SECTORSTUDIE KUNSTMESTINDUSTRIE

SECTORSTUDIE KUNSTMESTINDUSTRIE

ir. H. Boot TNO Milieu- en Energietechnologie Apeldoorn

NEEDIS Postbus 1 1755 ZG Petten telefoon: 02246 - 4750 telefax : 02246 - 3338

oktober 1994

Verantwoording

In opdracht van de Stichting NEEDIS wordt door ECN-Beleidsstudies het Nationaal Energie en Efficiency Data Informatie Systeem ontwikkeld. In de Stichting NEEDIS zijn het Ministerie van Economische Zaken, Sep en Gasunie vertegenwoordigd. Het doel van NEEDIS is om een algemeen erkend en in beginsel openbaar databestand samen te stellen en actueel te houden. In dit databestand wordt informatie opgenomen over het energieverbruik en de energie-efficiency in Nederland. Daarbij wordt onderscheid gemaakt naar energiedrager, verbruikerscategorie, energiefunctie en type installatie. Voorts worden andere grootheden bijgehouden die het energieverbruik mede verklaren. Om een nadere analyse te maken van verschillende verbruikerscategorieën is een sectorindeling gemaakt en worden per sector onderzoeken uitbesteed. Dit rapport betreft de kunstmestindustrie in Nederland (SBI’74 code 29.1) en is samengesteld door TNO Milieu- en Energietechnologie. Studies van diverse andere sectoren en gegevens uit het databestand zijn verkrijgbaar bij de beheerder van NEEDIS.

2

INHOUD

SAMENVATTING

5

1. INLEIDING

7

2. SECTORSCHETS 2.1 2.2 2.3 2.4

2.5

2.6

9 9 10 11 13 13 18 19 20 20 21 21 22 22

Oorsprong en achtergrond kunstmestindustrie Aard en omvang van de bedrijven Produktieroutes Procesbeschrijvingen stikstofmeststoffen 2.4.1 Ammoniakproduktie 2.4.2 Ureumproduktie 2.4.3 Salpeterzuurproduktie 2.4.4 Ammoniumnitraatproduktie 2.4.5 Kalkammonsalpeter (KAS) produktie Procesbeschrijvingen fosfaat- en kalimeststoffen 2.5.1 Fosforzuurproduktie 2.5.2 NPK-meststofproduktie Verdeling energieverbruik per produktgroep

3. SECTORRAPPORTAGE 3.1

3.2

3.3

25 25 25 25 26 28 31 31 31 31 33 33 36 38 39 43 45 47

Bronnen 3.1.1 LEI-DLO Jaarstatistiek van de kunstmeststoffen 3.1.2 De CBS-statistieken 3.1.3 De landelijke emissieregistratie 3.1.4 Diverse incidentele bronnen Indeling categorieën 3.2.1 Segmenten 3.2.2 Energiefuncties 3.2.3 Installaties Sectorgegevens 3.3.1 Fysieke produktie 3.3.2 Verbruikssaldi 3.3.3 Finaal verbruik 3.3.4 Onderverdeling energieverbruik 3.3.5 Geregistreerd energieverbruik ammoniakinstallaties 3.3.6 Economische gegevens 3.3.7 Ontwikkelingen

4. BESPREKING RESULTATEN 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

49 49 50 50 51 51

Verbruik segmenten Specifiek verbruik volgens ER Non-energetisch verbruik Bepaling kwaliteitsfactor Advies voor monitoring

REFERENTIES

55

3

Oktober 1994 Sectorstudie kunstmestindustrie

4

SAMENVATTING

In het kader van het Nationaal Energie en Efficiency Data Informatie Systeem is voor de sector Kunstmestindustrie een inventarisatie van het energieverbruik over de afgelopen 10 jaar uitgevoerd. Bij deze inventarisatie diende te worden aangesloten bij de ‘NEEDIS-structuur’ een indelingsmethodiek die is vastgelegd in [1]. Omdat er bij de ammoniakproduktie, de grootste verbruikspost binnen de sector, sprake is van een verregaand geïntegreerd proces, waarbij warmte/kracht-installaties sterk verweven zijn opgenomen in de installatie, bleek het onmogelijk om de warmte/kracht-installatie apart als installatie te kwantificeren. De ammoniakproduktie-plant is derhalve behandeld als zijnde één installatie. Het specifiek verbruik van de ammoniakproduktie ligt momenteel op 33,5 GJ/ton ammoniak. De verdeling van dit verbruik over de verschillende installatie componenten is sterk afhankelijk van het type proces (licentie). Vooralsnog worden in de nabije toekomst geen grote veranderingen in het specifieke verbruik van de Nederlandse installaties verwacht. Veranderingen in het energieverbruik van de sector zullen met name plaatsvinden ten gevolge van veranderingen in de produktievolumina. Bij de vaststelling van het energieverbruik is intensief gebruik gemaakt van CBS-publikaties, de rapportages ‘Energiekentallen’ in het kader van het Nationaal Onderzoekprogramma Hergebruik Afvalstoffen (NOH), en de database van de landelijke emissieregistratie (ER). Deze bronnen bleken bijzonder bruikbaar bij het vaststellen van kwantitatieve gegevens met betrekking tot het energieverbruik. De gegevens uit de emissieregistratie worden periodiek geactualiseerd, daardoor zijn deze gegevens goed bruikbaar voor monitoring van het specifieke verbruik van de ammoniakproduktie. NEEDIS dient zelf afspraken te maken met emissieregistratie teneinde jaarlijks een update van de informatie te verkrijgen. Verder verdient het aanbeveling om in te spelen op het verschijnen van nieuwe studies ‘Energiekentallen’ die in het kader van LCA-analyses worden gebruikt. Aangezien van de produktiebedrijven zelf nauwelijks specifieke informatie omtrent energieverbruik te krijgen is, mede omdat het openbare karakter van deze rapportage de bedrijfsbelangen kan schaden, dient te worden getracht geaggregeerde verbruiksgegevens bij overkoepelende instanties als EFMA of VKP te verkrijgen.

5


6

1. INLEIDING

Dit rapport vormt de eindrapportage van het sectoronderzoek ‘kunstmeststoffenindustrie’ ten behoeve van het Nationaal Energie en Efficiency Data Informatie Systeem (NEEDIS). Bij uitvoering van dit sectoronderzoek is uitgegaan van het standpunt dat er gebruik moest worden gemaakt van bestaande bronnen, en dat de studie mede bedoeld is als toetsing van een onderzoeksmethodiek. Omdat de betreffende industriesector zelf bijzonder terughoudend is met het verstrekken van energie-gerelateerde informatie, is de informatie in deze studie vrijwel zonder uitzondering afkomstig van ‘derden’. Omdat hiermee een indirecte weg gevolgd wordt, en er dus wellicht wat meer kans op onjuistheden ontstaat, is deze rapportage voorgelegd aan de VKP, de Vereniging van Kunstmest Producenten. Het commentaar van de VKP is in de definitieve versie verwerkt. Door gebruik te maken van de gegevens van de emissieregistratie zijn, van anonieme bedrijven, gegevens boven water gekomen waarbij het, gezien het beperkte aantal bedrijven, achteraf relatief eenvoudig is de installaties toe te kennen aan de bijbehorende bedrijven. Dit is ten behoeve van deze studie overbodig en in het kader van de afspraken met emissieregistratie ongewenst. Om deze reden zijn de betreffende gegevens ‘gefilterd’ opgenomen, waarbij de anonimiteit van de bedrijven gewaarborgd wordt doordat de produktiecapaciteiten van de installaties niet zijn vermeld. De geheimhoudingsafspraken hebben verder geen consequenties gehad voor de indeling in energiefuncties. Helaas is het niet mogelijk om de geheimhoudingsafspraken alleen voor recente jaren te laten gelden. De voorwaarden voor het verstrekken van informatie door ER zijn daarin eenduidig. Voor wat betreft de analysemethode zijn er in deze studie enige afwijkingen ten opzichte van de voorgestelde methode [1]. Omdat de belangrijkste energieverbruikende installaties, de ammoniakinstallaties, verregaand geïntegreerd zijn, wordt de eigen opwekking die hier op grote schaal plaatsvindt, als onderdeel van de installatie beschouwd. Verder bleek het niet mogelijk om omzettingsrendementen van ketels en warmte/kracht-eenheden te definiëren. Inclusief deze inleiding en referenties bestaat dit rapport uit 5 hoofdstukken. In hoofdstuk 2 wordt een sectorschets gegeven, waarin behalve een historisch overzicht van de industriesector ook de produktieprocessen zelf worden beschreven. Hoofdstuk 3 omvat de feitelijke sectorrapportage, waarin wordt stilgestaan bij de diverse beschikbare bronnen, en aan de hand van een gekozen sectorindeling een overzicht wordt gegeven van het energieverbruik. In hoofdstuk 4 worden de resultaten van de sectorrapportage besproken, en worden enige adviezen voor monitoring gegeven.

7


8

2. SECTORSCHETS

2.1 Oorsprong en achtergrond kunstmestindustrie Aan het begin van de negentiende eeuw was duidelijk geworden dat stoffen zoals Peruguano (fosfaatrijke vogelmest) en Chilisalpeter (natriumhoudend) de prestaties van landbouwgewassen aanzienlijk konden verbeteren. In de loop van de negentiende eeuw wist men vergelijkbare effecten te bereiken met kunstmatig gefabriceerde, meestal fosfaathoudende meststoffen. Met deze bedrijvigheid heeft Nederland een vooraanstaande marktpositie bereikt. Nederland fabriceerde al in de vorige eeuw redelijke hoeveelheden superfosfaat, ammoniak-superfosfaat, zwavelzure ammoniak en beendermeel (een bijprodukt van beenderlijmfabricage). In 1877 werd in Capelle a/d IJssel de eerste Nederlandse superfosfaatfabriek in bedrijf genomen, en rond de eeuwwisseling waren er in ons land al vijf kunstmestfabrieken. De ammoniakindustrie, een andere pijler onder de kunstmestfabricage, dateert uit het midden van de vorige eeuw. Deze bedrijfstak gebruikte ammoniakwater van lichtgasfabrieken als grondstof. In 1910 werd al 65% van al het door de lichtgasindustrie geproduceerde ammoniakwater omgezet in zwavelzure ammoniak. In 1920 kwam DSM op de markt met zwavelzure ammoniak die men overhield van de cokesovengaswinning. Tien jaar later kwamen daar de Mekog (nabij de cokesfabriek van Hoogovens), het stikstofbindingsbedrijf der staatsmijnen (Geleen) en l’Azote in Sluiskil nog bij. Na de tweede wereldoorlog waren er vijf belangrijke producenten van superfosfaat: Amsterdamse Superfosfaat Fabrieken (ASF), Albatros, de Eerste Nederlandse Coöperatieve Kunstmestfabriek, Zuid Chemie en Coenen & Schoenmakers. Stikstof werd voornamelijk geproduceerd door Mekog (Hoogovens en Shell), DSM en NSM. Later ging Albatros op in KNZ (later Akzo, resp. Akzo-Nobel) en smolten Mekog en ASF samen tot de verenigde kunstmestfabrieken. De samenwerking met DSM leidde in 1970 tot de oprichting van de Unie van Kunstmest Fabrieken. Vanaf 1979 is de UKF een volle dochter van DSM. Overcapaciteit, nieuwe marktbestormers (o.a. de petrochemische industrie) en de toegenomen buitenlandse concurrentie hebben de Nederlandse kunstmestindustrie de afgelopen jaren een totaal ander aanzien gegeven. DSM heeft vanaf 1982 een groot deel van haar kunstmestactiviteiten afgestoten, terwijl het leeuwedeel van de Nederlandse kunstmestproduktie in buitenlandse handen overging [2]. Momenteel is de ammoniakproduktie in drie concerns geconcentreerd: DSM Agro met een vestiging in Geleen en IJmuiden (deze laatste vestiging is onlangs gesloten [3]), Hydro Agri in Sluiskil (voorheen NSM) en Kemira Oy in Rozenburg. Tot en met 1992 had Kemira Oy ook in Pernis een ammoniakproduktie-installatie. (dit was voorheen Ammoniak Unie, DSM).

9


Op het gebied van de fosfaatmeststoffen zijn Kemira en Hydro Agri de belangrijkste producenten. Zowel Kemira Pernis als Hydro Agri Vlaardingen produceren in Nederland fosforzuur, voornamelijk uit fofsfaaterts uit Marokko en zwavelzuur uit Scandinavische landen [4]. Momenteel wordt de toekomst van de Nederlandse kunstmestindustrie als ‘onzeker’ bestempeld. De Nederlandse kunstmestindustrie is sterk van de export afhankelijk, en door daling in het kunstmestgebruik in o.a. de voormalige Sovjet-Unie en West-Europa is de wereldvraag sinds het eind van de tachtiger jaren sterk teruggelopen. Bovendien ondervindt de Nederlandse kunstmestindustrie veel last van extreem laag geprijsd materiaal uit Oost- en Centraal Europa [5]. De afgelopen jaren is er dan ook sprake van een afname van de produktievolumina in Nederland. Ook zijn de afgelopen jaren enkele produktie-installaties (Kemira Pernis en DSM IJmuiden) uit bedrijf genomen.

2.2 Aard en omvang van de bedrijven De Nederlandse kunstmestindustrie is één van de grotere energieverbruikers in Nederland. Met een finaal verbruik van 118 PJ in 1992 verbruikt de sector ca. 5% van het totale Nederlandse finaal verbruik (12% van het totale industriële verbruik). Dit verbruik betreft voornamelijk aardgas, dat behalve als brandstof ook als grondstof (feedstock) wordt gebruikt. Er wordt in het algemeen onderscheid gemaakt tussen Stikstof- (N), Fosfaat- (P) en Kali- (K) kunstmeststoffen, waarbij de stikstofmeststoffen zowel in volumina als in energieverbruik de belangrijkste zijn. Alle stikstofmeststoffen worden geproduceerd vanuit het basismateriaal ammoniak. De ammoniakproduktie zelf is de meest energie-intensieve fase van de kunstmestproduktie. Gelet op het feit dat er momenteel nog slechts 3 bedrijfsvestigingen in Nederland zijn die ammoniak produceren, zal duidelijk zijn dat er sprake is van bedrijven met grote produktiecapaciteiten. In tabel 2.1 is een opsomming gegeven van de thans in werking zijnde ammoniakproduktie-installaties in Nederland [6]. Aan het begin van 1994 heeft DSM de produktie in de vestiging IJmuiden gestopt [3]. Tabel 2.1 Ammoniakproduktie-installaties in Nederland Bedrijf

Vestiging

DSM

Geleen

Kemira Oy

Rozenburg

Hydro Agri

Sluiskil

10

Installatie code

Licentie proces

Capaciteit [ton/dag]

Bouwjaar

AFA 2

Bechtel

1360

1971

AFA 3

Kellogg

1360

1983

Topsoe

1500

1968

C

Braun

900

1973

D

Braun

1500

1984

E

Braun

1750

1988

Sectorschets

De hele sector telt momenteel 10 bedrijven, waarbij ca. 4000 arbeidsplaatsen betrokken zijn. De kunstmestindustrie zelf is zeer terughoudend met het verstrekken van informatie over energieverbruik. Enerzijds is dat het gevolg van het feit dat slecht drie bedrijven in de ammoniakproduktie actief zijn, waarbij de energiekosten van de produktie een zeer belangrijk deel van de totale produktiekosten uitmaken. Bij de hevige concurrentie in deze branche zou het vrijgeven van energieverbruiksgegevens voor concurrerende bedrijven al veel informatie over de prijsmarges opleveren. Anderzijds bestaat er een duidelijke angst voor overheidsbemoeienis in de vorm normstelling/regelgeving op het gebied van energieverbruik. Als gevolg van deze terughoudendheid is er voor het genereren van energieverbruiksgegevens vooral buiten de branche naar informatie gezocht. Wel is de Vereniging van KunstmestProducenten, de VKP, bereid gevonden om commentaar te leveren op de sectorrapportage. De kunstmestindustrie valt onder de meerjarenafspraak (MJA) tussen de chemische industrie en het Ministerie van Economische Zaken betreffende energie-efficiency. De doelstelling is een verbetering van de energie-efficiency met 20% in het jaar 2000 t.o.v. 1989. Daarbij wordt het non-energetisch verbruik buiten beschouwing gelaten.

2.3 Produktieroutes De ammoniak wordt gebruikt als basis voor diverse types kunstmest, waaronder kalkammonsalpeter (KAS), ammoniumnitraat (AN), ureum en diverse NPK (mengsel stikstof/fosfor/kalium) mengmeststoffen. In figuur 2.1 wordt de onderlinge samenhang van de verschillende produkten en halfprodukten weergegeven.

11


Figuur 2.1 Procesroute kunstmeststoffen Zoals reeds gesteld vormt ammoniak de belangrijkste basisgrondstof voor de produktie van kunstmeststoffen. Ammoniak wordt in Nederland geproduceerd uit aardgas, in de rest van de wereld wordt op kleine schaal ook aardolie, cokes-gas en kolen als feedstock gebruikt. Naast ammoniak als basis voor de stikstofkunstmest worden ook fosforzuur, dolomiet (een mineraal) en kalizouten als kunstmestgrondstof gebruikt. In het bovenstaande schema zijn de verschillende produktieroutes voor de kunstmeststoffen weergegeven. Naast de in figuur 2.1 weergegeven kunstmeststoffen bestaat er nog een grote diversiteit aan andere meststoffen, zoals bijvoorbeeld NP-, NK- en magnesiummeststoffen. De produktievolumina van deze stoffen zijn echter relatief klein, en deze overige meststoffen zijn voor het energieverbruik van de sector nauwelijks relevant. Naast het gebruik in de kunstmestindustrie wordt ammoniak ook als grondstof voor andere chemicaliën, of als eindprodukt (bijv. koelmiddel) gebruikt. In de CBS standaard bedrijfsindeling valt deze produktie onder categorie SBI 29.42, anorganische chemische grondstoffenindustrie. De introductie van een nieuwe SBI-codering, die met ingang van 1993 van kracht is, heeft voor de afbakening wel consequenties. In deze nieuwe indeling valt ‘de vervaardiging van meststoffen en daarmee samenhangende stikstofverbindingen’ onder categorie 2415. Belangrijke veranderingen zijn dat alle ammoniakproduktie, dus ook de ammoniak voor andere toepassingen dan kunstmest, nu onder SBI 2415 valt. Datzelfde geldt voor diverse halffabrikaten als salpeterzuur en nitreerzuur,

12

Sectorschets

ammoniumchloride, kaliumnitrieten en nitraten, triammoniumfosfaat en ammoniuncarbonaten. Feitelijk kan gesteld worden dat deze nieuwe indeling beter aansluit bij de situatie in de praktijk, omdat de produktie van deze halffabrikaten feitelijk plaatsvond in installatie van bedrijven die onder SBI 29.1 geregistreerd waren. Belangrijke veranderingen in het verbruik van de sector mogen dan ook niet verwacht worden. CBS kon op dit moment nog geen inzicht verschaffen over bijvoorbeeld het aantal bedrijven dat nu en vroeger tot de kunstmestsector wordt gerekend. In de definitieve NEH ’93 zal uitgebreid worden stilgestaan bij de verschillen die hierdoor ontstaan.

2.4 Procesbeschrijvingen stikstofmeststoffen

2.4.1 Ammoniakproduktie In Nederland wordt de ammoniak alleen geproduceerd uit de basisgrondstof aardgas. Ten behoeve van de ammoniakbereiding worden momenteel 4 verschillende procesvarianten toegepast. Deze processen zijn genoemd naar de naar de licentiehouder, te weten het ‘Braun Purifier’ proces, het ‘ICI-LCA’ proces, het ‘ICI-AMV’ proces, en het ‘Kellogg steam reforming’ proces. Het Kellogg proces wordt over de gehele wereld het meeste toegepast, voor Nederland is ook het Braun proces van groot belang. Het ICI AMV proces geldt momenteel als het meest energiezuinige proces, met een specifiek verbruik van ca. 28 GJ/ton. Ook met het LCA proces van ICI kunnen dergelijke lage specifieke verbruiken gerealiseerd worden, maar dit laatste proces is met name bedoeld voor relatief kleinschalige (500 ton/dag) toepassingen. Het ammoniakproduktieproces wordt wel eens gekenschetst als ‘een enorme stoomketel die ook nog ammoniak produceert’. In de regel zijn de huidige produktieinstallaties netto producenten van stoom (de hoeveelheid stoom geproduceerd m.b.v. proceswarmte is groter dan de consumptie in turbines en de warmtevraag voor omzettingen) en wordt vaak stoom aan derden geleverd. Indien verdere verwerkingsprocessen op dezelfde produktielokatie zijn gesitueerd kan deze surplus aan stoom in deze installaties worden benut. Vanuit het oogpunt van de energieanalyse levert zo’n integratie helaas een gecompliceerd beeld. Onderstaande beschrijving is hoofdzakelijk gebaseerd op het veel voorkomende stoom-reforming proces en afkomstig uit [7], [6] en [8]. Alhoewel de verschillende procesvarianten welke in Nederland worden gebruikt op details wel verschillen, geeft deze gegeneraliseerde beschrijving een goed beeld van het overall proces. De specifieke verbruiken voor de verschillende produktiestappen kunnen bij de verschillende plants echter in hoge mate verschillen. Elke produktieplant kent een eigen wijze van integratie van processen, waardoor een andere verdeling van energie (vraag en aanbod) ontstaat. Een processchema voor het volledige proces is weergegeven in figuur 2.2.

13


Figuur 2.2 Produktieproces ammoniak

Reformer Primaire reformer: (endotherm) Secundaire reformer: (exotherm)

14

CH4 + H2O CO + H2O CO + H2O CO2 + H2 CH4,H2 + O2 CO2 + H2O CH4rest + H2O CO + H2 CO + H2O CO2+ H2

Sectorschets

Ontzwaveld aardgas (81% CH4) wordt in een voorwarmer tot ca. 500 °C verhit, en vervolgens in de zgn. primaire reformer geleid (op een druk van 25-35 bar) en gemengd met stoom. Het gas wordt door de reformerpijpen, gevuld met nikkelhoudende katalysator, geleid om een mengsel van waterstof, koolmonoxyde, kooldioxide en ongereageerd methaan (en stoom) te produceren. Deze reformer wordt ook wel aangeduid als ‘buisoven’, ‘primaire reformer’, ‘buisreactor’ en zou in NEEDIS evt. als ‘fornuis’ gekenmerkt kunnen worden. De gassen komen uit de reactor op ca. 800 °C. Deze reactie is endotherm, daarom wordt de oven ondervuurd met aardgas, dat aangevuld kan worden met spuigas uit de waterstofterugwinning. De warmte uit de rookgassen wordt teruggewonnen waarbij de rookgassen afkoelen tot ca. 125 °C. Het produktgas uit de primaire reformer wordt vervolgens in de secundaire reformer geleid, waarbij gecomprimeerde lucht (leverancier stikstof) wordt toegevoegd. Deze luchtcompressoren worden i.h.a. door stoom- of gasturbines aangedreven. Ook bij deze reactie, die plaatsvindt bij 1100 °C, wordt een nikkelkalysator toegepast. Het produktgas verlaat deze tweede reforming op een temperatuur van ca. 980 °C, en bevat ca. 10-15% koolmonoxyde en minder dan 0,5% methaan. Bij sommige processen (o.a. Braun proces) wordt een overmaat lucht toegevoerd aan de secundaire reformer, waardoor de primaire reformer ontlast wordt, en de verwijdering van inerte gassen vereenvoudigd wordt. Afgassenketel Het synthesegas uit de reformer wordt in de afgassenketel benut voor de opwekking van HD stoom, waardoor het gas afkoelt tot ca. 350 °C. De stoom kan worden gebruikt om (lucht)compressoren aan te drijven. Shift convertor CO + H2O CO2 + H2 In de zogenaamde Shift Convertor wordt de koolmonoxyde met behulp van stoom omgezet in kooldioxide en waterstof. De reactie wordt veelal in twee fasen uitgevoerd; de eerste fase bij hoge temperaturen (350-250 °C), m.b.v. een ijzeroxide-chroom katalysator, en een opvolgende fase bij lagere temperatuur (200-240 °C), m.b.v. een koper-zink katalysator. Tussen de beide convertors wordt gekoeld, waarbij weer stoom wordt opgewekt. Na de shift-reactie bevat het gas ca. 18% kooldioxide en ca. 0,3% koolmonoxyde Kooldioxide verwijdering Vervolgens wordt het CO2 verwijderd door de processtroom te wassen met basische of fysische absorbtiemiddelen (hot carbonate, monoethalomine, selexol systemen). De absorbtiemiddelen worden geregenereerd door ze te strippen met (lage temperatuur) afvalwarmte. Na deze behandeling blijft een kleine hoeveelheid kooldioxide, koolmonoxyde en inerte gassen over in de processtroom, die nu hoofdzakelijk uit stikstof en waterstof bestaat. Methanisering CO + 3H2 CH4 + H2O CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O

15


De koolmonoxyde en kooldioxide moet verwijderd worden om vergiftiging van de katalysator te voorkomen. Hiertoe worden deze componenten omgezet tot methaan met behulp van een nikkel katalysator, bij een temperatuur van 300 °C. Na deze methanisering wordt het gas gekoeld en soms gedroogd. Hierna blijft een gasmengsel van ca. 75% waterstof en 25% stikstof over. In sommige ontwerpen (Braun) wordt een cryogene scheiding toegepast waar de inerte gassen (methaan, overmaat stikstof en argon) worden verwijderd en als stookgas gebruikt kunnen worden. Synthesegascompressie Ten behoeve van de synthesereactie wordt het synthesegas gecomprimeerd tot drukken die variëren van 80 bar (ICI proces) tot 250 bar (standaard synthesereactor). De synthesegascompressoren worden veelal aangedreven door stoomturbines, waarmee een zeer bedrijfsspecifieke invulling van het begrip ‘warmte/kracht’ ontstaat. De mate van integratie van de stoom- en gasturbines in de gehele stoomcyclus rond de ammoniakproduktie maakt het vrijwel onmogelijk om deze krachtopwekking als een aparte installatie (met omzettingsrendementen etc. volgens de NEEDIS-definities) te kwantificeren. Ammoniaksynthese 3H2 + N2 2NH3 Voor de uiteindelijke ammoniakproduktiestap zijn vanuit thermodynamisch oogpunt een hoge druk en een lage temperatuur gewenst. De reactiesnelheid is onder deze omstandigheden echter laag, als compromis wordt daarom veelal een hogere temperatuur van ca. 450 °C, bij ca. 140 bar, toegepast. Er worden hierbij verschillende types reactoren gebruikt, waaronder twee-, drieof vierbedsreactoren (ovens) met zowel radiale als axiale doorstroming. Op de bedden bevindt zich de katalysator (ijzer). De warmteverdeling over de reactor is hierbij een belangrijk ontwerpcriterium. De temperatuur is het hoogst in het eerste katalysatorbed, en neemt vervolgens af om een goed evenwicht te krijgen in de laatste sectie. Hiertoe worden tussenkoelers of ‘quenches’ gebruikt. Na de reactor bestaat het gasmengsel uit 10-20% ammoniak, dat wordt verwijderd door koeling en condensatie. Het ongereageerde gas wordt gerecirculeerd, terwijl een kleine hoeveelheid wordt gespuid om te hoge concentraties van methaan en inerte restgassen te voorkomen. Tegenwoordig wordt de waterstof uit de spuistroom teruggewonnen, en wordt het restgas als stookgas gebruikt. Energiebesparingsmogelijkheden Het energieverbruik van een ammoniakproduktie-installatie wordt in belangrijke mate bepaald door de ouderdom van de installatie. Daarnaast zijn er verschillen in energieverbruik tussen de verschillende licencors. De nieuwe fabrieken van Hydro Agri te Sluiskil verbruiken 29,3 GJ/ton NH3. De meest energiezuinige technologie van dit moment (het AMV proces van ICI) heeft een ontwerpwaarde van 28 GJ/ton. Vergeleken met het huidige gemiddelde verbruik in Nederland (33,5 GJ/ton) [6] zal er dus een autonome besparing plaatsvinden door de verdere introductie van nieuwe installaties. Gelet op de gemiddelde levensduur (ca. 25 jaar) en de benodigde investeringskosten voor ammoniakinstallaties (orde van 250 miljoen) zal deze autonome besparing niet snel

16

Sectorschets

gaan. Bovendien zijn de financiële besparingen door introductie van nieuwe technieken niet van dien aard dat ze een voortijdige vervanging van installatie rechtvaardigen [9]. Wel zijn er diverse mogelijkheden om de bestaande installaties te verbeteren. Zo is er bij de Kemira ammoniakproduktie-installatie te Rozenburg een zogenaamde ‘pre-reformer’ geïnstalleerd. Hierbij wordt restwarmte van de primaire reformer gebruikt om aardgas gedeeltelijk te converteren tot synthesegas, met behulp van een hoog-actieve katalysator. Deze pre-reformer gebruikt het stoomoverschot, en als gevolg van de pre-reforming wordt het stoomverbruik in de primaire reformer gereduceerd. Dit heeft geresulteerd in een netto besparing van 4% op het energieverbruik van de installatie. Deze techniek kan alleen worden toegepast op oudere installaties, welke een overschot aan stoom produceren [10]. Een andere besparingstechniek is de toepassing van waterstofscheiding met behulp van membranen in plaats van cryogene scheiding. Doordat membranen bij een hogere druk kunnen werken (140 bar i.p.v. 70 bar bij cryogene scheiding) wordt er bespaard op recompressie-energie. Ook kan de waterstofopbrengst enigszins worden verhoogd. Hiermee zou een netto besparing van 2% kunnen worden gerealiseerd [6]. Andere rendabele besparingsmogelijkheden in de ammoniakproduktie zijn het toepassen van procesintegratietechnieken, (ca. 5% besparing) of het veranderen van de regelstrategie van ‘stand-by’ stoomketels (2,5% besparing) [6]. Verder zijn er mogelijkheden om waterstof en ammoniak terug te winnen uit de spuigasstroom van de cryogene scheiding [11]. De procentuele besparing van deze techniek (230.000 m3 aardgasequivalent) is echter betrekkelijk klein, in de orde van 0,2%. Bij de ammoniakfabriek 3 van DSM is een demonstratieproject gestart waarbij een optimizer wordt ingezet om de procesinstelling continue aan te passen bij de heersende interne (bijv. katalysatoractiviteit) en externe (bijv. grondstofsamenstelling) omstandigheden. Met deze geavanceerde procesregeling wordt een besparing van ca. 1,5% (7.300.000 m3 aardgasequivalent) [12].

17


2.4.2 Ureumproduktie

Figuur 2.3 Produktieproces ureum 2NH3 + CO2 NH4COONH2 (ammoniumcarbamaat) [stap 1] NH4COONH2 NH2CONH2 + H2O [stap 2] Ureum wordt gevormd door een reactie van ammoniak met de eveneens in de ammoniaksynthese gevormde kooldioxide. De reactie verloopt in twee stappen, eerst wordt bij hoge druk (120-250 bar) carbamaat gevormd, in de tweede stap wordt het carbamaat gedehydrateerd tot ureum. Omdat deze reactie niet volledig verloopt wordt het produkt gescheiden van de reactanten die worden teruggevoerd naar de reactor. De bestaande processen verschillen in de dehydratatiestap, waartoe ‘solution recycling’ en ‘stripping recycling’ worden gebruikt. De ureumoplossing wordt vervolgens ingedampt. Vaak wordt het eindprodukt in een priltoren omgezet in een granulaat met een restvochtgehalte van 0,5%. Voor deze granulatie wordt ook vacuüm kristallisatie toegepast. Het specifieke energieverbruik voor de produktie van ureum is ook bij dit proces afhankelijk van de specifieke werkwijze (o.a. keuze dehydratieproces) bij de fabricage. Het bijbehorende processchema is weergegeven in figuur 2.3.

18

Sectorschets

2.4.3 Salpeterzuurproduktie

Figuur 2.4 Produktieproces salpeterzuur 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O (ammoniakverbranding) 2NO + O2 2NO2 (oxidatie) 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO (absorbtie) Salpeterzuur wordt o.a. als grondstof voor ammoniumnitraat gebruikt, maar ook voor niet-kunstmest doeleinden, waarmee deze produktie in de oude SBI-indeling gedeeltelijk buiten de sectorgrenzen terecht kwam. In de nieuwe SBI 2515 klasse valt de gehele salpeterzuurfabrikage onder de kunstmestsector. Ammoniak wordt bij verhoogde druk (6 bar bij het ‘Grande Paroisse’ proces) over een katalysatorbed verbrand tot stikstofoxide, waarna de stikstofoxide in een absorbtiekolom wordt geleid om salpeterzuur te produceren. Het verbrandingsproces is exotherm, zodat met behulp van afgasketels hoge-druk stoom kan worden geproduceerd. Er worden twee verschillende procesvarianten toegepast; ‘mono-pressure’ (oxydatiedruk is gelijk aan absorbtiedruk) en ‘dual pressure’ (absorbtiedruk is hoger dan oxidatiedruk). Beide type zijn weer in een groot aantal varianten bekend (verschillende drukken, verschillende capaciteiten). In Nederland staan fabrieken van ‘Stamicarbon’ en ‘Grande Paroisse’. Het bijbehorende processchema is weergegeven in figuur 2.4.

19


2.4.4 Ammoniumnitraatproduktie

Figuur 2.5 Produktieproces ammoniumnitraat NH3 + HNO3

NH4NO3

Ook de produktie van ammoniumnitraat, door neutralisatie van salpeterzuur met ammoniak, is een exotherme reactie. De proceswarmte die hierbij vrijkomt, wordt gebruikt voor voorverwarming van het salpeterzuur, waterverdamping van salpeterzuur of ammoniakverdamping, en voor de produktie van stoom. Oudere produktieinstallaties werken bij atmosferische druk, en hebben per saldo stoom nodig. Nieuwere ontwerpen werken bij verhoogde druk en zijn netto stoomleveranciers. In figuur 2.5 is het produktieproces schematisch weergegeven.

2.4.5 Kalkammonsalpeter (KAS) produktie

Figuur 2.6 Produktieproces kalkammonsalpeter

KAS wordt geproduceerd door ammoniumnitraat te mengen met gemalen dolomiet, een kalkhoudend mineraal. De verhouding is ongeveer 75% ammo-

20

Sectorschets

niumnitraat en 25% dolomiet. Het mengsel wordt gegranuleerd of geprild tot een korrelvormig produkt. Moderne granulatie processen zijn wervelbedprocessen. Moderne fabrieken hebben geen thermische energieverbruik, alleen een gering elektriciteitsverbruik t.b.v. pompen, compressoren en maalinstallaties. Figuur 2.6 geeft een schematische voorstelling van het proces.

2.5 Procesbeschrijvingen fosfaat- en kalimeststoffen Naast de, uit energetisch oogpunt belangrijke, stikstofmeststoffen is Nederland ook een belangrijke producent van fosfaat- en kalimeststoffen. Er bestaat hierbij een enorm assortiment aan verschillende soorten meststoffen, maar in hoeveelheden uitgedrukt zijn de NPK (mengsel stikstof/fosfor/kalium) meststoffen (75%) en de tripel-superfosfaat (20%) overheersend. Naast de basisgrondstoffen ammoniak en kaliumchloride (inkoop uit Duitsland) is hierbij het produktieproces voor fosforzuur van belang.

2.5.1 Fosforzuurproduktie

Figuur 2.7 Produktieproces fosforzuur Fosfaaterts + H2SO4 (hemihydraatgips)

P2O5 + CaSO4.2H2O (dihydraatgips) of CaSO4.½H2O

Fosforzuur wordt gefabriceerd uit geïmporteerde fosfaaterts. In Nederland produceren alleen Kemira Pernis en Hydro Agri Vlaardingen fosforzuur, waarbij het fosfaaterts wordt ontsloten met behulp van zwavelzuur en gips als bijprodukt ontstaat. Hydro Agri gebruik hierbij het ‘hemi-dihydraat twee filter proces’ en Kemira past het ‘hemihydraat-dihydraatproces’ toe.

21


Het fosfaaterts wordt gemengd met (ingekocht) zwavelzuur en retourzuur (fosforzuur) bij een temperatuur van ca. 95 °C. Hierdoor lost het erts op, en ontstaat gelijktijdig calciumsulfaat. En deel van de verontreinigingen uit de erts zal in het kristalrooster ingesloten worden. De calciumsulfaat-slurry wordt naar een rekristallisatiesectie gevoerd, waar het hemihydraatgips door temperatuurverlaging wordt omgezet naar dihydraatgips. Tijdens deze kristallisatie komt een groot gedeelte van de in het rooster opgenomen verontreinigingen in het produkt (fosforzuur) terecht. Het gips wordt afgefilterd, gewassen en geloosd, waarbij het waswater, waarin nog fosfaten voorkomen, wordt teruggevoerd. Het zuur dat wordt geproduceerd heeft een P2O5-gehalte van ca. 30%. Door indampen wordt een concentratie van 54% verkregen (Kemira). Figuur 2.7 geeft een schematische voorstelling van dit proces.

2.5.2 NPK-meststofproduktie

Figuur 2.8 Produktieproces NPK-meststoffen Ten behoeve van de produktie van NPK-meststoffen, welk in diverse verhoudingen worden gefabriceerd, worden ammoniak, salpeterzuur, kaliumchloride en fosforzuur in een granulator samengevoegd. In deze draaiende trommel worden met behulp van stoom korrels gevormd, die vervolgens worden gedroogd, gekoeld, gezeefd en gecoat (zie figuur 2.8).

2.6 Verdeling energieverbruik per produktgroep Zoals reeds gesteld speelt de ammoniakproduktie een overheersende rol in het energieverbruik van de sector. Om dit beeld wat te verduidelijken is in tabel 2.2 een overzicht gegeven van de produktievolumina en energieverbruiken die samenhangen met de produktie van de beschreven kunstmeststoffen. De getallen in deze tabel zijn afkomstig uit [13] en hebben betrekking op de

22

Sectorschets

situatie in 1986. Deze tabel illustreert duidelijk de overheersende invloed van de ammoniakproduktie op het energieverbruik van de sector. Tabel 2.2 Kunstmestproduktie in Nederland (1986) (half) Produkt

Produktievolume [kton]

Energieverbruik [PJ]

Ammoniak

2621

93,0

Salpeterzuur

2100

0,2

833

2,5

KAS

1753

0,4

Overige (m.n. NPK)

6667

4,0

Ureum

Totaal

100,2

23


24

3. SECTORRAPPORTAGE

3.1 Bronnen

3.1.1 LEI-DLO Jaarstatistiek van de kunstmeststoffen Voor wat betreft produktiegegevens is de landelijke boekhouding van het LEI-DLO (Landbouw Economisch Instituut) een zeer belangrijke bron. Het LEI-DLO presenteert jaarlijks de ‘jaarstatistiek van de kunstmeststoffen’. Deze jaarlijkse publikatie wordt samengesteld aan de hand van een schriftelijke enquête die onder alle producenten en een groot aantal importeurs wordt gehouden. De gegevens dienen mede ter beantwoording van de ‘Annual Questionnaire on Fertilizers’ van de Food and Agriculture Organisation (FAO) van de Verenigde Naties te Rome. Deze jaarstatistiek heeft ten doel inzicht te verschaffen in produktie, invoer en afzet van kunstmeststoffen in Nederland en andere landen, waarbij ook aandacht wordt besteed aan verbruikers- en in- en uitvoerprijzen. Hierdoor leent deze statistiek zich bijzonder goed als bron voor NEEDIS. Helaas is deze statistiek gebaseerd op een verslagperiode van 1 juli tot 30 juni, zodat de gegevens niet zonder meer vergeleken kunnen worden met de CBS verslagperiode, die van 1 januari tot 31 december loopt. Teneinde de LEI-statistiek te kunnen gebruiken als NEEDIS-bron en aan te sluiten bij de definities voor de tijdsperiode, wordt voorgesteld om de gegevens van twee opvolgende LEI-verslagperiodes te middelen. De LEI jaarstatistiek bevat geen gegevens over ammoniakproduktie in Nederland, omdat dit slechts een tussenprodukt is. Door de totale produktievolumes van stikstofmeststoffen te aggregeren tot tonnen geproduceerd stikstof, kan een daartoe benodigde ammoniakproduktie afgeleid worden. De LEI-jaarstatistiek vermeldt ook enkele financiële uitkomsten van de sector, die worden overgenomen van de CBS-Produktiestatistiek, het LEI vermeldt daarbij de gecorrigeerde gegevens tot 5 jaar terug. Zo bevat de uitgave van februari ’92 de jaarstatistiek over ’89/’90, en worden produktiewaarde, verbruikswaarde, toegevoegde waarde etc. uit de gecorrigeerde produktiestatistieken 1987, 1988 en 1989 aangehaald. Deze CBS-cijfers blijken na verloop van tijd toch te worden gecorrigeerd. Alhoewel de veranderingen minimaal zijn, wordt er na het verschijnen van een produktiestatistiek blijkbaar nog gesleuteld aan deze CBS-cijfers.

3.1.2 De CBS-statistieken Het is duidelijk dat het Centraal Bureau voor de Statistiek ook een belangrijke bron van informatie voor NEEDIS is. In het geval van de kunstmestindustrie spelen hier vier verschillende publikaties een rol.

25


Ten eerste natuurlijk de Nederlandse Energiehuishouding, [14] waarin het geaggregeerde verbruik van de gehele SBI-sector 29.1 is weergegeven. Omdat de achtergrond en de betekenis van deze cijfers al genoegzaam bekend zijn, en reeds zijn opgenomen in het datasysteem, wordt verder niet bij stilgestaan bij de NEH. Ten tweede is ook de produktiestatistiek voor de kunstmestindustrie van belang voor NEEDIS [15]. Deze CBS-publikatie bevat gegevens zoals produktiewaarde, verbruikswaarde, toegevoegde waarde en energieverbruik. Dezelfde gecorrigeerde cijfers worden overigens in de LEI-DLO statistiek weer aangehaald. Ten derde levert de zogenaamde ‘maandstatistiek van de industrie’ enkele belangrijke gegevens. Deze maandstatistiek wordt weer samengevat in de statistische jaarboeken van het CBS [16]. Zo kan er voor een direct cijfer voor de ammoniakproduktie gebruik gemaakt worden van gegevens uit de statistische jaarboeken, met name het hoofdstuk ‘Delfstofwinning en Industrie’ (voorheen ‘Handel en Nijverheid’). In tabel 4 van deze publikatie is hier de produktie van een aantal industrieprodukten weergegeven. Vermeld zijn de ‘technische produktie’ (= totale produktie, zowel voor verdere verwerking in eigen bedrijf als voor verkoop) en de ‘marktproduktie’ van Ammoniak (uitgedrukt in 100% NH3), de produktie van ‘kalkammonsalpeter’ en van ‘Overige kunstmeststoffen’. Als vierde potentiële bron kan de ‘CBS Nationale Energie Rekening’ genoemd worden. In deze publikatie wordt voor de kunstmestindustrie een overzicht gegeven van de verbruikssaldi, waarbij expliciet melding wordt gemaakt van de produktie van elektriciteit in warmte/kracht-installaties.

3.1.3 De landelijke emissieregistratie De afdeling emissieregistratie van de hoofdinspectie Milieuhygiëne van het Ministerie van VROM heeft een systeem in beheer waarbij alle belangrijke emissies van milieubelastende stoffen, zowel naar lucht als naar water, in heel Nederland worden geregistreerd en in een database worden opgenomen. Deze emissieregistratie (ER) omvat zowel de industriële als de niet-industriële bronnen. De registratie van industriële bronnen geschiedt individueel, dat wil zeggen dat de emissies worden berekenend op basis van de kennis van wat er in ieder bedrijf gaande is. De eerste ronde van deze individuele registratie begon in 1974, en met ingang van 1988 wordt de registratie bij de grote emittenten en grote vuurhaarden jaarlijks uitgevoerd. De informatie over de betrokken bedrijven, wordt verzameld door registrateurs, die de bedrijven persoonlijk bezoeken en aan de hand van vragenlijsten de emissiepunten en emissiehoeveelheden in kaart brengen. De dekking van de industriële bedrijven in Nederland is niet volledig. In eerste instantie zijn ca. 6300 bedrijven met zo’n 20.000 installaties (emissiebronnen) geregistreerd. Uit deze eerste ronde bleek dat 10% van deze bedrijven verantwoordelijk is voor 97% van de luchtverontreiniging. In de tweede ronde (1982-1985) werden nog 1100 bedrijven met 2700 installaties geregistreerd, en bij de derde ronde (1986-1990) werden daaraan

26

Sectorrapportage

weer bedrijven toegevoegd met belangrijke emissies van zogenaamde prioritaire stoffen. In de vierde ronde (1989-1992) zijn 700 bedrijven met ca. 2000 installaties geselecteerd op basis van hun emissies. Daarbij worden jaarlijks de emissies van de 58 grootste emittenten bijgesteld. Vanaf 1988 worden de emissies van 800 installaties met grote vuurhaarden jaarlijks opnieuw geregistreerd. Voor deze sector is van belang dat de ammoniakproduktieinstallaties in Nederland deel uitmaken van deze 800 jaarlijks geregistreerde emissiepunten. Alhoewel de ER in eerste instantie gericht is op de uitstoot van milieuverontreinigende stoffen, zijn bepaalde delen van de individuele registratie bijzonder goed bruikbaar voor monitoring van het energieverbruik. Zo is de ER bijvoorbeeld geïnteresseerd in de CO2- en NOx-emissie, waartoe het jaarlijkse brandstofverbruik van de betreffende installaties wordt vastgelegd. Er worden per produktie-installatie een aantal grootheden van de ammoniakreformers in kaart gebracht die ook voor het NEEDIS-systeem van belang zijn. Voor de gegevens van de ER geldt een zogenaamde passieve openbaarheid, dat wil zeggen dat vrijwel alle gegevens te verkrijgen zijn, indien daartoe een expliciet verzoek wordt ingediend, met de beperking dat de identiteit van het bedrijf niet wordt vrijgegeven. Ten behoeve van deze sectorstudie is daarom een verzoek ingediend voor een anonieme opsomming van alle ammoniakproduktieinstallaties met de vermelding van de volgende gegevens: • produktiecapaciteit van de installatie (kg produkt/uur); • jaarproduktie hoeveelheid van de installatie (kg produkt/jaar); • de capaciteit van de gasturbinebrander (kW gaszijdig); • het jaarverbruik van de gasturbinebrander (m3/jaar); • de elektriciteitsjaarproduktie van de GT (kWh/jaar); • de capaciteit van de ammoniakinstallatie (kW gaszijdig); • het jaarverbruik van de ammoniakinstallatie (m3/jaar); • het aantal draaiuren van de installatie (uren/jaar). De informatie die naar aanleiding van dit verzoek is verkregen bleek helaas minder volledig. Alhoewel de bovenstaande gevraagde informatie in principe beschikbaar is bij de registrateur, blijkt dat bij de verwerking in het database-systeem verschillende details niet worden meegenomen. Zo wordt in de uiteindelijk verkregen dataset geen onderscheid meer gemaakt tussen gasverbruik voor ondervuring of voor gasturbines, en blijkt bij het gasverbruik niet duidelijk welke type brandstof wordt gebruikt. Bovendien wordt er bij de ER geen aandacht besteed aan elektriciteitsverbruik of stoomexport, waardoor er geen volledige energiebalans van de installatie op te stellen is. Verder geven niet alle bedrijven de elektriciteitsjaarproduktie op (zij zijn daartoe ook niet verplicht). Voor wat betreft de overige produktieprocessen binnen de sector is de emissieregistratie minder bruikbaar. Het energieverbruik en de daarmee samenhangende emissies van deze bedrijven vinden fysiek plaats in de centrale van

27


het bedrijf. De ER registreert derhalve het verbruik in ‘de centrale’, onderverdeeld naar ketels en gasturbines. Omdat een bedrijf meerdere produkten kan produceren, is vervolgens niet terug te rekenen welk verbruik bij welke produkt hoort. Bovendien wordt een groot bedrijf als DSM als één cluster benaderd, deze bezit meerdere centrales, waarvan niet bekend is welke centrale voor welke produktieinstallaties produceert. Er is getracht om voor NEEDIS een uitdraai te krijgen van de energiecentrales van alle bedrijven uit categorie SBI 29.1 met de volgende gegevens: • elektriciteitsproduktiecapaciteit van de warmte/kracht-installatie (kW elek); • gaszijdige (brander)capaciteit van de warmte/kracht-installatie (kW gaszijdig); • jaarproduktie hoeveelheid van de warmte/kracht-installatie (kWh/jaar); • brandstofverbruik van de gasturbinebrander (m3/jaar); • het aantal draaiuren van de warmte/kracht-installatie (uren/jaar); • de brandstofsoort van de gasturbine (aard); • capaciteiten van de ketelbranders (kW gaszijdig); • brandstofverbruik ketelbranders (m3/jaar); • het aantal draaiuren van de ketelbranders (uren/jaar); • de brandstofsoort van de branders (aard); • jaarproduktie hoeveelheden van het betreffende bedrijf (types produkten en kg produkt/jaar). Met deze tweede serie gegevens wordt met name beoogd informatie over het warmte/kracht-vermogen binnen de sector te verkrijgen. De verkregen informatie is echter verre van volledig, en bevat bijvoorbeeld geen gegevens over gasverbruik. Volgens de ER zouden er in SBI 29.1 4 stoomturbines staan met capaciteiten van resp. 13, 24, 27 en 41 MW, en 2 gasturbine eenheden, met capaciteiten van resp. 5,5 en 30 MW. Totaal wordt in de ER-gegevens over ca. 72.106 kWh opgewekt vermogen gesproken, terwijl in de CBS nationale energierekening ongeveer het tienvoudige wordt vermeld: 711.106 kWh.

3.1.4 Diverse incidentele bronnen Naast de bovengenoemde bronnen die een duidelijk continue karakter hebben, zijn er diverse publikaties die op basis van een eenmalig onderzoek informatie geven over de produktie en het verbruik binnen de sector. Een aantal van deze bronnen bieden ook voor andere industriële sectoren nuttige informatie. In de onderstaande opsomming wordt daar expliciet melding van gemaakt. Voor de kunstmestindustrie zijn o.a. de volgende bronnen te noemen. • De studies ‘Energiekentallen in relatie tot preventie en hergebruik van afvalstromen’, uitgebracht in het kader van het Nationaal Onderzoekprogramma Hergebruik van Afvalstoffen (NOH). Ook voor andere industriële processen Hierin zijn voor diverse industriële produkten procesbeschrijvingen opgenomen en worden energieverbruiksgetallen genoemd. Voor de kunstmestindustrie is

28

Sectorrapportage

de belangrijkste studie, het deelrapport stikstofkunstmeststoffen, uitgevoerd door de vakgroep Natuurwetenschap & Samenleving van de RU Utrecht [7]. Deze gegevens zijn in [6] nog verder uitgewerkt. In deze publikatie worden alle belangrijke produktieprocessen besproken, en wordt bovendien aandacht besteed aan besparingsmogelijkheden. In het kader van dezelfde NOH-studie zijn door adviesbureau Infoplan deelrapporten uitgebracht voor de fosfaatkunstmest-, kalikunstmest- en NPK-kunstmestindustrie [4]. In deze rapporten worden waarden voor de zogenaamde ‘Gross Energy Requirement’ (GER-waarden) vastgesteld, die gebruikt kunnen worden in levens cyclus analyses (LCA’s). • De rapporten in het kader van het ‘Samenwerkingsproject Procesbeschrijvingen Industrie Nederland’ (de SPIN-documenten) Ook voor andere industriële processen In opdracht van het RIVM, RIZA en DGM zijn van diverse industriële processen beschrijvingen opgesteld, waarbij met name aandacht wordt besteed aan milieu- en energie-aspecten. In [17] is voor de stikstofkunstmestindustrie een compleet overzicht opgesteld. Overigens wordt hier weer veel verwezen naar [7]. Ook voor de fosfaatmeststoffen is een apart SPIN-document beschikbaar [18]. • De rapporten in het kader van de studie ‘Energiebesparingspotentiëlen 2015’ (studie TNO-Milieu en Energie, voorheen Maatschappelijke Technologie) Ook voor andere industriële processen In 1990 is er in opdracht van EZ door TNO een studie verricht waarbij de energiebesparingsmogelijkheden van diverse industriële en niet-industriële activiteiten op de middellange termijn in kaart zijn gebracht. Diverse bureaus en organisatie hebben hierbij, voor hun specifieke kennisgebied, deelrapporten uitgebracht waarin het huidige energieverbruik werd geïnventariseerd, en mogelijkheden voor energiebesparing werden aangegeven. Voor de sector chemie is het onderzoek uitgevoerd door raadgevend ingenieursbureau ‘Erbeko’ [13]. Hierbij werd in belangrijke mate aangesloten op een studie die hetzelfde bureau in het kader van de studie ‘Duurzame energie’ voor KWW (Krekel, v/d Woerd, Wouterse) had uitgevoerd [19]. In [13] worden alleen de processen voor ammoniakproduktie, KAS-produktie, en ureumproduktie beschreven, en worden ook uitspraken gedaan over besparingsmogelijkheden. • Publikaties naar aanleiding van demonstratieprojecten Ook voor andere industriële processen Er zijn de afgelopen jaren diverse projecten uitgevoerd in het kader van de TIEB-regeling (Tender Industriële Energie Besparing). het betreft hierbij zogenaamde marktintroductieprojecten en demonstratieprojecten. Er is in 1993

29


door Novem een databaseprogramma beschikbaar gesteld, genaamd IDEE, waarmee snel een overzicht te verkrijgen is van de projecten binnen een bepaalde branche. Naast de genoemde TIEB projecten zijn ook investeringsprojecten die bij SENTER onder de categorie energiebesparingstechnieken zijn ingediend in de database opgenomen. Er is een selectie van relevante projecten binnen de sector kunstmestindustrie uitgevoerd, waarvan verdere informatie bij NOVEM is opgevraagd. Helaas zijn van deze demonstratie- en marktintroductieprojecten alleen vouwbladen beschikbaar met zeer beknopte weergave van de resultaten. Uitgebreide informatie in de vorm van rapporten met projectresultaten zijn confidentieel. Behalve de TIEB-projecten bestaan er ook voorlichtingsbladen van projecten uit de ‘oude’ demoregeling en EEG-demoprojecten binnen de sector. • De database Icarus, met het daarbij behorende rapport Ook voor andere industriële processen De vakgroep natuurwetenschap en samenleving van de Rijks Universiteit Utrecht heeft in 1992 een database samengesteld waarin voor alle energieverbruikssectoren besparingsmogelijkheden en potentiëlen zijn opgesomd. De database is uitgevoerd als spreadsheet, en in de begeleidende publikatie [20] worden de achtergronden en uitgangspunten toegelicht. De publikatie behandelt met name energiebesparingsmogelijkheden en geeft een momentaan beeld van het energieverbruik in het referentiejaar ’85, ’86 of ’87. • De Chem-Intell database/Chemfacts-publikaties In Groot-Brittannië is een organisatie ‘Chem-Intell’ (Chemical Intelligence Services) actief, die zich heeft gespecialiseerd in het verzamelen van data over produktie en handel van chemische produkten. Men kan hier gespecificeerde informatie opvragen over bijvoorbeeld de produktie van kunstmest in Nederland. Bij navraag blijkt dat deze informatie echter weer afkomstig is van het CBS. Daarnaast is er in 1989 een speciale publikatie over de ammoniakproduktie verschenen [21]. Hierin zijn gegevens te vinden over de wereldwijde ammoniakproduktie, produktieinstallaties, capaciteiten en handelsactiviteiten. • Publikaties in vakbladen (NCI, Procestechnologie) Voor wat betreft de kunstmestindustrie verschijnt er incidenteel een bericht in de specifieke vakliteratuur. Zo worden soms mededelingen gedaan in het blad van de VNCI; de ‘NCI’, en verscheen er in 1988 een uitgebreid artikel over ammoniakproduktie in I2-Procestechnologie [9].

30

Sectorrapportage

3.2 Indeling categorieën

3.2.1 Segmenten In de beschrijving van de NEEDIS-structuur wordt gesproken over de indeling in segmenten, waarbij een segment wordt gekwalificeerd als een verzameling van energieverbruikers binnen een sector, waarvoor geldt dat er binnen die segmenten een homogeen verbruikspatroon bestaat. Voor deze sector ligt het voor de hand de indeling te maken op basis van de produkten, bijvoorbeeld een segment ammoniakproduktie (produktie van halfprodukt), en een segment eindproduktfabrikage. Omdat echter ook bij de toekenning van energiefuncties een indeling wordt gemaakt naar belangrijkste produkten, wordt een segmentindeling voor de kunstmestsector niet zinvol geacht.

3.2.2 Energiefuncties Een energiefunctie is gedefinieerd als ‘een verandering die men tot stand wil brengen met behulp van energie’. Voor de sector kunstmestindustrie wordt gekozen voor de volgende energiefuncties: • het produceren van ammoniak uit aardgas; • het produceren van ureum uit ammoniak; • het produceren van kalkammonsalpeter uit ammoniak en dolomiet; • het produceren van ammoniumnitraat uit ammoniak; • het produceren van NPK-meststoffen uit ammoniak, fosfaaterts, en kaliumchloride; • het produceren van overige kunstmeststoffen (fosfaat-, kali-, mengmeststoffen); uit ammoniak, fosfaaterts en kaliumchloride. Teneinde dubbeltellingen te voorkomen wordt het verbruik ten behoeve van de ammoniakproduktie buiten het verbruik van de meststoffen ureum, KAS, AN en NPK gehaald. Omdat het in bepaalde situaties soms nuttig is om het verbruik voor de totale keten te kennen, wordt in de tabellen van paragraaf 3.3.4 toch ook het verbruik voor produktie vanuit aardgas vermeld.

3.2.3 Installaties Alhoewel in hoofdstuk drie voor de verschillende produktieprocessen duidelijk onderscheid is gemaakt in verschillende processtappen (primaire reformer, secundaire reformer etc.) ligt het niet voor de hand deze opdeling te handhaven bij de indeling in verschillende installaties. Alhoewel de verschillende componenten in vrijwel alle types produktieinstallaties voorkomen, wijken de specificaties (druk, temperatuurniveau, capaciteit, energieverbruik) van de verschillende concepten onderling sterk af. Ter illustratie zijn in figuur 3.1 t/m 3.4 de vier belangrijkste verschillende processchema’s weergegeven.

31


Figuur 3.1 Braun Purifier NH3-proces

Figuur 3.2 Kellogg NH3-proces

Figuur 3.3 ICI-AMV NH3-proces

Figuur 3.4 ICI-LCA NH3-proces

Voor een uitgebreide beschrijving van de installatiecomponenten in de bovenstaande schema’s wordt verwezen naar [8]. Bij de bovenstaande schema’s kan opgemerkt worden dat in Nederland alleen variaties op het Kellogg en Braun-concept voorkomen. Het ICI-AMV proces geldt momenteel als het meest energiezuinige proces (ontwerpwaarde 28 GJ/ton NH3), terwijl het LCA proces met name bedoeld is voor relatief kleine installaties (500 ton/dag). Met nadruk moet worden gesteld dat er in Nederland sprake is van variaties op het Kellogg en Braun proces. Behalve de duidelijke verschillen in de bovenvermelde procesroutes van de verschillende contractors (c.q. licentiehouder) kunnen ook twee installaties volgens hetzelfde concept, bijvoorbeeld het Kellogg HP stoom reforming proces, onderling weer verschillen. Zo zal bijvoorbeeld de wijze van integratie van stoomsystemen in de praktijk aangepast zijn op de specifieke bedrijfssituatie. Een belangrijkste knelpunt, vanuit het perspectief van de NEEDIS-structuur, ontstaat doordat de krachtopwekking geïntegreerd is in de processen zelf. Zo wordt in het Braun-proces gebruik gemaakt wordt van gasturbine aangedreven luchtcompressoren, terwijl in het Kellogg proces met stoomturbine aangedreven compressoren wordt gewerkt. Ook de synthesegascompressoren worden i.h.a. aangedreven door stoomturbines. Daarnaast zijn ook echte elektriciteitsopwekkingseenheden geïntegreerd in de installatie, waarbij soms gebruik wordt gemaakt van processtoom, en soms van gasturbines. Door dit soort verschillen wordt het bijzonder moeilijk om voor een ammoniakproduktie-installatie een representatieve onderverdeling te maken tussen verbruik van de ammoniakinstallatie en verbruik voor warmte/kracht-installaties.

32

Sectorrapportage

In [13] en [7] wordt een poging gedaan om een verdeling van het verbruik over de verschillende unit-operations te geven, maar in beide gevallen wordt daarbij opgemerkt dat de cijfers indicatief zijn, omdat elke plant een andere verdeling van energieverbruik heeft. Detailgegevens omtrent verdelingen van energieverbruik zijn alleen bij de bedrijven zelf beschikbaar. Om deze reden wordt geen verdere opdeling gemaakt en wordt de totale ammoniak produktie-installatie, inclusief alle krachtopwekking daar omheen, als ‘installatie’ beschouwd. Dezelfde redenatie kan ook voor de eindproduktfabrikage worden gevolgd. Ook voor de eindproduktfabricage gelden dergelijke argumenten. Deze installaties zijn vaak weer geïntegreerd met de ammoniakinstallatie, enkele processen zijn zelfs exotherm, al met al een gecompliceerde situatie voor een analyse op installatiecomponent niveau. Ook in deze produktieketens wordt derhalve verder geen onderverdeling gemaakt in verschillende produktieinstallaties.

3.3 Sectorgegevens

3.3.1 Fysieke produktie In de volgende tabellen is de stikstofkunstmestproduktie over de afgelopen 10 jaar weergegeven. In de tabellen zijn zowel gegevens uit het CBS statistisch handboek [16], als LEI-DLO statistieken weergegeven. De cijfers van LEI-DLO zijn gebaseerd op de totale produktie van stikstofhoudende kunstmeststoffen [22,23,24]. Omdat de LEI gegevens gepresenteerd worden voor registratieperioden van 1 juli tot 31 juli, zijn de getallen gecorrigeerd door steeds de gemiddelden van twee opeenvolgende jaren te nemen. Helaas is de LEI statistiek voor ’92/’93 nog niet beschikbaar, waardoor het niet mogelijk is de produktie voor het CBS-boekjaar 1992 vast te stellen.

33


Tabel 3.1 Produktievolumina 1982-1986 (basis omrekening NH3 = 82,4% N) Produktievolumina

Bron

’82

’83

’84

’85

’86

Totaal stikstofmeststoffen [ton N] LEI

1484031

1602123

1725414

1661006

1674109

Benodigde ammoniak [ton NH3]

LEI

1801008

1944324

2093949

2015783

2031685

Ammoniak technisch [ton NH3]

CBS

2010000

2121000

2819000

2910000

2664000

Ammoniak markt [ton NH3]

CBS

633000

983000

1201000

1164000

Ureum [ton N]

LEI

336363

377426

536742

482642

429688

Ureum [ton ureum]

LEI

782240

877735

1248237

1122423

999274

Kalkammonsalpeter [ton N]

LEI

483018

507186

528459

543810

574844

Kalkammonsalpeter [ton KAS]

LEI

1798948

1888961

1968188

2025363

2140944


CBS

1738000

1986000

1903000

2017000

1961000

Ammoniumnitraat [ton N]

LEI

127018

152614

146018

147578

190552

Ammoniumnitraat [ton AN]

LEI

379157

455563

435875

440530

568810

Overige kunstmest [tonnen]

CBS

5281000

Tabel 3.2 Produktievolumina 1987-1992 (basis omrekening NH3 = 82,4% N) Produktievolumina

Bron

’87

’88

’89

’90

’91

’92

Totaal stikstofmeststoffen [ton N] LEI

1767427

1769655

1814919

1827593

1814097

onbekend

Benodigde ammoniak [ton NH3]

LEI

2144935

2147639

2202572

2217953

2201574

onbekend

Ammoniak technisch [ton NH3]

CBS

2691000

3278000

3529000

3879000

3689000

3148000

Ammoniak markt [ton NH3]

CBS

1374000

1364000

1371000

1700000

1621000

1092000

Ureum [ton N]

LEI

462745

478821

470036

400488

369005

onbekend

Ureum [ton ureum]

LEI

1076151

1113537

1093106

931367

858150

onbekend

Kalkammonsalpeter [ton N]

LEI

600280

594769

661358

758531

764446

onbekend


LEI

2235678

2215155

2463158

2825069

2847099

onbekend


CBS

2242000

2125000

2493000

2854000

2939000

2700000

Ammoniumnitraat [ton N]

LEI

208513

186629

183810

146306

126351

onbekend

Ammoniumnitraat [ton AN]

LEI

622425

557101

548687

436734

377167

onbekend

Overige kunstmest [tonnen]

CBS

5480000

7082000

5958000

5269000

4670000

4479000

Indien de ammoniakproduktiehoeveelheden volgens LEI en CBS worden vergeleken, blijkt er een behoorlijke discrepantie op te treden. Aangezien in de CBS statistiek alle ammoniakproduktie is opgenomen, ook de ammoniak die onder SBI 29.42 wordt geproduceerd, lijkt het voor de hand te liggen om ten behoeve van de sectorstudie kunstmestindustrie gebruik te maken van de LEI-statistiek. Voor wat betreft de KAS produktie wijken de beide bronnen

34

Sectorrapportage

onderling veel minder af. In figuur 3.5 en 3.6 zijn de produktievolumina van ammoniak en KAS volgens de beide bronnen grafisch weergegeven.

Figuur 3.5 Produktievolumina ammoniak volgens CBS en LEI

Figuur 3.6 Produktievolumina KAS volgens CBS en LEI Alhoewel de LEI statistiek dus voor wat betreft de ammoniakproduktie ten behoeve van de kunstmestindustrie een beter beeld geeft van de werkelijkheid, moet gerealiseerd worden dat de ammoniakproduktie ten behoeve van de sector 29.42 in dezelfde installaties plaatsvindt. Het verbruik dat gepaard gaat met deze produktie wordt dus weer onder SBI 29.1 geregistreerd. Indien

35


de produktievolumina worden vergeleken met het energieverbruik binnen de sector, zal het hanteren van de ‘LEI’-produktievolumina weer afwijkingen opleveren. Een ander belangrijk voordeel van de LEI statistiek is dat deze bron gedetailleerde gegevens geeft over de volumina van vrijwel alle verschillende (stikstofhoudende) kunstmeststoffen. Voor de fosformeststoffen zijn van de belangrijkste stoffen (superfosfaat, tripel-superfosfaat, NPK-meststoffen) helaas geen produktievolumina, uitgedrukt in P2O5, beschikbaar. Van de fosfaatmeststoffen zijn alleen gegevens van de binnenlandse afzet beschikbaar. Omdat het merendeel van de fosfaatmeststoffen echter als NPK-meststoffen wordt geproduceerd, zijn de NPK-produktiegegevens uit de stikstofstatistiek bruikbaar.

3.3.2 Verbruikssaldi Voor de vaststelling van de energieverbruikssaldi voor de kunstmestindustrie wordt gebruik gemaakt van de Nederlandse Energie Huishouding jaarcijfers van CBS [14]. Daarnaast worden ook in de Produktiestatistieken van CBS [15] energieverbruikssaldi genoemd, die weer blijken te verschillen van de NEH gegevens. In de volgende tabellen worden beide bronnen genoemd, waarbij de NEH gegevens vet zijn weergegeven. Het blijkt dat er op de cijfers van de NEH achteraf nog een correctie c.q. bijstelling kan plaatsvinden. Zo blijken de getallen die in de NEH’85 in tabel 3.1.4 worden genoemd aanzienlijk af te wijken van de waarden die in de NEH’92 in tabel 6.1.4 voorkomen. Als regel is er in de onderstaande tabel gebruik gemaakt van de meest recente vermelding, voor de jaren ’85 t/m ’92 is dat dus de NEH’92. Tabel 3.3 Energieverbruikssaldo SBI 29.1, 1982-1986 Verbruikssaldo jaartal

’82

’83

’84

’85

’86

Elektriciteit [TJ] NEH

2419

2693

2887

2833

2074

Elektriciteit [TJ] PS

2639

2922

3145

2793

2281

Aardgas [TJ] NEH

91195

95675

120587

112737

98716

Aardgas [TJ] PS

32049

33014

100530

109518

99473

Overige [TJ] NEH

6060

6537

4626

4430

5810

Totaal [TJ] NEH

99674

104905

128100

120000

106600

Totaal volgens PS [TJ]

40747

42473

108302

116741

107564

Niet energetisch [TJ] NEH

38962

48681

63400

66100

59000

onbekend

onbekend

63180

75140

73419

Niet energetisch [TJ] PS

Bronnen: NEH tabel 3.1.4; tabel 6.1.4; CBS-Produktiestatistiek SBI 29.1, tabel 6

36

Sectorrapportage

Tabel 3.4 Energieverbruikssaldo SBI 29.1, 1987-1992 Verbruikssaldo jaartal

’87

’88

’89

’90

’91

’92

Elektriciteit [TJ] NEH

1782

1552

1696

1364

1548

1332

Elektriciteit [TJ] PS

2034

1895

2073

1809

1737

1671

Aardgas [TJ] NEH

107642

114605

113560

118339

115744

108180

Aardgas [TJ] PS

108230

116921

115586

118355

114779

108518

5336

5824

5444

5576

5478

8638

Totaal [TJ] NEH

114760

121980

120700

125280

122770

118150

Totaal volgens PS [TJ]

115601

124640

123103

125741

121993

118828

Niet energetisch [TJ] NEH

58300

65520

66990

65670

74010

75230

Niet energetisch [TJ] PS

68193

76656

77501

79657

74058 onbekend

Overige [TJ] NEH

Bronnen: NEH tabel 3.1.4; tabel 6.1.4; CBS-Produktiestatistiek SBI 29.1, tabel 6 Voor de jaren ’82 en ’83 is duidelijk dat de CBS-Produktiestatistiek onvolledige energieverbruikscijfers weergeeft, waarbij het niet energetische gebruik niet is meegeteld. De overige verschillen in de verdeling van het energieverbruik energetisch/niet-energetisch worden veroorzaakt door de verschillende benaderingswijzen van energiehuishouding en produktiestatistiek. De produktiestatistiek gaat uit van de inkopen grondstof en inkopen brandstof, terwijl de energiehuishouding uitgaat van een aardgasbalans, en daarna een toerekening naar energetisch/non-energetisch maakt. In figuren 3.7 en 3.8 zijn de verschillen tussen de CBS-Produktiestatistiek en NEH gegevens grafisch weergegeven.

Figuur 3.7 Verbruikssaldi gas volgens CBS-NEH en CBS-PS

37


Figuur 3.8 Verbruikssaldi elektrisch volgens CBS-NEH en CBS-PS

3.3.3 Finaal verbruik Voor het finaal verbruik van de sector wordt gebruik gemaakt van tabel 3.1.4 van de NEH. Omdat het finaal verbruik van een bepaald jaar niet achteraf in recentere NEH-versies wordt opgenomen, zijn hiervan geen correcties bekend. Voor het jaar 1985 kunnen de aanpassingen die later zijn uitgevoerd dus consequenties hebben. In de NEH’85 tabel 3.1.4 stond bijvoorbeeld als totaal verbruikssaldo 130,8 PJ genoemd (bij een finaal verbruik van 125,2 PJ), terwijl voor het verbruikssaldo in de NEH’92, tabel 6.1.4 het getal 120 PJ wordt genoemd. Hoogstwaarschijnlijk zal dus het finaal verbruik 1985 in de onderstaande tabel ook ca. 10 PJ te groot zijn. Tabel 3.5 Finaal verbruik SBI 29.1, 1982-1986 Jaartal Aardgas [TJ]

’82

’83

’84

’85

’86

73539

80835

102400

107500

91100

4628

4877

5300

5100

4100

Totaal [TJ]

96018

100942

124100

125200

101300

Overige [TJ]

17851

15230

16400

12600

6100

Niet energetisch [TJ]

39752

48691

63400

66100

59000

Elektriciteit [TJ]

Bron: NEH tabel 3.1.4

38

Sectorrapportage

Tabel 3.6 Finaal verbruik SBI 29.1, 1987-1992 Jaartal

’87

Aardgas [TJ] Elektriciteit [TJ] Totaal [TJ] Overige [TJ] Niet energetisch [TJ]

’88

’89

’90

’91

’92

98300

106000

104480

109350

106280

101560

4340

4060

4190

4010

4110

3850

110030

117880

116830

121070

117750

111800

7390

7820

8160

7710

7360

6390

58300

65520

66990

65670

74010

75230

Bron: NEH tabel 3.1.4 Voor wat betreft het niet energetische verbruik, kunnen de gegevens van de NEH vergeleken worden met de gegevens uit de produktiestatistiek, waarbij in tabel 6 een post ‘gebruik als grondstof’ is opgenomen. In figuur 3.9 is het verband tussen deze twee bronnen weergegeven.

Figuur 3.9 Non-energetisch gebruik volgens CBS-NEH en CBS-PS

3.3.4 Onderverdeling energieverbruik In de energiegegevens zoals die in de bovenstaande paragrafen is weergegeven is verder geen onderverdeling gemaakt in de verschillende energiefuncties die binnen de sector te onderkennen zijn. Omdat de beschikbare energiegegevens (tijdreeksen) niet onderverdeeld zijn naar verschillende produkten, kunnen de verbruiken niet worden gerelateerd aan de verschillende produkt-

39


stromen. Bij het genereren van gegevens over specifieke verbruiken moet derhalve gebruik worden gemaakt van de meer incidentele bronnen. Ammoniakproduktie In tabel 3.7 wordt het energieverbruik ten behoeve van de produktie van ammoniak verdeeld naar de verschillende installatie-onderdelen. Deze tabel is afkomstig uit [7], waarbij deze auteur weer gebruik maakt van een gemiddelde totaal verbruik afkomstig uit [25] en een onderlinge verdeling volgens [13]. Tabel 3.7 Verbruiksposten ammoniakproduktie 1989 Eenheidsoperatie

Aardgas [GJ/ton]

Grondstofverbruik

21,9

Voorwarmer

0,2

Primaire reformer

4,2

Secundaire reformer

1,5

Shift convertor CO2-verwijdering Methanisering

≈0 1,2 ≈0

Compressor

1,1

Synthesereactor

1,3

Condensatie

0,4

Overig (o.a. stoomgeneratie)

1,7

Totaal

33,5

Bron: Energiekentallen [7] Zoals reeds vermeld zijn dergelijke gedetailleerde energieverdelingen indicatief, omdat de werkelijke verbruiken afhangen van de specifieke procesconfiguratie van de installatie, en deze configuraties onderling sterk verschillen. Het gemiddelde energieverbruik van 33,5 GJ/ton is bepaald voor 1989 [25]. Ten gevolge van het afstoten van twee wat oudere installaties (Kemira Pernis en DSM IJmuiden) kan dit specifieke verbruik ondertussen enigszins verminderd zijn. Ureumproduktie Naast de produktie van de grondstof ammoniak, speelt ook de produktie van de eindprodukten een rol. In [7] en [4] worden ook voor deze produktieketens specifieke verbruiken gegeven. Naast de energieverbruiken wordt hierbij ook de benodigde energie t.b.v. de ammoniakproduktie meegeteld, omdat dit een rol speelt bij de bepaling van de energieverbruiken die daadwerkelijk gemoeid zijn met de produktie van ureum. Onderstaande verdeling is gebaseerd op het ‘solution recycling’ proces, uitgaande van een grondstofgebruik van 568 kg 40

Sectorrapportage

ammoniak per kg ureum. In de originele publikaties [7] en [4] wordt nog onderscheid gemaakt tussen aardgas en stoomverbruik, waarbij voor de berekening van het finale verbruik wordt uitgegaan van 1,12 GJ primaire brandstof per GJ stoom (ketelrendement 89%), en 2,6 GJ per GJ elektriciteit (centralerendement 38,5%). Tabel 3.8 Verbruiksposten ureumproduktie 1992 Eenheidsoperatie

Grondstof

Aardgas [GJ/ton]

Stoom [GJ/ton]

12,4

Ammoniaksynthese

6,6

Ureumsynthese

0

2,54

19,0

2,54

0

2,54

Totaal Totaal exclusief NH3-produktie

Elektriciteit [GJe/ton]

0,08

0,08

Bron: Energiekentallen [7] Salpeterzuurproduktie Salpeterzuur is de basisgrondstof voor de produktie van ammoniumnitraat, dat op zijn beurt weer bij de KAS produktie wordt gebruikt. Onderstaande opsomming van verbruiksposten is gebaseerd op een inzet van 280 kg ammoniak per ton salpeterzuur. Het energieverbruik is gebaseerd op het ‘dual pressure’ systeem, waarbij een netto stoomexport optreedt. Tabel 3.9 Verbruiksposten salpeterzuurproduktie 1992 Eenheidsoperatie

Aardgas [GJ/ton]

Stoom [GJ/ton]


Grondstof

6,1

Ammoniaksynthese

3,2

Salpeterzuursynthese

0

-2,4

0,11

Totaal

9,3

-2,4

0,11

Totaal exclusief NH3-produktie

0

-2,4

0,11

Bron: Energiekentallen [7] Ammoniumnitraatproduktie Ook de produktie van ammoniumnitraat is weer een exotherme reactie, indien uitgevoerd in een moderne installatie. De getallen in de volgende tabel zijn gebaseerd op een inzet van 208 kg ammoniak per ton AN (excl. NH3 in salpeterzuur), en 765 kg salpeterzuur per ton AN.

41


Tabel 3.10 Verbruiksposten ammoniumnitraatproduktie 1992 Eenheidsoperatie

Aardgas [GJ/ton]

Stoom [GJ/ton]


Grondstof

9,3

Ammoniaksynthese

4,9


0

-1,8

0,08

AN-synthese

0

-0,6

0,004

14,2

-2,6

0,08

0

-2,6

0,08

Totaal Totaal exclusief NH3-produktie Bron: Energiekentallen [7]

KAS-produktie De produktie van KAS, uitgaande van de menging van 75% AN met 25% dolomiet, gaat gepaard met een betrekkelijk klein stoomverbruik (t.b.v. granulatieprocessen) en een beperkte inzet van elektriciteit. Tabel 3.11 Verbruiksposten KAS-produktie 1992 Eenheidsoperatie

Aardgas [GJ/ton]

Stoom [GJ/ton]


Grondstof

6,9

Ammoniaksynthese

3,7


0

-1,4

0,06

AN-synthese

0

-0,5

0,003

KAS-produktie

0

0,65

0,25

10,6

-1,25

0,31

0

-1,25

0,31

Totaal Totaal exclusief NH3-produktie Bron: Energiekentallen [7]

NPK-produktie Alhoewel er bij de indeling in eindprodukten geen expliciete vermelding wordt gemaakt van het eindprodukt NPK-meststoffen, ligt het gezien de produktievolumina voor de hand deze ‘overige meststoffen’ te benaderen als zijnde NPK-meststoffen. Alhoewel deze meststoffen in diverse N-P-K-verhoudingen worden geproduceerd zal er een gemiddelde verhouding moeten worden gekozen. Hierbij wordt aangesloten bij [4], waarin gerekend wordt met een verhouding 15% N, 15% P2O5, en 15% K2O. Omdat het in deze publikatie gaat om het verbruik van de totale keten, zijn de getallen gecorrigeerd naar het verbruik exclusief winning, transport en zwavelzuurproduktie. Het benodigde zwavelzuur voor de fosforzuursynthese wordt i.h.a. ingekocht, o.a. van de metaalindustrie (restprodukt).

42

Sectorrapportage

Tabel 3.12 Verbruiksposten NPK-meststoffenproduktie 1992 Eenheidsoperatie

Gas/olie [GJ/ton]

Grondstof

3,3

Ammoniaksynthese

1,7

Fosforzuursynthese

Stoom [GJ/ton]

0,72


0,09

Kaliumchloridesynthese

0,04

0,04

NPK-synthese

0,46

0,47

0,22

Totaal

5,5

1,19

0,35

Totaal exclusief NH3-produktie

0,5

1,19

0,35

Bron: Energiekentallen [7]

3.3.5 Geregistreerd energieverbruik ammoniakinstallaties Aan de hand van de gegevens die via de emissieregistratie beschikbaar zijn, kan voor één belangrijk onderdeel van de keten, de ammoniakinstallatie, een geregistreerd energieverbruik achterhaald worden. Alhoewel de beschikbare gegevens niet voldoende zijn voor een volledige energiebalans (data over stoomlevering, grondstofverbruik en elektriciteitsverbruik ontbreken) kan hiermee een controle van de onder paragraaf 3.3.4 gepresenteerde gegevens plaatsvinden. In tabel 3.13 is voor de aanwezige ammoniakinstallaties in 1990 een overzicht van de produktie- en verbruiksgegevens weergegeven. De totale ammoniakproduktie volgens de ER blijkt goed overeen te komen met de opgave volgens CBS. Indien uitgegaan wordt van een grondstofgebruik van 21,9 GJ/ton ammoniak blijkt het totale energieverbruik erg dicht bij de opgave volgens CBS (verbruikssaldo aardgas + overig SBI 29.1) te liggen.

43


Tabel 3.13 Verbruik ammoniakinstallaties volgens emissieregistratiegegevens Installatienummer

1

2

3

Bedrijfsuren

Produktie

Capaciteit

Brandstof

Verbruik

Calorische waarde

Verbruik

[uren/jr]

[ton/jr]

[kW]

[soort]

[m3 × 1000]

[MJ/m3]

[TJ]

8580

337842

35000

aardgas

27500

31,7

872

115000

aardgas

89500

31,7

2837

restgas

26281

20,0

526

150000

aardgas

117000

31,7

3709

53000

aardgas

17000

31,7

539

restgas

12000

20,0

240

5243

restgas

1649

20,0

33

210000

aardgas

175000

31,7

5548

44000

aardgas

116572

31,7

3695

8760

8693

369146

445960

4

7260

419955

238000

aardgas

182000

31,7

5769

5

8160

498787

175000

aardgas

139000

31,7

4406

6

8646

558532

68000

aardgas

147000

31,7

4660

7

8712

575691

67000

aardgas

33712

31,7

1069

restgas

21554

20,0

431

aardgas

60355

31,7

1913

kooksovengas

47250

20,6

973

aardgas

38932

31,7

1234

restgas

29327

20,0

587

aardgas

49685

31,7

1575

kooksovengas

38430

20,6

792

128000

8

8700

627934

67000

128000

Totale produktie volgens ER

3833847

Totaal energetisch verbruik

41407

Totale produktie volgens CBS

3879000

Grondstofverbruik

83961

Totale produktie volgens LEI

2217930

Totaal verbruik volgens ER

125369

Totaal verbruik volgens CBS-NEH

123916

Produktie ER maal 33,5 GJ/t

128434

De emissieregistratie heeft van alle branders die in de installatie voorkomen gegevens over de aard van de brandstof, en het verbruik. Uit de gegevens die uiteindelijk door ER zijn verstrekt is niet meer te achterhalen welk deel afkomstig is van het verbruik van gasturbines, en welk deel betrekking heeft op het verbruik van de installatie (ondervuring fornuizen/stoomopwekking). Bij enkele verbruikspunten is als brandstof ‘restgassen, calorische waarde <25 MJ/m3 vermeld. Dit heeft waarschijnlijk betrekking op de stookgassen die uit de spuistroom worden teruggewonnen. Deze gassen bestaan, bij toepassing van waterstofterugwinning, hoofdzakelijk uit methaan, stikstof en argon

44

Sectorrapportage

plus een fractie waterstof. In de bovenstaande tabel is hiervoor een verbrandingswaarde van 20 MJ/m3 genomen. Gezien de omvang van deze stromen is de invloed van deze verbrandingswaarde op het totale bedrag zeer minimaal. Verder is van belang dat in de bovenstaande opsomming ook de gasverbruiken van gasturbines zijn opgenomen. Er is hier dus sprake van een verbruikssaldo. Omdat deze wijze van hanteren aansluit bij de keuze van de installatiegrenzen zoals die in paragraaf 3.2.2 is gemaakt, levert dit in dit geval geen problemen op. In het blok rechtsonder tabel 3.13 is een optelling uitgevoerd van de verbruiken volgens de ER, en vergeleken met de CBS-NEH 1990. De benodigde energie ten behoeve van de ammoniakproduktie zou volgens de ER enigszins lager moeten zijn dan de waarde die door de NEH wordt weergegeven, omdat in de CBS gegevens ook de energieverbruiken voor de overige meststoffen verdisconteerd zijn. Volgens tabel 2.2 zou met de ammoniakproduktie ca. 93% van de energievraag van de sector gedekt zijn. In de praktijk vindt er echter vaak een uitwisseling van stoom plaats tussen de verschillende processen, waarbij de ammoniakinstallatie zorgt voor een netto export van stoom naar bijvoorbeeld de ureumproduktie-installatie. Daarom zal het verbruik van de ammoniakinstallaties zoals dat op deze manier is geregistreerd, heel dicht in de buurt van het totale verbruik voor SBI 29.1 kunnen liggen.

3.3.6 Economische gegevens Indien men de economische activiteiten van een sector wil kenschetsen, wordt daarbij in het algemeen gebruik gemaakt van bepaalde financiële kentallen, te weten produktiewaarde, verbruikswaarde en toegevoegde waarde. Deze gegevens worden voor de kunstmeststoffenindustrie elk jaar in de produktiestatistiek [15] opgenomen. In de volgende tabellen zijn deze CBS-waarden overgenomen uit de LEI-produktiestatistieken, die per uitgave voor de voorlaatste drie jaar de gecorrigeerde financiële kentallen opsommen. In de tabellen 3.13 en 3.14 zijn lopende prijzen gehanteerd. Tabel 3.14 Financiële kentallen kunstmeststoffenindustrie, 1982-1986 Jaartal

’82

’83

’84

’85

’86

Aantal bedrijven

7

8

9

8

8

Produktiewaarde

2500,9

2602,0

3378,0

3718,5

2356,4

Verbruikswaarde

2087,3

2148,0

2725,0

2973,9

1847,1

Toegevoegde waarde

413,6

454,0

653,0

744,6

509,3

Werkzame personen

5920

5577

5418

5337

5253

Bron: CBS-Produktiestatistiek SBI 29.1

45


Tabel 3.15 Financiële kentallen kunstmeststoffenindustrie, 1987-1992 Jaartal

’87

’88

’89

’90

’91

’92

Aantal bedrijven

9

9

10

10

10

10

Produktiewaarde

2293,8

2288,8

2471,8

2334,0

2271,0

1995,7

Verbruikswaarde

1731,1

1579,5

1714,0

1650,8

1570,5

1501,0

Toegevoegde waarde

562,7

709,3

757,8

683,2

701,1

494,7

Werkzame personen

5407

4693

4395

4165

3904

3445

Bron: CBS-Produktiestatistiek SBI 29.1 Naast bovengenoemde gegevens is het voor het energieverbruik ook van belang te weten welke economische waarde vertegenwoordigd wordt door het energieverbruik van de sector. Ook deze gegevens kunnen in [15] gevonden worden. Hiervan zijn echter geen gecorrigeerde gegevens via de LEI-statistieken beschikbaar, zodat met name voor het jaar 1985 rekening gehouden moet worden met een kleine afwijking. Tabel 3.16 Waarde energiedragers kunstmeststoffenindustrie, 1982-1986 Jaartal

’82

’83

’84

’85

’86

Elektriciteit [TJ]

2639

2922

3145

2793

2281

107

93

95

96

65

32049

33014

100530

109518

99473

359

371

1203

1395

688

Overig [mln gld]

34

22

23

28

55

Totaal [mln gld]

499

486

1321

1519

809

Elektriciteit [mln gld] Aardgas [TJ] Aardgas [mln gld]

Bron: CBS-Produktiestatistiek, tabel 6 Tabel 3.17 Waarde energiedragers kunstmeststoffenindustrie, 1987-1991 Jaartal

’87

’88

’89

’90

’91

’92

Elektriciteit [TJ]

2034

1895

2073

1809

1737

1671

57

47

52

47

48

43

108230

116921

115586

118355

114779

108518

587

600

598

615

570

524

Overig [mln gld]

40

41

42

42

42

63

Totaal [mln gld]

684

688

693

705

660

630

Elektriciteit [mln gld] Aardgas [TJ] Aardgas [mln gld]

Bron: CBS-Produktiestatistiek, tabel 6

46

Sectorrapportage

3.3.7 Ontwikkelingen De ontwikkeling van de toegevoegde waarde in relatie tot de fysieke prestatie wordt weergegeven door een verhoudingsgetal, dat in de NEEDIS-structuur een ‘kwaliteitsfactor’ wordt genoemd. Voor de ammoniakproduktie kan gebruik worden gemaakt van CBS-Produktiestatistiek, waar in tabel 4 de industriële verkopen in hoeveelheid en waarde gepresenteerd worden. In deze tabel worden, behalve de produkten uit SBI 29.1, ook de verkopen van ‘anorganische chemische grondstoffen n.e.g. SBI 29.42’ vermeld. Na correctie met de post ‘zuren en zuurstofverbindingen’ blijft hoofdzakelijk de verkoop van ammoniak over. Voor de periode t/m 1986 is dit gecontroleerd met de produktiestatistiek ‘chemische industrie’, waar in tabel 4 een separate post Ammoniak en ammonia (100% NH3) is opgenomen. Tabel 3.18 Waarde-ontwikkeling kunstmeststoffen, specifieke waarde verkopen [gld/ton] ’82

’83

’84

’85

’86

KAS

319

278

296

325

243

Mengmest

474

447

491

534

426

473

356

481

531

432

x

589

605

577

401

374

325

408

461

317

w.o. NPK-mengmest Ammoniak Totaal kar. produkten

Bron: CBS-Produktiestatistiek, tabel 4 Tabel 3.19 Waarde-ontwikkeling kunstmeststoffen, specifieke waarde verkopen [gld/ton] ’87

’88

’89

’90

’91

’92

KAS

215

213

203

209

208

179

Mengmest

375

351

355

353

351

303

379

370

354

373

461

366

334

296

335

261

270

237

x

x

x

x

x

x

w.o. NPK-mengmest Ammoniak Totaal kar. produkten

Bron: CBS-Produktiestatistiek, tabel 4 Verder is het van belang te signaleren welke structuureffecten veranderingen in deze kwaliteitsfactor kunnen doen ontstaan. Daartoe wordt een korte schets gegeven van te verwachten ontwikkelingen binnen de sector. Feitelijk is sinds de tachtiger jaren de wereldvraag naar kunstmest teruggelopen. In ’90/’91 was de daling 4%, in ’91/’92 respectievelijk 3%, terwijl in ’92/’93 zelfs een daling van de vraag met 6,5% optrad. Deze daling wordt met name

47


veroorzaakt doordat in de voormalige Sovjet-Unie het meststoffenverbruik terugliep met 34%, terwijl voor West-Europa een reductie van 11% is opgetreden. Voor het lopende jaar ’93/’94 wordt rekening gehouden met een daling van de wereldvraag van 3% ten opzichte van ’92/’93. De vraag in de voormalige Sovjet-Unie zal naar verwachting teruglopen met niet minder dan 18%. Het kunstmestgebruik in Afrika blijft overigens wel stijgen. In ’92/’93 is dit gestegen met 10% en voor ’93/’94 wordt een stijging met 4% verwacht. Op de Nederlandse markt is sprake van een teruggang van het gebruik van nutriënten. Zo daalde (in vergelijking met ’91/’92) het verbruik van stikstof in ’92/’93 met 3% tot 380.000 ton. Ook voor het lopende jaar wordt rekening gehouden met een daling met 4% tot 365.000 ton stikstof. Het fosfaatgebruik in Nederland is gedaald van 75.000 ton P2O5 in ’91/’92 tot 73.000 ton in ’92/’93, terwijl voor ’93/’94 een afzet van 71.000 ton P2O5 verwacht wordt. Voor de kunstmestindustrie bleek met name de concurrentie van extreem laag geprijsd materiaal uit het Oostblok de afgelopen jaren een probleem. Omdat op de Oosteuropese markt sinds kort nu ook voor de lokaal beschikbare brandstoffen prijzen worden gevraagd die meer ‘marktconform’ zijn, is de concurrentiepositie van deze Oosteuropese producenten het afgelopen jaar verslechterd. Gezien de staat van de installaties waarmee in deze landen wordt geproduceerd (hoge energieverbruiken, weinig/geen aandacht voor milieu) pakt deze verandering gunstig uit voor de modern geoutilleerde Westeuropese industrie. De acties die door de Nederlandse VKP (Nederlandse Vereniging van KunstmestProducenten) en de Europese EFMA (European Fertilizer Manufacturers Association) werden gevoerd om in Europees verband door middel van anti-dumpingsmaatregelen de oneerlijke concurrentie in te dammen lijken hiermee deels te worden achterhaald. Aan de aanbodzijde lijkt het tij dus te keren, en lijken de ontwikkelingen gunstig uit te pakken voor de Nederlandse kunstmestindustrie. Voor wat betreft de vraagzijde is de situatie helaas nog minder rooskleurig. Ook de afzet in de Oosteuropese landen zal ten gevolge van de slechte economische positie voorlopig niet stabiliseren. Op de Nederlandse markt is door het aanscherpen van de fosfaatgebruiksnormen voor dierlijke mest een overschot van dierlijke mest ontstaan. Omdat grootschalige mestverwerking bedrijfseconomisch niet haalbaar lijkt, en exportmogelijkheden beperkt zijn, is de druk om het overschot in de akkerbouw af te zetten steeds groter. De inzet van kunstmest zal daardoor naar verwachting de komende jaren teruglopen [5]. Al met al kan op basis van deze overwegingen de verwachting worden uitgesproken dat de produktie van Nederlandse kunstmestindustrie zich enigszins zou kunnen stabiliseren rond het huidige produktieniveau. Een uitbreiding van de capaciteit, of grootschalige vernieuwing van de installaties mag echter vooralsnog niet verwacht worden.

48

4. BESPREKING RESULTATEN

4.1 Verbruik segmenten Er wordt voor de sector kunstmeststoffen een opdeling gehanteerd in energiefuncties ‘ammoniakproduktie’, en eindprodukten ‘ureumproduktie’, ‘KAS-produktie’, ‘ammoniumnitraat’ en ‘NPK-meststoffen’. Omdat de ammoniakproduktie als een aparte functie wordt behandeld, dienen de specifieke verbruiken per eenheid eindprodukt (tabellen 3.7 t/m 3.11) gecorrigeerd te worden naar een verbruik exclusief ammoniakproduktie en grondstof, zoals is weergegeven in de onderste regel van de betreffende tabellen. Indien de verbruiken [7] van de benoemde energiefuncties worden gecorrigeerd naar een verbruik exclusief grondstofverbruik en ammoniakproduktie, ontstaat het volgende beeld. Tabel 4.1 Specifieke verbruiken energiefuncties 1992 Produkt (energiefunctie)

Aardgas [GJ/ton]

Ammoniakproduktie

Stoom [GJ/ton]


33,5

Ureumproduktie

Primair [GJ/ton] 33,5

2,54

0,08

3,05

KAS-produktie

-1,25

0,31

-0,59

AN-produktie

-2,6

0,08

-2,70

0,35

2,74

NPK-produktie

0,5

1,19

Bron: Energiekentallen [7] Voor de categorie ‘overige mengmeststoffen’ kan het specifieke verbruik voor NPK-meststoffen gehanteerd worden. Het specifieke verbruik voor de ammoniakfabrikage in de bovenstaande tabel is een literatuurwaarde [25], in de volgende paragraaf zal een geregistreerde waarde worden afgeleid. De betreffende specifieke verbruikscijfers zijn gebaseerd op een eenmalige, zij het recente, inventarisatie van de sector. In het kader van de NEEDIS-database bestaat er echter een voorkeur voor het gebruik van een jaarlijks geactualiseerd cijfer. Vooralsnog lijkt dit alleen mogelijk voor de ammoniakproduktie-installaties, waarvan in het kader van de landelijke emissieregistratie jaarlijks de verbruikscijfers en produktievolumina worden vastgelegd. Gelet op het belang van de energiefunctie ‘ammoniakproduktie’ in het totale verbruik van SBI sector 29.1 c.q. 2415 is hiermee echter een belangrijke stap gezet.

49


4.2 Specifiek verbruik volgens ER Aan de hand van het materiaal dat thans van de emissieregistratie beschikbaar is, kan voor elke produktie-eenheid een specifiek verbruik (excl. nonenergetisch c.q. grondstofgebruik) worden afgeleid. Indien vervolgens een grondstofverbruik van 21,9 GJ/ton wordt toegepast, ontstaat het volgende beeld. Tabel 4.2 Specifieke energieverbruiken installaties 1990 volgens emissieregistratie Installatienummer

Produktie

Verbruik

Specifiek verbruik

Inclusief grondstof

[ton/jr]

[TJ]

[GJ/ton]

[GJ/ton]

1

337842

3993

12,5

34,4

2

369146

4395

12,2

34,1

3

445960

9243

20,7

42,6

4

419955

5769

13,7

35,6

5

498787

4406

8,8

30,7

6

558532

4660

8,3

30,2

7

575691

4188

7,6

29,5

8

627934

3918

6,7

28,6

Gemiddeld

3833847

40572

10,8

32,7

Gezien de geheimhoudingsafspraken (anonimiteit van de bedrijven moet bewaard blijven) die de ER met de betreffende bedrijven heeft, zijn in de bovenstaande tabel geen bedrijfsnamen ingevuld en zijn de capaciteiten weggelaten. Bovenstaande tabel maakt duidelijk dat, onder bepaalde restricties (zie paragraaf 4.4) de ER zeer goed aansluit op de reeds bekende gegevens. Zeker indien deze gegevens jaarlijks beschikbaar komen, is hiermee een zeer groot deel van het energieverbruik van de sector gedekt.

4.3 Non-energetisch verbruik In paragraaf 4.2 is voor het non-energetische verbruik uitgegaan van constante waarde van 21,9 GJ/ton ammoniak. Deze waarde is afkomstig van [7]. In [9] wordt een verbrandingswaarde van 21,4 GJ/ton ammoniak genoemd, terwijl [4] een waarde van 18,6 GJ/ton meldt. Blijkbaar is er over zoiets elementairs als het grondstofverbruik voor ammoniakproduktie toch nog discussie.

50

Bespreking resultaten

In de CBS-NEH wordt in tabel 3.1.4 elk jaar een cijfer voor dit non-energetische (grondstof) verbruik opgenomen. In [26] wordt terecht opgemerkt dat de berekeningswijze voor dit non-energetische verbruik bij CBS fysisch gezien niet juist is. Belangrijk nadeel van de door CBS-gehanteerde methode is hierbij dat de CBS uitgangspunten een niet-constante waarde voor het niet-energetische gebruik opleveren (per eenheid produkt). Omdat het, zeker in deze sector, aanbeveling verdient een eenduidige waarde voor het nonenergetische verbruik te hanteren, wordt voorgesteld om hierbij uit te gaan van de onderste verbrandingswaarde van de eindprodukten die in het proces ontstaan. Wel dient hierbij rekening te worden gehouden met alle eindprodukten. Een meer fundamentele werkwijze is de toepassing van exergiewaarden van eindprodukten. Omdat er momenteel echter nog geen eenduidige definitie bestaat voor een nul (referentie) niveau voor exergie, is een dergelijke benadering vooralsnog onbruikbaar. De bovenstaande redenering mag dan theoretisch gezien volledig correct zijn, de praktijk is natuurlijk weerbarstiger. Zolang er gebruik gemaakt wordt van gegevens van CBS of ER dient natuurlijk te worden aangesloten bij de definities zoals daar worden gehanteerd. Voor deze beide bronnen geldt vervolgens weer dat ze in essentie afkomstig zijn van opgaven door de bedrijven zelf, en die bedrijven hanteren bij de toekenning van het non-energetische verbruik hun eigen richtlijnen. Zeer waarschijnlijk wordt bijvoorbeeld ook energieverbruik ten gevolge van produktverlies door de bedrijven aangemerkt als nonenergetisch verbruik. Het gebruik van CBS of ER gegevens impliceert dus dat er voorlopig geen einde komt aan een variabel non-energetisch verbruik. In het kader van de meerjarenafspraak energie-efficiency wordt het non-energetisch verbruik buiten de na te streven besparingsdoelstelling gehouden.

4.4 Bepaling kwaliteitsfactor De kwaliteitsfactor, zoals die in de NEEDIS-definities wordt gehanteerd, is gedefinieerd als de produktiewaarde per eenheid fysiek produkt. Daarom wordt voorgesteld om gebruik te maken van de gegevens uit de CBS-Produktiestatistiek, waarbij kwaliteitsfactoren voor ammoniak uit de produktiestatistiek ‘chemische industrie’ te halen zijn (tabellen 4.18 en 4.19). Alhoewel hiermee geen gegevens over de produkten ureum en ammoniumnitraat voorhanden zijn, sluit deze werkwijze het beste aan bij de NEEDIS-eisen. Voor de twee produkten die niet in de CBS-Produktiestatistiek genoemd worden kan de toegevoegde waarde benaderd worden door de NPK-kwaliteitsfactor.

4.5 Advies voor monitoring Uit de opsomming van de verbruiken van de verschillende processen in de vorige paragraaf wordt duidelijk dat de ammoniakproduktie, voor wat betreft het energieverbruik, een allesoverheersende rol speelt.

51


Aangezien de sector zelf geen energiegegevens verstrekt over specifieke verbruiken zal voor een monitoring gebruik gemaakt moeten worden van een andere bron, waarbij de emissieregistratie erg belangrijk kan worden. In het kader van deze studie is bij de ER gevraagd naar een uitdraai van de verbruiks- en produktiegegevens van de ammoniakinstallaties van het meest recente jaar. Op deze vraag werden gegevens over 1990 verstrekt. In principe wordt de monitoring van de ammoniakinstallaties echter jaarlijks uitgevoerd (jaarlijkse registraties van grote emittenten), waardoor het langs deze weg mogelijk moet zijn de specifieke verbruiken daadwerkelijk te monitoren. In de verstrekte gegevens van de ER zitten nog enkele benaderingen. Zo worden verschillende brandstofsoorten vermeld, Slochteren Aardgas, Ander aardgas, Kooksovengas en restgas (calorische waarde <25 MJ/m3). Voor de berekening in tabel 4.12 is voor restgas uitgegaan van een waarde van 20,0 MJ/m3, voor ‘ander aardgas’ is dezelfde calorische waarde als ‘gronings’ aardgas aangenomen. Onjuistheden in deze aannames kunnen het resultaat enigszins beïnvloeden, maar helaas is bij ER geen nadere informatie over de aard van de betreffende brandstoffen beschikbaar. Dergelijke detailgegevens zijn zeer bedrijfsspecifiek, voor meer informatie zal de medewerking van de betreffende bedrijven, die overigens wel anoniem dienen te blijven, noodzakelijk zijn. Daarnaast wordt in de ER niets vermeld over stoomlevering en elektriciteitsverbruik van de installatie. Aan dit aspect is vooralsnog weinig te verbeteren, tenzij de emissieregistratie uitgebreid zou worden met een energieregistratiecomponent [27]. Vooralsnog verdient het aanbeveling om met de emissieregistratie een afspraak te maken om de gegevens over ammoniakproduktieinstallaties jaarlijks te verstrekken. Een andere bron met zeer relevante gegevens, een energieverbruiksoverzicht [25], welke indertijd door Hydro Agri is verstrekt, blijkt afkomstig van de EFMA (European Fertilizer Manufacturers Association) [28]. Alhoewel het overzicht feitelijk niet meer is dan één tabel met produktie en verbruiksgegevens van verschillende Westeuropese landen, zou een jaarlijkse update van dergelijke informatie zeer bruikbaar zijn. De betreffende publikatie is echter eenmalig, en was opgesteld naar aanleiding van een enquête onder de Europese kunstmestproducenten. De achtergrond van deze publikatie was om in de Europese Gemeenschap duidelijk te maken dat de dumping van Oosteuropees materiaal onwenselijk was, omdat de Westeuropese installaties een veel beter energie-efficiency hebben en minder milieubelasting veroorzaken. Helaas is dit dus geen periodieke bron, maar wel is hiermee duidelijk dat er binnen deze overkoepelende organisaties erg veel relevante informatie beschikbaar is. Door het landelijke aggregatieniveau leveren dergelijke energiecijfers geen problemen op voor de individuele bedrijven. Het lijkt nuttig om regelmatig contact te onderhouden met de VKP en EFMA om te polsen of er wellicht recente geaggregeerde energieverbruiksgegevens beschikbaar zijn. Verder bevatten de energie-inventarisaties in het kader van het NOH-programma [7,4] belangrijke gegevens. Alhoewel op dit moment geen actualisering van deze studies gepland is, wordt het waarschijnlijk geacht dat dit soort stu-

52

Bespreking resultaten

dies periodiek herhaald worden. Het verschijnen van dit type publikaties dient dus nauwlettend te worden gevolgd. Bij de monitoring dient de nadruk te worden gelegd op het achterhalen van recente (gemiddelde) specifieke energieverbruiksgegevens voor de ammoniakproduktie in Nederland. Dit cijfer, waarvoor momenteel op 33,5 GJ/ton wordt gehanteerd, zal de komende jaren als gevolg van procesvernieuwingen of aanpassingen, of ten gevolge van het afstoten van produktiecapaciteit (oudere installaties), kunnen dalen. Voor wat betreft de produktievolumina kan vooralsnog het beste gebruik gemaakt worden van de CBS-statistiek [16], waarbij in het hoofdstuk ‘Delfstofwinning en Industrie’ in tabel 4 de jaarlijkse technische produktie van ammoniak wordt vermeldt. Voor NEEDIS is het verder van belang om de komende NEH-publikatie nauwgezet te evalueren. Op dit moment kon CBS geen uitspraken doen over de gevolgen van de veranderde SBI-indeling voor de geregistreerde energiehuishouding van de sector kunstmestindustrie. Doordat in de nieuwe indeling in principe alle NH3-produktie (ook voor niet-kunstmest gebruik) nu onder SBI 2415 thuishoort, zou de sector in principe groter worden. In de praktijk is waarschijnlijk alle produktie altijd al onder SBI 29.1 geregistreerd. Detailinformatie daarover is echter op dit moment nog niet beschikbaar. Naar verwachting wordt er in de komende NEH uitgebreid aandacht besteed aan de verschillen die ontstaan door een veranderde bedrijfsindeling.

53


54

REFERENTIES

[1] [2] [3] [4]

[5] [6] [7]

[8] [9] [10] [11]

[12] [13]

[14] [15]

[16] [17]

[18]

[19]

K. Blok, K. Burges, J.M. Bais, A.W.N. van Dril: De NEEDIS-structuur. NEEDIS-publikatie, ECN-Beleidsstudies, 1994. Aanzien kunstmestindustrie veranderd. Artikel in ‘Nederlandse Chemische Industrie’, jaargang 35,3-6-1993, p.23. Afslanking voor DSM Agro. Artikel in ‘Nederlandse Chemische Industrie’, jaargang 35, 29-9-1993, p.6. Deelrapporten fosfaat, kali en NPK-kunstmeststoffen. In: Energiekentallen in relatie tot Preventie en Hergebruik van afvalstromen, Nationaal Onderzoekprogramma Hergebruik van Afvalstoffen, december 1992. Toekomst voor kunstmestindustrie onzeker. Artikel in ‘Nederlandse Chemische Industrie’, jaargang 36, 12-1-1994, p.10. E. Worrell, K. Blok: Energy savings in the nitrogen fertilizer industry in the Netherlands. In: Energy, Vol.19. No. 2, p.195-209, 1994. E. Worrell, J.G. de Beer: Deelrapport stikstof kunstmeststoffen. In: Energiekentallen in relatie tot Preventie en Hergebruik van afvalstromen, Nationaal Onderzoekprogramma Hergebruik van Afvalstoffen, december 1992. Petrochemical Handbook 1993. In: HydroCarbon Processing, vol. 72 No. 3, p. 162-164, 1993. J.M. Blancken: De ammoniakindustrie deel 1 & 2. In: I2-Procestechnologie, nr. 2, p.37-42, nr. 3, p.35-39, 1988. Projectresultaat 387, Demonstratieproject ‘Pre-reformer en convectiesectie’, Novem documentatieblad, 1992. Projectresultaat 39520/0012, Demonstratieproject ‘Terugwinning waterstof- en ammoniakhoudend spuigas bij een ammoniakfabriek’, Novem documentatieblad, 1993. Projectomschrijving 3950/0016, Demonstratieproject ‘Optimizer ammoniakfabriek 3 (AFA3)’. Novem documentatieblad, 1994. J.G.Th. Flint, P.J. Heddema, P.J. Lokerse: Energiebesparingspotentiëlen, ontwikkelingen 1986-2015 voor de chemische industrie. Deelstudie Chemische industrie Energiebesparingspotentiëlen 2015. Erbeko Hilversum, 1990. ‘De Nederlandse Energiehuishouding’ jaarcijfers, geraadpleegd zijn de bundels van 1982 t/m 1992, Uitgave Centraal Bureau voor de Statistiek. ‘Produktiestatistieken Industrie, kunstmeststoffenindustrie’, geraadpleegd zijn de bundels van 1982 t/m 1992, Uitgave Centraal Bureau voor de Statistiek. ‘Statistisch jaarboek’, geraadpleegd zijn de bundels van 1982 t/m 1992, uitgave Centraal Bureau voor de Statistiek. H.B. Duesmann, E.A.E.M. Kohnen, B. Roos: Produktie van stikstofkunstmest. In: Samenwerkingsproject Procesbeschrijvingen Industrie Nederland (SPIN-documenten), RIVM rapportnr. 773006147, 1992. A.W.H.M. Hoogenkamp: Produktie van fosfaatmeststoffen. In: Samenwerkingsproject Procesbeschrijvingen Industrie Nederland (SPIN-documenten), RIVM rapportnr. 736301102, 1992. P.J. Heddema, E. de Ferrante: De vraag naar energie in de chemie in Nederland. Deelstudie Chemie in het kader van KWW-onderzoek ‘Duurzame Energie’, Erbeko/De Ferrante & Bakker, 1987.

55


[20] E. Worrell, J.G. de Beer, R.F.A. Cuelenaere, K. Blok: Icarus, the potential for energy conservation in the Netherlands up to the year 2000. Publikatie 9204 vakgroep NW&S, RU-Utrecht, 1992. [21] ‘Chemfacts: Ammonia’ Chemical Intelligence Services, Reed Telepublishing Ltd. 1989. ISBN 1 871798 00 0. [22] A. Pronk: Jaarstatistiek van de kunstmeststoffen 1985/1986. Landbouw Economisch Instituut, 1987. [23] A. Pronk: Jaarstatistiek van de kunstmeststoffen 1989/1990. Landbouw Economisch Instituut, 1992. [24] A. Pronk: Jaarstatistiek van de kunstmeststoffen 1990/1991 en 1991/1992. Landbouw Economisch Instituut, 1993. [25] Nitrex: Ammonia capacaties at end 1989 (Western Europe), geleverd door Hydro Agri Benelux, Brussel, 1991, materiaal door E. Worrell beschikbaar gesteld. [26] K. Blok, K. Burges: De NEEDIS-structuur. NEEDIS-publikatie, ECN-Beleidsstudies, 1994. [27] H.B. Diepenmaat, H. Boot, M. Elderman, M. Klootwijk: Naar een consensusmethode voor het genereren van energiegegevens. TNO-IMW rapport 971520//1133. [28] The fertilizer industry in the European Community, the issues of today, an outlook for tomorrow. Rapport van EFMA; European Fertilizer Manufacturer Association, 1991.

56

SECTORSTUDIE KUNSTMESTINDUSTRIE

Recommend Documents