Klimaat-doelstellingen versneld binnen bereik

Bron: Bijlage Financieel Dagblad Vrijdag 15 september 2023, nummer 218

Van alle elektrische energie in de industrie komt 65% van rotating equipment (pompen, ventilatoren, compressoren). In de Nederlandse industrie zijn meer dan 100.000 pompen met een vermogen hoger dan 30 kW. Al deze pompen worden in het ontwerpproces overgedimensioneerd. Hierin ligt een gigantisch potentieel voor energie- en CO2-besparing. Toch wordt het nauwelijks benut.

Hoe dat kan? Business Development Director Danny van Nielen van Zytec in Nieuwegein legt het uit. Hij pleit voor opname van een maatregel ‘Toerenregeling op pompen boven 30kW’ op de nationale energiebesparingsagenda. De uiteindelijke besparing bij het aangenomen gemiddelde en conservatieve aannames in de berekening bedraagt dan 3,8 TWh en 1,0 Mton CO2 vòòr 2030.

De meeste Nederlandse procestechnologische fabrieken zijn gebouwd na de Tweede Wereldoorlog, toen energieverbruik geen prioriteit kreeg. Pompen zijn goed voor 20% van het totale elektriciteitsverbruik in de industrie. In de procesindustrie ligt dit op 25 tot 50%.

Smoren

Veel pompinstallaties zijn ‘voor de zekerheid’ zwaar overgedimensioneerd om risico’s op slijtage, dichtslippen van leidingwerk, temperatuurinvloeden van het medium te mitigeren. Het Fraunhofer Instituut becijferde in 2005 dat 75% van de industriële pompen (wereldwijd) minstens 20% te groot was uitgevoerd. Die overcapaciteit wordt ofwel achter de pomp gesmoord door een afsluiter/regelklep of continu rondgepompt. Van Nielen: “Dat is pure energieverspilling.”

Gelukkig kan bestaande overcapaciteit door retrofit worden aangepakt. “De voedingsmiddelenindustrie en de farmaceutische industrie doen dat al. Daar worden vooral pompen met een lager vermogen toegepast. Elektronische toerenregelingen (frequentieregelaars) regelen hier de pompmotor af op de behoefte van het productieproces,” aldus Van Nielen. “Deze elektronische toerenregelingen zijn voor de hoogvermogen pompen boven de 30kW in de procesindustrie vaak complex, lastig te installeren en economisch onrendabel. Bij explosiegevoelige (ATEX) omgevingen is dergelijke elektronica niet wenselijk.”

Contactloos

Een mechanische toerenregeling zoals die van Zytec is met een terugverdientijd van minder dan twee jaar wel rendabel. Dat komt omdat zowel energiekosten als onderhoud en downtime wordt bespaard. Installatie is eenvoudig en kan ook in ATEX-omgevingen. De magneetkoppeling werkt contactloos; er is geen fysiek contact tussen de elektromotor en de pomp. Van Nielen: “In bedrijf ontstaat er altijd misuitlijning tussen de motor- en pompas vanwege temperatuurvariaties, stijfheid van de constructie en hydraulische drukgolven. Daardoor veroorzaakt een conventionele, vaste koppeling trillingen. Een contactloze magneetkoppeling reduceert trillingen en maakt de misuitlijning tijdens bedrijf irrelevant. Dit verlengt de onderhoudsinterval van lagers en keerringen enorm.”

Het debiet van de pomp wordt geregeld door de luchtspleet tussen de twee schijven van de magneetkoppeling in te stellen. Een grotere luchtspleet betekent een lager toerental. Zo is de pompcapaciteit op de maat van het productieproces afstelbaar. “Dat levert 30% tot 50% energiebesparing op. Deze onnodig verspilde energie hoeft niet duurzaam opgewekt te worden en helpt de nijpende netcongestie.”

Minder onderhoud

Van Nielen: “De onderhoudsinterval wordt drie tot twaalf keer zo lang. Geen onderhoud betekent geen stilstand en dus geen productieverlies. De langere levensduur van elektromotor, pomp, koppeling en leidingwerk geeft een lage carbon-footprint. Het verlaagt de druk op de behoefte aan technisch onderhoudspersoneel, dat tegenwoordig moeilijk te vinden is.”

TCO versus CAPEX

Waarom staat de Nederlandse procesindustrie dan nog niet massaal in de rij voor de contactloze koppelingen? Van Nielen: “Ze blijven onbekend, ondanks toepassing door bedrijven zoals Tata Steel, BASF, Air Liquide, Vitol, Sabic en Waterschappen de Zytec koppelingen gebruiken. Ook binnen deze grote bedrijven verloopt de communicatie en besluitvorming traag.”

Het systeem in bedrijven waarop budgetten zijn geregeld, belemmert snelle implementatie van innovatie. Deze magneetkoppelingen hebben de laagste Total Cost of Ownership (TCO), maar inkoop kijkt alleen naar de initiële investering (Capital expenditure, CAPEX). Bedrijven verdelen hun CAPEX naar afdelingen. Er is altijd te weinig en bovendien is het vaak al gealloceerd voor andere projecten. Een nieuw project veroorzaakt keuzestress. Een kleinschalig project van een magneetkoppeling verdwijnt onder aan de stapel.

Van Nielen: “Als het CAPEX budgetplafond bereikt is, is er geen ruimte meer voor magneetkoppelingen, ook al besparen die veel meer op energie en onderhoud. De maintenance-afdeling vindt de lagere onderhoudsintensiteit wel fijn, maar ziet in de eigen budgetten niets van de energiebesparing terug. De oplossing is, dat wij een quickscan doen op alle pompen, die bundelen tot een business case en dan gefaseerd uitrollen.”

Pleidooi

Van Nielen pleit voor invoering van een maatregel ’toerenregeling op pompen boven 30kW’. “Laten we een inventarisatie op alle pompen groter dan 30kW uitvoeren, toepassingen die hiervoor in aanmerking komen bundelen en in fases uitvoeren. Met 3,8 TWh en 1,0 Mton CO2-besparing verdient dit onderwerp een plaats op de energiebesparingsagenda. Een concreet, eenvoudig project dat de klimaatdoelstellingen voor de industrie vóór 2030 een stuk dichterbij kan brengen.”