Brightsite Transition Outlook 2024

brightsite-footer

We staan voor een enorme uitdaging in de transformatie naar duurzaamheid, de ontwikkelingen gaan snel, maar de daadwerkelijke vergroening veel langzamer. Het klimaat kan niet wachten. In deze Brightsite Transition Outlook duiden we het belang van chemie voor de samenleving en hoe duurzame chemie eruit ziet. Grootschalige duurzame chemie is mogelijk in Nederland. Brightsite roept iedereen op betrokken te raken, want samen kunnen we voorop blijven lopen.

Laten we aan de slag gaan!

Chapters

1.
Chemie is overal
2.
Op weg naar een circulaire mentaliteit
3.
De wijze van produceren veranderen: met andere grondstoffen en nieuwe processen
4.
Samen bouwen aan de toekomst door de puzzel op te lossen
molecule1molecule2

Hoofdstuk 1

Chemie is overal

molecule3molecule4molecule5molecule6molecule7molecule8molecule9
Pants
Screen

We beseffen het misschien niet, maar chemie is overal om ons heen

We zien de materialen van de chemische industrie overal: niet direct, maar toegepast in talloze consumentenproducten.
Wil je weten waaruit een fiets bestaat?

In Diepte

Wil je weten uit welke materialen een fiets bestaat?

modal
Car
Buz
Bike
Phones
Shoe
People
molecule10molecule10molecule10molecule10molecule10molecule10
Carousel Image
Behoud onze dagelijkse producten, elimineer fossiele koolstof
De meeste producten die we dagelijks gebruiken, zijn gebaseerd op chemische processen en bevatten koolstof (C), een element zo veelzijdig dat het niet gemakkelijk kan worden vervangen. De koolstof die in de materialen wordt gebruikt, is doorgaans afkomstig van niet-hernieuwbare fossiele bronnen. Aan het einde van de levensduur van een product kan de koolstof als kooldioxide (CO₂) in de lucht komen, wat bijdraagt aan de klimaatverandering. Voor bescherming van het klimaat, moet het gebruik van fossiele koolstof worden geëlimineerd en CO₂-uitstoot worden voorkomen door de koolstof in omloop te houden. Dit betekent niet dat consumentenproducten moeten verdwijnen, maar dat fossiele koolstof moet worden vervangen door hernieuwbare, niet-fossiele koolstof.
Overstappen op een andere koolstofbron

Het uitfaseren van fossiele grondstoffen impliceert dat de chemische industrie overstapt op niet-fossiele koolstofbronnen. Er zijn drie mogelijke bronnen van niet-fossiele koolstof:

  • Op afvalbasis: uit de maatschappij, als koolstof uit afval van productieprocessen en consumentenproducten
  • Biologisch: uit biomassa geproduceerd op land of op zee, inclusief biomassa-afval
  • Op basis van lucht: CO₂ uit de lucht via DAC-technologie (Direct Air Capture)

Voor de vervanging van fossiele koolstof in chemische producten is een enorme hoeveelheid, nu nog moeilijk te verkrijgen, niet-fossiele koolstof nodig. Daarom spreken we van toekomstige schaarste van hernieuwbare bronnen.

Niet alleen koolstof
Waterstof en ammoniak zijn belangrijke tussenproducten in de chemische industrie, die, hoewel ze geen koolstof bevatten, momenteel worden geproduceerd uit fossiele koolstof (aardgas, steenkool). Om CO₂-uitstoot te voorkomen, is het noodzakelijk alternatieve productieprocessen te ontwikkelen waarin hernieuwbare bronnen worden gebruikt. De Brightsite Transition Outlook wordt geïllustreerd met voorbeelden van koolstofhoudende moleculen uit de petrochemische industrie, zoals ethyleen en propyleen. De uitkomsten gelden ook voor uit ammoniak afgeleide producten zoals nylon en acryl.
●
●
●
Wil je weten wat koolstof is?

In Diepte

Wil je weten wat koolstof is?

Koolstof (C) is een chemisch element, het op drie na meest voorkomende element in het universum. Het bestaat in veel verschillende vormen, zoals grafiet, diamant en in combinatie met andere elementen als talloze natuurlijk voorkomende verbindingen. Het is het op één na meest voorkomende element in het menselijk lichaam op basis van massa (na zuurstof). Koolstofverbindingen vormen de basis van alle bekende levensvormen op aarde. Koolstof maakt deel uit van vele groepen belangrijke biologische verbindingen: DNA, eiwitten, vitaminen, suikers en meer. Koolwaterstoffen spelen een belangrijke rol in de industrie, als koelmiddelen, smeermiddelen, oplosmiddelen, chemische grondstoffen voor de productie van kunststoffen en petrochemicaliën, en als brandstof.

Chemie speelt een essentiële rol in de maatschappij, we kunnen niet zonder.

Kernboodschap
We willen en hoeven niet te stoppen met het gebruik van koolstofhoudende producten die een essentieel onderdeel van ons dagelijks leven zijn geworden. Het sluiten van de chemische industrie om CO₂-uitstoot te elimineren, is geen oplossing. In plaats daarvan moeten we de huidige situatie veranderen en streven naar een nieuwe economie op basis van alternatieve energie- en koolstofbronnen. Dit gebeurt niet spontaan; het vergt een verandering van mentaliteit, in alle lagen van de maatschappij.
Chemie speelt een essentiële rol in de maatschappij, we kunnen niet zonder.

Hoofdstuk 2

Op weg naar een circulaire mentaliteit

Carousel Image
Ons consumptiegedrag veranderen om schaarste te verminderen
Momenteel is niet voldoende hernieuwbare koolstof beschikbaar als grondstof en is tijd nodig om aan de vraag te voldoen. De wereldwijde vraag zal naar verwachting in 2050 meer dan verdubbelen door bevolkingsgroei, verbetering van levenskwaliteit wereldwijd en de sociaal-economische omstandigheden in ontwikkelingslanden. Dit veroorzaakt een probleem van schaarste. We zullen op een totaal nieuwe manier naar onze consumptie moeten gaan kijken, met een brede gedragsverandering door zowel producenten als consumenten.
Circulair verbruik
Ten eerste moeten we onze consumptie heroverwegen. Hebben we dit product echt nodig of kunnen we het delen met anderen? We kunnen productgebruik verminderen door bepaalde toepassingen, zoals plastic voor eenmalig gebruik, te weigeren. Het is beter om een product te repareren in plaats van een nieuw product te kopen. En gooi producten niet weg, maar laat het iemand anders hergebruiken of reviseren en een tweede leven geven.
Circulaire productie
Producten kunnen worden ontworpen op een manier dat ze makkelijker kunnen worden hergebruikt en gerepareerd en beter geschikt zijn voor mechanische en chemische recycling. Productafval kan dienen als grondstof voor de chemische industrie. De kwaliteit van het afval is een belangrijke factor bij recycling. Voor afvalstromen van bijzonder lage kwaliteit, waar geen andere opties mogelijk zijn, is het in elk geval mogelijk om warmte terug te winnen.
De 7R-benadering, ook bekend als 'ladderstrategieën'
Alleen geplande en succesvolle implementatie van deze ladderstrategieën kan circulariteit mogelijk maken. Meerdere partijen (collectieve belanghebbenden in een bepaalde toekomstige circulaire waardeketen) moeten ladderstrategieën gezamenlijk, doelbewust en volledig toepassen. Waardeketens worden waardecirkels. De impact van de 7R-benadering mag niet worden onderschat: afhankelijk van de toepassing kan de behoefte aan nieuwe grondstoffen worden gehalveerd, of zelfs nog verder worden verlaagd.
Is biomassa deel van en nodig voor een circulaire economie?
Het antwoord is: ja. Biomassa is op zichzelf circulair omdat het koolstofdioxide uit lucht absorbeert en omzet. Er zullen altijd onvermijdelijke verliezen zijn bij circulair gebruik en recycling, waardoor alternatieve hernieuwbare koolstofbronnen nodig zijn. Daar komt biomassa in beeld; het kan worden gebruikt om dezelfde materialen op een duurzame manier te produceren. Bovendien kunnen met behulp van biomassa en transformaties waarbij de moleculaire structuur van de biomassa zo goed mogelijk behouden blijft, energiezuinige nieuwe biopolymeren en applicaties worden ontwikkeld.
Is kooldioxide deel van en nodig voor een circulaire economie?
CO₂ uit de lucht of als product van verschillende processen, kan ook worden opgevangen en gebruikt als koolstofbron. Dit kan met behulp van Direct Air Capture (DAC) of Carbon Capture and Utilization (CCU), oftewel de afvang en toepassing van koolstofdioxide. De technische gereedheid is relatief laag. Grote installaties en veel hernieuwbare elektriciteit zijn nodig waardoor grootschalige implementatie waarschijnlijk nog ver weg in de toekomst ligt.
●
●
●
●
●

Door onze consumptie en productie te herzien, kan slimmer aan de behoeften van consumenten worden voldaan, terwijl de vraag naar koolstofbronnen aanzienlijk wordt verlaagd.

Kernboodschap
Slimmere, beter ontworpen producten en veranderd consumentengedrag kunnen de behoefte aan nieuwe producten en nieuwe materialen verminderen en waardeketens omzetten in waardecirkels.
Door onze consumptie en productie te herzien, kan slimmer aan de behoeften van consumenten worden voldaan, terwijl de vraag naar koolstofbronnen aanzienlijk wordt verlaagd.

Hoofdstuk 3

De wijze van produceren veranderen met andere grondstoffen en nieuwe processen

Carousel Image
De chemische industrie: één schakel in de waardeketen van consumentenproducten
De chemische basisindustrie bevindt zich tussen bronnen zoals olie, bosbouw en afvalvoorzieningen die grondstoffen leveren en de productiesector die met behulp van (polymeer) tussenproducten allerlei materialen, reserveonderdelen en uiteindelijk de consumentenproducten produceert die wij kopen. De tussenproducten zoals plastic korrels, folie, hars en vezels lijken niet langer op de oorspronkelijke grondstof.
Wat kan de chemische industrie veranderen?
  1. 1) Maak de bestaande processen groener door groene elektriciteit te gebruiken voor verwarming en door fossiele grondstoffen te vervangen door grondstoffen met een vergelijkbare samenstelling die afkomstig zijn van hernieuwbare bronnen
Wat kan de chemische industrie veranderen?
  1. 1) Maak de bestaande processen groener door groene elektriciteit te gebruiken voor verwarming en door fossiele grondstoffen te vervangen door grondstoffen met een vergelijkbare samenstelling die afkomstig zijn van hernieuwbare bronnen
  2. 2) Maak dezelfde tussenproducten via nieuwe processen met behulp van alternatieve technologieën die beter geschikt zijn voor hernieuwbare grondstoffen
Wat kan de chemische industrie veranderen?
  1. 1) Maak de bestaande processen groener door groene elektriciteit te gebruiken voor verwarming en door fossiele grondstoffen te vervangen door grondstoffen met een vergelijkbare samenstelling die afkomstig zijn van hernieuwbare bronnen
  2. 2) Maak dezelfde tussenproducten via nieuwe processen met behulp van alternatieve technologieën die beter geschikt zijn voor hernieuwbare grondstoffen
  3. 3) Ontwikkel nieuwe processen, van biomassa tot nieuwe tussenproducten, waarbij nieuwe biopolymeren worden gemaakt ter vervanging van toepassingen op basis van fossiele grondstoffen

Er zullen in de toekomst veel goede opties en mogelijkheden zijn om polymeer tussenproducten te produceren uit alternatieve koolstofgrondstoffen, met groene elektriciteit. Er is veel innovatie gaande, gericht op elektrificatie, procesontwikkeling en integratie, en nog veel meer.

Hoeveel hernieuwbare bronnen zijn nodig?
We beantwoorden deze vraag met een testcase waarin wordt geïllustreerd wat nodig is voor de productie van 1 miljoen ton (Mt) polymeer tussenproducten uit hernieuwbare bronnen. Dit is een typische hoeveelheid die op een grote chemielocatie wordt geproduceerd. Voor deze testcase hebben we een combinatie gekozen van twee optionele, grootschalige processen, die elk 50% van de 1 Mt polymeer tussenproducten produceren:
  • Elektrische stoomkraker-route, met twee verschillende hernieuwbare grondstoffen: 50% afkomstig van houtafval uit bossen en 50% uit pyrolyse van relatief hoogwaardig, goed gesorteerd plastic afval.
  • Methanol-route, met omzetting van methanol naar polymeer tussenproducten via het methanol-to-olefins-proces (MtO).
De methanol wordt geproduceerd door vergassing van twee verschillende hernieuwbare grondstoffen: 50% houtafval uit bossen en velden en 50% uit het koolstofhoudende deel van gemengd huishoudelijk afval.

We hebben de ammoniakproductie niet in de testcase betrokken. Voor het vergroenen van de waterstof voor de productie van ammoniak en andere chemicaliën zijn ook verschillende opties beschikbaar én nodig. De waterstof kan worden geproduceerd uit water via elektrolyse, maar ook door vergassing van hernieuwbare grondstoffen zoals biomassa-afval, huishoudelijk afval en afvalstromen uit de chemische industrie.
Bestaat een beste of voorkeursroute naar polymeer tussenproducten? Zijn de vereiste volumes van hernieuwbare bronnen tot een minimum beperkt?
Dit is een belangrijke vraag, gezien de huidige en verwachte schaarste van alternatieve bronnen in de toekomst. De uitdaging is tweeledig: gebruik niet alleen hernieuwbare koolstof en energie, maar doe dit bovendien efficiënt. Belangrijke criteria zijn koolstof- en energie-efficiëntie, niet per se voor elke afzonderlijke stap maar voor de gehele waardeketen, van de hernieuwbare koolstofbronnen tot de polymeer tussenproducten. Bij het vergelijken van chemische trajecten moeten vergelijkingen transparant zijn en op gelijke voet worden gemaakt, zodat resultaten niet lijden onder vertekening of vooringenomenheid.

Sommige principes en voorbeelden die zijn toegepast voor het genereren van de in deze BTO weergegeven cijfers zijn hier onder weergegeven.

Er is geen ultieme route
Wanneer deze principes worden toegepast op de twee in de testcase onderzochte routes, met betrekking tot de vereiste hoeveelheden grondstof, totale energie en elektriciteit, lijkt het erop dat de verschillen tussen de MtO- en e-Cracking-route niet langer significant zijn. Beide technologieën hebben hun voordelen en kunnen goed naast elkaar bestaan, in afzonderlijke delen van Nederland of de EU als geheel, of geïntegreerd op één locatie, waarbij ze profiteren van de voordelen die dit kan bieden.

Deze analyse illustreert twee belangrijke toekomstige technologieën voor grote volumes. Het impliceert zeker niet dat andere routes niet relevant zijn, zoals kleinere depolymerisatieprocessen. Uiteindelijk zal door regionale factoren (zoals flexibiliteit, een bestaande technologiebasis of lokale beschikbaarheid van koolstofbronnen en elektriciteit) een voorkeur ontstaan voor de ene of de andere route. Het is aan de innovators en investeerders om de meest veelbelovende elementen van de verschillende routes te realiseren.
●
●
●
●
●

De transitie naar hernieuwbare koolstof en energie is mogelijk. Maar er is geen ultieme oplossing.

Kernboodschap
Meerdere opties en factoren bevorderen specifieke lokale oplossingen, waarvoor verschillende grondstoffen en verschillende routes nodig zijn, maar die allemaal een grote impact op de maatschappij zullen hebben. Deze maatschappelijke impact kan worden begrepen vanuit de volgende vraag: Wat kost dit de samenleving?
De transitie naar hernieuwbare koolstof en energie is mogelijk. Maar er is geen ultieme oplossing.

Hoofdstuk 4

Samen bouwen aan de toekomst door de puzzel op te lossen

Carousel Image
Nationale hulpbronnen moeten worden ontwikkeld en gebruikt.

Voor de testcase gingen we ervan uit dat de vereiste hernieuwbare bronnen beschikbaar waren. Bij een nadere blik, moeten we de vraag stellen welke middelen nodig zijn voor duurzame productie. En wat is nodig van andere sectoren, van omringende bedrijvenketens en van de maatschappij?


De vermelde cijfers hebben betrekking op wat nodig is voor de fictieve fabriek van 1 Mt in termen van verschillende belangrijke maatschappelijke hulpbronnen. Deze alternatieve bronnen moeten worden ontwikkeld tot bruikbare biomassastromen of stromen van producten die het einde van de levensduur hebben bereikt, op dezelfde manier als in het verleden olie- en gasreserves zijn ontwikkeld. Dit vraagt om een nieuwe brug tussen hernieuwbare koolstofbronnen en toekomstige consumptie.

Nationale hulpbronnen moeten worden ontwikkeld en gebruikt.

Voor de testcase gingen we ervan uit dat de vereiste hernieuwbare bronnen beschikbaar waren. Bij een nadere blik, moeten we de vraag stellen welke middelen nodig zijn voor duurzame productie. En wat is nodig van andere sectoren, van omringende bedrijvenketens en van de maatschappij?


De vermelde cijfers hebben betrekking op wat nodig is voor de fictieve fabriek van 1 Mt in termen van verschillende belangrijke maatschappelijke hulpbronnen. Deze alternatieve bronnen moeten worden ontwikkeld tot bruikbare biomassastromen of stromen van producten die het einde van de levensduur hebben bereikt, op dezelfde manier als in het verleden olie- en gasreserves zijn ontwikkeld. Dit vraagt om een nieuwe brug tussen hernieuwbare koolstofbronnen en toekomstige consumptie.

Nationale hulpbronnen moeten worden ontwikkeld en gebruikt.

Voor de testcase gingen we ervan uit dat de vereiste hernieuwbare bronnen beschikbaar waren. Bij een nadere blik, moeten we de vraag stellen welke middelen nodig zijn voor duurzame productie. En wat is nodig van andere sectoren, van omringende bedrijvenketens en van de maatschappij?


De vermelde cijfers hebben betrekking op wat nodig is voor de fictieve fabriek van 1 Mt in termen van verschillende belangrijke maatschappelijke hulpbronnen. Deze alternatieve bronnen moeten worden ontwikkeld tot bruikbare biomassastromen of stromen van producten die het einde van de levensduur hebben bereikt, op dezelfde manier als in het verleden olie- en gasreserves zijn ontwikkeld. Dit vraagt om een nieuwe brug tussen hernieuwbare koolstofbronnen en toekomstige consumptie.

Nationale hulpbronnen moeten worden ontwikkeld en gebruikt.

Voor de testcase gingen we ervan uit dat de vereiste hernieuwbare bronnen beschikbaar waren. Bij een nadere blik, moeten we de vraag stellen welke middelen nodig zijn voor duurzame productie. En wat is nodig van andere sectoren, van omringende bedrijvenketens en van de maatschappij?


De vermelde cijfers hebben betrekking op wat nodig is voor de fictieve fabriek van 1 Mt in termen van verschillende belangrijke maatschappelijke hulpbronnen. Deze alternatieve bronnen moeten worden ontwikkeld tot bruikbare biomassastromen of stromen van producten die het einde van de levensduur hebben bereikt, op dezelfde manier als in het verleden olie- en gasreserves zijn ontwikkeld. Dit vraagt om een nieuwe brug tussen hernieuwbare koolstofbronnen en toekomstige consumptie.

Nationale hulpbronnen moeten worden ontwikkeld en gebruikt.

Voor de testcase gingen we ervan uit dat de vereiste hernieuwbare bronnen beschikbaar waren. Bij een nadere blik, moeten we de vraag stellen welke middelen nodig zijn voor duurzame productie. En wat is nodig van andere sectoren, van omringende bedrijvenketens en van de maatschappij?


De vermelde cijfers hebben betrekking op wat nodig is voor de fictieve fabriek van 1 Mt in termen van verschillende belangrijke maatschappelijke hulpbronnen. Deze alternatieve bronnen moeten worden ontwikkeld tot bruikbare biomassastromen of stromen van producten die het einde van de levensduur hebben bereikt, op dezelfde manier als in het verleden olie- en gasreserves zijn ontwikkeld. Dit vraagt om een nieuwe brug tussen hernieuwbare koolstofbronnen en toekomstige consumptie.

Er is potentieel, maar ook concurrentie

De combinatie van bovenstaande hulpbronnen laat een groot potentieel zien om te voldoen aan de benodigde hoeveelheden voor een chemische industrie van 1 Mt. Bovendien kunnen we terugvallen op veel grotere EU-bronnen. Aangezien de huidige aanvoer onvoldoende is, zou dit potentieel moeten worden gerealiseerd. Vergeet niet dat momenteel al onze koolstof wordt geïmporteerd (via aardgas en nafta). Een mogelijkheid voor strategische autonomie is dus reëel. De chemische industrie is echter niet de enige sector die geïnteresseerd is in deze alternatieve hulpbronnen. Gecoördineerde actie is vereist om concurrentie tussen maatschappelijke sectoren te voorkomen.

Andere soorten nationale hulpbronnen moeten ook worden ingezet en aangepast.
Andere soorten nationale hulpbronnen moeten ook worden ingezet en aangepast.
Wat moeten we doen om de puzzel op te lossen?

De transitie naar een duurzame, circulaire industrie zal tijd en aanzienlijke investeringen vergen. De sector heeft tijd nodig om te transformeren. We kunnen gebruik van fossiele grondstoffen niet van de ene op de andere dag stoppen, omdat we het ons niet kunnen permitteren om door de voorraad koolstof heen te raken. De alternatieve technologieën, duurzame grondstoffen, infrastructuur en hernieuwbare energie zijn er gewoon nog niet. Om deze transitie tot een succes te maken, is een aantal extra sleutelelementen vereist.

We moeten het samen doen

Om circulariteit te creëren, moeten alle zakenpartners samenwerken en alle noodzakelijke technische schakels creëren in een waardecirkel, inclusief de levering van hernieuwbare grondstoffen. Voldoende vraag van betalende consumenten is nodig, terwijl zij de mogelijkheid hebben een 'goedkoop' fossiel alternatief te kiezen. Zonder steun van de overheid zullen de inspanningen waarschijnlijk mislukken. De weg naar succes betekent dat we samen aan de toekomst bouwen, terwijl de tijd ons intussen blijft voortstuwen.

Duidelijk beleid voor de lange termijn

Keuzes en vooruitplannen zijn het domein van beleid. Coherent langetermijnbeleid ter ondersteuning van circulariteit is dringend nodig. Het stimulerende beleid moet zijn gericht op een eerlijke en geleidelijke, maar vastberaden en gecontroleerde vervanging van fossiele grondstoffen door alternatieven en moet zijn gebaseerd op energie- en koolstofefficiënte consumptie.


Een innovatieve industrie

Circulariteit impliceert nieuwe, goed geïntegreerde installaties voor het verwerken van de alternatieve grondstoffen voor afval en biomassa. Dit is een nieuwe, innovatieve industrie. Het zal nieuwe banen op het gebied van circulariteit opleveren en kan zelfs een potentieel exportproduct worden.

Aan de slag met gezamenlijk creëren

Er zijn meerdere mogelijke oplossingen. Een visie op wat voor soort economie we willen, moet worden geleid door de toekomstige efficiëntie van energie- en koolstofverbruik. De weg daar naartoe brengt keuzes en wisselwerkingen met zich mee tussen een snelle vermindering op korte termijn en een solide inbedding op lange termijn in circulariteit. Ondertussen zal het klimaat, en daarmee samenhangende problemen, niet wachten, maar verergeren. Er is geen tijd te verliezen, dus aan de slag!

●
●
●
●
●
Geen tijd te verliezen, we moeten samen bouwen aan de toekomst
We hebben de industrie eerder getransformeerd en ondertussen enorm veel geleerd. De industrie en de maatschappij kunnen samen een duurzame toekomst creëren met blijvende beschikbaarheid van kunststoffen, economische activiteit en strategische autonomie. We weten hoe we ontwikkelingen kunnen versnellen, als we dat willen. Dus waarom zouden we het niet nog een keer doen?
Lees meer over Brightsite Transition Outlook of neem contact op
→
brightsite-footer