den Haag: Ministerie van Economische Zaken, 2005. Hansen, D., Lavrijsen, T., Vermeulen, W., Duurzame industriële samenwerking loont!, praktijkonderzoek naar de economische en ecologische voordelen van industriële samenwerkingsverbanden, Arena, (2005)11, p. 117-120. Holland Solar, Transitiepad zonnestroom, De roadmap van Holland Solar, 2005. ISSO, Publicatie 59, Grote zonneboilers- ontwerp, uitvoering en advisering. Jong, K. de (www.restwarmte.nl / www.energieprojecten.nl), persoonlijke gesprek, 19-122006, Korving, L. (NV Slibverwerking Noord-Brabant), persoonlijk gesprek, industriële samenwerking, 20-10-2006. Laurijssen, J., Gram, F.J. de, Prikkelgrafieken energieverbruik papierfabrieken (besproken tijdens VNP-themasessie transitie d.d. 6-7-2006), Kenniscentrum Papier en Karton, 2006 Lederer, A.L., Maupin, D.J., Sena, M.P., Zhuang, Y., ‘The technology acceptance model and the World Wide Web’. Decision Support Systems’, 29(2000), p. 269-282. Montalvo, C.C., Environmental policy and technological innovation: why do firms adopt or reject new technologies?. Cheltenham: Edward Elgar, 2002. Nederlandse Emissieautoriteit (NEa), 2006: www.emissieautoriteit.nl Nooteboom, B., ‘Innovatieplatform moet waken voor oude fouten’. Trouw, 6-10-2004. Rogers, E.M., Diffusion of innovations. The Free Press: 2003.


55

Rotmans, J., Kemp, R., Asselt, M. van, Geels, F., Verbong, G., Molendijk, K., Transities & transitiemanagement, De casus van een emissiearme energievoorziening. Maastricht: ICIS / MERIT, 2000. Rotmans, J., Maatschappelijke innovatie, tussen droom en werkelijkheid staat complexiteit (Rede). Rotterdam: Erasmus Universiteit Rotterdam / Dutch Research Institute for Transistions, 2005a. Rotmans, J., Loorbach, D., Brugge, R. van der, ‘Transitiemanagement en duurzame ontwikkeling, co-evolutionaire sturing in het licht van complexiteit’. Beleidswetenschap, 2(2005b)19, p. 3-23. Schrage, M., ‘Ínnovation diffusion’. Technology Review, December 2004. SenterNovem, Protocol monitoring duurzame energie, Methodiek voor het berekenen en registreren van de bijdrage van duurzame energiebronnen, SenterNovem, 2004. Smits, R., ‘Ínnovation studies in the 21st century: questions from a user’s perspective’. Technological Forecasting & Social Change, 69(2002), p. 861-883. Spoorenberg, H. (TNO Bouw), correspondentie, 2006-2007. Taskforce Energietransitie, Meer met energie, kansen voor Nederland, 2006. Thielens, C., ‘Papier hier!’, Terra, 2(2006)8, p. 22-23. VNP, Energieverbruik in de Nederlandse papieren kartonindustrie, Een overzicht van beleid, cijfers en besparingsmogelijkheden. Hoofddorp: Vereniging van Nederlandse Papier- en kartonfabrieken, 2003. VNP, Op weg naar duurzaam ondernemen, Resultaten van acht jaar milieuconvenant voor de Nederlandse papieren kartonindustrie. Hoofddorp: Vereniging van Nederlandse Papier- en kartonfabrieken, 2004. VNP, Innovatie in papier, geïnspireerd door koplopers, Jaarverslag 2005. Hoofddorp: Koninklijke Vereniging van Nederlandse Papier- en kartonfabrieken, 2006a. VNP. The energy transition in the paper production chain, Report on the first milestones and results. Hoofddorp: Koninklijke Vereniging van Nederlandse Papier- en kartonfabrieken, 2006b. VNP, Branchedatabestand, data 2003, ingezien op 1-8-2006(c). VROM-Raad, Milieu en economie: Ontkoppeling door innovatie, Den Haag: VROM-Raad, 2002. Waterforum, databestand, 2007. Weerdenburg, R. van (Werkgroep ENP), persoonlijke mededeling, 1-2-2007. Wejnert, B., ‘Integrating models of diffusion of innovations: a conceptual framework’. Annual Review of Sociology, (2002)28, p. 297-326. Werkgroep ENP, Notulen werkgroepverleg, 1-2-2007.


56

Bijlagen Bijlage I


58

Bijlage II


60

Bijlage III


61

Bijlage IV

Factsheets

65

Bijlage V


80

Bijlage VI

Enquête

84

Bijlage VII

Resultaten enquête

90

Bijlage VIII


94


57

Bijlage I

In het -


kader van Energieneutraal Papier zijn drie toekomstvisies te kenmerken: Energieneutrale papierproductie Energiekostenneutrale papierproductie CO2-neutrale papierproductie

Energieneutrale papierproductie Energieneutrale papierproductie energieneutraliteit.

is

het

produceren

met

een

hoge

mate

van

energieneutraliteit Definities De mate waarin een papier- of kartonfabriek in de eigen energiebehoefte kan voorzien door middel van energiezelfvoorziening. Energiezelfvoorziening betekent dat men energie benut dat gegenereerd wordt van bronnen die op het eigen terrein beschikbaar zijn. Systeemgrens:

De systeemgrens betreft de terreingrens van een fabriek, aangezien de papieren kartonindustrie met het fenomeen energieneutraliteit overeen komt met de mate van energiezelfvoorziening.

Energiekostenneutrale papierproductie Energiekostenneutrale papierproductie is het produceren met een hoge mate van kostenneutrale energievoorziening. energiekostenneutraliteit Definities De mate waarin een papier- of kartonfabriek in de eigen energiebehoefte kan voorzien door middel van kostenneutrale energievoorziening. Kostenneutraliteit is het creëren van een balans tussen kosten en baten of het creëren van negatieve kosten. Systeemgrens:

De systeemgrens is de toepassing van energiebronnen die niet direct gebaseerd zijn op fossiele brandstoffen. Deze energiebronnen kunnen reststromen zijn die bij het eigen bedrijf of bij andere bedrijven vrijkomen of duurzame energiebronnen zoals zonneen windenergie zijn. Een voorbeeld is het inkopen van energiebronnen met een negatieve economische waarde (reststromen van derden) en vervolgens zelf de waarde van deze energiebronnen te vergroten door er energie uit op te wekken.


58

CO2-neutrale papierproductie CO2-neutrale papierproductie is het produceren met een hoge mate van CO2-neutrale energievoorziening. CO2-neutraliteit Definities

Systeemgrens:

De mate waarin een papier- of kartonfabriek in de eigen energiebehoefte kan voorzien door middel van een CO2-arme of -vrije energievoorziening. CO2-arme of -vrije energievoorziening is een energievoorziening, waarbij zo min mogelijke of geen CO2-emissies, afkomstig van fossiele brandstoffen, vrijkomen. De systeemgrens is de toepassing van energiebronnen die geen CO2emissies veroorzaken of klimaatneutraal zijn. Klimaatneutraal betekent dat de emissies die ontstaan ‘kort cyclisch’ (de relatief korte cyclus van CO2-opname in biomassa en CO2-emissies) van aard zijn, deze emissies leveren geen verstoring in het evenwicht in deze cyclus. Biomassastromen zijn klimaatneutraal. Naast de reductie van emissies bij de (energie)bron kan men tevens de ontstane emissies vastleggen of afvangen.


59

Bijlage II


F0 Longlist van ideeën in programma ‘P2 Energy Neutral Paper’ in Energietransitie Papierketen 1. Brainstorm ideeën uit industrie Sappi, 30 maart 2006 2. Brainstorm ideeën uit industrie Smurfit Kappa, 13 april 2006 3. Ideeën uit ‘Transitie in Competitie’-fase: resultaten Consultancy Team o.l.v. Jaakko Poyry Consulting 4. Ideeën uit ‘Transitie in Competitie’-fase: resultaten Science Team o.l.v. TU Delft

De ideeënlijsten zijn in verband met vertrouwelijkheid niet bijgevoegd


60

Bijlage III



61

Innovatiekarakteristieken Relatief voordeel De mate waarin de nieuwe technologie beter presteert dan de huidige technologie.

Complexiteit De mate waarin de nieuwe technologie (moeilijk) te begrijpen en te gebruiken is.

Concept Milieutechnisch relatief voordeel De mate waarin de nieuwe technologie beter presteert op energetisch en CO2emissiegebied dan de huidige technologie.

Dimensie Energie-opbrengst t.o.v. de huidige energieinkoop CO2-emissiereductie t.o.v. de huidige energieinkoop

Indicator De te verwachte energieopbrengst die de nieuwe technologie kan bereiken. De vermeden CO2-emissie die ontstaat bij het gebruik van de nieuwe technologie.

Financieel relatief voordeel De mate waarin de nieuwe technologie goedkoper is dan de huidige technologie.

Investeringen

De terugverdientijd

Stimuleringsbeleid overheid

Het aantal stimuleringsregelingen dat een bijdrage kan leveren aan het verlagen van de benodigde investeringen. De mate (of moeilijkheidsgraad) waarin de adopter verwacht dat de nieuwe technologie op basis van de bestaande kennis en vaardigheden toepasbaar is binnen het bedrijf. Het aantal benodigde vergunningen en aanvullende verplichtingen(zoals: meldingsplicht, MER) De impact van de aanvraagprocedures op de besluitvorming t.b.v. nieuwe technologieën.

Technologische complexiteit De mate waarin de nieuwe technologie technologisch (moeilijk) te begrijpen en te gebruiken is. Complexiteit t.a.v. weten regelgeving De mate waarin de nieuwe technologie (moeilijk) te gebruiken is op basis van het overheidsbeleid.


Variabele Berekening van de verwachte energieopbrengst op basis van de specifieke kenmerken van de betreffende technologie. Deze energie-opbrengst is vertaald naar het aandeel (percentage) in het huidige energieverbruik. Berekening van de vermeden CO2-emissie door het conventioneel energieverbruik (aardgas) met het gebruik van een alternatieve technologie. De verwachte energieopbrengst wordt daartoe vermenigvuldigd met CO2emissiefactor van aardgas (56,1 kg CO2 / kg aardgas). Deze emissiereductie is vertaald naar het aandeel in de totale CO2-emissie bij conventioneel energieverbruik. De terugverdientijd is berekend door de benodigde investeringen te delen door de te verwachte baten. De verwachte baten zijn berekend door te verwachte energie-opbrengst te vermenigvuldigen met de kosten van de vermeden energie-inkoop (aardgasprijs). Het aantal stimuleringsregelingen.

In welke mate denkt u dat de energietechnologieën op basis van de bestaande kennis en vaardigheden binnen uw bedrijf makkelijk toepasbaar zijn? Antwoordmogelijkheden: -- = zeer moeilijk, - = moeilijk, 0 = neutraal(niet moeilijk/niet makkelijk), + = makkelijk, ++ = zeer makkelijk. Het aantal benodigde vergunningen en aanvullende verplichtingen.

Het belang van de impact in de afweging of besluitvorming tot eventuele implementatie.

62

Innovatiekarakteristieken

Concept Complexiteit van het innovatiesysteem/ samenwerking De mate waarin de nieuwe technologie (moeilijk) te gebruiken is als gevolg van een samenwerking met andere actoren.

Dimensie

Beproefbaarheid De mate waarin experimenten met de technologie mogelijk zijn. Zichtbaarheid De mate waarin de prestaties van de nieuwe technologie een bijdrage leveren aan de positieve zichtbaarheid naar derden. Compatibiliteit De mate waarin de nieuwe technologie consistent is met de bestaande normen en waarden, opgedane ervaringen en behoeften van potentiële gebruikers (adopters).

Imago Het publieke beeld dat van een organisatie en haar producten bestaat. Energiebehoefte

Technologische randvoorwaarden


Indicator De mate (of moeilijkheidsgraad) waarin de adopter in de vorm van een samenwerking met derden de technologie kan toepassen.

Variabele In welke mate ziet uw bedrijf kansen of barrières in een samenwerking met andere partijen voor het bereiken van de eigen (energie)doelstellingen? Antwoordmogelijkheden: -- = veel barrières, - = barrières, 0 = neutraal (geen barrières/geen kansen), + = kansen, ++ = veel kansen

De mate van de mogelijkheden om experimenten met proefopstellingen uit te voeren . Het verwachte effect van de toepassing van een energietechnologie op het imago.

De mogelijkheden om experimenten met technologieën uit te voeren

De mate waarin de verwachte energieopbrengst van de technologieën overeenkomt met het huidige energieverbruik. De mate waarin de toepassing van de nieuwe technologie, naar verwachting, aanpassingen aan het huidige productiesysteem vereist.

In welke mate denkt u dat de onderstaande energietechnologieën invloed hebben op het imago van uw bedrijf? Antwoordmogelijkheden: -- = zeer negatief, = negatief, 0 = neutraal (niet negatief/niet positief), + = positief, ++ = zeer positief. Het percentage van het aandeel dat de verwachte energieopbrengst levert aan het voldoen aan de huidige energievraag.

In welke mate verwacht u dat het toepassen van één of meerdere energietechnologieën problematisch wordt, waardoor aanpassingen aan het huidige productiesysteem noodzakelijk zijn? Antwoordmogelijkheden: -- = zeer veel problemen, - = veel, 0 = neutraal (niet veel/niet weinig), + = weinig, ++ = zeer weinig problemen.

63

Adopterkarakteristiek Sociale entiteit De identiteit of de hoedanigheid van de potentiële adopter: een papier- of kartonfabriek.

Concept Attitude van de adopter De houding van de adopter t.a.v. aspecten van nieuwe technologie.

Dimensie Investeringsregeling(en)

Prioriteit van besparingsmogelijkheden

Samenwerking

Beproefbaarheid

Zichtbaarheid


De door de adopter in gebruik zijnde investeringsregelingen

De onderlinge afweging van besparingen in energieverbruik, CO2-emissies en energiekosten. In welke mate hecht de adopter een belang aan het onafhankelijk functioneren t.b.v. de energievoorziening? Het belang van het uitvoeren van experimenten alvorens de nieuwe technologie te adopteren. Het belang van een duurzaam imago voor de adopter.

Hanteert uw bedrijf een bepaalde vuistregel voor de (maximale) investering ten behoeve van de invoering van nieuwe technologieën? Antwoordmogelijkheden:A: Ja; een terugverdientijd van ≤ … jaar (graag het aantal jaar op de puntjes invullen), B: Ja; anders …, C: Nee, D: Weet het niet. De, door de industrie opgestelde, rangschikking van het belang van de diverse besparingsmogelijkheden in de afweging of besluitvorming tot eventuele implementatie van een technologie. Het belang van eventuele samenwerking met derden in de afweging of besluitvorming tot eventuele implementatie.

Het belang van de beproefbaarheid van de technologie in de afweging of besluitvorming tot eventuele implementatie.. Het belang van de impact op het bedrijfs- en productenimago door de technologie in de afweging of besluitvorming tot eventuele implementatie

64

Bijlage IV

Factsheets

Restwarmteafzet uit de Nederlandse papieren kartonindustrie Biogasproductie in de Nederlandse papieren kartonindustrie Windenergie in de Nederlandse papieren kartonindustrie Zonne-energie in de Nederlandse papieren kartonindustrie


65

Restwarmteafzet uit de Nederlandse papieren kartonindustrie Inleiding In de Nederlandse papieren kartonindustrie gaat >60% van de toegevoerde energie als restwarmte verloren (zie kader):

In 2003 is 35 PJ aardgas ingekocht, waarvan 33,5 PJ in de energieconversie (WKK of stoomketel) gebruikt is. Het verschil is verkocht of als directe brandstof ingezet. Van deze 33,5 PJ gaat tijdens de energieconversie 6,5 PJ (20%) verloren als schoorsteenverlies, waarvan ongeveer 3/4 een temperatuur van 120 à 160°C heeft. Vervolgens wordt er 14 PJ (>40%) geëmitteerd als uitlaatlucht van het droogproces (kapemissie) , waarvan ongeveer 2/3 een temperatuur van 70 à 80°C (dauwpunt: 50 à 55°C) heeft. (VNP, 2006)

Restwarmte kan op diverse manieren nuttig toegepast worden. De mogelijkheden zijn in tabel 1 weergegeven. De mogelijkheden zijn afhankelijk van de kwantiteit en kwaliteit (temperatuurniveau) van de restwarmte en de vraag naar warmte in de omgeving. In tabel 1 zijn de mogelijkheden op basis van het temperatuurniveau in een soort cascade, van een hoog niveau, met meerdere energetische en economische (besparings-) mogelijkheden, tot een lager niveau, weergegeven. De wijze van restwarmtebenutting dient men bij voorkeur volgens een cascadering te bepalen. De voorkeur zal dan ten eerste bij eigen gebruik van de beschikbare restwarmte zijn. Indien er intern geen vraag is kan men zich wenden tot de warmtevraag die extern aanwezig is of deze warmtevraag zelf creëren door het aantrekken van processen met een dergelijke vraag (bijvoorbeeld drogerijen). Tabel 1: Mogelijkheden van restwarmtebenutting (www.restwarmte.nl) Temperatuurniveau (ºC) >100

70-100

30-70

20-30 <20

Verwarmmogelijkheden

Koelmogelijkheden

- Direct op conventionele verwarming en boiler met warmteleidingen - Transport per vrachtwagen - Damprecompressie van stoom - Direct op conventionele verwarming en boiler met warmteleidingen - Transport per vrachtwagen - Lt-verwarming - Voorverwarming van tapwater - Ht-warmtepomp - Betonkernactivering - Warmtepomp - Warmtepomp


Mogelijkheden van elektriciteitsopwekking - Organic Rankine Cycle - Gasexpansie


- Organic Rankine Cycle - Gasexpansie

- Adiabatische koeling

- Gasexpansie

Bij de Nederlandse papieren kartonfabrieken betreft het voornamelijk restwarmtestromen met een temperatuurniveau van 70 à 80 ºC (droogprocessen) en 120 à 160 ºC (rookgassen). Deze restwarmtestromen zijn geschikt voor directe verwarmingsdoeleinden. Bij warmtebehoefte in de omgeving van de papieren kartonfabrieken kan men daarom overwegen om de overtollige restwarmte af te zetten of te leveren aan derden (woningen, industrie).

Organisatie Bij de opzet van een project ten aanzien van restwarmtelevering zijn de volgende actoren van belang: de warmteleverende partij (bijvoorbeeld papierfabriek), de warmteafnemer (woningcoöperatie, bedrijf, fabriek) en de overheid (gemeente). Met name de organisatorische kant van restwarmtelevering verdient aandacht, aangezien men met meerdere partijen en belangen te maken heeft. Alle participerende actoren dienen hierbij een gezamenlijk belang of doelstelling te creëren, dat de basis vormt voor een duurzame samenwerking.

66

Stand der techniek De voor de warmte- en koudelevering toegepaste technologie is conventioneel2. technologie (warmtewisselaars, distributiesystemen) heeft tevens een lage mate complexiteit. De benodigde kennis is in het algemeen voldoende aanwezig energiebedrijven en bedrijven met een eigen energieconversiesysteem, zoals papierfabriek, anders kan men de bedienings- en onderhoudsvoorschriften naslaan.

De van bij een

Als gevolg van nieuwe technologieën en de geïntegreerde ontwikkeling van woonwijken en bedrijventerreinen (industriële ecologie) zijn de mogelijkheden van nieuwe leveringsystemen aanzienlijk uitgebreid. Tevens groeit de belangstelling voor de toepassing van dergelijke leveringsystemen bij bestaande bebouwing. Onderstaand zijn een aantal projecten en ontwikkelingen beschreven die als voorbeeld kunnen dienen.

Voorbeelden van stadsverwarming VOF W/K Maastricht De warmte wordt primair onttrokken aan de rookgasstroom door middel van een afschakelbare warmtewisselaar (thermisch vermogen 5,1 MWth) en afgegeven aan een warmwatersysteem. Secundair wordt d.m.v. een warmtewisselaar het warme water voor stadsverwarming en via absorptiekoelers het koude water voor gebouwkoeling opgewekt. De distributiesystemen zijn conventioneel voorzien van transportpompen, expansiesystemen en warmtebuffers. De verwachte levensduur van de technologie (leidingwerk, warmtewisselaars etc.) bedraagt ongeveer 15 jaar. 1

Sappi Maastricht

2

VOF W/K Maastricht

3 4

stadsverwarming

1: energie 2 condensaat 3: warm / koud water 4: waterretour

Figuur 1: VOF W/K Maastricht

Warmtelevering door Amercentrale Geertruidenberg In de Amercentrale van Essent wordt tijdens het elektriciteitsproductieproces een deel van de opgewekte stoom ontrokken. Deze stoom verwarmt water, dat onder hoge druk in een gesloten systeem, naar de steden Breda, Geertruidenberg, Oosterhout en Tilburg (60.000 huishoudens) getransporteerd wordt. Bij deze steden wordt de warmte, t.b.v. stadsverwarming, weer overgedragen op een tweede warmwatersysteem voor verdere distributie. Het condensaat wordt teruggevoerd naar de centrale. Het voordeel van een dergelijk systeem is dat de condensatiewarmte van het afgetapte stoom niet verloren gaat maar in het warmwatersysteem terecht komt. De rondpompsnelheid en de temperatuur van het warmwatersysteem kan men bij de Amercentrale sturen op de warmtevraag. De warmtevraag wordt bepaald door de toepassing van de warmte: verwarming en/of warm tapwater, deze zijn seizoensafhankelijk. In de winter is de rondpompsnelheid en de heengaande temperatuur hoger dan in de zomer. Daarnaast is wijze van verwarming tevens bepalend, aangezien (nieuwe) woningen met vloerverwarming met een lagere temperatuur verwarmd kunnen worden dan met conventionele radiatoren. In de situatie van de Amercentrale wordt het warmwatersysteem gebruikt voor de verwarming van gebouwen en tapwater, in de winter heeft de heengaande stroom een temperatuur van 130°C en een snelheid van 2,5 m3 per sec in de zomer is dat 105°C en 0,5 – 1 m3 per sec. 1

Essent

2 3

Stadsverwarming /glastuinbouw

1: elektriciteit 2: warm water: 105 – 130 °C 3: waterretour

Figuur 2: warmtelevering Amercentrale

Het eerste grootschalige warmteleveringsysteem in Nederland werd in de jaren ’20 in Utrecht aangelegd.

2

67

Voorbeelden van warmtelevering t.b.v. agro-industrie Warmtelevering aan Happy Shrimp Farm De Happy Shrimp Farm (HSF) is een tropische garnalenkwekerij op de Maasvlakte dat voor haar verwarmingsdoeleinden gebruik maakt van restwarmte van de elektriciteitscentrale van Eon. Het concept van de HSF moet aantonen dat het mogelijk is om duurzame agroindustriële processen in het industrie- en havengebied van Rotterdam te introduceren, al waar men de mogelijkheid heeft om gebruik te maken van laagwaardige restwarmte en cositevoordelen. Dergelijke processen kunnen, in combinatie met de aanwezigheid van toepasbare laagwaardige restwarmte en co-sitevoordelen, aantrekkelijke, verse producten voor de lokale markt opleveren. 1

Eon

2 3

Happy Shrimp Farm

1: elektriciteit 2: warm water: 3: waterretour

Figuur 3: warmtelevering aan Happy Shrimp Farm

Warmtelevering door Sita ReEnergy Roosendaal Sita ReEnergy (onderdeel van Sita Suez) te Roosendaal is een AVI, welke met behulp van de een warmwaterleidingnet met warmtewisselaars de geproduceerde warmte aan een nabij gelegen tuinbouwkassencomplex van 50.000 m2 levert. Sita ReEnergy

1 2

glastuinbouw

1: warm water 2: waterretour

Figuur 4: warmtelevering Sita ReEnergy

Voorbeelden van warmteuitwisseling in industriële gebieden Stoomkringloop Industrieterrein Moerdijk Op Industrieterrein Moerdijk bestaat een stoomkringloop in de vorm van een samenwerking tussen NV Afvalverbranding Zuid-Nederland (AZN), Essent Warmtekrachtcentrale Moerdijk (WKC) en Shell Nederland Chemie. In de afvalverbrandingsinstallatie (AVI) van AZN wordt met behulp van de rookgassen, die bij de verbranding van afval vrijkomen, hoge drukstoom (400 °C, 100bar) opgewekt. Deze stoom wordt, naast aardgas, in de WKC toegepast om elektriciteit en warmte op te wekken. De stoom wordt in de WKC verhit naar 525 °C. in totaal wordt 200 ton stoom per uur geproduceerd, waarvan 150 ton per uur door Shell afgenomen wordt. Na de toepassing van de stoom in de productieprocessen van Shell wordt de stoom gecondenseerd. Het condensaat wordt vervolgens weer hergebruikt voor de productie van nieuwe stoom. Het gesloten kringloopsysteem heeft als resultaat van een energiebesparing van 60.000.000 m3 aardgas en daarmee een emissiereductie van 106.344 ton CO2 per jaar3. De stoomuitwisseling is een geslaagd voorbeeld van industriële symbiose. Het succes is te danken aan de gemeenschappelijke ontwikkeling van de AVI en WKC door AZN en Essent, waarbij deze installaties als één concept werden gezien. Als gevolg van deze benadering heeft men tot een milieutechnisch efficiënte en economisch rendabele installatie kunnen komen. Daarnaast heeft men bij de aanleg van het industrieterrein de industriële activiteiten geclusterd, waardoor samenwerking t.b.v.het afstemmen van de activiteiten bij verschillende bedrijven gefaciliteerd is. 4

AZN

1 2

Essent

3

Shell

1: 2: 3: 4: 5:

stoom AVI: 400 °C condensaat WKC stoom WKC: 525 °C elektriciteit condensaat Shell

5

Figuur 5: stoomkringloop Industrieterrein Moerdijk

3

De CO2-emissiereductie is berekend met de volgende formule: CO2-emissiereductie = (brandstofbesparing x calorische waarde brandstof (bij aardgas: 31,65 MJ/m3) / 1000) x emissiefactor (bij aardgas: 65 kg CO2/GJ)

68

Botlekloop In tegenstelling tot de eerder beschreven ontwikkelingen, is de Botlekloop grootschaliger van opzet. Het betreft niet de samenwerking van enkele actoren, maar van het hele haven- en industriegebied, inclusief de stad Rotterdam en de tuinbouwkassen in de regio. De Botlekloop wordt een ringleiding waar diverse bedrijven zich aan kunnen sluiten (start project in 2006). Bedrijven kunnen bij een dergelijke aansluiting warmte, in de vorm van stoom, heet water, hete gassen of een heet product, afstaan maar ook afnemen ten behoeve van ruimteverwarming (gebouwen, tuinbouwkassen, opslagtanks) of voor procesverwarmingsdoeleinden. Tevens kan men de beschikbare warmte toepassen voor koeldoeleinden. Het systeem bestaat uit drie onderdelen: 1. Verschillende industriële warmtebronnen, eventuele warmtebuffers en een afzonderlijke warmteproductie-eenheid die voorziet in de warmtepieken. Deze laatste kan een WKK-eenheid zijn voor minder sterk fluctuerende warmtevragen en bijvoorbeeld STEG-eenheden voor warmtepieken. Per warmtebron wordt het water, met of zonder tussenkomst van een warmtepomp, op het primaire warmtetransportnet (ringleiding) overgedragen. 2. In het warmtetransportnet wordt het water in etappes verwarmd tot de gewenste temperatuur met behulp van de restwarmte van de verschillende leveranciers, waarna het water via één of meerdere warmteoverdrachtstations (WOS) kan worden afgeleverd aan het distributienet of grootschalige afnemers. Ter voorkoming van te grote drukverliezen kan het distributienet achter deze WOS met behulp van onderstations (OS) in secundaire distributienetten worden verdeeld. 3. Vanuit het distributienet (direct of via een OS) wordt de warmte overgedragen met behulp van een warmtewisselaar aan de installaties van de afnemers (o.a. huisverwarming of -koeling en industriële warmwatersystemen). Het water dat zijn warmte heeft afgestaan wordt vervolgens weer teruggepompt in het distributienet en afgevoerd naar het warmtetransportnet, waarna er weer warmte aan toe kan worden gevoegd.

Figuur 6: Botlekloop

Naast de bovenstaande toepassingsmogelijkheden die uitgewerkt zijn kan restwarmte tevens ingezet worden als procesverwarming bij wasserijen, drogerijen (afval, slib, mest, digestaat van vergistingsinstallaties en diverse landbouwproducten), afvalwaterzuiveringsinstallaties en specifieke ruimteverwarming zoals stallen en broedmachines.

69

Motivatie en randvoorwaarden voor restwarmteafzet Een project ten aanzien van restwarmtelevering dient (financieel) aantrekkelijk te zijn voor alle deelnemende partijen. De meeste restwarmteprojecten zijn gebaseerd op een positief imago-effect, win-win-situaties tussen bedrijven en gunstige subsidieverlening. Restwarmtelevering heeft bijvoorbeeld, vanwege de nuttige toepassing van een reststroom, een positief effect op het bedrijfsimago, CO2-reductie en duurzaam ondernemen. Deze business drivers worden tevens vaak aangehaald als argumentatie voor het opzetten van een restwarmteleveringsysteem. Een sprekend voorbeeld waar men optimaal gebruik maakt van het effect van deze aspecten is de, eerder beschreven, Happy Shrimp Farm in Rotterdam. Deze garnalenkwekerij is een duurzaam alternatief voor de conventionele visserij en kwekerijmethoden van tropische garnalen. De (financiële) aantrekkelijkheid wordt voornamelijk vormgegeven door het stellen van, de eerdergenoemde, gezamenlijke doelstelling. Het project van VOF W/K Maastricht was bijvoorbeeld alleen mogelijk indien zowel de gemeentelijke overheid, de projectontwikkelaar als de distributeur dezelfde doelstelling, het reduceren van CO2, onderschreven en gezamenlijk hier invulling aan wilden geven. Kosten en baten Elk restwarmteleveringsproject kan als uniek beschouwd worden, aangezien ieder project uit een andere configuratie van participerende actoren bestaat. Dit betekent dat er verschillende contractuele of organisatorische uitvoeringsvormen bestaan. Met als gevolg dat er ook een diversiteit aan financiële afspraken bestaat. In de meeste gevallen worden de benodigde investeringen volledig gedragen door de afnemer van warmte en of koeling. Tevens wordt de afnemer vaak verantwoordelijk geacht voor het onderhoud van het distributiesysteem (bijvoorbeeld een speciaal opgericht warmtebedrijf zoals bij de Rotterdamse stadsverwarming of een energiemaatschappij). De hoogte van de benodigde investering is in hoge mate afhankelijk van de kwaliteit van de restwarmtebron. In de situatie van VOF W/K Maastricht zijn er investeringen gedaan voor de bouw van een warmtecentrale. De warmtecentrale is gebouwd om de afschakelbaarheid van de warmtebron van Sappi Maastricht en piekbelasting te garanderen. De baten of het financiële voordeel voor de warmteproducent kunnen bepaald worden door o.a. een leveringsvergoeding en/of de teruglevering van koelcapaciteit. De warmteprijs wordt in het algemeen bepaald door het “niet meer dan ander”-principe. Dit houdt in dat de warmteprijs equivalent is aan de aardgasprijs. Sappi Maastricht ontvangt voor haar warmtelevering een bedrag per geleverde GJ, een bedrag per geleverde m3 koel- en suppletiewater en een geïndexeerd bedrag voor onderhoudsdiensten. Tevens worden in deze situatie de investeringen, inclusief een bepaald % rente per jaar, terugbetaald door Essent binnen een contractduur van 5 jaar. De exploitatie wordt door Essent uitgevoerd. Leveringszekerheid Voor de meeste restwarmteprojecten is leveringszekerheid een belangrijk aspect in de overeenkomst. De leveringszekerheid kan men bewerkstelligen m.b.v. het vastleggen van boeteclausules of het voorzien in een back-up, zodat een productiefabriek (zoals Sappi Maastricht) haar primaire functie (productie van goederen en niet van energie) kan behouden. Afnameverplichting Bij de toepassing van restwarmtelevering in de vorm van stadsverwarming dient men rekening te houden met het feit dat men bewoners niet kan verplichten tot afname van warmte. De bewoners beschikken over enige keuzevrijheid over de energieaansluitingen van de eigen woning (voornamelijk bij nieuwbouw). Deze keuzevrijheid heeft invloed op het aantal aansluitingen op het leveringssysteem en daarmee ook op de financiële haalbaarheid van een nieuw project.

Stimuleringsmaatregelen Restwarmtelevering kan met de Energie-investeringsaftrek (EIA) gestimuleerd worden. EIA is een fiscale stimuleringsregeling voor de aanschaf van energiebesparende apparatuur. 44%

70

van de investeringskosten is aftrekbaar van de fiscale winst van de onderneming: Het directe financiële voordeel is, afhankelijk van het belastingpercentage over de winst, maximaal 19% van de kapitaalkosten. In de situatie van VOF W/K Maastricht is naast EIA (toegekend aan beide partners: Sappi Maastricht en Essent) ook subsidie in het kader van het CO2-reductieplan verleend. Het CO2-reductieplan was, tussen 1997 en 2002, toegankelijk voor industriële ondernemingen, overheidsorganen, stichtingen, non-profit organisaties en eenmanszaken. Projecten die zich richten op energiebesparing, gebruik van hernieuwbare energiebronnen en directe reductie van emissie kwamen voor subsidie in aanmerking. Naast de financiële stimuleringregelingen zijn tevens bij VOF W/K Maastricht, op basis van aardgasequivalent, CO2-rechten toegekend, deze zijn aan de gemeente toebedeeld.

Samenvatting Belangrijke aspecten bij restwarmtelevering Energiekwaliteit en -kwantiteit

Voldoen aan energievraag Stand der techniek Motivatie

Investeringen (meestal gedragen door afnemer: bijvoorbeeld een energiemaatschappij)

Baten

Stimuleringsmaatregelingen

Op basis van temperatuur en hoeveelheid warmte de meest geschikte toepassing bepalen op basis van cascadering 1 intern 2 extern: bestaande vraag / nieuwe vraag Conventioneel Imago CO2-reductie Duurzaam of maatschappelijk verantwoord ondernemen Back-upsysteem (WKC) Distributiesysteem: primair transportnet warmteoverdrachtstations (warmtewisselaars) secundair distributienet (in de wijk) Vergoeding voor de geleverde warmte op basis van aardgasequivalent Vergoeding voor koel- suppletiewater (situatie VOF W/K Maastricht) Vergoeding voor onderhoudsdiensten (situatie VOF W/K Maastricht) EIA

71

Beschrijving

Anaërobe waterzuivering, o.a. volgens het UASB-principe, is wereldwijd gezien een bewezen technologie binnen de industrie (ook papieren kartonindustrie). Na de anaërobe zuivering worden de restfractie aan CZV, stikstof en fosfaat met een nabehandelingstap (zoals beluchting) verwijderd. Anaërobe waterzuivering is interessant vanwege de lage slibproductie en een compactere installatie t.o.v. aërobe afvalwaterzuiveringsinstallaties. Het proces verloopt optimaal bij CZV-concentraties van 1 kg CZV/m3 afvalwater tot 100 kg CZV/m3 afvalwater en een temperatuur tussen 20 en 40 °C. Bij lagere temperaturen en lage CZV-concentraties verloopt het proces langzamer. De verblijftijd in de reactor bedraagt enkele uren. Vergisting is tevens een bewezen technologie en wordt voornamelijk o.a. toegepast in de vorm van mestvergisting en slibvergisting. Het ingaande materiaal (slib) bij vergisting heeft een CZVconcentratie van 100 tot 350 kg CZV/m3 . Het optimum van mesofiele vergisting ligt tussen de 32 en 38 °C en van thermofiele vergisting tussen 50 en 60 °C. De verblijftijd in de reactor kan tot 30 dagen bedragen. Organische stromen met veel lignine (lignocelluloseverbindingen) zijn moeilijk afbreekbaar bij anaërobe afvalwaterzuiverings- en vergistingsprocessen. Deze verbindingen zijn, dankzij nieuwe (experimentele) ontwikkelingen, met een voorbehandeling met enzymen wel afbreekbaar. Voor grootschalige toepassing van enzymen dient de kostprijs echter te dalen.

Vergunningen en Subsidies

Biogas is een gasmengsel dat ontstaat als gevolg van de conversie van organische stof (CZV) naar voornamelijk CH4 (volumepercentage van 75 %) en CO2 in een zuurstofloos milieu. Deze conversie kan middels anaërobe afvalwaterzuivering of slibvergisting (slib uit aërobe waterzuivering) plaatsvinden. De kwaliteit van het biogas kan verbeterd worden door het verwijderen van met name H2S, waterdamp en CO2. De toe te passen technologie wordt bepaald door de samenstelling (CZVgehalte) en het volume van de organische reststroom die men voor handen heeft. Daarnaast kunnen beide conversieprincipes onder mesofiele (≥20°C en <40°C)en thermofiele (≥50°C en <60°C) condities plaatsvinden. Anaërobe afvalwaterzuivering kan men in diverse uitvoeringsvormen toepassen. De UASB (Upflow Anaërobic Sludge Blanket) is een van de meest toegepaste uitvoeringsvormen. Het afvalwater wordt, na verzuring, in een zuurstofloze tank in contact gebracht met micro-organismen (ook wel slib genoemd). Deze organismen voeden zich met de organische stof in het afvalwater en produceren hierbij biogas. Het proces (inclusief nabehandeling) levert vervolgens gezuiverd afvalwater (effluent), biogas en slib op. Het effluent kan weer gebruikt of geloosd worden. Het biogas kan men opvangen en toepassen als een alternatief voor aardgas. Het slib kan men deels gebruiken als entmateriaal bij nieuwe anaërobe zuiveringsinstallaties (economische waarde) en deels afvoeren voor verdere verwerking. Bij anaërobe zuivering is sprake van een minder snelle slibgroei dan bij aërobe zuivering, waardoor het volume van het af te voeren slib tevens lager is (zie figuur 1). Slibvergisting of -fermentatie is tevens een anaëroob biologisch proces waarbij slurry-achtige en droge organische stofstromen (al dan niet gemengd) omgezet worden in biogas, waarbij volumereductie en slibstabilisatie plaatsvinden. Het proces is vergelijkbaar met anaërobe afvalwaterzuivering, alleen de concentraties zijn hoger en verblijftijd is langer. Naast het vergisten van de eigen reststromen kan men tevens denken aan co-vergisting, het mengen van vaste met natte organische stromen ter verhoging van de biogasproductie. T.b.v. co-vergisting dient wel een optimale mengstromen en mengverhouding bepaald worden. Bij co-vergisting wordt vaak mestvergisting met een andere organische stof bedoeld. In een dergelijke situatie dient de andere stof op de Witte lijst (Ministerie van LNV) te staan, Als men het residu van vergisting (digestaat) als meststof in de agrarische sector wil afzetten, dient de toegevoegde stof op de Witte Lijst van Besluit Overige Organische Meststoffen (BOOM) te staan.

Stand der techniek

Biogasproductie in de Nederlandse papieren kartonindustrie

Ten behoeve van de bouw van een zuiverings- of vergistingsinstallatie is een bouwvergunning vereist. Voor de ingebruikname van deze installaties dient men tevens een Wm-vergunning en eventueel een Wvo-vergunning (lozingseisen) in bezit te hebben. Biogasproductietechnologieën kunnen met de Energie-investeringsaftrek (EIA), Milieuinvesteringsaftrek (MIA) en Willekeurige Afschrijving Milieuinvesteringen (VAMIL) gestimuleerd worden. EIA, MIA en VAMIL zijn fiscale stimuleringsregelingen voor de aanschaf van energiebesparende en milieuvriendelijke apparatuur. Met EIA is 44% van de investeringskosten en met MIA is 15, 30 of 40% van de investeringskosten aftrekbaar van de fiscale winst van de onderneming: Het directe financiële voordeel is, afhankelijk van het belastingpercentage over de winst, maximaal 19% van de kapitaalkosten. EIA en MIA mogen niet met elkaar gecombineerd worden voor hetzelfde investeringensbedrag. VAMIL kan wel met beide regelingen gecombineerd worden en biedt de mogelijkheid om de betaling van inkomsten- of vennootschapsbelasting uit te stellen door het fiscaal vrij (willekeurig) afschrijven van bepaalde milieu-investeringen. Tot 18 augustus 2006 was tevens MEP toepasbaar. Deze komt waarschijnlijk na wijziging van de politieke verhoudingen na de Tweede Kamer Verkiezingen in gewijzigde vorm terug. Deze regeling stimuleerde investeringen in duurzame energie op basis van het verstrekken van een vergoeding per MWh.

72

Biogasproductie in de Nederlandse papieren kartonindustrie •

Voordelen van anaërobe waterzuivering en vergisting: Een duurzame en optimale benutting van de energetische waarde van de organische stofstroom, aangezien biologische conversieprocessen versneld worden en het energierijke product opgevangen wordt. Potentie van netto energieproductie. Volumereductie van het organische materiaal. Gestabiliseerde afvalstroom (slib of digestaat), waardoor verdere fermentatie (met bijbehorende emissies) beperkt blijft. Verbetering van de ontwaterbaarheid van uiteindelijke afvalstroom. Beperkt grondoppervlak dat de installatie in beslag neemt (kleiner dan aërobe zuiveringsinstallaties). Reductie van broeikasemissies, alleen sprake van emissies in de korte koolstofcyclus. Lage mate van complexiteit i.v.m. de eenvoudige (automatische) procesvoering: weinig toezicht, onderhoud. Aanvullende voordelen van anaërobe waterzuivering t.o.v. aërobe waterzuivering: Gering energieverbruik tot netto energieproductie door productie van biogas en het ontbreken van voornamelijk luchtcompressoren. De installatie heeft een beperkt grondverbruik door relatief hogere conversiesnelheden. Anaëroob korrelslib kan goed tegen langdurige periodes zonder aanvoer. Lagere slibverwerkingskosten door minder slibgroei. Biogasproductie: Met anaërobe afvalwaterzuivering en vergisting kan men 340 m3 CH4 / verwijderde ton CZV produceren. De totale productiehoeveelheid bedraagt, inclusief 15 tot 30% CO2 bij anaërobe afvalwaterzuivering en 30 tot 40% CO2 bij vergisting, 400 tot 500 m3 biogas / verwijderde ton CZV. Nabehandeling productstromen: Kwaliteitverbetering van biogas door de verwijdering van met name waterdamp,H2S (corrosief effect) en eventueel CO2 (verhoging calorische waarde biogas). Zowel bij anaërobe waterzuivering als bij vergisting dienen de reststromen nabehandeld te worden voor verdere verwerking en distributie, met name: aërobe nabehandeling bij anaërobe waterzuivering t.b.v. geur- en stikstofverwijdering, slib- of digestaatontwatering en zuivering van het daarbij vrijgekomen water. Afzetmogelijkheden van producten: Biogas kan als alternatief voor aardgas verkocht worden. Surplusslib van anaërobe waterzuivering kan verkocht worden als entmateriaal voor nieuwe installaties. Digestaat kan eventueel als agrarische meststof afgezet worden. De investeringskosten worden bepaald door de schaalgrootte van de installaties en het leidingwerk en de gekozen materialen. Bij benadering bedragen deze €3 per ADT (air dry ton papier) ≈ €0,10 per kg CZV voor grote anaërobe zuiveringsinstallaties. De operationele kosten zijn bij de genoemde technologieën beperkt, i.v.m. de eenvoudige procesvoering. Energiekostenbesparing: Op basis van de biogasproductie en de aardgasprijs van € 0,25 per m3 kan biogasproductie een aardgasbesparing van €85 per verwijderde ton CZV opleveren. -

Kosten en baten

•

•

•

•

•

•

Belangrijke actoren

•

Onderzoeksinstellingen: Wageningen Universiteit & Research, Wetsus, Kiwa Leveranciers (anaërobe): Paques, Biothane, Siemens, Triqua Ingenieursbureaus (waterzuivering): DHV, Royal Haskoning, Triqua, BRCC, DHV Ingenieursbureaus (vergisting): HoST, Bioclear, Debets, Ekwadraat, BRCC, Triqua, BTG Intermediairs : Kiwa, SenterNovem

73

Biogasproductie in de Nederlandse papieren kartonindustrie

Figuur 1: Schematische massabalans van anaërobe en aërobe CZV-verwijdering (bron: Driessen, W, Water in de Industrie, Handboek voor industrieel waterverbruik, Ten Hagen & Stam Uitgeverij, 1999)

74

Grote windturbines zijn een bekend fenomeen en worden wereldwijd veel geplaatst. De plaatsing brengt vaak de nodige discussie m.b.t. landschappelijke inpasbaarheid (horizonvervuiling). Kleine windturbines zijn een nieuwe ontwikkeling (vanaf 2000) en komen steeds meer in de belangstelling. Het voordeel van deze kleine windturbines is dat deze ontwikkeld zijn voor stedelijke gebieden en zelfs op gebouwen te plaatsten zijn. In tegenstelling tot grote windturbines, worden er diverse uitvoeringsvormen ontwikkeld. Er is nog veel onbekend betreffende o.a. de jaarlijks verwachte opbrengsten (kWh/j) en de vergunningverlening, aangezien de weten regelgeving zich nog niet heeft kunnen aanpassen aan de technologische ontwikkeling.

Stand der techniek

Algemeen: • Windenergie veroorzaakt geen CO2- of andere schadelijke emissies. De verwachte levensduur van grootschalige en kleinschalige windturbines bedraagt 20 jaar. • • Potentieel positief, duurzaam imago (soms zelfs welcome-in-my-backyard-effect). Grootschalige windturbines: • Bewezen technologie (1 tot 5 MW). Vereisen een bepaalde ‘vrije’ ruimte (minimaal een straal van 100 m) zonder storende objecten • i.v.m. turbulentie. • Kunnen visuele en geluidhinder veroorzaken, dit is echter afhankelijk van de locatie: een industriële omgeving beperkt het ontstaan van dergelijke hinder. • Duidelijke, toetsbare regelgeving. Kleinschalige windturbines: • Technologie nog in ontwikkeling (0,8 kW tot 3 kW). • De ontwerpen zijn specifiek gericht op de toepassing in de gebouwde omgeving (op en/of nabij gebouwen). • Minder interessant voor industriële installaties (door laag vermogen). • Makkelijk in te passen in de bebouwing vanwege de kleinschaligheid en diversiteit aan vormen en hierdoor ook mogelijk minder zichtbaar (minder visuele hinder). • In verband met het lage vermogen (kW) en het ontwerp voor bebouwde omgeving kan men kleinschalige windturbines het beste vergelijken met pv-systemen (zonne-energie) i.p.v. grootschalige windturbines (MW). Onduidelijkheid over de te verwachte opbrengsten (door nog jonge ontwikkeling). • Onduidelijkheid bij regelgeving (door nog jonge ontwikkeling). •

Vergunningen

Om in de toekomst zonder subsidie rendabel te zijn dienen grootschalige en kleinschalige windturbines, zowel technisch (o.a. verhoging opbrengsten en betrouwbaarheid) en economisch (economy of scale) gezien, verder ontwikkeld te worden. Een windturbine levert slechts één gedeelte van de totale energievraag van de papieren kartonindustrie (elektriciteit en stoom), namelijk: elektriciteit. Bij de toepassing van windenergie dient men rekening te houden met het effect op wkkinstallaties. De procesvoering van een bestaande wkk-installatie zal als gevolg van de toepassing van windenergie aangepast moeten worden.

Ten behoeve van een gunstig verloop van vergunningaanvragen, dient men te beschikken over een maatschappelijk draagvlak. Deze kan men creëren, door zorg te dragen voor een geschikte landschappelijke of bouwkundige inpassing van windturbines en informatievoorziening naar de omwonenden. Omwonenden kunnen dergelijke aanvragen namelijk vertragen m.b.v. bezwaar- en beroepsprocedures. Grootschalige windturbines: Een bouw- en milieuvergunning vereist. • • Vaak sprake van het NIMBY(not in my backyard)-effect, m.a.w. een laag maatschappelijk draagvlak. Dit is in het algemeen op eventuele visuele hinder gebaseerd. Kleinschalige windturbines: • Vaak kan worden volstaan met een bouwvergunning en een melding in het kader van de Wet milieubeheer. Dit is per type windturbine verschillend, vanwege de verscheidenheid aan uitvoeringsvormen van kleinschalige windturbines • De verscheidenheid kan ook onduidelijkheid in de uitvoering van weten regelgeving en daarmee vertraging kunnen.opleveren.

Subsidies

Beschrijving

Windenergie in de Nederlandse papieren kartonindustrie

Grootschalige en kleinschalige windturbines kunnen met de Energie-investeringsaftrek (EIA) gestimuleerd worden. EIA is een fiscale stimuleringsregeling voor de aanschaf van energiebesparende apparatuur. 44% van de investeringskosten aftrekbaar is van de fiscale winst van de onderneming: Het directe financiële voordeel is, afhankelijk van het belastingpercentage over de winst, maximaal 19% van de kapitaalkosten. Naast EIA was tot 18 augustus jl. tevens MEP toepasbaar. Deze komt waarschijnlijk na wijziging van de politieke verhoudingen na de Tweede Kamer Verkiezingen in gewijzigde vorm terug. Deze regeling stimuleerde investeringen in o.a. windenergie op basis van het verstrekken van een vergoeding per MWh.

75

Windenergie in de Nederlandse papieren kartonindustrie Voor de levering, en de terugleververgoeding, van overtollige opgewekte elektriciteit aan het net dient een overeenkomst met het energiebedrijf gesloten te worden. • De terugverdientijden zijn zonder subsidie berekend op basis van een kWh-prijs van €0,05/kWh (terugleververgoeding aan het net) en €0,065/kWh (de inkoopprijs van elektriciteit). De investerings- en onderhoudskosten voor grootschalige en kleinschalige windturbines zullen • dalen in de komende jaren als gevolg van schaalvergroting in de productie na een volledige marktintroductie, deze is afhankelijk van markt- en beleidsontwikkelingen. • In tabel 1 zijn enkele voorbeelden van grootschalige en kleinschalige windturbines, met de bijbehorende investeringen en verwachte opbrengsten, weergeven. De investeringen zijn inclusief aankoop, eenvoudige fundering en plaatsing en exclusief BTW, trafo en netkabel. Tabel 1: Kengetallen van enkele windturbines (SenterNovem, Siemens) •

Kosten en baten

Nomimaal vermogen (kW)

Investeringen (€)

Verwachte opbrengst (kWh/j)

Verwachte opbrengst (€/j)*

Terugverdientijd excl. kosten financiering en subsidies (j)*

€ 0.05 € 0,065 € 0.05 € 0,065 Grootschalige windturbines 80* 85.000 200.000 10.000 13.000 8,5 7 1.500** 1.800.000 3.000.000 150.000 196.000 12 9 Kleinschalige windturbines 2,5 (Tulipo)*** 16.500 8.000 400 520 41 32 2,5 (Turby)*** 18.750 4.000 200 260 94 72 *De verwachte opbrengsten (€/j) en terugverdientijden (j) zijn op basis van kWh-prijs van € 0,05/kWh (minimale terugleververgoeding aan het net) en € 0,065/kWh (inkoopprijs) berekend

De jaarlijkse onderhoudskosten van grootschalige windturbines bedragen gemiddeld 2,8% van de investeringskosten, de onderhoudskosten van kleinschalige windturbines zijn op dit moment nog niet eenduidig vast te stellen. • Om een indruk te krijgen van de effecten van de toepassing van windenergie bij een papierfabriek, rekeninghoudend met het feit dat elke papierfabriek uniek is qua energieverbruik, zijn er op basis van landelijke gegevens twee cases ontwikkeld (tabel 2). Tabel 2: Elektriciteitverbruik in twee papierfabrieken •

Mate verbruik groot

MWh/j

Prijzen (€/MWh)*

Totale prijzen (€/j)* Bedrijf x 135.000 65 – 58 8.775.000 – 7.830.000 Bedrijf y klein 25.000 65 – 58 1.625.000 – 1.450.000 *De gehanteerde prijzen vertegenwoordigen de inkoopprijs en de verkoopprijs van elektriciteit.

In tabel 3 zijn twee implementatievoorbeelden van windturbines in twee papierfabrieken weergegeven. Tabel 3: Vergelijking van twee implementatievoorbeelden in twee papierfabriek

•

Voorbeeld

Windturbine

Verwachte opbrengst (kWh/j)

Grootschalige windturbine Kleinschalige windturbine

1,5 MW

3.000.000

2,5 kW (Tulipo)

8.000

Aantal turbines bij vervanging elektriciteitsinkoop Bedrijf x 45

Bedrijf y 9

16.875

3.125

Belangrijke actoren

In verband met het beschikbare grondoppervlak, kan men concluderen dat de toepassing van windenergie op het terrein van een papier- of kartonfabriek zeer beperkt is. Kleinschalige windturbines lijken op dit moment alleen al qua aantal niet haalbaar. Wel is het bijvoorbeeld mogelijk om windenergie te gebruiken door het adopteren van windturbines / windmolenparken die elders geplaatst zijn. Onderzoeksinstellingen: ECN, TNO, TU Delft Ingenieursbureaus: Mecal, Stentec, KEMA, Ecofys, Groenraedt, WEOM Productie grootschalige windturbines: Zephyros, NEG-Micon Holland, LM Glasfiber Holland, P&R Systems, Fabricom Productie kleinschalige windturbines: Turby BV, WindWall BV, Wind Energy Solutions BV (Tulipo), Prowin (Provane), Fortis Windenergy, Ecofys Implementatie: Nuon, Essent, Eneco, Siemens, WEOM Intermediair (advies&subsidie): SenterNovem

76

Beschrijving

• Zonne-energie veroorzaakt geen CO2- of andere schadelijke emissies. PV-systemen • Verwachte levensduur: 25 à 30 jaar. • Diverse typen zonnecellen. 1 m2 zonnepanelen levert per jaar rond 112 kWh elektriciteit. • • Momenteel onderzoek naar verhoging van de efficiëntie, nieuwe materialen en toepassingsmogelijkheden. Zonneboilersystemen • Verwachte levensduur: 20 jaar. • Diverse soorten en typen zonneboilers. • Momenteel onderzoek naar: PVT-collectoren (combinatie PV- en boilersystemen), zonnekoeling, drogen van landbouwproducten, seizoensopslag, nieuwe conversietechnieken en materialen.

Vergunningen & Subsidies

PV-systemen en zonneboilers zijn twee technologieën om de energie uit de straling van de zon te benutten. De energieopbrengst wordt bepaald door de oriëntatie en plaatsing t.o.v. de zon. Beide systemen kunnen op een plat of schuin dak geplaatst (of evt. geïntegreerd zijn) worden. De volledige energiebehoefte van een papierfabriek zal niet met zonne-energie voorzien kunnen worden. In deze factsheet wordt daarom een beeld geschetst van de potentie van het winnen van zonne-energie bij een gemiddeld dakoppervlak. PV-systemen Een PV-cel zet, zonder tussenkomst van mechanische of thermische processen, zonlicht direct om in elektriciteit. Dit omzettingsproces heet fotovoltaïsche omzetting, internationaal afgekort tot PV. Een PV-systeem bestaat uit modules: in serie geschakelde PV-cellen inclusief omvormer. De elektriciteitsproductie m.b.v. PV-systemen groeit jaarlijks met 30 à 40% wereldwijd. Zonnecellen worden steeds meer toegepast in nieuw- en bestaande bouw, o.a. als bouwelement.. Knelpunten op dit moment zijn: • Gebrek aan Si-wafer-materiaal (grondstof van de meest bewezen PV-cel: monokristallijn Si), vanwege te weinig productiefabrieken. Hoge investeringskosten (ook gebaseerd op schaarste grondstof) • • Gebrek aan standaardisatie van systemen. • De opgewekte elektriciteit wordt naar verwachting na 2035 concurrerend met conventionele elektriciteit (industriële energieprijs). Met de huidige stand der techniek levert een PV-systeem bij toepassing op een gemiddeld dakoppervlak van een papier- of kartonfabriek een te lage energieopbrengst met een relatief zeer lange terugverdientijd. Zonneboilersysteem Een zonneboiler, bestaande uit een collector en voorraadvat met warmtewisselaar, gebruikt zonnewarmte om water te verwarmen. Het verwarmde water kan, evt. naverwarmd, toegepast worden als tapwater of verwarmingsdoeleinden. Zonneboilers worden geplaatst in met name bestaande en nieuwe woningbouw, zorginstellingen, kantoren en sportaccommodaties met een jaarlijkse stijging van 0,1 PJ geïnstalleerde installaties in Nederland. In de industrie is deze vorm van zonne-energie nog relatief weinig toegepast. Met name het relatief lage temperatuurniveau dat bereikt kan worden is een knelpunten voor grootschalige implementatie van industriële zonneboilers. De opgewekte warmte kan daarom niet als vervanging van de conventioneel opgewekte stoom ingezet worden. Daarnaast is er een lange terugverdientijd bij een dergelijke installatie. Zonneboilersystemen kunnen eventueel een bijdrage leveren aan de verwarming van proceswater(bijv. in de pulper) of sanitair water of gebouwverwarming. Bij een papier en kartonfabriek is waarschijnlijk echter voldoende restwarmte aanwezig om voor deze doeleinden in te zetten. De meerwaarde van deze extra warmtebron bestaat alleen als de warmtevraag groter is dan het aanbod van de aanwezige restwarmte.

Stand der techniek

Zonne-energie in de Nederlandse papieren kartonindustrie

Bij bestaande bouw zal voor de plaatsing van PV-installaties en zonneboilers alleen een meldingsplicht van toepassing zijn, voor nieuwbouw dient te worden voldaan aan het Bouwbesluit ter verkrijging van de bouwvergunning. •

•

PV-systemen en zonneboilersystemen kunnen met de Energie-investeringsaftrek (EIA) gestimuleerd worden. EIA is een fiscale stimuleringsregeling voor de aanschaf van energiebesparende apparatuur. 44% van de investeringskosten aftrekbaar is van de fiscale winst van de onderneming: Het directe financiële voordeel is, afhankelijk van het belastingpercentage over de winst, maximaal 19% van de kapitaalkosten. Naast EIA was tot 18 augustus 2006 tevens MEP toepasbaar. Deze komt waarschijnlijk na wijziging van de politieke verhoudingen na de Tweede Kamer Verkiezingen in gewijzigde vorm terug. Deze regeling stimuleerde investeringen in duurzame energie op basis van het verstrekken van een vergoeding per MWh. Gemeenten en energiebedrijven kunnen voor subsidie benaderd worden.

77

Zonne-energie in de Nederlandse papieren kartonindustrie •

Om een indruk te krijgen van de effecten van de toepassing van zonne-energie bij een papierfabriek, rekeninghoudend met het feit dat elke papierfabriek uniek is qua energieverbruik, is er op basis van landelijke gegevens een fictieve casus ontwikkeld (tabel 1). De twee fabrieken hebben elk een dakoppervlak van 8.000 m2.

Tabel 1: Energieverbruik in twee papierfabrieken Mate verbruik Elektriciteitsverbruik Bedrijf x Groot Bedrijf y

Verbruik (MWhe/j of GJt/j) MWh/j 135.000 25.000

Klein

Prijzen (€/MWh of €/GJ)*

Totale prijzen (€/j)*

65 – 58

8.775.000 7.830.000 1.625.000 – 1.450.000

65 - 58

Warmteverbruik GJ/j Bedrijf x Groot 1.200 10,50 12.600 Bedrijf y Klein 255 10,50 2.678 *De gehanteerde prijzen vertegenwoordigen de inkoopprijs en de verkoopprijs van elektriciteit en de prijs van het geproduceerde stoom.

PV-systemen • In tabel 2 zijn de economische en energetische kengetallen van de toepassing van een veelgebruikte zonnecel (monokristallijn Si) bij de fictieve papierfabriek weergegeven. Tabel 2: Implementatievoorbeeld van een PV-systeem bij het gemiddeld dakoppervlak van een papierfabriek

Kosten en baten

Nomimaal Vermogen (Wp/m2)

Aantal Panelen*

Investeringen (€)**

Verwachte opbrengst (kWh/j)***

Verwachte opbrengst (€/j)****

Terugverdientijd excl. kosten financiering en subsidies (j)*** € 0.05 € 0,065

€ 0.05 € 0,065 Monokristallijn Si 185 6.153 1.376.100 910.600 45.530 59.190 30 23 * Gemiddeld dakoppervlak (8.000 m2) gedeeld door 1,3 m2. **Op basis van systeemprijs van €4,50/Wp maal aantal panelen. ***Op basis van 0,8 kWh/Wp berekend: verwachte opbrengst voor één paneel (185 x 800) x aantal panelen. ****De verwachte opbrengsten (€/j) en terugverdientijden (j) zijn op basis van kWh-prijs van € 0,05/ kWh (minimale terugleververgoeding aan het net) en € 0,065/kWh (inkoopprijs) berekend

Het bedekken van het dakoppervlak levert een fractie van de ingekochte elektriciteit. Een PVsysteem levert met de huidige stand der techniek een te lage energieopbrengst bij een lange terugverdientijd: 910 MWh/j t.o.v. de benodigde 135.000 cq. 25.000 MWh/j. De elektriciteit opgewekt met een PV-systeem (zonnestroom) zal naar verwachting tussen 2015 • en 2020 concurrerend zijn met de conventionele elektriciteitsprijs voor consumenten. Vervolgens zal rond 2035 en 2050 de zonnestroom met de lage cq. hoge groothandelprijs te concurrerend zijn (figuur 1). Zonneboilersystemen • In tabel 3 zijn de economische en energetische kengetallen van de toepassing van een zonneboilersysteem bij de fictieve papierfabriek weergegeven. •

Tabel 3: Implementatievoorbeeld van een zonneboilersysteem bij het gemiddeld dakoppervlak van een papierfabriek Nomimaal Vermogen (GJ/m2)

Investeringen (€)*

Verwachte opbrengst (GJ/j)**

Verwachte aardgasbesparing (m3/j)

Verwachte aardgasbesparing (€/j)***

Terugverdientijd excl. kosten financiering en subsidies (j)*** 26

1,7 2.800.000 13.600 425.000 106.250 *Op basis van systeemprijs van €350,00/m2 collectoroppervlak (350 x 8.000). **Op basis van een volledige bedekking van het beschikbare dakoppervlak met collectoren (1,7 x 8.000). ***De verwachte aardgasbesparing (€/j) en terugverdientijd (j) zijn op basis van de aardgasprijs van € 0,25 per m3 berekend.

• • •

Het bedekken van het dakoppervlak levert met de huidige stand der techniek een energieopbrengst 13.600 GJ, dit is tevens de besparing op het aardgasverbruik. De investeringen zijn indicatief, aangezien elk grootschalig zonneboilersysteem uniek is i.v.m. de toepassing van de warmte en de daar bijhorende randapparatuur, zoals buffersystemen. Een dergelijk systeem kan een bijdrage leveren aan de voorverwarming van proceswater (bijv. in de pulpbereiding). Bij een papier- of kartonfabriek is echter waarschijnlijk voldoende eigen restwarmte aanwezig om voor dergelijke doeleinden in te zetten. De meerwaarde van een zonneboilersysteem bestaat alleen als er intern (bijv. proceswater of sanitair water opwarmen of gebouwverwarming) een warmtevraag bestaat, waar bij onvoldoende (rest)warmteaanbod beschikbaar is.

78

Zonne-energie in de Nederlandse papieren kartonindustrie Vanwege het maatwerk van grootschalige zonneboilers en de beperkte industriële toepassing een praktijkvoorbeeld: Perfetti Van Melle snoepfabriek (Breda) heeft sinds 1997 een zonneboilersysteem voor industrieel gebruik(in 1997 de grootste in Europa) in bedrijf (tabel 3). De vloeistof in de collector kan met een maximale temperatuur van 95°C het proceswater m.b.v. een platenwisselaar en evt. een tegenstroomapparaat tot en met 70°C verwarmen. De toenmalige directie had als visie een duurzame energieproductie in 2008. Echter door overname door Perfetti is deze visie gewijzigd. Tabel 3: Implementatievoorbeeld van zonneboiler bij Perfetti Van Melle Collectoroppervlak (m3) 2.400

Dakoppervla k (m2)

Boilervolume (l)

Warmwater -levering (l)

5.600

95.000

125.000

Besparing aardgas (m3/j) 170.000

Verwachte aardgasbesparing (€/j)* 42..500

Belangrijke actoren

*De verwachte aardgasbesparing (€/j) is op basis van de aardgasprijs van € 0,25 per m3 berekend

Onderzoeksinstellingen (zon-pv): ECN, TNO, TU Delft, TU Eindhoven, Rijksuniversiteit Groningen Onderzoeksinstellingen (zon-thermisch): ECN, TNO Bouw, TU Eindhoven Ingenieursbureaus (zon-pv): Ekomation, Ecofys, BECO Ingenieursbureaus (zon-thermisch): Entry technology, Ecofys Productie (zon-pv): Shell Solar, Mastervolt, FEE, AKZO, Corus, Solland Solar Productie (zon-thermisch): Heliomax, ZEN Solar, Itho, Daalderop, Atag Implementatie: Eneco Intermediair: SenterNovem, IEA Solar Heating & Cooling

Universiteit

Utrecht,

Figuur 1: Verwachte prijsdaling elektriciteit PV-systemen

79

Bijlage V



80

Kengetallen Algemeen energieinkoopprijs

bronnen: aardgas

0,25

KCPK

0,008

€/MJ

berekening: inkoopprijs / calorische waarde

0,065

€/kWh

KCPK

56,1

kg / GJ

Protocol monitoring duurzame energie, SenterNovem, 2004

705500

m2

Google Earth

correctiefactor

15

%

schatting o.b.v. foto's Google Earth

benutbaar dakoppervlak

599675

m2

berekening: totaal dakoppervlak - correctiefactor

aerobe afvalwaterzuivering

< 1.000 mg CZV/l afvalwater

Paques: L. Habets

anaerobe afvalwaterzuivering

1.000 tot 100.000 mg CZV/l afvalwater

Paques: L. Habets

vergisting

100.000 of meer mg CZV/l afvalwater

Paques: L. Habets

m3 CH4 / kg CZV

Paques: L. Habets / Driessen, W, Water in de Industrie, Handboek voor industrieel waterverbruik, Ten Hagen & Stam Uitgeverij, 1999

elektriciteit CO2-emissiefactor aardgas plaatingsruimte

€/m3

totaal dakoppervlak

Biogasproductie bereik van afvalwater- en slibverwerkingstechnologieen

methaanproductie

0,34

samenstelling biogas

CH4

+CO2

- anaërobe afvalwaterzuivering

15%

tot

30%

Paques: L. Habets

- vergisting

30%

tot

40%

Paques: L. Habets

calorische waarde CH4

39,82

MJ/m3

Leijendeckers, P.H.H., Energie Zakboek, Elseviers Bedrijfsinformatie, 2002

aardgas

31,65

MJ/m3

Leijendeckers, P.H.H., Energie Zakboek, Elseviers Bedrijfsinformatie, 2002

27,874

MJ/m3

berekening op basis van samenstelling biogas

biogas anaerobe zuivering biogas vergisting jaarlijkse CZVvracht zuiveringsrendement

33,847

tot

27,874

tot

23,892

MJ/m3

berekening op basis van samenstelling biogas

68476

ton CZV/j

Waterforum, 2007

95

%

Paques: L. Habets (varieerbare aanname)


81

Zonne-energie nominaal vermogen PV

185

Wp/m2

Siemens Nederland Centre of Competence Turnkey Solar Projects

PV-paneelgrootte

1,3

m2


energieopbrengst per PV-paneel

0,8

kWh/Wp


systeemprijs PV

4,5

€/Wp x aantal panelen

SenterNovem

nominaal vermogen zonneboiler

1,7

GJ/m2

ISSO publicatie 59

systeemprijs zonneboiler

350

€/m2 collectoroppervlak

ISSO publicatie 59

nominaal vermogen turbine

1,5

MW

SenterNovem / Siemens Nederland

investeringskosten per turbine (1,5 MW)

1800000

€

SenterNovem

vuistregel grote windturbines

2000

u

Siemens Nederland

aantal turbines per fabrieksterrein

1

Windenergie


aanname (mede o.b.v foto's Google Earth)

82

Totaaloverzicht energieverbruik in Nederlandse papieren kartonindustrie

2005 incl. rendement (0,9 voor thermisch, 0,42 voor elektrisch)

thermisch elektrisch directe brandstofkosten

16.204.395 2.065.862 1.262.952

werkelijke 32.596.434 verbruik standaard verbruik (best practice) conversievoordeelfactor 0,88 potentiele energieopbrengsten eigen terrein

biogasproductie uit afvalwater zonne-energie met PV-systeem windenergie verbranding /vergassing vaste afvallen fermentatie/vergisting natte vaste afvallen restwarmte energieconversievoordeelfactor

880.728.725 88.751.900 75.000.000 2,1 0,6 16.204.395

GJ/j MWh/j GJ/j

16.204 7.437 1.263

TJ/jaar TJ/jaar TJ/jaar

GJ/j

36.975

TJ/jaar 36.975.224

GJ/j

MJ/jaar kWh/jaar kWh/jaar PJ/jaar PJ/jaar

880,7 320 270 2100 600

TJ/jaar TJ/jaar TJ/jaar TJ/jaar TJ/jaar

% van totaal energieverbruik 2,382% 0,864% 0,730% 5,679% 1,623%

GJ/jaar

16204

TJ/jaar

43,825%

11093

TJ/jaar

30,000%

20.375

TJ/jaar

4.170

TJ/jaar

1.019

TJ/jaar

0,7

1.019.448

GJ/j GJ/j GJ/j GJ/j

(standaard verbruik / werkelijk verbruik)

totaal werkelijke verbruik

zonne-energie met zonneboilersysteem

18.004.883 17.707.389 1.262.952

GJ/j


elektrisch elektrisch

theoretisch: Wet van behoud van energie 70% nodig van best practice - puur theoretisch met restwarmte terugwinning zonder restwarmte terugwinning is er wel vraag naar deze warmte?

83

Bijlage VI

Enquête


84

- concept enquête -

Bepaling industriële potentie en criteria voor energietechnologieën

Naam bedrijf: Naam respondent: Functie respondent:

Inleiding In het kader van het programma ‘Energy Neutral Paper’ worden diverse energietechnologieën geïnventariseerd en in factsheets beschreven. In mijn onderzoek behandel ik de mogelijkheden van restwarmtelevering aan derden, opwekking van bio-energie uit reststromen, windenergie en zonne-energie. Bedrijven bepalen uiteindelijk welke technologieën zij willen implementeren. Bij een dergelijke afweging worden verschillende criteria gebruikt. Met behulp van deze enquête wordt getracht een beter beeld te vormen van de criteria die u belangrijk vindt. Daarnaast heeft deze enquête als doel na te gaan hoe u de vier technologieën beoordeelt op basis van enkele van deze criteria. Het betreft hier vooral subjectieve criteria. Deze resultaten zullen worden gekoppeld aan de scores van de technologieën die toegekend zijn op objectief te bepalen criteria, zoals energiebesparing en kosten. De verkregen resultaten leveren een bijdrage aan de potentiebepaling van energietechnologieën die binnen de papieren kartonindustrie toegepast kunnen worden. De potentiële energietechnologieën kunnen vervolgens een bijdrage leveren aan het behalen van de doelstellingen die binnen Energietransitie en ‘Energy Neutral Paper’ gesteld zijn. De verkregen data zal in vertrouwen verwerkt worden. Het invullen van de vragenlijst zal naar verwachting 10 minuten tijd in beslag nemen.

Vragenlijst De vragenlijst is verdeeld in twee onderdelen: I

Criteria voor de beoordeling energietechnologieën Het toekennen van een rangschikking aan de criteria die van belang zijn bij de besluitvorming m.b.t. nieuwe energietechnologieën.

II

Het scoren van energietechnologieën op criteria Het toekennen van scores aan de betreffende energietechnologieën op basis van de criteria die voor bedrijven belangrijk zijn.

Testvragenlijst uitgevoerd door Geert Verbruggen, afstudeerder Kenniscentrum Papier en Karton

1/7


I 1

Criteria voor energietechnologieën Hanteert uw bedrijf een bepaalde vuistregel voor de (maximale) investering ten behoeve van de invoering van nieuwe technologieën?

Antwoordmogelijkheden: A.

Ja; een terugverdientijd van ≤ ……… jaar (graag het aantal jaar op de puntjes invullen)

B.

Ja; anders, nl.

C.

Nee

D.

Weet het niet


2/7


2

In het overzicht op pagina 4 is een opsomming gegeven van criteria die een rol kunnen spelen in de keuze voor de implementatie van een bepaalde technologie. De onderstaande vragen hebben betrekking op dit overzicht.

2a

Kunt u in de eerste kolom van het overzicht d.m.v. een kruisje aangeven welke criteria voor u relevant zijn, m.a.w. de criteria die u in overweging neemt bij de besluitvorming m.b.t. nieuwe (energie)technologieën?

Indien u in het overzicht criteria mist die u wel in overweging neemt in de besluitvorming ten aanzien van nieuwe (energie)technologieën, dan wil ik u verzoeken om deze ontbrekende criteria te benoemen/beschrijven.

2b

Kunt u in de tweede kolom (op een schaal van 1 tot 5) de mate aangeven waarin de (door u geselecteerde) relevante criteria meegewogen worden tijdens de besluitvorming over de implementatie van een nieuwe energietechnologie?

Antwoordmogelijkheden: 1 = erg belangrijk, 2 = belangrijk, 3 = neutraal, 4 = minder belangrijk, 5 = minst belangrijk

2c

Heeft u bij vraag 2a en 2b meer dan 4 criteria aangekruist en beoordeeld?

Antwoordmogelijkheden: A.

Ja: graag in de derde kolom een rangorde aangeven vanaf 1 (= erg belangrijk) tot 5 (= minst belangrijk).

B.

Nee: ga door met de volgende vraag.


3/7


2b

2c

Relevantie

Mate van belangrijkheid

Rangschikking top 5 (bij 2b)

Overzicht met criteria 2a

Ja / Nee

1 2 3 4 5

A De mate van de verlaging van energiekosten De verwachte besparing op de energie-inkoop door de inzet van alternatieve energietechnologieën (eigen energieopwekking / energiebesparing).

Ja / Nee

1 2 3 4 5

B De mate van CO2-emissiereductie De verwachte CO2-emissiereductie door de inzet van alternatieve energietechnologie met een lagere CO2-emissie.

Ja / Nee

1 2 3 4 5

C Terugverdientijd of een andere financiële vuistregel Het voldoen aan een door het bedrijf vastgestelde vuistregel.

Ja / Nee

1 2 3 4 5

D

Ja / Nee

1 2 3 4 5

Ja / Nee

1 2 3 4 5

Ja / Nee

1 2 3 4 5

E Subsidiemogelijkheden* De impact van de subsidiebijdragen en bijbehorende aanvraagprocedures. F De mogelijke complexiteit t.a.v. kennis en vaardigheden De mate waarin een nieuwe technologie moeilijke te begrijpen en toe te passen is op basis van de bestaande kennis en vaardigheden. G De benodigde vergunningaanvragen De impact van de aanvraagprocedures en met name de lengte ervan.

Ja / Nee

1 2 3 4 5

H De mogelijke complexiteit als gevolg van samenwerking De mate waarin optionele of noodzakelijke samenwerkingsverbanden de bedrijfsvoering bemoeilijken.

De hoogte van de benodigde investeringen*

I De mogelijkheid van experimenteren (met een proefinstallatie) De mate waarin men met een nieuwe technologie (op kleine schaal) kan experimenteren alvorens het te implementeren in het bedrijf. J Imago-effect op het bedrijf en haar producten Ja / Nee 1 2 3 4 5 De invloed op de publieke beeldvorming door de inzet van een nieuwe energietechnologie. K Aansluiting op bestaande bedrijfsvoering en knowhow Ja / Nee 1 2 3 4 5 De mate waarin een nieuwe technologie aansluit op de bestaande werkwijze, ervaringen en kennis * De hoogte van de benodigde investeringen en de mogelijke subsidiebijdragen kunnen als afzonderlijk criterium meegewogen worden in een beslissing maar kunnen ook in de terugverdientijd verwerkt zijn. Ja / Nee

1 2 3 4 5


4/7


Korte toelichting energietechnologieën Restwarmtelevering aan derden Restwarmte kan op diverse manieren nuttig toegepast worden. De mogelijkheden zijn afhankelijk van de kwantiteit en kwaliteit (temperatuurniveau) van de restwarmte en de vraag naar warmte in de omgeving. Indien er intern in het bedrijf geen vraag is kan men zich wenden tot de warmtevraag die extern aanwezig is (bijvoorbeeld stadsverwarming) of deze warmtevraag zelf creëren door het aantrekken van processen met een dergelijke vraag (bijvoorbeeld drogerijen, viskwekerijen).

Bio-energie In deze enquête wordt onder bio-energie de energie bedoeld die verkregen wordt door energieconversie van reststromen, bijvoorbeeld: - het anaëroob zuiveren van afvalwater met biogaswinning, - het vergisten (biogasproductie) van zuiveringsslib, - het verbranden van zuiveringsslib en overige vaste reststromen.

Windenergie Windenergie is met diverse typen, kleine (o.a. ook op daken plaatsbaar) en grote (conventionele) windturbines opwekbaar.

Zonne-energie Zonne-energie is het optimaal benutten van de zonnestraling en kan omgezet worden in elektriciteit (met PV-systemen) en warmte (met zonneboilersystemen).


5/7


3

In welke mate denkt u dat de energietechnologieën op basis van de bestaande kennis en vaardigheden binnen uw bedrijf makkelijk toepasbaar zijn?

Antwoordmogelijkheden: -- = zeer moeilijk, - = moeilijk, 0 = neutraal(niet moeilijk/niet makkelijk), + = makkelijk, ++ = zeer makkelijk 4

In welke mate verwacht u dat het toepassen van één of meerdere energietechnologieën problematisch wordt, waardoor aanpassingen aan het huidige productiesysteem noodzakelijk zijn?

Antwoordmogelijkheden: -- = zeer veel problemen, - = veel, 0 = neutraal (niet veel/niet weinig), + = weinig, ++ = zeer weinig problemen 5

In welke mate denkt u dat de onderstaande energietechnologieën invloed hebben op het imago van uw bedrijf?

Antwoordmogelijkheden: -- = zeer negatief, - = negatief, 0 = neutraal (niet negatief/niet positief), + = positief, ++ = zeer positief 6

In welke mate ziet uw bedrijf kansen of barrières in een samenwerking met andere partijen voor het bereiken van de eigen (energie)doelstellingen? Samenwerking wordt in deze context bedoeld als het gezamenlijk met meerdere bedrijven (binnen of buiten de papieren kartonindustrie) opzetten van voorzieningen (o.a. installaties en/of leveringsovereenkomsten) t.b.v. de diverse technologieën.

Antwoordmogelijkheden: -- = veel barrières, - = barrières, 0 = neutraal (geen barrières/geen kansen), + = kansen, ++ = veel kansen


6/7

Zonne-energie

-- - 0 + ++

Windenergie

De onderstaande vragen zijn gebaseerd op subjectieve criteria, waarbij de antwoorden niet objectief vast te stellen zijn. De vragen graag per technologie beantwoorden op een schaal van

Bio-energie

Het scoren van energietechnologieën op criteria Restwarmtelevering aan derden

II


Afsluiting Heeft u verder nog op- of aanmerkingen betreffende deze enquête en het onderwerp?

Ik stel het op prijs om op de hoogte te worden gehouden over de eindresultaten.

Hartelijk bedankt voor uw tijd en medewerking.

Kenniscentrum Papier en Karton Geert Verbruggen Postbus 5486 6802 EL Arnhem T: 026 – 365 35 15 F: 026 – 365 35 20 E: [email protected]


7/7

Bijlage VII

Resultaten enquête

Respons Aantal: Functieverdeling:

15 respondenten 3 directeuren en 12 medewerkers technisch management. 11 fabrieken/bedrijven van 25 fabrieken en 16 bedrijven in Nederland

Fabriek- of bedrijfsdekking:

Resultaten Relevantie van criteria

0,9 relatieve frequentie van relevantiescore

0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

2em is si er ed be op uc no be tie di st gd aa e nd in e ve be st D er dr e in ijf m sv ge og oe n el ijk rin he g en id va kn n ow ex Su ho pe bs D w e rim i di m em en og te og el r ijk en el e ijk (m co he et m de D p e n le e e n xi m t p og ei ro t el e t . f ijk a. in v. st e al co ke la m nn tie pl is ) ex en ite va it al a rd s Im ge ig ag he vo ode lg ef n va fe ct n sa op m he en tb w ed er ki rij ng fe n ha ar pr od uc te n

O C

de

e D

lu iti ng

ho og

te

D

e

va n

m at e

di gd e

va n

ve rg un n

en er gi ek os

va n be no e D

at e m e D

in ga an vr ag en

Aa ns

Te ru g

ve rd ie nt ijd

of

va n

ee

de

n

an d

er e

ve rla gi ng

fin an ci ël e

vu is tre ge

l

te n

0

criteria

Figuur 1: De relevantie van de criteria (enquêteresultaten met n=15) Tabel 1:Relatieve frequentie van de wegingscriteria Criteria Terugverdientijd of een andere financiële vuistregel De mate van de verlaging van energiekosten De benodigde vergunningaanvragen De mate van CO2-emissiereductie De hoogte van de benodigde investeringen Aansluiting op bestaande bedrijfsvoering en knowhow Subsidiemogelijkheden De mogelijkheid van experimenteren (met een proefinstallatie) De mogelijke complexiteit t.a.v. kennis en vaardigheden De mogelijke complexiteit als gevolg van samenwerking Imago-effect op het bedrijf en haar producten

Relatieve frequentie 0,82 0,76 0,71 0,65 0,65 0,59 0,53 0,53 0,53 0,47 0,41


90

het belang van criteria bij besluitvorming modus (1 = erg belangrijk t/m 5 = minst belangrijk) 0

1

2

3

4

5

Terugverdientijd of een andere financiële vuistregel De mate van de verlaging van energiekosten De hoogte van de benodigde investeringen De mate van CO2-emissiereductie


criteria

Imago-effect op het bedrijf en haar producten Aansluiting op bestaande bedrijfsvoering en knowhow De mogelijke complexiteit t.a.v. kennis en vaardigheden Subsidiemogelijkheden De mogelijkheid van experimenteren (met een proefinstallatie) De mogelijke complexiteit als gevolg van samenwerking mate van belangrijkheid

top vijf van belangrijke criteria

Figuur 2: Rangordebepaling

Score energietechnologieën op de toepassing o.b.v. bestaande kennis en vaardigheden

zonne-energie

bio-energie

technologieën

windenergie

restwarmtelevering aan derden

0

1

2

3

4

5

modus (++ = 1 / + = 2 / 0 = 3 / - = 4 / -- = 5)

Figuur 3: Score op basis van de aansluiting op bestaande kennis en vaardigheden binnen het bedrijf


91

Score energietechnologieën op de toepassingsmogelijkheden met zo min mogelijk aanpassingen

zonne-energie

bio-energie

technologieën

windenergie


0

1

2

3

4

5

4

5

modus (++ = 1 / + = 2 / 0 = 3 / - = 4 / -- = 5)

Figuur 4: Score op basis van de verwachte toepassing binnen het huidige systeem Score energietechnologieën op de mogelijke invloed op het imago

windenergie

zonne-energie

technologieën

bio-energie


0

1

2

3

modus (++ = 1 / + = 2 / 0 = 3 / - = 4 / -- = 5)

Figuur 5: Score op basis van de verwachte invloed op het imago van het bedrijf en haar producten


92

Score energietechnologieën op de mate waarin kansen/barrieres gezien worden bij eventuele samenwerkingsverbanden

bio-energie


technologieën

windenergie

zonne-energie

0

1

2

3

4

5

modus (++ = 1 / + = 2 / 0 = 3 / - = 4 / -- = 5)

Figuur 6: score op basis van de visie ten aanzien van samenwerking: vooral barrières of kansen?


93

Bijlage VIII


Multicriteria-analyse Aangezien er sprake is van kwalitatieve en kwantitatieve data, is de evamixmethode de meest geschikte multicriteria-analysemethode. Deze methode bestaat uit het standaardiseren van de beginwaarden en het opstellen van dominantiematrices. Alvorens de multicriteria-analyse uit te kunnen voeren dienen de resultaten gestandaardiseerd te worden en gewichten toegekend te worden aan de wegingscriteria. Op basis van de enquêteresultaten in figuur 5.2 (de rangorde in wegingscriteria) zijn de gewichten berekend (tabel 1). In de eerste kolom zijn de letters weergegeven die corresponderen met de benaming van de criteria zoals in de enquête gebruikt is. Ten behoeve van de uitvoering van de enquête zijn de termen van criteria voor een deel vertaald in meer praktische termen. Tabel 1: Gewichtbepaling wegingscriteria Wegingscriteria

Rangorde

Gewicht

A

Energieopbrengst

2

0,1836

B


4

0,1079

C

Terugverdientijd

1

0,2745

D

Investeringskosten

3

0,1382

E


8

0,0224

F


7

0,0388

G


5

0,0760

H


9

0,0083

I

Beproefbaarheid

8

0,0224

J

Imago-effect

5

0,0760

K


6

0,0518

Beginwaarden en gewichtsbepaling In tabel 2 zijn de resultaten van de haalbaarheidsstudies weergegeven. Aan elk criterium is aangegeven of het een kosten- of batencriterium betreft. Bij een kostencriterium neemt het voordeel af naar mate de waarde van het criterium toeneemt. Bij een batencriterium neemt het voordeel toe naar mate de waarde van het criterium toeneemt. Tabel 2: Resultaten hoofdstuk 6 K/B

Biogasproductie

Energieopbrengst

B

2,4 %

Restwarmtelevering 43,6 %

Zonne-energie (PV) 0,9 %

Zonne-energie (zonneboiler) 0,03 %

CO2emissiereductie Terugverdientijd

B

3,5 %

64,9 %

1,3 %

4,1 %

1,0 %

K

1 tot 2

83

26

9 jaar

Investeringskosten

K

€ 7.000.000

€ 500.000.000

€ 210.000.000

€ 45.000.000


B

EIA / MIA, VAMIL

afhankelijk van soort levering Hoog, i.v.m. leidingen en backupsysteem t.b.v. leveringszekerheid (afhankelijk van soort levering / project) EIA


K

Totaal: 2 3

Totaal: 1 4




Windenergie 0,7 %

EIA Totaal: 1 4

94


K

Visie op samenwerking Beproefbaarheid

K

Bouw: bouwvergunning Gebruik: Wm- en eventueel Wvovergunning Totaal: 3 3

K

Imago-effect Compatibiliteit t.a.v. technologische voorwaarden

Bouw/aanleg: bouwvergunning klick-melding Gebruik: Wm-vergunning



Bouw: bouwvergunnin g Gebruik: Wmvergunning Totaal: 2 4

Totaal: 3 3

Totaal: 2 5

Totaal: 2 5

1

5

1

2

4

K

2

2

2

2

1

K

3

4

2

2

4

Standaardisatie De kwalitatieve en kwantitatieve resultaten zijn vervolgens gescheiden in respectievelijk tabel 3 en 4. Om de diverse alternatieve technologieën met elkaar te kunnen vergelijken dienen de waarden per criterium gestandaardiseerd te worden. Standaardisatie is het omrekenen van de waarden naar een schaal van 0 tot 1 (kwantitatieve waarden) of een ordinale schaal (kwalitatieve waarden) van 1 (= beste score ) tot 5 (= minste score). Deze omschaling maakt de scores onafhankelijk van de dimensie van het criterium. Tabel 3: Gestandaardiseerde kwalitatieve waarden K/B

Gewicht

Biogasproductie

Restwarmtelevering

Zonneenergie (PV)

Terugverdientijd

K

0,2745

1

2

5

Zonneenergie (zonneboiler) 4

Windenergie

Investeringskosten

K

0,1382

1

2

5

4

3


K

0,0388

3

4

2

2

4


K

0,0083

3

3

5

5

4

Beproefbaarheid

K

0,0224

1

5

1

2

4

Imago-effect

K

0,0760

2

2

2

2

1


K

0,0518

3

4

2

2

4

Windenergie

3

Tabel 4: Gestandaardiseerde kwantitatieve waarden K/B

Gewicht

Biogasproductie

Restwarmtelevering

Zonneenergie (PV)

Energieopbrengst

B

0,1836

0,035

0,651

0,011

Zonneenergie (zonneboiler) 0,041


B

0,1079

0,035

0,649

0,01

0,041

0,013

Subsidiemogelijkheden Complexiteit t.a.v. weten regelgeving

B

0,0224

1

0,5

0,5

0,5

0,5

K

0,0760

0

0

0,33

0,33

0,33

0,013

Criteria ‘energieopbrengst’ en ’CO2-emissiereductie’ zijn ’doelgestandaardiseerd’. Dit betekent dat het uiteindelijke doel van de energieopbrengst en CO2-emissiereductie 100% zal zijn, met andere woorden: er wordt gestreefd naar een volledige bevrediging van de energievraag (vervanging van huidige energie-inkoop) en CO2-emissies.


95

Aangezien beide criteria batencriteria zijn is de formule voor doelstandaardisatie als volgt: gestandaardiseerde waarde =

score criterium doelscore max

Criteria ‘subsidiemogelijkheden’ en ‘complexiteit ten aanzien van weten regelgeving’ zijn ‘maximaal gestandaardiseerd’. Dit betekent dat de criteria gepresenteerd worden in een verhouding van de score van de het hoogst scorende criterium. De betreffende criteria zijn verdeeld in een kosten- en batencriterium, waardoor er twee formules gehanteerd zijn: Formule voor batencriterium ‘subsidiemogelijkheden’: gestandaardiseerde waarde =


Formule voor kostencriterium ‘complexiteit ten aanzien van weten regelgeving’: gestandaardiseerde waarde = 1 −


Dominantiematrices Op basis van tabel 3 en 4 zijn vervolgens dominantiematrices opgesteld. Een dominantiematrix is een kruistabel, waarvan de individuele scores aangeven in welke mate een alternatief een ander alternatief domineert. De alternatieven zijn daartoe paarsgewijs met elkaar vergeleken. De kwalitatieve dominantiematrix (tabel 5) is als volgt berekend: de alternatieven worden paarsgewijs met elkaar vergeleken: in het geval dat ‘restwarmte’ gunstiger is dan ‘biogas’ wordt het gewicht van dat criterium opgeteld, is de waarde ongunstiger dan wordt de waarde van de som afgetrokken en bij gelijke waarden wordt er niet opgeteld of afgetrokken. Tabel 5: Kwalitatieve dominantiematrix Biogas Restwarmte Biogas Zon (PV) Zon (boiler) Wind

-0,5257 -0,3303 -0,3527 -0,4580

Restwarmte 0,5257 -0,3079 -0,3079 -0,3225

Zon (PV) 0,3303 0,3079 0,3903 0,3840

Zon (boiler) 0,3527 0,3079 -0,3903 0,3840

Wind 0,4580 0,3225 -0,3840 -0,3840 -

De kwantitatieve dominantiematrix (tabel 6) is tot stand gekomen door het verschil van de scores te vermenigvuldigen met de bijbehorende gewichten. Tabel 6: Kwantitatieve dominantiematrix Biogas Biogas Restwarmte Zon (PV) Zon (boiler) Wind

0,1681 0,0068 0,0156 0,0075

Restwarmte -0,1681 -0,1614 -0,1525 -0,1607

Zon (PV) -0,0068 0,1614 0,0089 0,0007

Zon (boiler) -0,0156 0,1525 -0,0089 -0,0082

Wind -0,0075 0,1607 -0,0007 0,0082 -

Op basis van de afzonderlijke dominantiematrices is een gezamenlijke dominatiematrix opgesteld. De afzonderlijke matrices worden daartoe eerst gestandaardiseerd door de afzonderlijke scores van de betreffende matrix te delen door de som van de absolute scores van deze matrix (tabel 7 en 7). De som van de absolute scores van de kwalitatieve matrix is: 0,5257 + 0,5257 + 0,3303 + 0,3303 + 0,3527 + 0,3527 + 0,4580 + 0,4580 + 0,3079 + 0,3079 + 0,3079 + 0,3079 + 0,3225 + 0,3225 + 0,3903 + 0,3903 + 0,3840 + 0,3840 + 0,3840 + 0,3840 = 7,5269


96

Tabel 7: Gestandaardiseerde kwalitatieve dominantiematrix Biogas Biogas Restwarmte Zon (PV) Zon (boiler) Wind

-0,0698 -0,0439 -0,0469 -0,0608

Restwarmte 0,0698 -0,0409 -0,0409 -0,0428

Zon (PV) 0,0439 0,0409 0,0519 0,0510

Zon (boiler) 0,0469 0,0409 -0,0519 0,0510

Wind 0,0608 0,0428 -0,0510 -0,0510 -

Het resultaat van de som van de absolute scores van de kwantitatieve matrix is: 1,3805 Tabel 8: Gestandaardiseerde kwantitatieve dominantiematrix Biogas Biogas Restwarmte Zon (PV) Zon (boiler) Wind

0,1218 0,0049 0,0113 0,0054

Restwarmte -0,1218 -0,1169 -0,1105 -0,1164

Zon (PV) -0,0049 0,1169 0,0064 0,0005

Zon (boiler) -0,0113 0,1105 -0,0064 -0,0059

Wind -0,0054 0,1164 -0,0005 0,0059 -

De gecombineerde dominantiematrix (tabel 9) is vervolgens verkregen door het product van de kwalitatieve gegevens met de som van de kwalitatieve gewichten op te tellen bij het product van de kwantitatieve gegevens met de som van de kwantitatieve gewichten. Som van de kwalitatieve gewichten: 0,274534 + 0,138171 + 0,03882 + 0,008264 + 0,022406 + 0,076049 + 0,051807 = 0,6101

Resultaten van de som van de kwantitatieve gewichten: 0,3899 Ten slotte is de gecombineerde dominantiematrix samengesteld uit de afzonderlijke kwalitatieve en kwantitatieve resultaten (tabel 9). Deze matrix is verkregen door het product van de kwalitatieve gegevens met de som van de kwalitatieve gewichten op te tellen bij het product van de kwantitatieve gegevens met de som van de kwantitatieve gewichten. Het uiteindelijke resultaat, de totale score, is in de laatste kolom weergegeven. De totale scores kunnen in een rangorde geplaatst worden, zodat de best scorende alternatief afgezet wordt tegen de minder scorende alternatieven. Deze rangschikking is in figuur 1 grafisch weergegeven met een staafdiagram. De cirkeldiagram in dit figuur geeft de weging van de diverse criteria weer. Tabel 9: Totale dominantiematrix Biogas Biogas Restwarmte Zon (PV) Zon (boiler) Wind

0,0049 -0,0249 -0,0242 -0,0350

Restwarmte -0,0049 -0,0705 -0,0680 -0,0715

Zon (PV) 0,0249 0,0705 0,0341 0,0313

Zon (boiler) 0,0242 0,0680 -0,0341 0,0288


Wind

Totaal 0,0350 0,0715 -0,0313 -0,0288 -

0,0791 0,2150 -0,1608 -0,0869 -0,0464

97


0,21 0,08 Resultaat -0,05 -0,09

zonne-energie (pv)

zonne-energie (zonneboiler)

windenergie

biogasproductie

restwarm televering

-0,16

Figuur 1: Rangschikking van de alternatieve technologieën met wegingcriteria

Uit de bovenstaande totalen kan geconcludeerd worden dat alternatief ‘restwarmtelevering aan derden’ het beste scoort, gevolgd door ‘biogasproductie’, ‘windenergie’, ‘thermische zonne-energie’ en ‘fotovoltaïsche zonne-energie’.

Gevoeligheidsanalyse Om enig inzicht te krijgen in de onzekerheden omtrent de gewichten is een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd. In een gevoeligheidsanalyse wordt gekeken in hoeverre de gevonden volgorde van alternatieven afhankelijk is van het gewicht of de score van een criterium. De gevoeligheidsanalyse van de gewichten is in de onderstaande grafieken weergegeven. Per gewicht is een grafiek opgesteld, waarin voor elke waarde (van 0,0 tot 1,0) van dat gewicht de rangschikking van de alternatieven afgebeeld is. Hierbij is aangenomen dat de onderlinge verhouding tussen de overige gewichten gelijk blijven. De eventuele kruising van lijnen betekent een verandering in de rangschikking van de alternatieven. Indien de kruising zich relatief dicht bij het oorspronkelijke gewicht voordoet, betekent dat er bij een relatief kleine verandering van het relatieve gewicht, dit een grote invloed heeft op de rangschikking van de verschillende alternatieven en dus op het uiteindelijke resultaat.


98

0,5

Gevoeligheid van de rangschikking voor gewicht energieopbrengst biogasproductie restw armtelevering zonne-energie (pv) zonne-energie (zonneboiler) w indenergie

0,4 0,3

0,2

Score

0,1 0 -0,1 -0,2

-0,3 -0,4

Oorspronkelijk gewicht -0,5 0

0,1

0,2

0,3

0,4 0,5 0,6 Gew icht energieopbrengst

0,7

0,8

0,9

1


Gevoeligheid van de rangschikking voor gewicht CO2-emissiereductie

0,5

biogasproductie restw armtelevering zonne-energie (pv) zonne-energie (zonneboiler) w indenergie

0,4 0,3 0,2

Score

0,1 0 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4


0,1

0,2

0,3

0,4 0,5 0,6 Gew icht CO2-emissiereductie

0,7

0,8

0,9

1


Gevoeligheid van de rangschikking voor gewicht terugverdientijd

0,5


0,4 0,3 0,2

Score

0,1 0 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4


0,1

0,2

0,3

0,4 0,5 0,6 Gew icht terugverdientijd

0,7

0,8

0,9

1



99

Gevoeligheid van de rangschikking voor gewicht investeringskosten

0,5


0,4

0,3

0,2

Score

0,1

0

-0,1

-0,2

-0,3

-0,4


0,1

0,2

0,3

0,4 0,5 0,6 Gew icht investeringskosten

0,7

0,8

0,9

1


Gevoeligheid van de rangschikking voor gewicht subsidiemogelijkheden

0,5


0,4 0,3 0,2

Score

0,1 0 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4

Oorspronkelijk gewicht

-0,5 0

0,1

0,2

0,3

0,4 0,5 0,6 Gew icht subsidiemogelijkheden

0,7

0,8

0,9

1


Gevoeligheid van de rangschikking voor gewicht technologische complexiteit 0,5


0,4 0,3 0,2

Score

0,1 0 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4


-0,5 0

0,1

0,2

0,3

0,4 0,5 0,6 Gew icht technologische complexiteit

0,7

0,8

0,9

1



100

Gevoeligheid van de rangschikking voor gewicht complexiteit t.a.v. weten regelgeving 0,5


0,4

0,3

0,2

Score

0,1

0

-0,1

-0,2

-0,3

-0,4


0,1

0,2

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Gew icht complexiteit t.a.v. w et- en regelgeving

0,8

0,9

1


Gevoeligheid van de rangschikking voor gewicht visie op samenwerking

0,5


0,4 0,3 0,2

Score

0,1 0 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4


-0,5 0

0,1

0,2

0,3

0,4 0,5 0,6 Gew icht visie op samenw erking

0,7

0,8

0,9

1


0,5

Gevoeligheid van de rangschikking voor gewicht beproefbaarheid biogasproductie restw armtelevering zonne-energie (pv) zonne-energie (zonneboiler) w indenergie

0,4 0,3 0,2

Score

0,1

0

-0,1 -0,2 -0,3

-0,4


0,1

0,2

0,3

0,4 0,5 0,6 Gew icht beproefbaarheid

0,7

0,8

0,9

1



101

Gevoeligheid van de rangschikking voor gewicht imago-effect

0,5


0,4 0,3 0,2

Score

0,1 0 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4


0,1

0,2

0,3

0,4 0,5 0,6 Gew icht imago-effect

0,7

0,8

0,9

1


Gevoeligheid van de rangschikking voor gewicht compatibiliteit t.a.v. technologische voorwaarden 0,5


0,4 0,3 0,2

Score

0,1 0 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4


-0,5 0

0,1

0,2

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Gew icht compatibiliteit t.a.v. technologische voorw aarden

0,9

1


Figuur 2: Gevoeligheidsanalyse van toegekende gewichten

Op basis van de bovenstaande grafieken kan gesteld worden dat ‘restwarmtelevering aan derden’ en ‘biogasproductie’ in het algemeen de boventoon voeren. Echter er zijn in de grafieken wel verschuivingen waarneembaar in de grootte van het verschil van het eindresultaat. Daarnaast zijn bij een aantal criteria verschuivingen in de rangschikking waar te nemen indien er aan het betreffende criterium een zwaarder gewicht toegekend wordt. Zo wordt onder andere ‘biogasproductie’ de technologie met de meeste potentie bij een zwaarder gewicht voor terugverdientijd, investeringskosten, subsidiemogelijkheden en beproefbaarheid. Dit resultaat is ook te verklaren op basis van de specifieke kenmerken van ‘biogasproductie’. Met betrekking tot de laatst genoemde criteria heeft ‘biogasproductie’ een kortere terugverdientijd, lagere investeringskosten, meer subsidiemogelijkheden en een hogere mate van beproefbaarheid dan ‘restwarmtelevering aan derden’. In tabel 10 is weergegeven hoe groot het verschil is tussen het oorspronkelijke gewicht en de eerste kruising, met aldus tussen de oorspronkelijke rangschikking in alternatieven (technologieën) en een verandering in deze rangschikking.


102

Tabel 10: Resultaten gevoeligheidsanalyse rangschikking gewichten Wegingscriteria

Rangorde

Gewicht

Eerste kruising

Terugverdientijd

1

0,27

0,7

Factor tussen gewicht en eerste kruising 2,6

Energieopbrengst

2

0,18

0,69

3,8

Investeringskosten

3

0,14

0,65

4,6


4

0,11

0,65

5,9


5

0,08

0,2

2,5

Imago-effect

5

0,08

0,3

3,6


6

0,05

0,15

3


7

0,04

0,15

3,9


8

0,02

0,2

10

Beproefbaarheid

8

0,02

0,1

5


9

0,01

-

-

Op basis van de grootte van de factoren en het relatief grote aantal criteria is het aannemelijk dat de kans klein is dat de rangschikking van de alternatieven (technologieën) door gewichtsverandering extreem zal wijzigen.


103

Energieneutraal papier Naar een onafhankelijke energievoorzienende papier- en kartonindustrie

Recommend Documents