Tagarchief: hoogovens

Verduurzaming is als bouw van een kathedraal

klik hier: deVolkskrant31okt2014

dsc02223

 

Klimaatbeleid Door de fixatie op kortetermijndoelen lijdt de huidige verduurzaming aan innovatiearmoede.

Na het kennisnemen van de nieuwste Europese klimaatafspraken en de frustratie daarover, rijst de vraag hoelang de wereldgemeenschap nog doorgaat met het afspreken van doelstellingen waarvan iedereen weet dat die toch niet worden gehaald. Elk nieuw klimaatverdrag blijkt een farce. Klimaatbeleid en derhalve verduurzaming zijn op politiek niveau eenmorele hygiënekwestie geworden, een naderende crisis waarover eindeloos de alarmbel wordt geluid, terwijl dit op het niveau van de grote meerderheid van individuele burgers tot geen enkel gevoel van urgentie leidt: In de herfstvakantie vertrokken vanaf Schiphol weer talloze gezinnen met kinderen om nog een weekje zon te pakken en vanochtend stond het verkeer op de A10 weer gewoon vast. Ondanks de verontrustende toename van broeikasgassen lijkt de stijging van de gemiddelde temperatuur de afgelopen achttienjaar tot staan gekomen, terwijl de klimaatmodellen een ononderbroken stijging voorzagen. Dus hoe waarschuwje de mensheid voor een gevaar waarvanje niet weet hoe groot het is en wanneer het zich zal aandienen,maar waarvan je gevoeglijkmoet aannemen dat het bestaat? Om te beginnen door het niet steeds over een klimaatcrisis te hebben – politici grossieren tegenwoordig in crises. Dan zijn er vervolgens ‘ambities’ nodig: dat soort spierballentaal ligt bestuurders in de mond bestorven. Misschien is het goed ons er eerst eens rekenschap van te geven in wat voor technologische werkelijkheid we leven. De technologie voor een duurzame samenleving bestaat helemaal nog niet.Windenergie wordt pas duurzaam als we die kunnen opslaan, bijvoorbeeld door carbonisatie van CO2. Die technologie staat nog in de kinderschoenen. De wereld elektrisch laten rijden op windenergie zou een ecologische ramp betekenen door de winning van delfstoffen die dan nodig zijn voor alle benodigde permanentemagneten en batterijen. De Expertenkommission für Forschung und Innovation (EFI) adviseert de Duitse regering ogenblikkelijk te stoppenmet de Energiewende: het stilleggen van kerncentrales en het bouwen van windturbineparken. Hetjaagt de energiekosten omhoog en de industrie weg, het remt innovatie en het levert geen enkele broeikasgasreductie op, aldus de EFI. Demoderne elektrotechniek en scheikunde die beide aan het einde van de 18de eeuw ontstonden, hadden ruim honderdjaar nodig om zich te ontwikkelen tot een industrie. Eind jaren zestig bedacht een ingenieur bij de Koninklijke Hoogovens en Staalfabrieken in IJmuiden datje ook in een reactiecycloon ijzer zou kunnen produceren. Deze cyclone converter furnace vermindert de CO2-uitstootmet tenminste 20 en uiteindelijk wellicht met 80 procent, omdat de CO2 in dat proces zuiver afgevangen kan worden. De industrie is verantwoordelijk voor 40 procent van de CO2-uitstoot en ruim eenderde daarvan, 15 procent, komt van staalproductie. Hier kan dus een flinke stap worden gezet. Het project werd verschillendemalen stilgelegd vanwege fusieperikelen, het plotseling staken van een overheidssubsidie en fluctuaties op de grondstoffen- en afzetmarkten. Nu, na 50jaar, is eindelijk in internationaal verband de stap gezet van onderzoeksfase naar een proeffabriek die sinds eenjaar in IJmuiden staat om het zogenoemde Hisarna-proces op industriële schaal onder de knie te krijgen. Het zal nog zo’n 15jaar duren voor het helemaal productierijp is. Dit voorbeeld is exemplarisch voor technologietransities. Gegeven de ontwikkeltijd, alsmede door de economische,maatschappelijke en politieke randvoorwaarden, kost het vervangen van een productietechnologie een mensenleven en waarschijnlijk is een eeuw een realistischer schatting. Vanuit technologisch perspectief kan het realiseren van een duurzame samenleving derhalve niets anders zijn dan het bouwen van een kathedraal, denkend vanuit een ruw grondplan. De voltooiing duurt eeuwen, soms ligt de bouw lang stil of stort het bouwwerk deels in.Maar gedurende de bouw worden daardoor wel steeds betere bouwmethoden ontwikkeld. Door de fixatie op kortetermijndoelen lijdt de huidige verduurzaming aan innovatiearmoede. Het subsidië- ren van een specifieke, bestaande technologie is bijna per definitie een doodlopende weg. Hoe generieker het beleid, des temeer technologische opties we kunnen uitproberen, vooral die waarvan we nog geen weet hebben.Verschuif belastingheffing van inkomen naar consumptie, vooral naar energie-intensieve consumptie. Doe dat geleidelijk en in Europees verband, omdatje dan in de Wereldhandelsorganisatie een vuist kuntmaken tegen landen die willen concurrerenmet goedkopemaar vervuilende productietechnologie. Behelpje in de tussentijdmet antiek en bot gereedschap zoals kernenergie en aardgas, ook uit schalieformaties, omdat die conversiemethoden in elk gevalmilieuwinst bieden ten opzichte van steenkool. Combineer dat in Europamet de sanering van oude industrie en isolatie van woningen, vooral in Oost-Europa. Allemaal niet sexy en elegant of ideaal, en zeker niet bestemd voor de eeuwigheid,maar het levert wel direct resultaat op. Dat is praktisch idealisme en dat werkt vaak beter.

De auteur was van 1998-2014 hoofdredacteur van technologietijdschrift De Ingenieur en adviseur bij het Koninklijk Instituut van Ingenieurs.

 

Verduurzaming als paniekvoetbal

 

 

Het Energieakkoord, dat inzet op een forse groei van windmolens op zee, is politiek paniekvoetbal, stelt Erwin van den Brink, oud-hoofdredacteur van De Ingenieur. ‘Technologiepreferent beleid schiet zijn doel altijd voorbij en ontmoedigt nieuwe experimenten.’

 

De Hisarnaproeffabriek arriveert bij Tata in IJmuiden, 2012
Een nieuw smelt- vat en een gerenoveerde smelt- cycloon op weg naar de proefinstallatie bij Tata Steel voor het produceren van ruwijzer volgens het Hisarna- procedé, dat zorgt voor minder energiegebruik en een lagere CO2- uitstoot.

 

Als één thema in de twintig jaar dat ik als redacteur en als hoofdredacteur aan dit tijdschrift verbonden ben geweest, de boventoon heeft gevoerd, dan is het wel de rol van technologie in het streven naar een duurzame samenleving, in het bijzonder energiegebruik en meer in het bij- zonder het terugdringen van de uitstoot van broeikasgas door het verstoken van fossiele brandstoffen. In 1996 organiseerde ik het eerste klimaatdebat binnen het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI).

Centraal in het klimaatbeleid staat de rol van ingenieurs, omdat de echte, blijvende oplossingen technisch van aard zullen zijn. Zeker nu steeds meer blijkt
dat regulerende, juridische oplossingen, zoals verhandelbare emissierechten, perverse neveneffecten hebben en in feite niet werken.

De samenleving met zijn democratie
sche instituties doet een beroep op ingenieurs om met snelle oplossingen te ko-
men. Die zijn er echter niet. Verleid door
subsidies proberen bedrijven het met
‘technologie van de plank’. Maar, zoals
David Mackay ons in zijn boek Sustainable
 Energy Without The Hot Air voorrekent, is met
windparken en zonnepanelen niet bij be
nadering te voorzien in onze huidige energieconsumptie (zie ook de KIVI-pu
blicatie De rekening voorbij). Uit een uitvoerige studie van de Amerikaanse National Academies of Science blijkt dat de milieubelasting van een elektrische auto groter is dan die van een conventionele dieselauto. De technologie voor een duurzame samenleving bestaat nog niet.

Hoe taai en complex het vestigen van een werkelijk nieuwe technologie is, laat de ontwikkeling van de Cyclone Converter Furnace zien. Eind jaren zestig opperde een ingenieur bij Hoogovens in IJmuiden, tegenwoordig Tata Steel, het idee om ijzer te gaan produceren in een reactiecycloon in plaats van in een hoogoven, zoals we al eeuwen gewend zijn. Moderne hoogovens worden geladen met ijzeroxidepellets, een soort gebakken kleine ertsknikkers, en cokes, een even- eens in een cokesoven ‘hardgebakken’ steenkool. Die gehardheid is nodig om te voorkomen dat de ijzererts- en kolen- massa in de hoogoven onder de hoge temperatuur en druk wordt geplet. Als er geen lucht meer door de massa zou kunnen, stopt het proces. Die voorbewerking van erts en kolen kost veel energie en veroorzaakt een aanzienlijk deel van de CO2-uitstoot die met ijzerproductie gepaard gaat.

Die voorbewerkingen zijn voor ijzerproductie in een reactiecycloon niet nodig. In zo’n cycloon wervelt poederkool en poedererts in een loeihete wervelwind en reageren zij met elkaar met als resultaat ruwijzer, dat als het ware tegen de wand ‘condenseert’ en naar beneden druipt. De CO2-uitstoot is 20 % minder en in het uiterste geval mogelijk 80 %, omdat CO2 bij dit proces gemakkelijker in zuivere vorm is af te vangen voor een andere herbestemming.

Een uit oogpunt van klimaatbeleid geweldig perspectief en technisch appeltje- eitje, zou je denken. Niet dus. Sinds de ‘incubatie’ van het idee eind jaren zestig is de ontwikkeling van de Cyclone Converter Furnace een aantal malen in de mottenballen gelegd. Dat had te maken met fusies en dus veranderend bedrijfs- beleid, met schommelingen in grondstoffenprijzen en economische recessies, waardoor het project economisch perspectief verloor. Maar ook met grilligheid in overheids- en subsidiebeleid. Allerlei externe factoren de- den het project tussentijds ‘struikelen’. Sinds enkele jaren lijken de economische en politieke randvoorwaarden voor Hisarna, zoals het precompetitieve project van meerdere staalbedrijven nu heet, blijvend gunstig.

De Hisarna-staalfabriek die nu proefdraait in IJmuiden, is voorbij het proof of principle, maar in de opschaling zijn nog allerlei problemen te overwinnen. Het is zeker 2030 voordat het nieuwe proces op industriële schaal bruikbaar is. Dat betekent dat de nieuwe technologie zo’n zeventig jaar nodig had om zich te bewijzen.

Daarmee is Hisarna geen uitzondering, maar eerder de regel: grote technologische doorbraken doen er ergens tus- sen de vijftig en honderd jaar over om brede toepassing te vinden. Het eerste idee voor een inwendige verbrandingsmotor- tor met bougie is van de Belg Etienne Lenoir en stamt uit 1860. Pas veertig jaar later was die massaal produceerbaar en pas na de Tweede Wereldoorlog kwam de auto in Noord- Amerika en Europa binnen ieders financieel bereik – dat duurde dus zo’n tachtig jaar. De eerste kunststof, celluloid, werd in 1862 uitgevonden in de Verenigde Staten. Die vond vooral toepassing in de filmindustrie. Pas na de Tweede We- reldoorlog brak kunststof door als een breed toegepaste materiaalsoort in talloze alledaagse voorwerpen.

HORDES

Vooral in retrospectief lijkt zulke nieuwe technologie de wereld stormenderhand te hebben veroverd. Wie zo’n wordingsproces echter meemaakt, ziet vooral de talloze hordes die moeten worden overwonnen. Ga er maar van uit dat je geen enkele technologie die je tijdens jouw tijd van leven ge- boren ziet worden, tot wasdom zult zien komen. Behalve technologische zijn er ook sociologische hordes. Het duurde bijna een eeuw om nuttige toepassingen te vinden voor de stoommachine en in de automatisering en computerisering deed jarenlang de productiviteitsparadox opgeld: het toenemende aantal computers leidde niet tot hogere productiviteit.

Nu gaat het bij de genoemde voorbeelden nog om op zich- zelf staande uitvindingen. Bij wat ook wel te boek staat als ‘de transitie naar een duurzame samenleving’ gaat het om niet minder dan het ‘overdoen’ van de Industriële Revolutie vanaf pakweg 1750, omdat alle sindsdien ontwikkelde technologie is te herleiden tot het verbruik van grondstoffen en het verbruiken van steenkool, olie en gas. Of het nu gaat om materiaal, zoals staal, voedselproductie, geneesmiddelen of ver- voer, elke vorm van technologie is te herleiden tot arbeid of warmte of synthetische stoffen gemaakt uit fossiele koolwaterstofverbindingen met als bijproduct broeikasgassen.

De pleitbezorgers van deze transitie doen het voorkomen alsof het bereiken van een duurzame samenleving een kwestie is van besluitvaardigheid. Het vereist politiek activisme. ‘Ge- vestigde belangen’ die zich hier tegen verzetten, worden dan ontwaard in ‘de industrie’. Hoewel zij tot op zekere hoogte gelijk hebben, zien zij over het hoofd dat de hordes in de juiste volgorde moeten worden genomen: eerste de technologische en dan de sociologische, institutionele belemmeringen.

Wie naar voren vlucht, zoals de Duitse bondskanselier Merkel in 2011 vanwege electorale redenen deed door de Energie- wende te omarmen, loopt vrijwel zeker een doodlopende steeg in en moet op zijn schreden terugkeren, zoals nu ook inderdaad gebeurt. Want in feite ontbreekt de technologie voor een duurzame opwekking van elektriciteit, gegeven het niveau van energieconsumptie waaraan wij zijn gewend. Wind en zon zullen bovendien niet de ruggengraat worden van een betrouwbare stroomvoorziening zolang we deze niet vraaggestuurd, maar alleen aanbodgestuurd kunnen inzetten. Een democratische samenleving is slechts in hoge uitzondering bij machte zoiets enorms als 250 jaar op fossiele energie gebaseerde technologie in enkele decennia te vervangen. Dat vergt een oorlogseconomie. Dat het wetenschappelijk inzicht dat materie is om te zetten in energie door kernsplijting binnen twee jaar tot een bruikbare atoombom leidde, is zonder precedent. Het Manhattanproject kostte 2 miljard toenmalige dollars en er werkten 130 000 mensen aan. Het resultaat was niettemin een tamelijk bot stuk gereedschap. Maar het dwong Japan in elk geval tot capitulatie.

Het stranden van de Energie wende door de laatste Duitse verkiezingen en het eindeloze diplomatieke gepalaver over klimaatverdragen laten zien dat klimaatverandering kennelijk niet urgentie op- roept in die mate zoals werd gevoeld in de geallieerde landen toen zijn werden aangevallen door de totalitaire regimes van Japan en Duitsland – hoewel het geschetste toekomstbeeld niet minder apocalyptisch is. Elke manifestatie van extreem weer wordt ons voorbehoud- den als ‘klimaatverandering’.

Dat leidt tot politiek paniekvoetbal, zoals het Energieakkoord met 4000 MW aan windparken. Die moeten dan wel 40 % goedkoper dan nu, dat dan weer wel – de achilleshiel van het Energieakkoord is er veiligheidshalve ingeschreven, zodat iedereen ook direct weer is gerustgesteld dat die windparken er niet direct komen.

Beleid per decreet werkt niet. Technologiepreferent beleid schiet zijn doel altijd voorbij en ontmoedigt nieuwe experimenten. Beleid moet gunstige voorwaarden scheppen voor verduurzaming, om te beginnen ontfossilisering. Fiscaliseer energieverbruik tegen gelijktijdige belastingverlaging op arbeid en inkomen, geleidelijk en in Euro- pees verband. Dat is nou een van de weinige zinnige ideeën uit de koker van GroenLinks. Vooral omdat het creativiteit, innovatie en ondernemerschap van onderop bevordert en daar heeft de samenleving als totaal veel meer baat bij dan bij het spekken van het grootkapitaal van de windindustrie.

Geen zinnig mens is tegen verduurzaming zolang maar niet specifieke technologie als duurzaam wordt geframed, terwijl die dat niet is, alleen maar omdat die nu eenmaal ideologisch zo is ingekaderd in een bepaald beleidsdenken. Behalve klimaatverandering zijn er nog honderden andere, vaak betere, redenen om niet afhankelijk te willen zijn van fossiele energiedragers. Om te beginnen: ons consumptieniveau is bij de huidige stand der techniek niet vol te hou- den met een miljard Indische en een miljard Chinese middenklasseburgers erbij.

TERRASVERWARMING

Het mooie is: die zijn er morgen en ook overmorgen nog niet. We hebben dus nog even de tijd en de geschiedenis heeft ons geleerd dat er dan ook wel raad komt. Hoe? Dat weten we niet. Resultaten uit het verleden bieden geen garantie voor de toekomst. De essentie van een innovatieve samenleving is dat we de toekomstige oplossingen nog niet kennen. Zou dat wel het geval zijn, dan viel er niets te innoveren. Wie niet met die onzekerheid kan leven, fnuikt innovatie.

Innovatief, dat is die jonge ingenieur Industrieel Ontwerpen die ’s winters langs horecaterrassen fietste die met straalkachels werden verwarmd. Dat kan beter, bedacht hij, door die terrassen uit te rusten met verwarmde stoelen. En dus ontwikkelde hij een verwarmde terrasstoel. Een druppel op een gloeiende plaat? In een samenleving waarin iedereen via bijvoorbeeld fiscale regels wordt geprikkeld om kritisch na te denken over energiegebruik, ontstaan duizenden, tien- duizenden en uiteindelijk talloze van dit soort kleine projecten.

Erwin van den Brink is oud-hoofdredacteur van De Ingenieur.

 

CEO Tatasteel (IJmuiden): ‘Staalindustrie is goed voor economie’

 

 

kohler2

 

 

44_47_ING13_Interview

 

 

 

Het Interview

 

 

tekst erwin van den brink

foto’s jordi huisman

 

 

DR.IR. KARL-ULRICH KÖHLER VAN TATA STEEL PLEIT VOOR HAALBARE MILIEUDOELEN

 

‘Staalindustrie is goed voor economie’

 

Van kinds af aan heeft dr.ir. Karl-Ulrich Köhler, CEO van Tata Steel Europa, een voorliefde voor staal. Hij vindt de staalindustrie niet alleen fascinerend, maar ook goed voor de economie. ‘Elke baan bij Tata Steel in IJmuiden zorgt voor vier banen elders in de omgeving, en dan bedoel ik niet de bakker, maar bij allerlei bedrijven die technische ondersteuning bieden.’

 

Hoewel het Europese hoofdkantoor van Tata Steel in Londen is gevestigd, houdt de CEO van het staalconcern in Europa, dr.ir. Karl-Ulrich Köhler, kantoor in IJmuiden. Köhler woont met zijn gezin in Haarlem en rijdt elke dag met zijn witte vintage Mercedes Cabriolet naar het Dudok Huis bij de Wenckebachpoort van het staalbedrijf. Köhler houdt niet alleen van auto’s, maar ook van techniek in het algemeen. Zijn specifieke voorkeur gaat uit naar techniek die met staal heeft te maken – en daar praat hij graag en meeslepend over. Vanaf het moment dat zijn vader hem als kind voor het eerst meenam naar de fabriek van zijn werkgever Thyssen Stahl in Duisburg, heeft Köhler een voorliefde voor staal. Druk bij Köhler op de knop ‘techniek’ en hij steekt onstuitbaar van wal. Hij blijkt geen archetypische Duitse directeur, enigszins formeel en afstandelijk, maar een metallurgisch ingenieur met hart en ziel.

‘Hoewel ons Europese hoofdkantoor in Londen staat, vind ik dat het bestuur dicht bij de werkvloer moet zitten. Ik geloof niet in hoofdkantoren die ver weg van de productiebedrijven zijn gevestigd. Daarbij geldt dat IJmuiden als modernste en grootste locatie een belangrijke positie inneemt, zowel in Europa als wereldwijd. De staalfabriek in IJmuiden heeft alles in zich om uit te groeien tot een speler van wereldformaat. Daarvoor beschikt het complex over de juiste opzet en ligt het op de gunstigste plaats. Dat ik hier domicilie houd, geeft niet alleen mij de kans de werkvloer op te gaan, maar is ook een signaal naar de medewerkers dat we hen heel serieus nemen.’ Tata Steel produceerde in 2011 wereldwijd 23,5 miljoen ton staal, waarvan zo’n 7 miljoen ton in India en 15 miljoen ton in Europa. ‘IJmuiden’ produceerde 7 miljoen ton en is dus de grootste productielocatie.

Köhler begon zijn loopbaan in 1980 bij Thyssen Stahl en werkte nadien voor Hoesch, Krupp en ThyssenKrupp. Hij was zestien jaar toen zijn vader hem meenam voor een kijkje achter de schermen bij Thyssen Stahl. ‘Ik was direct om. Ik wilde ook in de staalfabriek werken. Daar lag mijn hart.’ Hij studeerde Metallurgie aan TU Clausthal en werd op zijn 24e bedrijfsassistent in een staalfabriek. Zijn proefschrift gaat over de toepassing van een begin jaren tachtig nieuwe techniek waarbij het ijzerbad van onderaf wordt aangeblazen met chemisch inert gas. Daardoor ontstaat een betere vermenging tussen het gesmolten metaal en de slak waarin zich het te reduceren ijzeroxide bevindt, zodat het reactie-evenwicht eerder wordt bereikt.

‘Ik vind deze industrie nog steeds fascinerend’, laat Köhler weten. ‘Wie enige passie heeft voor techniek, vindt hier alles: hoge drukken, hoge temperaturen, hoge snelheden. In een hoogoven wordt in twintig minuten zo’n twaalf ton kolen verwerkt; de koolstof wordt opgenomen in het ijzer en moet weer worden verwijderd om er staal van te maken. Al die energie gebruik je ook om stoomturbines aan te drijven: er komen gassen vrij, die voor een deel weer worden omgezet in elektriciteit. Er vinden dus allerlei snelle, energierijke processen plaats in zeer kapitaalintensieve installaties, die extreem productief moeten werken met behulp van vele zeer geavanceerde automatiseringssystemen – het is een eldorado voor procesoperators, elektrotechnici, werktuigbouwkundigen en informatici. Als je in de nabijheid wilt werken van wat ik fascinatietechnologie noem, dan is dit de place to be. Bezoekers herzien in het algemeen hun vooroordelen over zware industrie als ze eenmaal die grote installaties, snelle processen en enorme energieën van dichtbij zien, samen met al de hightech die tegenwoordig nodig is om dat allemaal te laten werken.’

Köhler vindt de mensen die in deze bedrijfstak werken bijzonder. ‘Er heerst kameraadschap, een omgangsstijl waarbij men op elkaar vertrouwt. Dat is waarom mensen generatie op generatie in de staalindustrie werken. Het is zelfs zo dat generaties uit een familie elkaar opvolgen in dezelfde fabriek. Er is een sterke verbondenheid, die voortkomt uit een persoonlijk welbevinden door het werken in teams.’ De camaraderie onder ‘staalmensen’ stamt uit de tijd dat het nog zwaar, vuil en gevaarlijk werk was, stelt Köhler. ‘Ik wil niet zeggen dat al het werk nu gemakkelijk is, maar bij de meeste werkzaamheden gaat het om het op afstand bedienen van machines om zo processen te besturen. We zijn niet meer die met stof en lawaai geassocieerde industrie van veertig jaar terug, maar dat soort beelden sterft maar heel langzaam uit.’ Omdat het werk nog steeds risico’s met zich mee kan brengen, letten werknemers op elkaar. ‘Onze mensen zijn zich zeer bewust van het belang van veiligheid. We hebben dit jaar in IJmuiden al bijna 100 dagen zonder verzuimongeval onder onze 9300 medewerkers gewerkt. In Europa is Tata Steel leidend in veiligheidsprestaties: per miljoen arbeidsuren hebben wij het laagste aantal verzuimongevallen. En we leunen hier niet achterover; we stellen elk jaar hogere doelen.’

 

TOEPASSINGEN

Staal is overal aanwezig in onze moderne samenleving, van iPod tot windturbine. ‘De wereld produceert jaarlijks 1,5 miljard ton staal’, laat Köhler weten. ‘Het is uniek in zijn grote aantal toepassingsmogelijkheden; er is geen gebied waar het niet wordt toegepast. Zo kan een mobiele kraan acht keer zijn eigen gewicht tillen dankzij hogesterktestaal. Auto’s bestaan voor 90 % uit staal en verbruiken steeds minder brandstof, mede dankzij de lichte, sterke staalsoorten die wij ontwikkelen. Staal is in tegenstelling tot kunststof 100 % te recyclen met volledig behoud van de oorspronkelijke kwaliteit. Wij moeten begrijpen waar staal een verschil kan maken ten opzichte van andere materialen, hoe wij onze klant kunnen helpen om meer succesvol te zijn, hoe we verspilling uit zijn proces kunnen halen of gewicht uit zijn ontwerp, of hoe we hem kunnen helpen om stappen in zijn proces te elimineren. Kortom, we moeten zijn efficiëntie verbeteren. Dat is het doel van de R&D bij Tata Steel. Daarom is onze ingenieur bijvoorbeeld betrokken bij het vroege ontwerpstadium van een nieuwe auto. Hij vertelt de ontwerper wat de eigenschappen van de nieuwe legeringen zijn en hoe die eigenschappen zijn te vertalen in het ontwerp. Het gaat er om dat wij zijn ontwerpproces doorgronden; dat schept concurrentievoordeel. Waar we weinig aan kunnen doen, is dat we staal maken in een omgeving met hoge kosten. We moeten ons dus onderscheiden in de waarde die ons product toevoegt aan het eindproduct van de klant.’

Köhler vindt dat hij niet alleen moet laten zien wat Tata Steel betekent voor klanten, maar ook waarom het concern aantrekkelijk is als werkgever. ‘Ik laat jonge technici, ook ingenieurs dus, zien hoe aantrekkelijk en uitdagend onze industrie is voor mensen die willen leren, die willen werken met reusachtige installaties, die een interessant leven willen leiden en geen negen-tot-vijfbaan zoeken, maar aantrekkelijk werk met carrièrekansen en een goed salaris. Dat kunnen we alleen opbrengen als we innovatief staal maken. Daarom steunen we technische universiteiten en scholen. Zo willen we helpen het beeld van het werk in de staalindustrie herkenbaar en aantrekkelijk te maken.’

Het tekort aan technici is volgens Köhler geen Nederlands verschijnsel, maar een Europees probleem. ‘Het speelt bijvoorbeeld ook in Duitsland. Het oplossen vergt een heel langdurige inspanning. Daarom nemen we niet alleen mensen aan als het goed gaat, maar ook in slechte economische tijden. We kunnen niet altijd meteen een vaste aanstelling bieden of allerlei emolumenten, maar wel een startaanstelling. Ook wij leven in een omgeving die zeer veranderlijk is; staal is altijd cyclisch geweest. Maar we moeten ervoor zorgen dat mensen beseffen dat een industrie die er is voor de lange termijn, zoals de staalindustrie, goed is voor de economie van een land of regio als geheel. Een bank of softwarebedrijf kan zijn boeltje zo oppakken en vertrekken, maar onze bedrijfsinstallaties kosten honderden miljoenen en staan er voor generaties, hier in IJmuiden nu al zo’n negentig jaar. Bovendien zorgt elke baan bij Tata Steel in IJmuiden voor vier banen elders in de omgeving, en dan bedoel ik niet de bakker, maar bij allerlei bedrijven die technische ondersteuning bieden.’

Köhler geeft aan Tata Steel alleen kan voortbestaan in een samenleving die ook politiek voorspelbaar is. ‘Politici moeten haalbare milieudoelen stellen in plaats van overambitieuze doelen waar we de technologie niet voor hebben. Want let wel: de landen die het snelst herstellen van een economische recessie, zijn landen met een ‘harde’ industrie. Die beschikken over de beste technologie voor fabricage en kunnen dus exporteren. Meneer Tata besefte dat India zonder industrie nooit de status van ontwikkelingsland zou ontstijgen. Industrie is nodig om het fabricagepotentieel en de infrastructuur in een land te ontwikkelen. In landen die dat niet doen, worden de grondstoffen wel geëxploiteerd, maar er wordt nooit geïnvesteerd.’

‘En laat ik tot slot het beestje maar eens bij de naam noemen’, vervolgt Köhler, ‘Ik steun het concept van duurzaamheid: wees zuinig met grondstoffen en ga doelmatig en bewust om met energie. Maar klimaatbeleid kun je alleen mondiaal voeren. Als je dat lokaal doet door de industrie in Europa zo zwaar te belasten dat die verhuist naar Azië, dan maak je het probleem alleen maar groter, omdat de staalindustrie in Europa aanzienlijk minder milieubelastend is dan die in Azië. De laagste CO2-emissie per ton geproduceerd staal wordt bereikt in Europa. Het behoud van de industrie in Europa is niet alleen goed voor de economie en de werkgelegenheid, maar voorkomt ook verdere achteruitgang van het mondiale milieu.’

 

 

(KADER)

(LOGO CEO-REEKS)

Dr.ir. Karl-Ulrich Köhler gaf op 30 mei een lezing op de TU Delft in het kader van de door KIVI NIRIA Students georganiseerde CEO-reeks. De volgende lezing vindt plaats op donderdag 20 september. Dan spreekt ir. Huib Morelisse van Nuon van 18-21 uur op de TU Delft. Op dinsdag 9 oktober houdt drs. Feike Sijbesma van DSM van 19.30-21.30 uur een lezing op de TU Eindhoven. Op dinsdag 16 oktober is het de beurt aan drs. Dick Benschop van Shell, van 16-18 uur op de Universiteit Twente.

 

 

KENGEGEVENS

NAAM

Karl-Ulrich Köhler

TITEL

dr.ir.

LEEFTIJD

56

OPLEIDING

Metallurgie, TU Clausthal (1980-1988)

FUNCTIE

CEO Tata Steel Europa (2010-heden). Daarvoor Chief Operating Officer Tata Steel Europa (2010), CEO ThyssenKrupp Steel (2001-2009), lid raad van bestuur ThyssenKrupp Steel (1997-2001), directeur Hoesch Stahl (1992-1997) en werkzaam bij Thyssen Stahl (1980-1988).

 

 

(BEELDMATERIAAL)

 

(kohler1.jpg)

 

(kohler3.jpg)

 

 

(QUOTES)

 

‘Ik geloof niet in hoofdkantoren die ver weg van de productiebedrijven zijn gevestigd’

 

‘Het behoud van de industrie in Europa voorkomt verdere achteruitgang van het mondiale milieu’

 

‘IJmuiden is een eldorado voor procesoperators, elektrotechnici, werktuigbouwkundigen en informatici’

 

Hisarna, staalproces met IJmuidense roots

VERVOER CYCLOON CORUS

(Voor de PDF van het artikel klik hier: 50_51_INGR13_Staalproductie)

ccf-ontwerp

 

 

tekst erwin van den brink

 

 

PROCEDÉ REDUCEERT CO2-UITSTOOT STAALPRODUCTIE

 

Nieuwe ijzertijd

 

Hoogovens maken ijzer volgens een procedé dat eigenlijk in wezen nooit is veranderd en dat energie vreet. In IJmuiden bouwt Corus nu een proeffabriek, de Cyclone Converter Furnace, die vloeibaar ruwijzer maakt uit onbewerkte grondstoffen en daarbij 20 % minder CO2 uitstoot.

 

Ingewikkeld is het maken van ijzer niet: een brandende stapel van lagen ijzererts en houtskool is voldoende om het metaal te verkrijgen. Het moet dan alleen nog uit de slak worden gebikt. Lastiger is de grootschalige industriële productie, waarbij het metaal als hete vloeistof in een hoogoven wordt gevormd en kan worden afgetapt. Om zo’n hoogoven te laten werken zijn namelijk twee andere installaties nodig, die duur zijn en veel energie vergen: een cokesoven en een ertspelletfabriek. De cokesoven verdampt en verbrandt met een ondermaat aan zuurstof de lichte, olieachtige fracties in steenkool, die daardoor harder wordt. In de ertspelletfabriek wordt fijn, rood ijzerertspoeder gebakken tot een soort knikkers, pellets. Als de steenkool niet eerst via pyrolyse in cokes wordt omgezet, dan zou deze brandstof vloeibaar, papachtig worden. Er is dan geen poreuze structuur waar de gassen die het ijzererts moeten reduceren (ontdoen van zuurstof), doorheen kunnen stromen. Zonder pellets zouden de poederlagen de hoogoven verstikken.

Staalbedrijf Corus in IJmuiden werkt al vanaf 1986 met tussenpozen aan een proces waarbij geen cokes en pellets meer nodig zijn. Inmiddels is Corus begonnen met de bouw van een proeffabriek, de Cyclone Converter Furnace (CCF), die een capaciteit krijgt van 60 000 ton per jaar. Deze reactoroven doet enigszins denken aan een enorme fles. In de hals wervelt een cycloon van zeer hete gassen rond, waarin tangentieel ijzerertspoeder met zuurstof wordt geblazen. Het deels gereduceerde erts wordt tegen de wand geslingerd, smelt en druipt langs de wand naar beneden. Waar de hals zich verwijdt, laat de vloeistof van de wand los en druipt in het ruwijzerbad onderin de fles. In dat bad worden poederkool en zuurstof geïnjecteerd. Er ontstaat zuiver vloeibaar ruwijzer, waarop een laag slak drijft. Het ijzer en de slak zijn beide apart af te tappen.

‘Dat het basismateriaal poederachtig is, werkt in tegenstelling tot bij een hoogoven in ons voordeel’, zegt ir. Koen Meijer, projectcoördinator van de proeffabriek. ‘De installatie heeft een groot reactieoppervlak en een snelle reactie, waardoor de hoeveelheid warmte-energie per eenheid product klein is en de emissie navenant lager. De reactor is in feite een lege ruimte waarin de componenten met elkaar reageren terwijl ze door de gascycloon zweven.’

 

COKESTEKORT

De CCF is een initiatief van ULCOS (Ultra-Low CO2 Steelmaking), een samenwerkingsverband van 48 Europese staalbedrijven en onderzoeksinstellingen dat de CO2-uitstoot bij het maken van staal wil reduceren. Maar dat was niet de reden waarom het project ooit is opgestart. ‘Zo’n tien jaar terug dreigde een tekort aan cokescapaciteit. Bestaande fabrieken raakten aan het eind van hun levensduur en nieuwe installaties kosten veel geld, vooral door de milieueisen. Iedereen probeerde te vermijden een nieuwe cokesfabriek te moeten bouwen en daardoor ontstond krapte op de cokesmarkt.’

Eind jaren negentig ontpopte het opkomende China zich echter als grote cokesleverancier. Bovendien ging de staalindustrie over tot het injecteren van poederkool in de hoogovens, waardoor minder cokes nodig is. De cokes brandt eenvoudig veel minder snel op door de poederkoolinjectie, terwijl de poreusheid van de lading wel in stand blijft. Corus IJmuiden loopt hierin voorop: uiteindelijk is de helft van de hoeveelheid cokes die oorspronkelijk nodig was, vervangen. ‘Daardoor kon de CCF niet meer concurreren. De hoogoven hadden we al, terwijl we de cycloon nog helemaal moesten ontwikkelen.’

Het historische dieptepunt voor de prijzen van grondstoffen eind jaren negentig deed de rest: de CCF belandde op de plank. Tot de Europese Unie er in 2004 nieuw leven in blies met ULCOS. ‘De Europese staalindustrie had uit eigen beweging al de technologie geïnventariseerd die leidt tot minder CO2-uitstoot, vanaf het delven van grondstoffen tot warmgewalst rol staal voor autodeuren en koelkasten.’ In de periode 2005-2007 zijn vier technologieën geselecteerd. Twee daarvan, advanced direct reduction en elektrolyse, wijken sterk af van het bestaande hoogovenproces en vergen nog veel ontwikkeltijd. De andere zijn topgasrecycling, waarbij in een conventionele hoogoven de bruikbare componenten als koolmonoxide en waterstof uit het afgas worden gefilterd en teruggeleid in het proces, en de CCF.

Het principe om chemische processen in wervelende gasstromen te laten plaatsvinden, wordt in de industrie wel vaker toegepast. Het is dus een beetje verbazingwekkend dat dit idee van een cycloon in de staalindustrie nergens elders is opgepakt. In de jaren zestig was Jan van Lange bij Hoogovens in IJmuiden betrokken bij een project om een smeltcycloon toe te passen. Dat werd geen succes, maar toen de jonge Meijer in de jaren tachtig bij Hoogovens betrokken raakte bij de zoektocht naar een cokesloze productietechniek, kruiste zijn pad dat van Van Lange, die toen vlak voor zijn pensioen zat. Meijer: ‘Dat smelten van erts ging eigenlijk wel goed, maar het proces daarna niet. Vandaar dat we toen hebben besloten het nogmaals te proberen met die cycloon.’ De proefinstallatie, die in de jaren negentig bewees twintig ton ruwijzer per uur te kunnen maken, bestond eigenlijk alleen uit de cycloon, het bovenste gedeelte. Voor het procesgedeelte van de converter, het ijzerbad onderin de oven, werd toen gebruikgemaakt van een van de bestaande converters van Oxystaalfabriek 1.

Daarom komt het goed van pas dat het ULCOS-consortium in 2008 besloot te gaan samenwerken met het Brits-Australische Rio Tinto, dat de zogenoemde HIsmelt-technologie heeft ontwikkeld: ertsdeeltjes worden in een ijzerbad gereduceerd met kolen en zuurstofrijke lucht. Dit lijkt sterk op het onderste gedeelte van de CCF. Dit vloeibare bad is essentieel, maar Corus heeft dit nooit op industriële schaal toegepast. Door samen te werken met Rio Tinto hoeft Corus de technologie niet zelf te ontwikkelen. De combinatie van de twee technologieën is HIsarna gedoopt, een samensmelting van het HI van HIsmelt en van Isarna, een oud Keltisch woord voor ijzer.

www.corus.nl

www.ulcos.org

 

 

(BEELDMATERIAAL)

 

(ccf-ontwerp.jpg samen met CCF-doorsnede-teskt.ai)

Impressie van de Cycloon Convertor Furnace, die in IJmuiden in aanbouw is, met een schematische weergave van de werking.

 

ILLUSTRATIES CORUS

 

(Tekening multi-oven.jpg)

Ontwerptekening van een smeltcycloon van Hoogovens, eind jaren zestig.

 

 

(QUOTES)

 

‘Dat het basismateriaal poederachtig is, werkt in ons voordeel’

 

‘De componenten reageren met elkaar terwijl ze door de gascycloon zweven’