Optimalisatie Oud Papier Verwerking Decentraal of Centraal?

Optimalisatie Oud Papier Verwerking Decentraal of Centraal? In opdracht van Koninklijke Vereniging Nederlandse Papier en Kartonfabrieken en Platform Ketenefficiency van SenterNovem Ernst Worrell, Hans de Leur, Maarten Neelis, Fieke Geurts - Vertrouwelijk6 December 2007

Inhoudsopgave

0

Managementsamenvatting

1

Achtergrond en aanpak van het onderzoek

2

Overzicht oudpapiermarkt

3

Resultaten van het onderzoek

4

Conclusies en aanbevelingen

2

Inhoudsopgave

0

Managementsamenvatting a

Executive summary

b


1


2


3

Scenario analyse

4


3

Executive Summary • The paper and board industry in The Netherlands has challenged itself to achieve a 50% reduction of energy use in the paper life-cycle within it’s Energy transition effort • Optimization of recovered paper use is essential from a life-cycle efficiency perspective • This study has analysed the potential of centralized separation and processing of recovered paper in five scenarios: – Three scenarios representing centralized (large scale) processing – Two scenarios representing decentralized processing (at the paper mill) • Central processing does not lead to energy and GHG efficiency improvements in the life-cycle • Only (centralized) dry separation of recovered paper may be economically interesting, while the co-production of (dried market or wet) pulp is not interesting given recent price developments for recovered paper grades • Central large-scale processing of recovered paper will not lead to a shortage of raw materials for the Dutch paper and board industry until 2012 • However, central processing may result in upward pressure on the price of recovered paper, as the products of centralized processing will mainly be exported • From a life-cycle perspective the results of onsite and offsite rejects processing are similar, although onsite processing may be economically more attractive (due to reduced processing fees and EU ETS credits) 4

Inhoudsopgave

0

Managementsamenvatting a

Executive summary

b


1


2


3

Scenario analyse

4


5

Management Samenvatting • De Nederlandse papier en kartonindustrie wil binnen de energietransitie een energiebesparing van 50% over de papierketen bereiken • Vanuit ketenefficiency is optimalisatie van oudpapier gebruik belangrijk • De studie heeft de mogelijkheid van centrale verwerking van oud papier onderzocht door middel van een vijftal scenario’s. – Drie scenario’s voor (grootschalige) centrale verwerking – Twee scenario’s voor decentrale verwerking (bij de papierfabriek) • Centrale verwerking van oud-papier lijdt niet tot energiebesparing en reductie van broeikasgasemissie in de keten • Vanuit economisch perspectief kan alleen droge scheiding interessant zijn, en is de productie van (gedroogde of natte) pulp niet interessant bij huidige ontwikkeling van oud-papierprijzen • Centrale verwerking van oud-papier zal tot 2012 niet leiden tot een tekort aan oud-papier voor de Nederlandse papierindustrie • Wel kan centrale verwerking van oudpapier tot additionele prijsdruk leiden op de oudpapiermarkt omdat producten vooral voor exportmarkten zijn • Vanuit ketenefficiency perspectief is er geen verschil tussen onsite en offsite verwerking van rejects, maar kan onsite verwerking wel economisch aantrekkelijker zijn (vanwege verwerkingstarieven en EU ETS credits). 6

Inhoudsopgave

0


1


2


3

Scenario analyse

4


7

1. Achtergrond van het onderzoek

De Nederlandse papierindustrie wil antwoord op de vraag of centrale verwerking van oudpapier in combinatie met energieterugwinning uit reststromen leidt tot energetische voordelen en welke economische effecten hieraan verbonden zijn • De Nederlandse papierindustrie wil op innovatieve wijze in de keten samenwerken aan een effectieve verwerking van oudpapier stromen • Energietransitie Nederlandse papierindustrie wil een reductie van 50% in het energiegebruik in de papierketen in 2020 bereiken • Optimalisatie van het gebruik van oudpapier is belangrijk onderdeel van transitie • Oudpapier wordt nu individueel verwerkt bij papierfabrieken • Kan centrale verwerking bijdragen aan de doelstelling van Energietransitie Nederlandse papierindustrie? 8

1. Aanpak van het onderzoek

Aan de hand van een energetische en economische analyse van een aantal scenario’s wordt de impact van centrale verwerking van oudpapier bepaald • Op dit moment vindt verpulping van oudpapier plaats bij de papierfabriek; het sorteren gebeurt door oud-papierbedrijven en rejects worden afgezet/gebruikt • Om de energetische en economische impact van centrale verwerking van oud papier te bepalen zijn een vijftal scenario’s geselecteerd • Op de scenario’s worden een aantal analyses uitgevoerd die inzicht geven op de voor- en nadelen van centrale verwerking van oudpapier

9


Op dit moment vindt verpulping van oudpapier plaats bij de papierfabriek; het sorteren gebeurt door oudpapierbedrijven en rejects worden afgezet/gebruikt Huidige situatie Sorteren

E+W

E+W

Verpulpen

Papiermachine

Rejects

Omzetting naar energie

E+W

E = Elektriciteit W = Warmte

Sorteren

• Gebeurt veelal door gespecialiseerde oudpapierbedrijven • Gesorteerd papier en karton wordt aangeleverd aan de papier- en kartonfabrieken • Parenco heeft een eigen sorteermachine voor sorteren van bont

Verpulpen

• Verpulpen vindt plaats bij de papier- en kartonfabrieken • Parenco heeft ook een de-inking installatie

Omzetting van Rejects

• Alle rejects worden op dit moment omgezet naar energie in bijv. AVI’s, cementovens, etc • Parenco heeft eigen verbrandingsinstallatie • Andere fabrieken zetten hun rejects af 10


Om de energetische en economische impact van centrale verwerking van oudpapier te bepalen zijn een vijftal scenario’s geselecteerd E+W A A

E+W

B B Sorteren

D D Papiermachine

Verpulpen Afvalstroom C C Restafval in geval AVI

Omzetting naar energie

E W

E = Elektriciteit W = Warmte

Scenario 1

• Centrale sorteerder, centraal verpulpen en centrale verwerking afvalproducten voor E en W opwekking • Droge pulp naar papierfabriek

A A

+

B B

+

C C

+

D D

Scenario 2

• Centrale sorteerder en centraal verpulpen • Natte pulp naar papierfabriek • Afvalproducten naar papierfabriek voor E en W opwekking

A A

+

B B

+

C C

+

D D

Scenario 3

• Centrale sorteerder; verschillende kwaliteiten papier naar papierfabriek • Pulper en afvalverwerking voor E en W opwekking bij papierfabriek

A A

+

B B

+

C C

+

D D

Scenario 4

• Bestaande decentrale sortering • Verpulpen en afvalverwerking voor E en W opwekking bij papierfabriek (Model Parenco)

A A

+

B B

+

C C

+

D D

Scenario 5

Bestaande situatie (behalve Parenco)

A A

+

B B

+

C C

+

D D

= Centraal

= Papierfabriek

11


Op de scenario’s worden een aantal analyses uitgevoerd die inzicht geven in de voor- en nadelen van centrale verwerking van oudpapier • Voor de scenario’s is een technische, energie/CO2 en economische analyse uitgevoerd • Knelpunten en onzekerheden zijn geïnventariseerd en geanalyseerd en impact op de scenario’s bepaald • Impact van de ontwikkelingen in de oud-papiermarkt op de scenario’s is bepaald, inclusief Europese en Nederlandse marktontwikkelingen, prijsontwikkelingen en trends in inzameling en beschikbaarheid van oudpapier

12

Inhoudsopgave

0


1

Aanpak van het onderzoek

2

Overzicht oudpapiermarkt a

Europese Markt

b

Nederlandse Markt

c

Prijsontwikkeling in Nederland

d

Trends in inzameling en beschikbaarheid oudpapier

3

Scenario analyse

4


13

2a. Overzicht oudpapiermarkt - Europa

Recovery rate en inzet van oudpapier in Europa en de export naar buiten Europa is sterk toegenomen en zal naar verwachting blijven groeien • De recovery rate in CEPI landen is in de afgelopen 10 jaar sterk toegenomen, maar de groei blijft achter bij de toename inzet oudpapier in diezelfde periode • De recovery rate in Europa zal blijven stijgen en zal naar verwachting in 2012 het huidig Nederlands inzamelingsniveau van ong. 75% dicht benaderen • Europa is een netto exporteur van alle oudpapiersoorten met China als grootste afzetmarkt • Er staat in Europa een groot aantal investeringen op stapel die de vraag naar oudpapier zal doen toenemen

14


De recovery rate in CEPI landen is in de afgelopen 10 jaar sterk toegenomen, maar de groei blijft achter bij de toename inzet oudpapier in diezelfde periode

Utilisation

Recycling Rate % 60

40

55

35

50

30

45

Million Tonnes

45

25

40

20

35

15

30

10

25

5

20

0

Recycling Rate Percentage

Recovered Paper Utilisation and Recycling Rate (%) in CEPI Countries 1991 - 2003

In de CEPI landen blijft de groei van de recycling rate achter bij de toename van inzet oud papier

15 1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

15


De recovery rate in Europa zal blijven stijgen en zal naar verwachting in 2012 het huidig Nederlands inzamelingsniveau van ong. 75% dicht benaderen • Totale markt in 2005: 52Mton Ontwikkeling Europese inzameling oud papier Mton per jaar, bron: Outl ook for Gl obal Recovered Paper M arkets 2006

80 70 60 50 40 30 20 10 0

18.0 21.7 6.0 2.8 9.4 5.3

1990

20.8 8.3 4.8

7.1 3.6 11.9

15.3

7.4

9.8

1994

1998

14.3 9.0 5.9

10.1 10.2 5.8

6.1 11.9 6.9

2.8 12.8 7.8 26.0

21.7

23.4

12.1

14.6

17.1

2002

2005 2008* 2012*

18.1

Bont Grafisch

19.8

Karton Hoge kwaliteit

Potentieel t.o.v. 75% inzamelingsratio 16


Europa is een netto exporteur van alle oudpapiersoorten met China als de grootste afzetmarkt

Netto export (+) en import (-) in West Europa 1000 ton, bron: Outlook for Global Recovered Paper M arkets 2006

• Europa is netto exporteur van oudpapier met opvang van 6,7 Mton in 2005

3500 3000 2500 2000 1500 1000

• Voorspelling is dat Europa komende jaren exporteur zal blijven • Export is ongeveer 13% van jaarlijkse inzameling oudpapier

500 0 1998 Bont

1999 Karton

2000

2001

Grafisch

2002

2003

2004

2005

2008*

2012*

• Met 4,6 Mton is China de grootste afzetmarkt voor oudpapier (70%)

Hoogwaardig

17


Er staat in Europa een groot aantal investeringen op stapel die de vraag naar hoog- en laagwaardige soorten oudpapier zal doen toenemen Geplande capaciteitstoename papier in Europa vanaf 2e helft 2007

• Geplande tissue-capaciteit heeft andere grondstoffenkarakteristieken dan de Nederlandse industrie • De geplande tissuecapaciteit kan wel marktkenmerken en prijzen van oudpapier beïnvloeden

Bron: EUWID Papier und Zellstoff

18

Inhoudsopgave

0


1


2


Europese Markt

b

Nederlandse Markt

c


d


3

Resultaten van het onderzoek

4


19

2b. Overzicht oudpapiermarkt - Nederland

Door behoefte aan lagere kwaliteit vezels is vraag en aanbod van oudpapier in NL niet in balans en vindt im- en export plaats • Door de papierindustrie in Nederland wordt ongeveer 2.4 Miljoen ton/jaar oudpapier verwerkt, maar dit is maar gedeeltelijk afkomstig uit eigen inzameling • De totale im- en export van oudpapier in NL is redelijk in balans, maar is in 10 jaar wel verdubbeld, terwijl de afname in NL slechts weinig is toegenomen • Het productportfolio in NL vraagt relatief veel lage kwaliteit vezels, waardoor NL een netto importeur van bont en een netto exporteur van overige soorten is • Op dit moment worden alle rejects van de Nederlandse papierindustrie thermisch geconverteerd met nuttig gebruik van de warmte

20


Door de papierindustrie in Nederland wordt ongeveer 2,4 Miljoen ton/jaar oudpapier verwerkt, maar dit is maar gedeeltelijk afkomstig uit eigen inzameling Cijfers over 2005

Inzameling: ~ 2750 kt • • • •

Netto Export

Bont: Karton: Grafisch: Hoogwaardig

~ 350 kt ~ 1350 kt ~ 800 kt ~ 250 kt

• Karton: ~ 700 kt • Grafisch: ~ 200 kt • Hoogwaardig: ~ 100 kt

Netto Import • Bont:

~ 700

Gebruik: ~ 2450 kt • • • •

Bont: Karton: Grafisch: Hoogwaardig

~ 1050 kt ~ 650 kt ~ 600 kt ~ 150 kt

Vier partijen domineren oudpapier vraag (~ 75%) • Smurfit-Kappa (locaties in Roermond, Nieuweschans, Coevorden, Groningen, Oude Pekela) ~ 1000 kton • SCA de Hoop (Eerbeek) ~ 360 kton • Norske Skog/Parenco (Renkum) ~ 350 kton • Eska (Hoogezand en Sappermeer) ~250 kton 21


De totale im- en export van oudpapier in NL is redelijk in balans, maar is in 10 jaar wel verdubbeld, terwijl de afname in NL slechts weinig is toegenomen

Volumes oud papier 1000 ton,

bron: VNP

3,000

Duidelijke trend in internationalisering van oudpapiermarkt: de im- en export stromen zijn nagenoeg even groot als de binnenlandse inzameling

2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 96 import

97 export

98

99

00

01

02

03

04

05

06

oud papier afgenomen door fabrieken

22


Het productportfolio in NL vraagt relatief veel lage kwaliteit vezels, waardoor NL een netto importeur van bont en een netto exporteur van overige soorten is

Netto export (+) en import (-) in Nederland 1000 ton, bron: Outlook for Global Recovered Paper M arkets 2006

• Nederland produceert veel verpakkingen, krantenpapier, speciale kartonsoorten, tissue

800 600 400 200 0 -200 -400 -600 -800

• Door dit product portfolio gebruikt Nederland “lage” kwaliteit vezels

1998 Bont

1999

2000

Karton

Grafisch

2001 Hoogwaardig

2002

2003

2004

2005

• Oud-papier is 74% van vezelinput (22% geïmporteerde cellulose en 4% geïntegreerde pulpproductie)

23


Op dit moment worden alle rejects van de Nederlandse papierindustrie thermisch geconverteerd met nuttig gebruik van de warmte

DeDe-inking sludge

Waterzuiveringsslib

Coarse Rejects

Vijf fabrieken (onbekende hoeveelheid)

Alle fabrieken (onbekende hoeveelheid)

16 recycled paper mills (~70 kton droge massa)

• Parenco - verbranding onsite in wervelbed reactor • Andere vier fabrieken aflevering ter verwerking aan CDEM

• Parenco – verbranding onsite • Andere fabrieken – afzet ter verwerking/verbranding

• Parenco – verbranding onsite • Smurfit Roermond – Rofire, secundaire brandstof • SCA de Hoop – Fluff, secundaire brandstof • Anderen fabrieken – afzet ter verwerking/verbranding

24

Inhoudsopgave

0


1


2


Europese Markt

b

Nederlandse Markt

c


d


3

Scenario analyse

4


25

2c. Overzicht oudpapiermarkt - Prijsontwikkeling Nederland

De prijs van oudpapier neemt toe en wordt bepaald door export en tendering in EU, maar het prijsverschil tussen karton, grafisch en bont neemt juist af • De Nederlandse prijs van oudpapier laat een stijgende trend zien, maar het prijsverschil tussen de papiersoorten karton, grafisch en bont neemt af • De prijs van bont wordt voornamelijk door export bepaald, maar ontwikkelingen in contracten en tendering in EU geeft opwaartse prijsdruk

26


De Nederlandse prijs van oudpapier laat een stijgende trend zien, maar het prijsverschil tussen de papiersoorten karton, grafisch en bont neemt af

De Nederlandse prijs van oud papier laat een stijgende trend zien

De prijsverschillen tussen de verschillende stromen oud papier nemen af

27


De prijs van bont wordt voornamelijk door export bepaald, maar ontwikkelingen in contracten en tendering in EU geeft opwaartse prijsdruk

Prijsontwikkeling export vs Nederlands bont euro/ ton,

bron: VNP

• Verschil tussen export en NL prijs ligt rond € 25

140 120

• Tenders in EU waarbij grote spelers als SITA, Violia en Shanks contracten winnen leidt tot opwaartse prijsdruk

100 80 60 40 20 0 2001

2002

Europese exportprijzen

2003

2004

2005

2006

2007

• Indien vraag toeneemt zal het verschil tussen NL prijs en exportprijs afnemen

Nederlandse bont prijzen

28

Inhoudsopgave

0


1


2

Overzicht oud-papiermarkt a

Europese Markt

b

Nederlandse Markt

c


d

Trends in inzameling en beschikbaarheid oud papier

3

Scenario analyse

4


29

2d. Overzicht oudpapiermarkt - Trends en beschikbaarheid

De oudpapiermarkt wordt internationaler, waarbij door stijgende vraag uit verre oosten en “co-mingled” trend in UK op termijn tekorten kunnen ontstaan • De oudpapiermarkt is in toenemende mate aan het verinternationaliseren en het marktaandeel van grote bedrijven in inzameling neemt toe • De stijgende vraag uit het verre oosten kan op termijn tot tekorten leiden • De UK markt is belangrijk voor toename in volume oud papier In West Europa, maar stijging recycling komt voornamelijk van “co-mingled” stromen

30


De oud-papiermarkt is in toenemende mate aan het verinternationaliseren en het marktaandeel van grote bedrijven in inzameling neemt toe Megatrends

Trends in EU

• Chinese oudpapier vraag neemt sterk toe • Beschikbaarheid en prijsontwikkeling van hout geeft opwaartse druk op prijs van oudpapier door stijging inzet oudpapier • Druk uit afval sector (organisatie, verbranding) • Klimaatbeleid en productielocaties (EU ETS)

• Netto overschot van 5 Mton / jaar • Toename oudpapiergebruik door nieuwe investeringen • Noordwest Europa: weinig extra aanbod door relatief hoge mate van recycling • Potentieel extra inzameling oudpapier in UK en nieuwe lidstaten

Trends inzamelingsmarkt • Contracten worden openbaar aanbesteed door gemeenten • Op Europees niveau worden tenders en aanbestedingen meer en meer gewonnen door grote bedrijven • Looptijd van de contracten zijn relatief kort: 3-5 jaar 31


De stijgende vraag uit het verre oosten kan op termijn tot tekorten leiden • Export van EU naar China bedroeg 4,6 Mton in 2005 − Aandeel uit Europa in totale import China is 27%

• Scenarioanalyses tot 2012 gaan uit van verdere stijging van export naar China • De trend na 2012 is sterk afhankelijk van de ontwikkeling van de Europese papierindustrie (volume) − Bij extrapolatie van huidige trends in inzameling, productie en inzet van oudpapier zal in de periode 2015-2020 tekort aan oud papier optreden − Extra druk op vraag naar biomassa (hout) door energiesector kan tekort versnellen

• Vraag naar oudpapier uit India is nog beperkt, maar deze zal op termijn sterk gaan toenemen waardoor nog meer druk op de West-Europese markt zal gaan ontstaan 32


De UK markt is belangrijk voor toename in volume oud papier In West Europa, maar stijging recycling komt voornamelijk van “co-mingled” stromen

Inzameling huishoudelijk oud papier Engeland 1000 ton

2500 2000

afgeleverd

1500 afgeleverd 1000 500 0

gescheiden ingezameld "co-mingeled" 2004

gescheiden ingezameld

• EU richtlijnen verbieden inzet “comingled” stromen voor voedselverpakking • Mogelijke schade aan imago van papier als verpakking bij inzet “comingled” • In de UK is de trend een “comingled” inzameling van bont oud papier

"co-mingeled" 2006

• In 2006 werd 1 Mton bont gescheiden ingezameld

33

Inhoudsopgave

0


1


2


3

Scenario analyse

4

a

Samenvatting resultaten

b

Scenario 1: Centrale sortering, pulping en droging en verwerking rejects

c

Scenario 2: Centrale sortering en pulping; decentrale verwerking rejects

d

Scenario 3: Centrale sortering; decentrale pulping en verwerking rejects

e

Overige scenario’s


34

3a. Samenvatting resultaten

Samenvatting scenario’s analyse

Scenario 1

Scenario 2 (niet realistisch)

Energetisch / CO2 emissies

Economisch

• Bijna alle vaste afvalstromen in de papierindustrie worden al thermisch geconverteerd met nuttige warmtegebruik, waardoor de extra droogstap zal leiden tot een hoger energiegebruik in de keten (~ 3 GJ / ton pulp, of 0.8 GJ / ton oud papier) • Het effect op energiegebruik voor transport is moeilijk in te schatten maar lijkt marginaal • Alleen productie van processtoom is te prefereren. Zonder productie van elektriciteit zou het WPM concept echter een overschot stoom opleveren.

• Centrale verwerking kan potentieel resulteren in prijsverhoging maar zal op korte termijn niet tot grondstof tekorten in Nederland leiden • De rentabiliteit van het WPM concept is erg gevoelig voor het prijsverschil tussen bont en gesorteerd oud papier • Zelf verbranden heeft als voordeel dat de CO2 credits bij de papierfabriek blijven liggen

• Door natte pulp aan te leveren kan extra energie voor het droge worden vermeden, maar zal het energieverbruik door extra transport hoger zijn dan in de bestaande situatie

• Centrale verwerking kan potentieel resulteren in prijsverhoging maar zal op korte termijn niet tot grondstof tekorten in Nederland leiden

• Er zijn geen significantie energie-effecten omdat de rejects op dezelfde manier worden verwerkt als in de bestaande situatie

• Centrale verwerking kan potentieel resulteren in prijsverhoging maar zal op korte termijn niet tot grondstof tekorten in Nederland leiden • Een prijsverschil van 25 € / ton tussen bont en gesorteerd lijkt voldoende om de sorteerder een terugverdientijd van minder dan 5 jaar te geven

• Omdat alle rejects nuttig worden ingezet bij de productie van warmte zijn de twee scenario’s energetisch goed vergelijkbaar • Het beoordelen van de verschillende vormen van thermische conversie heeft kwalitatieve elementen in zich • Voor het beoordelen van de CO2 keten efficiëntie is het cruciaal te bepalen welke brandstof door de rejects wordt vervangen

• Het binnenhouden van de CO2 credits kan een belangrijke motivatie zijn te kiezen voor het onsite verwerken van rejects volgens scenario 5 • Afhankelijk van de gemaakte aannames variëren deze credits tussen 0.5 en 6 € / ton oudpapier

Scenario 3

Scenario 4 / 5

35

Inhoudsopgave

0


1


2

Overzicht oud-papiermarkt

3

Scenario analyse

4

a


b

Scenario 1: Centrale sortering, pulpen, drogen en verwerking rejects

c

Scenario 2: Centrale sortering en pulpen; decentrale verwerking rejects

d

Scenario 3: Centrale sortering; decentrale verpulping en verwerking rejects

e



36

3b. Scenario analyse

Beschrijving scenario 1

Scenario 1


Scenario 2


Scenario 3


Scenario 4


Scenario 5


37

CONCEPT 3b. Resultaten onderzoek - Scenario 1

Wastepaper Mining maakt centrale verwerking praktisch haalbaar, maar doet de vraag naar en de prijs van bont toenemen en kost meer energie in de keten • In het Wastepaper Mining concept wordt ongeveer 40% van het ingezamelde oudpapier verpulpt; de rest wordt uitgesorteerd naar hogere papiersoorten • Door centrale verwerking kan de vraag naar huishoudelijk bont in Nederland mogelijk toenemen van circa 1Mton naar ong. 1,4 tot 1,8 Mton • Centrale verwerking kan potentieel resulteren in prijsverhoging maar zal op korte termijn niet tot grondstof tekorten in Nederland leiden • Centrale verwerking van oudpapier leidt bij het Wastepaper Mining concept tot een netto verhoogd energieverbruik in de keten • Het effect van centraal aanleveren van oudpapier op energie voor transport is afhankelijk van aangenomen transport afstanden, maar lijkt marginaal • De rentabiliteit van scenario 1 volgens het Wastepaper Mining concept is erg gevoelig voor het prijsverschil tussen bont en gesorteerd oud papier • De synergie tussen centrale oudpapierverwerking en een AVI is beperkt • Het volledig centraal verpulpen van oudpapier is praktisch gezien niet haalbaar

38

3b. Resultaten onderzoek - Scenario 1

In het Wastepaper Mining concept wordt ongeveer 40% van het ingezamelde oudpapier verpulpt; de rest wordt gesorteerd verkocht Wastepaper Mining Concept ONP ONP == Old Old News News Print Print OCC OCC == Old Old Corrugated Corrugated Containers Containers

WPM Centrale verwerking 0,22 Mton High Grade ONP 0,23 Mton High Grade OCC Huishoudelijk bont

1 Mton Sorteren

0,37 Mton

Drogen

0,26 Mton

PapierPapiermachines

Rejects

0,18 Mton = decentraal = centraal

Pulpen

Rejects

EnergieEnergieopwekking

E+W

Belangrijke karakteristieken WPM concept • Het Wastepaper Mining concept neemt ong. 1 milj. ton huishoudelijk bont af • De centrale sorteerder brengt hoogwaardig papiersoorten en hoogwaardig karton op de (Nederlandse) markt • Bij het verpulpen van ong. 40% van de ingaande stroom is het concept energieneutraal door eigen energieopwekking d.m.v. verbranden van rejects Bron: Big River Innovation

39


Door centrale verwerking kan de vraag naar huishoudelijk bont in Nederland mogelijk toenemen van 1Mton naar ongeveer 1,5 tot 1,8 Mton Wastepaper Mining Concept 0,22 Mton High Grade ONP

0,22 Mton

?

Parenco

0,23 Mton High Grade OCC

1 Mton

0,37 Mton Pulpen

Sorteren 0,18 Mton

Huishoudelijk bont

Drogen

0,26 Mton

Overige papiermachines

Rejects Rejects

EnergieEnergieopwekking

E+W

0,44 Mton

0,63 Mton Decentraal pulpen

• Het Wastepaper Mining concept verpulpt na sortering uit 1 Mton bont ongeveer 0,37 Mton tot 0,26 Mton - deze hoeveelheid wordt op de Nederlandse markt aangeboden • De overige stromen worden als hoogwaardige papiersoorten op de markt gebracht - de ONP zou mogelijk door Parenco kunnen worden afgenomen • High Grade ONP kan door Parenco worden afgenomen, wat de totale vraag naar bont met 0.22 Mton doet afnemen • Om in de grondstofbehoefte te kunnen voorzien van de Nederlandse papierindustrie zal er minimaal 0,52 Mton (1-0,22-0,26) tot maximaal 0,78 Mton (1 – 0,22) extra oud papier nodig zijn, er vanuit gaande dat de pulp en ONP resp. ONP in Nederland inzetbaar is • De werkelijke toename van de vraag naar bont in Nederland hangt mede af van de dynamiek van de markt - door prijsfluctuaties kan de industrie gebruik maken van haar flexibiliteit om de verhouding bont/karton te variëren

40


Centrale verwerking kan potentieel resulteren in prijsverhoging maar zal op korte termijn niet tot grondstof tekorten in Nederland leiden De centrale sorteerder lijkt alleen rendabel bij een fors prijsverschil tussen ‘bont’ bont’ en gesorteerd oud papier

Op korte termijn heeft centrale verwerking geen gevolgen voor grondstoffenbeschikbaarheid

Prijsontwikkeling export vs Nederlands bont euro/ ton,

• Er staat in Europa een aantal grote investeringen op stapel die de vraag naar oud papier zal doen toenemen

bron: VNP

140 120

• Door toename van inzameling in EU blijft aanbod in nabije toekomst op peil, maar toenemende vraag uit China en India zet aanbod op termijn onder druk

100 80 60 40 20 0 2001

2002

Europese exportprijzen

2003

2004

2005

2006

2007

• Scheiding van oudpapier voor export heeft geen extra financieel voordeel

Nederlandse bont prijzen

• Verschil tussen export en NL prijs ligt rond € 25 • Tenders in EU waarbij grote spelers als SITA, Violia en Shanks contracten winnen leidt tot opwaartse prijsdruk • Indien vraag toeneemt zal het verschil tussen NL prijs en exportprijs afnemen 41


Centrale verwerking van oud papier leidt bij het Wastepaper Mining concept tot een netto verhoogd energieverbruik in de keten

Toename energieverbruik

1.Extra droogstap in WPM leidt tot hoger energieverbruik 0,22 Mton High Grade ONP

Extra droogstap

0,23 Mton

• Het energieverbruik voor drogen zal toenemen met ong. 3 GJ/ton pulp (of 0.8 GJ/ton oud papier)

High Grade OCC 0,37 Mton

Drogen

Pulpen

Sorteren 0,18 Mton

• Het gebruik van rejects voor WKK (Parenco) is kwalitatief hoogwaardiger dan het gebruik voor alleen lage temperatuur stoom

Rejects Rejects

EnergieEnergie-opwekking

E+W

Afname energieverbruik

2. Hoogwaardig hergebruik en minder chemie leidt tot minder energieverbruik 0,22 Mton

High Grade ONP 0,23 Mton

High Grade OCC

• Hoogwaardiger hergebruik • Minder Chemie

0,37 Mton Pulpen

Sorteren 0,18 Mton

Drogen

Rejects Rejects

EnergieEnergie-opwekking

• Bijna alle vaste afvalstromen in de papierindustrie worden al thermisch geconverteerd met nuttig warmtegebruik (AVI’s, Rofire, Fluff, WKK), waardoor de extra droogstap zal leiden tot hoger energieverbruik

E+W

• Veel van de rejects vinden nu hun toepassing in de cement industrie (Rofire, Fluff) – dit is een kwalitatief hoogwaardige hoge temperatuur toepassing • Zelf verbranden heeft wel als voordeel dat de CO2 credits bij de papierfabriek blijven liggen (zie ook scenario’s 4 en 5) en transport kosten lager zijn • Het hogere energieverbruik voor drogen zal gedeeltelijk worden gecompenseerd door andere keteneffecten, maar de impact hiervan is moeilijk te bepalen − Hoogwaardiger hergebruik langere verblijftijd vezels − Minder inzet chemicaliën − Mogelijke inzet uitgesorteerde mineralen en plastics

42


Het effect van centraal aanleveren van oudpapier op het energieverbruik voor transport is moeilijk in te schatten maar lijkt marginaal • Het transport van ondersoorten boven ong. 30 km is economisch niet aantrekkelijk en huidige inzameling en bewerking is hierop al zoveel mogelijk geoptimaliseerd • Toename of reductie in transportbewegingen is afhankelijk van de locatie van de centrale verwerking ten opzichte van de papierfabrieken die zullen worden beleverd • Door de extra vraag naar oudpapier in geval van centrale verwerking, zullen het totaal aantal transportkilometers toenemen, maar mate sterk afhankelijk van locatie

43


De rentabiliteit van scenario 1 volgens het Wastepaper Mining concept is erg gevoelig voor het prijsverschil tussen bont en gesorteerd oud papier

De centrale verwerking lijkt alleen rendabel bij een fors prijsverschil tussen ‘bont’ bont’ en gesorteerd oud papier • Investering voor de volledige centrale sorteerder installatie (conform scenario 1) is 350 miljoen € (bron: Big River Innovation) • Uitgaande van annuïteitfactor van 0.156 (rentevoet 9%, afschrijvingsduur 10 jaar) komt dit overeen met jaarlijkse investeringskosten van 54 miljoen € • Uitgaande van O&M kosten van 15% van de investering (inclusief additionele energie), een verkoopprijs van de verkochte pulp van 500 € / ton en een bontprijs van 80 € / ton kan geconcludeerd worden dat de verkoopprijs van de gesorteerde stromen 90 € / ton boven de prijs van bont moet liggen om de installatie een terugverdientijd korter dan 5 jaar te geven

De rentabiliteit is erg gevoelig voor de aannames in prijzen voor de bonte en gesorteerde stromen Aanname bontprijs

Aanname pulpprijs

Prijs sortering voor tvt van 5j

(€ / ton)

(€ / ton)

(€ / ton)

Prijsverschil gesorteerd/ bont (€ / ton)

80

400

220

140

80

600

100

20

60

500

110

50

100

500

200

100

44


De synergie tussen centrale oudpapierverwerking en een AVI is beperkt

Synergie van coco-locatie van centrale oudpapierverwerking en AVI beperkt • Bouw van speciale wervelbedketels noodzakelijk voor reststromen oudpapierverwerking door de hoge calorische waarde van de rejects • De synergie beperkt zich tot het gezamenlijk gebruik stoomturbines voor opwekking van elektriciteit • Eerdere studie van Ecofys geeft aan dat warmteopwekking te prefereren is boven WKK: – Regelgeving (netlevering, subsidieregelingen) – Voldoende interne warmtevraag in papierfabriek – Investeringen (indien geen bestaande stoomturbine)

Productie van processtoom is financieel het beste maar levert in WPM concept een overschot stoom op • Bij het verpulpen van een klein gedeelte van de gescheiden stromen is de hoeveelheid geproduceerde processtoom te groot voor drogen – Het WPM concept gaat uit van 20% rejects en korte vezels per ton bont, equivalent met 3.3 GJ / ton bontsortering – Big River Innovation gaat verder uit van een productie van 0.26 ton pulp per ton bontsortering – Het WPM concept gaat uit van productie van elektriciteit EN stoom waarbij de stoomproductie de warmtevraag precies dekt – Zonder productie van elektriciteit zou de stoom productie van 11 GJ / ton pulp in het WPM concept veel groter zijn dan de stoombehoefte van 2.5 – 3.5 GJ / ton pulp. Alleen productie van stoom is binnen het WPM concept dus geen optie. 45


Het volledig centraal verpulpen van oupapier is praktisch gezien niet haalbaar • Een centrale installatie kan maar één kwaliteit pulp tegelijkertijd maken, terwijl de papier- en kartonfabrieken in NL pulp van verschillende kwaliteit gebruiken • In parallelle pulp installaties kunnen meer kwaliteiten naast elkaar worden gemaakt, maar daarmee wordt het voordeel van centrale verwerking teniet gedaan – Hoge investeringen – Ingewikkelde en inefficiënte logistiek

• Verpulpen van de totale productstroom is ook energetisch niet aantrekkelijk • Net als in scenario 1 is een extra droogstap nodig ten opzichte van de huidige situatie • Het is erg lastig de energiebalans voor de volledige installatie gesloten te krijgen

• Wastepaper Mining maakt centrale verwerking praktisch haalbaar, maar doet de vraag naar en de prijs van bont toenemen en kost meer energie in de keten

46

Inhoudsopgave

0


1


2


3

Scenario analyse

4

a


b

Scenario 1: Centrale sortering, verpulping en verwerking rejects

c

Scenario 2: Centrale sortering en verpulping; decentrale verwerking rejects

d


e



47

3c. Resultaten onderzoek - Scenario 2


Scenario 1


Scenario 2


Scenario 3


Scenario 4


Scenario 5


48

3c. Resultaten onderzoek - Scenario 2

Centrale sortering en pulping als in scenario 1, maar met vervoer van natte pulp naar de papierfabriek lijkt geen realistisch scenario • Door natte pulp aan te leveren kan energie voor drogen worden vermeden, maar het energieverbruik zal door extra transport hoger zijn dan in de huidige situatie – Het vervoer van natte pulp (50-55% water) is energetisch gezien altijd voordeliger dan drogen

• De Nederlandse markt voor natte pulp is hoogstwaarschijnlijk niet groot – Groot deel van pulp waarschijnlijk voor export bedoeld

• De centrale pulper kan maar één kwaliteit pulp tegelijkertijd maken, waardoor praktisch ook maar één afnemer tegelijkertijd kan worden voorzien • Natte pulp is beperkt houdbaar, waardoor logistieke en productie problemen zullen ontstaan 49

Inhoudsopgave

0


1


2


3

Scenario analyse

4

a


b


c


d


e



50

3d. Resultaten onderzoek - Scenario 3


Scenario 1


Scenario 2


Scenario 3


Scenario 4


Scenario 5


51


Een centrale sorteerder is minder gevoelig voor het prijsverschil tussen ‘bont’ en ‘gesorteerd’ dan het totale WPM concept en er zijn minder energie effecten • Er zijn geen significante energie-effecten omdat de rejects op dezelfde manier worden verwerkt als in de bestaande situatie • Het effect op energiekosten voor transport zijn min of meer gelijk aan die van scenario 1 – Het transport van ondersoorten boven ong. 30 km is economisch niet aantrekkelijk en huidige inzameling en bewerking is hierop al zoveel mogelijk geoptimaliseerd – Toename of reductie in transportbewegingen is afhankelijk van de locatie van de centrale verwerking ten opzichte van de papierfabrieken die zullen worden beleverd – Door de extra vraag naar oud papier in geval van centrale verwerking, zullen het totaal aantal transportkilometers toenemen, maar hier staat meer productie tegenover

• Een prijsverschil van 25 €/ton tussen bont en gesorteerd papier volstaat voor een terugverdientijd van minder dan vijf jaar voor de sorteerder 52


Er zijn geen significante energie-effecten omdat de rejects op dezelfde manier worden verwerkt als in de bestaande situatie • Op dit moment worden alle rejects van de Nederlandse papierindustrie thermisch geconverteerd met nuttig gebruik van de warmte DeDe-inking sludge

Waterzuiveringsslib

Coarse Rejects

Vijf fabrieken (onbekende hoeveelheid)

Alle fabrieken (onbekende hoeveelheid)

16 recycled paper mills (~70 kton droge massa)

• Parenco - verbranding onsite in wervelbed reactor • Andere vier fabrieken aflevering ter verwerking aan CDEM

• Parenco – verbranding onsite • Andere fabrieken – afzet ter verwerking/verbranding

• Parenco – verbranding onsite • Smurfit Roermond – Rofire, secundaire brandstof • SCA de Hoop – Fluff, secundaire brandstof • Anderen fabrieken – afzet ter verwerking/verbranding

53


Een prijsverschil van 25 €/ton tussen bont en gesorteerd papier lijkt te volstaan voor een terugverdientijd van minder dan vijf jaar voor de sorteerder

Een prijsverschil van 25 €/ ton geeft terugverdientijd van minder dan 5 jaar • De Investering voor alleen een sorteerder (conform scenario 3) is ~ 30 miljoen Euro (bron: Big River Innovation) • Uitgaande van annuïteitfactor van 0.156 (rentevoet 9%, afschrijvingsduur 10 jaar) komt dit overeen met jaarlijkse investeringskosten van € 4.6 miljoen) • Uitgaande van O&M kosten van 15% van de investering, een bontprijs van 80 Euro / ton kan geconcludeerd worden dat de verkoopprijs van de gesorteerde stromen slechts € 25 / ton boven de prijs van bont moet liggen om de installatie een terugverdientijd korter dan 5 jaar te geven

54

Inhoudsopgave

0


1


2


3

Scenario analyse

4

a


b


c


d


e



55

3e. Resultaten onderzoek - Overige scenario’s

Beschrijving scenario 4 en 5

Scenario 1


Scenario 2


Scenario 3


Scenario 4


Scenario 5


56


Scenario’s 4 en 5 zijn uit energetisch oogpunt goed vergelijkbaar, maar bij verwerking rejects on-site blijven CO2 bij de papierfabriek • Omdat alle rejects reeds nuttig worden ingezet bij productie van warmte zijn de twee scenario’s energetisch vergelijkbaar • Het binnenhouden van de CO2 credits kan een motivatie zijn voor het on-site verwerken van rejects en dus voor scenario 5 • CO2 credits variëren tussen 0.5 en 6 € /t oud-papier, afhankelijk van hoeveelheid rejects en aanname CO2 prijs binnen de EU-ETS

57


Omdat alle rejects reeds nuttig worden ingezet bij productie van warmte zijn de twee scenario’s energetisch goed vergelijkbaar

Het beoordelen van de verschillende vormen van thermische conversie conversie heeft kwalitatieve elementen in zich • Boilers en ovens hebben een hoog thermisch rendement (> 80%), daarom alle opties zuiver energetisch gezien vergelijkbaar • Het gebruik voor WKK (scenario 4) is kwalitatief wel hoogwaardiger dan het gebruik voor alleen lage temperatuur stoom • Veel van de rejects vinden nu hun toepassing in de cement industrie (Rofire, Fluff) – dit is een kwalitatief hoogwaardige hoge temperatuur toepassing • Zelf verbranden (scenario 1 en 4) heeft wel als voordeel dat de CO2 credits bij de papierfabriek blijven liggen 58


Het binnenhouden van de CO2 credits kan een belangrijke motivatie zijn voor het on-site verwerken van rejects en dus voor scenario 5 • Voor het beoordelen van de CO2 keten efficiëntie is het cruciaal te bepalen welke andere brandstof door de rejects wordt vervangen • De economische analyse van de inzet van rejects voor energieopwekking op eigen terrein volgt uit een eerdere studie van Ecofys1 Het vervangen van kolen levert meer CO2 winst op dan het vervangen van aardgas Emissie factor vervangen fuel (kg CO2 / GJ)

Voorbeeld Rejects vervangen

Fossiele CO2 winst2 (t CO2 / t rejects)

0

Alternatieve biogene fuel in cement industrie

56

Aardgas in on-site WKK

1.2

95

Kolen in cementoven

2.1

0

Resultaten Ecofys studie 2006 • Uit economisch oogpunt verdient het de aanbeveling om de verbranding van rejects puur in te zetten voor productiestoom en niet voor elektriciteit Bij afzetkosten van € 40 per ton varieert de terugverdientijd tussen 1,5 en 3,0 (afhankelijk van schaalgrote verbrander); Bij afzetkosten van € 200 per ton varieert de terugverdientijd tussen 0,7 en 1,3 (afhankelijk van schaalgrote verbrander); • Opbrengsten uit CO2 credits zijn niet meegenomen in de berekening Bij een CO2 prijs van € 15 per ton wordt de terugverdientijd 0,6 – 2,6 jaar Bij een CO2 prijs van € 25 per ton wordt de terugverdientijd 0,6 – 2,4 jaar

1. B. Dehue, B. Meulemans, D. Hanssen; Omzetting van rejects uit de papier- en kartonindustrie naar energie op eigen terrein, Ecofys 2006 2. Aanname: calorische waarde rejects 22 GJ / ton droge massa)

59


De CO2 credits variëren van 0.5 en 6 € /t oudpapier, afhankelijk van hoeveelheid rejects en de aanname van de CO2 prijs binnen de EU-ETS

Hoeveelheid credits hangt sterk af van de hoeveelheid rejects en de aangenomen CO2 prijs

• Rejects aandeel varieert van 3% (gesorteerd bont) tot 20% (ongesorteerd) • Verwachte prijs binnen de ETS voor de tweede handelsperiode varieert tussen 15 en 25 € / ton • In Nederland zal voornamelijk aardgas als brandstof worden vervangen • Deze aannames resulteren in credits varierend van 0.5 tot 6 € / ton oudpapier, uitgaande van een calorische waarde van de rejects van 22 GJ / ton

60

Inhoudsopgave

0


1


2


3

Scenario analyse

4

a


b


c


d


e



61

Conclusies en Aanbevelingen

Centrale verwerking van oudpapier is voor ketenefficiency niet aantrekkelijk en heeft economische gevolgen voor de papierindustrie in Nederland • Door het hogere energieverbruik en de invloed op aanbod en prijs van oudpapier is centrale verwerking niet aantrekkelijk voor ketenefficiency • Centraal sorteren, pulpen en drogen leidt tot verhoogd energiegebruik ten opzichte van huidige decentrale verwerking van oudpapier en reststromen • Centrale verwerking kan potentieel resulteren in prijsverhoging maar zal op korte termijn niet tot grondstof tekorten in Nederland leiden • De rentabiliteit van de voorgestelde centrale sorteerder is erg gevoelig voor het prijsverschil tussen ‘bont’ en ‘gesorteerd’ oudpapier • Vanuit ketenefficiency is er weinig verschil in energiegebruik en CO2 emissies tussen verbranding van rejects onsite of offsite. Wel kan verbranding onsite economisch aantrekkelijker zijn

62

Dankwoord

Een groot aantal mensen heeft bijgedragen aan deze studie door middel van informatieverstrekking en becommentariëring van eerdere concept rapportages. Wij willen met name Lourens Zwart (Big River Innovation) en Sanne Dirks (SmurfitKappa) voor hulp bij dataverzameling en review van het concept eindrapport. Wij willen Annita Westenbroek (KCPK) bedanken voor haar begeleiding tijdens de studie, alsmede de leden van de begeleidingscommissie: Math Clumpkens (SmurfitKappa), Bart van Konijnenburg (VNP), Henk Lingbeek (SCA), Henri Vermeulen (SmurfitKappa) en Ton Vlaminckx (SenterNovem). Tevens willen wij de volgende mensen bedanken voor hulp bij dataverzameling: Marcel van Berlo (Afvalenergiebedrijf Amsterdam), Gerben de Boer (Flevocollect), Wim Grift (Scherpenzeel), Erik Pero (van Ganzenwinkel), Peter Koers (HVC Alkmaar), Hans Wortman (SCA) en Johan van der Zwaag (Norske Skog).

63

Optimalisatie Oud Papier Verwerking Decentraal of Centraal?

Recommend Documents