500 huishoudens komen er warm bij te zitten dankzij ijzerpoeder | Technisch Weekblad
Achtergrond
Test in de fabriek van familiebrouwerij Swinkels

Circulaire brandstof maakt stap naar de praktijk:


500 huishoudens komen er warm bij te zitten dankzij ijzerpoeder

| vrijdag 20 mei 2022
Energie, Onderzoek & R&D

RIFT gaat samen met warmtebedrijf Ennatuurlijk een testsysteem opzetten om 500 huishoudens van energie te voorzien met ijzerbrandstof. RIFT (Renewable Iron Fuel Technology), een spin-off van studententeam SOLID van TU/e, wil ijzerbrandstof wereldwijd inzetten als duurzaam alternatief voor fossiele brandstoffen om de CO2-uitstoot terug te dringen. 

Het studententeam heeft de technologie – als onderdeel van het Metal Power Consortium – in 2020 getest in de fabriek van familiebrouwerij Swinkels; dat was meteen de eerste grote industriële installatie ter wereld. De ijzerbrandstof zorgt voor de warmte om stoom te produceren die nodig is bij het brouwproces en goed is voor het brouwen van 15 miljoen flesjes bier. Dat is voor de brouwerij, die onder andere Bavaria brouwt, maar een fractie, maar een kleinere brouwerij zou er volledig op kunnen draaien.

Swinkels wil met deze duurzame technologie het brouwproces minder afhankelijk maken van fossiele brandstoffen. Dankzij subsidies van onder andere de provincie Noord-Brabant en samenwerking met zeven bedrijven, twee stichtingen en de TU Eindhoven, liet het studententeam zien dat hun technologie een volwaardig alternatief is voor systemen die nu nog draaien op gas.

Mark Verhagen was in het schooljaar 2019/2020 teamleider van SOLID. “Toen hebben we laten zien dat de technologie werkt. Met de huidige pilot kunnen we aantonen dat het ook commercieel gezien potentie heeft.” Naast de Swinkels-brouwerij wordt in Zweden bijvoorbeeld een proeffabriek gebouwd voor ijzerproductie met duurzaam geproduceerd waterstof in plaats van met gas of kolen.

IJzerpoeder en verduurzaming

Mark Verhagen, inmiddels CEO van RIFT, ziet ijzerbrandstof als een belangrijke toevoeging als het gaat om verduurzamen. IJzerpoeder is een prima brandstof, zonder CO2-uitstoot, met volledig hergebruik van het restproduct, zo somt hij op. En er zijn hoge temperaturen haalbaar, wat voor de industrie belangrijk is.

“Voor industriële processen en warmtenetten zijn grote hoeveelheden energie nodig. Duurzame alternatieven zoals elektriciteit en waterstof kunnen daarin niet altijd voorzien. Onze netwerken zijn er niet op berekend om op korte termijn zoveel energie te leveren aan industrie boven op het huidige gebruik”, stelt hij. “In deze sectoren zijn alternatieven zoals ijzerbrandstof dus heel belangrijk. Door de stijgende prijs om CO2 uit te mogen uitstoten, zou de prijs op termijn zelfs lager uit kunnen komen.”

Volwaardig alternatief voor gas

Verhagen benadrukt dat studententeams belangrijke aanjagers zijn voor nieuwe technologieën zoals ijzerbrandstof. “In een studententeam komen de juiste mensen bij elkaar. Mensen die echt geloven in een bepaalde innovatie en de schouders eronder willen zetten om dit ook daadwerkelijk naar een hoger niveau te tillen. De jongere mensen weten alles van deze nieuwe technologie en de 50-plussers hebben een enorme bak ervaring die zij graag delen met anderen. Zo zorgen we allemaal samen voor het beste resultaat.”

Ook de partners die de eerste pilots mogelijk maken, zijn volgens hem van onschatbare waarde voor het bedrijf. “Zij steken hun nek uit om deze nieuwe technologie echt naar de markt te brengen. Dat maakt hen belangrijke koplopers als het gaat om de energietransitie. Bij SOLID kregen we vaak sceptische reacties van mensen die dachten dat deze technologie niet zou werken. Maar het werkt wel! Om je huis te verwarmen zijn er alternatieven voor gas in de vorm van bijvoorbeeld een warmtepomp, infraroodpanelen of hete lucht en koken kan allang elektrisch op inductie. De zon, de wind, het getij, zout water zijn allemaal bronnen die energie kunnen leveren. Hoe we die energie bewaren, is een probleem. IJzerpoeder kan het probleem hoe duurzame energie op te slaan oplossen.”

Verhagen: “Ik zie ijzerbrandstof naast elektrificatie, waterstof, windmolens, zonnepanelen als een belangrijk duurzaam alternatief voor fossiele brandstoffen. Onze doelstelling is dat we de zware industrie wereldwijd kunnen decarboniseren met ijzerbrandstof.”

Geen CO2 en minder stikstof

“Bij dit proces komt geen CO2 vrij. Daarnaast is de uitstoot van stikstof tijdens het proces veel lager dan bij kolen of gas”, licht Verhagen toe. “IJzerbrandstof heeft daarnaast nog een aantal voordelen.” Zo heeft het een hoge energiedichtheid. Eén kubieke meter ijzerbrandstof bevat net zoveel energie als elf kubieke meter waterstof onder hoge druk.

Daarnaast is het ook nog veiliger op te slaan en te vervoeren dan waterstof. IJzerpoeder is volgens de onderzoekers veilig en gemakkelijk over langere afstanden te vervoeren. IJzerbrandstof kan zowel regionaal (<100 km), continentaal (100-3000 km) als intercontinentaal (>3000 km) worden vervoerd en kunnen op aparte locaties worden opgeslagen in meerdere tijdschalen: kort (<10 dagen), gemiddeld (10-180 dagen) of seizoensgebonden (>180 dagen) en verliest in de opslag geen energie zodat deze ook op andere plaatsen en/of tijden kan worden ingezet. Wat wel gebeurt bij bijvoorbeeld batterijen, die lopen gedurende de tijd leeg.

Op deze manier ontsluit ijzerbrandstof het potentieel voor de handel in schone energie. Hoogleraren De Goey en Deen geloven heilig in het ijzerpoeder project, maar het zal maar ‘een deel van de oplossing zijn in het grote milieuvraagstuk’. Auto’s zullen voorlopig niet op ijzerpoeder rijden. Drie andere sectoren zijn al wel heel interessant. “We werken met de maritieme sector aan de ontwikkeling van duurzame schepen, aangedreven via de verbranding van ijzerpoeder’’, zegt De Goey. “En wat te denken van industrie die om hoge temperaturen vraagt (voor chemische processen van rond de 1000 graden) en kolencentrales. Die kun je stoken met ijzerpoeder.’’ Deen: “Als je grote Nederlandse kolencentrales sluit, is dat een enorme kapitaalvernietiging. Als je die kunt ombouwen zonder CO2-uitstoot, met alleen roest als restproduct, dan wordt het aantrekkelijk voor energiebedrijven.’’

 

De commerciële toekomst van ijzerbrandstof

Over twee jaar wil RIFT een installatie voor ijzerbrandstof maken van 5 megawatt. Hiervoor is al een intentieverklaring getekend voor een samenwerking met Veolia. “Met de huidige pilot van 1 megawatt onderzoeken we de belangrijkste elementen van de installatie in een commerciële omgeving. Daarna kunnen we het systeem verder optimaliseren en opschalen tot het systeem van 5 megawatt. Daarnaast is een testopstelling geplaatst op de Energy Demo Field van Connectr om van roestpoeder weer ijzerpoeder te maken met behulp van waterstof.

RIFT heeft met milieudienstverlener Veolia een intentieverklaring getekend voor een vervolgstap. Samen willen zij een eerste 5 MW commerciële pilot plant realiseren. Door deze stap te zetten komt de ijzerbrandstoftechnologie dichter bij commerciële toepassing, en daarmee het decarboniseren van energie-intensieve industrieën. Zij spreken de verwachting uit dat volgend jaar de installatie gebouwd gaat worden.

Door upcycling van het verbrandingsproduct roest, wordt er een circulaire oplossing gecreëerd die veel voordelen heeft ten opzichte van fossiele brandstoffen: veilig in opslag, geen uitstoot van CO2, bijna geen stikstofuitstoot. Dergelijke innovatieve technologische ontwikkelingen zijn volgens Hildagarde McCarville, CEO van Veolia Nederland Iron fuel productie-installatie essentieel om de energietransitie mogelijk te maken en CO2-neutraliteit te bereiken.

Gelijktijdig met de pilot in Helmond wordt er op de Energy Demo Field van Connectr tests gedaan met omzetten van het roest naar wederom ijzerbrandstof. In het komend jaar zullen de technische prestaties van RIFT's iron fuel productie testsysteem samen met Veolia worden geanalyseerd. Het Energy Demo Field op Industriepark Kleefse Waard in Arnhem is ontwikkeld voor partijen om daar hun technologie rondom waterstof en/of batterij technologie te testen en te demonstreren. Een ideale plek voor RIFT om in deze fase van de technologieontwikkeling de gewenste tests uit te kunnen voeren.

Toekomst
Consortium Metal Power wil voor 2030 de eerste kolencentrale ombouwen tot duurzame ijzerbrandstofcentrale. Net als bij een kolencentrale kan met de opgewekte warmte een stoomturbine worden aangedreven die vervolgens stroom opwekt. Om onze ambitie te realiseren, wordt er gewerkt volgens een uitgestippeld ontwikkeltraject. Er zijn al belangrijke mijlpalen bereikt en er zullen er snel meer volgen. Het consortium streeft ernaar dat in 2024 de Iron Fuel Technology-producten zoals de boilers voor de markt beschikbaar komen.  

De volgende partijen nemen deel aan het Metal Power Consortium dat aan de verbrandingsinstallatie met ijzerpoeder werkt: EM Group, Romico Engineering Solutions, Heat Power, Metalot3C, TU/e, SOLID, Provincie Noord Brabant, Nyrstar, Enpuls, Uniper.

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!