Dow wil in drie generaties naar CO2-neutrale en volledig circulaire chemie

Om zijn doel te bereiken heeft het bedrijf een duidelijke routekaart. “De eerste twee fases gaan over het verminderen van CO2-uitstoot met ongeveer 43 procent met bestaande technologieën. In de derde fase gaat het over het gebruik van baanbrekende technologie om onze processen CO2-neutraal te maken”, zegt Andrea de las Heras García. Zij is sinds januari manager Business Development, duurzaamheid en groei bij Dow in de Benelux en in die hoedanigheid verantwoordelijk voor de duurzame transitie bij Dow Terneuzen. "Mijn taak is gericht op industriële groei met een duidelijke focus op duurzaamheid en circulariteit”, legt ze uit.

Grootste werkgever

Dow is het derde grootste chemische concern ter wereld. Het bestaat inmiddels 125 jaar en viert dit jaar zijn jubileum. Dow Terneuzen is, met zestien fabrieken en 3700 werknemers, de op één na grootste productielocatie van Dow wereldwijd en de grootste werkgever in Zeeland. In Terneuzen maakt het plastics en basisgrondstoffen voor producten als smartphones, verpakkingsmaterialen, matrassen, isolatiemateriaal en coatings. Net als de hele chemiesector staat het bedrijf aan de vooravond van een grote grondstoffen- en energietransitie.

4 miljoen ton CO2-uitstoot per jaar

Op dit moment stoot Dow Terneuzen jaarlijks 4 miljoen ton CO2 uit. De helft daarvan wordt uitgestoten door de naftakrakers, waar olieproduct nafta wordt verwarmd tot duizend graden Celsius om de moleculen af te breken tot grondstoffen voor plastic, verpakkingen of propyleen. In Europa staan 43 krakers. Dow Terneuzen heeft er drie en meer in Spanje en Duitsland. Een van de bijproducten is off-gas, een afvalgas dat veel op methaan lijkt. Dow hergebruikt dit gas voor het verhitten van het kraakproces, maar ook om elektriciteit op te wekken.

42,5 procent minder CO2 bij kraken

Door dit afvalgas te scheiden in waterstof en CO2 wil Dow de uitstoot van zijn krakers rond 2030 met 42,5 procent verminderen. Dat scheelt zo’n 1,7 miljoen ton CO2 per jaar. De schone, circulaire waterstof (niet te verwarren met groene of blauwe waterstof) wordt gebruikt om stoom op te wekken om de nafta-krakers te verhitten. De CO2 wordt opgevangen, afgevoerd en opgeslagen. Zo wordt er geen CO2 meer uitgestoten tijdens het verhittingsproces. Dat wordt in twee stappen gedaan. In de eerste fase wil Dow met bestaande technologie een waterstoffabriek neerzetten. In de tweede fase kijkt Dow naar nieuwe mogelijkheden om de CO2-uitstoot nog verder te verminderen, zoals het aanpassen of vervangen van gasturbines en het opvangen van emissies van het ethyleenoxidefabriek. “Dit noemen we generatie 1 en 2. Dit is de sleutel tot ons decarbonisatie-traject”, zegt De las Heras García.

CO2-vrij elektrisch kraken voor 2050

In de derde generatie wordt het verhitten van de kraker compleet elektrisch en wordt ook de laatste methaan en waterstof vervangen door stroom. “Een beetje zoals je een boiler of cv-ketel in je huis elektrificeert. De uitdaging is dat we een temperatuur van duizend graden en ook een bepaalde chemische reactie nodig hebben, die we kunnen controleren. Daar is baanbrekende techniek voor nodig. Daarom zijn we een samenwerking met Shell aangegaan om de technologie voor elektrische kraken te ontwikkelen,” zegt De las Heras García. Beide bedrijven hebben voor dit onderzoek een MOOI-subsidie van 3,5 miljoen euro ontvangen en werken hierin samen met TNO.

Te weinig groene stroom

In potentie kan elektrisch kraken de CO2-uitstoot van een van de kernprocessen van de chemische industrie aanzienlijk verlagen. Het off-gas is dan niet meer nodig voor het verhitten van het kraakproces. De daaruit gescheiden waterstof kan gebruikt worden voor andere verwarming, maar ook om van de koolstof-component van CO2 bruikbare grondstoffen voor de productie van plastics te maken, als alternatief voor nafta. Dan is ook geen CO2-opslag meer nodig. Een andere drempel voor elektrisch kraken is echter dat er nog te weinig groene stroom beschikbaar is en dat het elektriciteitsnet dit nog niet aankan. Het is belangrijk dat daarvoor een hoogspanningsverbinding van Zuid-Beveland naar Zeeuws-Vlaanderen wordt aangelegd.

35 procent minder CO2-uitstoot in 2026

Dow heeft de CO2-reducties van al deze stappen uitgerekend. Het stoomkraken in generatie 1 levert in 2026 al een besparing van 35 procent op, oftewel 1,4 miljoen ton CO2. Dat is 10 procent van het besparingsdoel van de Nederlandse industrie in 2030. In dat jaar heeft Dow met generatie 2 alweer 42,5 procent CO2 bespaard. In 2050 moet dat met elektrisch kraken en het gebruik van circulaire en biobased grondstoffen 95 tot 100 procent zijn.

Recyclebaar ontwerp

Die overstap naar circulaire grondstoffen is minstens zo belangrijk. Dow onderzoekt zowel de recycling van plastic als het gebruik van andere grondstoffen dan aardolie. Ook daar is geavanceerde recyclingtechniek voor nodig. Dow focust hierbij op verschillende niveaus. Het eerste is de ontwerpfase. “We ontwerpen onze producten op zo’n manier dat we de complexiteit om ze te recyclen verlagen. Bijvoorbeeld verpakkingen voor voedsel”, zegt ze. Een tweede aandachtspunt is mechanisch recyclen, waarbij plasticafval wordt vermalen en gesmolten tot korrels die weer in nieuw plastic gebruikt kunnen worden. "We willen daarbij de kwaliteit van ons product behouden, dus van oude korrels nieuw plastic maken en niet downcyclen”, zegt ze.

Geavanceerde recycling

Maar als ze echt impact wil maken moet de chemische industrie nog een stapje verder gaan. Bijvoorbeeld met chemische recycling, waarbij van plastic afval weer pyrolyse-olie wordt gemaakt, de basisgrondstof voor nafta. Dow onderzoekt geavanceerde recyclingtechnologieën om weer primaire grondstoffen te maken. Het bedrijf is hiervoor een samenwerking aangegaan met Mura Technology, dat in 25 minuten tijd weer olie maakt uit afval. De las Heras García: “Geavanceerde recycling is essentieel om de circulaire transitie mogelijk te maken op de schaal die we nodig hebben. Het stelt ons in staat om circulaire grondstoffen te produceren uit afval, die later kunnen worden verwerkt in onze krakers.”

Bio-Crocs van Dow

Een andere belangrijke pijler van de circulaire routekaart is het gebruik van biobased grondstoffen voor plastic. Dow is daar voorzichtig mee. “We willen niet concurreren met sectoren als de voedselindustrie of de landbouw. Wij kijken daarom naar andere grondstoffen dan in die sectoren gebruikt worden”, zegt ze. Een voorbeeld op dit punt is de samenwerking met Crocs. De bio-Crocs zijn bijvoorbeeld gemaakt van biobased materialen van Dow.

Steel2Chemical-project

Plastic afval is niet de enige alternatieve grondstof die Dow onderzoekt. Het bedrijf werkt samen in diverse consortia, bijvoorbeeld met de staalindustrie in het project Steel2Chemical.

Daarbij wordt gekeken of het hoogovengas dat staalfabriek ArcelorMittal in het naburige Gent verbrandt omdat het giftig is, door Dow te gebruiken is als synthesegas. Door er overtollige waterstof aan toe te voegen kan daar deze alternatieve grondstof voor synthetische nafta van gemaakt worden. “Het afval van de ene industrie kan zo het voedsel worden voor een andere industrie”, voorspelt De las Heras García. “De staalindustrie heeft nu een enorme voetafdruk omdat ze CO en CO2 produceren. Daarom onderzoeken we hoe wij die CO kunnen gebruiken als grondstof. Daar houden we nu twee pilots mee. Uiteindelijk willen we een technologie ontwikkelen die overal gebruikt kan worden.”

Dit artikel is eerder verschenen bij Change Inc in het kader van een campagne samen met Groene Chemie, Nieuwe Economie, redacteur André Oerlemans. Lees de hele reeks op deze site of bij Change Inc.