Grip krijgen op de complexiteit van industriële decarbonisatie met behulp van zachte systemen

Grip krijgen op de complexiteit van industriële decarbonisatie met behulp van zachte systemen

Op 12 oktober modereerde ik een panel over industriële decarbonisatie op de Carbon Forward Londen conferentie. Omdat ik geen specialist ben op het gebied van koolstofmarkten, was ik buiten mijn comfortzone - wat altijd een goede plek is om nieuwe dingen te leren en nieuwe mensen te ontmoeten. Hoewel ik niet direct betrokken ben bij de handel in koolstofemissierechten, heeft mijn werk er natuurlijk wel mee te maken gehad. De eerste keer dat ik melding maakte van koolstofemissiereducties en energiebesparingen was in 1993 voor de Strathclyde Regional Council, die enkele duizenden gebouwen telde. Ik vond het rapport onlangs in mijn archief. Vervolgens heb ik in 2005 een zeer vroege transactie uitgevoerd op het emissiehandelssysteem toen onze klant bij RWE Solutions, Guinness, de Park Royal Brewery sloot, wat natuurlijk de verkeerde soort decarbonisatie was.

Mijn panelleden bij Carbon Forward waren: Andrew McDermott, Deputy Chief Executive, British Ceramic Confederation, David Phillips, Head of Capital Markets & New Market Strategy, Aker Carbon Capture, en Trevor Sikorski, Head of Natural Gas and Carbon Research bij Energy Aspects. Hun deskundige bijdragen deden me nadenken over het onderwerp en leerden me ook veel over de nieuwste ontwikkelingen in koolstofafvang en -opslag (CCS).

In mijn lange carrière op het gebied van energie-efficiëntie is de belangstelling voor het onderwerp wisselend geweest, maar we zitten nu zeker in een opwaartse spiraal als gevolg van een aantal voor de hand liggende factoren, met name de stijging van de energieprijzen en de toegenomen aandacht voor energiezekerheid, maar ook minder voor de hand liggende factoren zoals de groeiende belangstelling voor het onderwerp van institutionele beleggers. Ondanks die groeiende belangstelling blijft energie-efficiëntie de Assepoester onder de energieopties en blijft het potentieel voor kosteneffectieve verbeteringen hoog. Het IEA schat dat 40% van onze vereiste emissiereducties kan worden bereikt door verbeterde energie-efficiëntie. In ons werk op het gebied van energie-efficiëntie, onder andere via ons ESCO-in-a-box® bedrijfsmodel, zien we de noodzaak om de economische aspecten van veel energie-efficiëntieprojecten te verbeteren, met name diepgaande renovaties. Dit kan inhouden dat koolstof, biodiversiteit en zelfs sociale credits worden toegevoegd aan de mix voor retrofitprojecten.

Andrew schetste het decarbonisatiepad voor de keramische industrie, een energie-intensieve industrie die geografisch verspreid is en een hoog percentage MKB-bedrijven omvat. Bovendien wordt de koolstofuitstoot voornamelijk veroorzaakt door warmte, en dan met name warmteprocessen bij hoge temperaturen, meestal 1200 tot ^1300oC, maar met enkele gespecialiseerde processen die werken bij een ongelofelijke ^2800oC. Het pad naar netto nul voor keramiek omvat een mix van technologieën: energie-efficiëntie (14% reductie in koolstof); opwekking op locatie (1%); koolstofvrij maken van het elektriciteitsnet (3%); waterstof (36%); elektrificatie (11%); bio-energie (3%); afvangen van koolstof (15%); en producttoepassing (4%); en dan blijft er nog 4% over. Waterstofverbranding wordt op sommige locaties getest, maar er zijn natuurlijk problemen met de levering en opslag. Elektrificatie klinkt misschien als een gemakkelijke optie, maar de verschillende manieren van warmteoverdracht, met minder nadruk op convectie en meer op straling, betekenen dat het nodig kan zijn om stapelpatronen te veranderen om gelijkmatige verwarming te garanderen. Elektrificatie is niet alleen een simpele omschakeling van warmtebron.

David vertelde over de modulaire koolstofafvangtechnologie van Aker die nu wordt toegepast in Noorwegen en daarbuiten in onshore en offshore toepassingen. Met installaties variërend van 40.000 ton per jaar tot meer dan 400.000 ton per jaar is de technologie nu bewezen en dalen de kosten, terwijl de koolstofprijzen stijgen. Aker biedt ook koolstofafvang aan als een dienst, waarbij de hele oplossing inclusief afvang, transport en opslag wordt aangeboden tegen een prijs per ton. Ik moet toegeven dat deze technologie geavanceerder is dan ik eerder had gedacht en met een stijgende koolstofprijs zal het haalbaarder worden voor grote enkelvoudige emittenten of CCS-hubs.

Trevor sprak over de risico's van technologie en hoe bedrijven gestimuleerd kunnen worden om die risico's te nemen. Gezien de behoefte aan snelheid om de klimaatcrisis aan te pakken, zullen nieuwe technologieën snel ontwikkeld en toegepast moeten worden, en dat is inherent riskant. Productiebedrijven zijn van nature huiverig voor het invoeren van onbewezen nieuwe technologieën, vooral als die een directe impact hebben op het proces. Als je dit soort beslissingen verkeerd neemt, kan dat fataal zijn.

De discussie deed me denken aan een artikel dat ik in ¹⁹⁸⁷¹ schreef op basis van delen van mijn promotiewerk waarin ik een soft systems² analyse van de energiebeheerfunctie binnen bedrijven. Daarin stelde ik dat bedrijven bij het overwegen van opties voor energie-efficiëntieprojecten een expliciete beslissing moesten nemen over het niveau van onderzoek, ontwerp en ontwikkeling, d.w.z. technologisch risico, dat ze bereid waren te nemen. Het gepresenteerde model verdeelde energiebeheer in vier niveaus: good housekeeping; retrofit; vervangingsprojecten voor installaties; en herontwerp van processen. Deze zijn ook van toepassing op decarbonisatie. Good housekeeping' is een gedateerde uitdrukking, maar betekent eigenlijk dat je beter omgaat met wat je al hebt, dat je ervoor zorgt dat het bestaande systeem zo efficiënt mogelijk werkt met zo min mogelijk verspilling. Bij industriële energiesystemen betekent dit maatregelen zoals ervoor zorgen dat de regelsystemen goed werken, dat de branders efficiënt branden en dat de condenspotten allemaal werken. Dit is het basisniveau van energiebeheer en in veel energie-intensieve industrieën wordt dit meestal redelijk goed beheerd. In minder intensieve industrieën en in gebouwen heeft het de neiging om in de loop van de tijd af te glijden en dat is waar processen zoals ISO50001 nuttig kunnen zijn, omdat ze managementprocessen systematiseren in plaats van dingen aan het toeval over te laten. Zelfs in de best geleide bedrijven zijn er waarschijnlijk nog mogelijkheden om op deze manier energie en koolstof te besparen. Hoewel het anders is dan in de industrie, hebben we onlangs een voorbeeld hiervan gehad in de woningmarkt, waar tijdens de energieprijzencrisis aan het licht kwam dat bijna alle miljoenen condenserende gasketels, die werden verkocht als zijnde energiebesparend, waren ingesteld om te werken op hoge aanvoertemperaturen, wat betekent dat ze niet condenseerden, wat betekent dat huizen ongeveer 6-8% van hun gasverbruik verspilden. Het verlagen van de aanvoertemperaturen verlaagt het energieverbruik zonder het thermisch comfort aan te tasten - beter huishouden of energiebeheer.

Bij retrofit gaat het erom iets aan een installatie of gebouw toe te voegen dat de efficiëntie verbetert, bijvoorbeeld isolatie, een regelsysteem of nieuwe, efficiëntere branders. Bij vervanging van een fabriek gaat het bijvoorbeeld om het vervangen van een productielijn, maar dan wel met dezelfde procestechnologie. Een nieuwe fabriek of een nieuw gebouw zal meestal efficiënter zijn dan een bestaande fabriek of gebouw, zelfs met dezelfde basistechnologie als gevolg van incrementele verbeteringen in de efficiëntie van componenten zoals motoren en aandrijvingen, enz.

Het laatste niveau, het herontwerpen van processen, is duidelijk het meest kapitaalintensief, het meest onderzoeks- en ontwikkelingsintensief en het meest risicovol. Bij ontkoling omvat dit zaken als het overschakelen van de staalproductie van ijzererts in hoogovens naar directe reductie met behulp van waterstof. Het omvat ook veranderingen in materiaalinput en proces, zoals het overschakelen van cementproductie van klinker gemaakt van kalksteen naar alternatieve grondstoffen.

Een belangrijk aspect van het zachte systeemmodel van energiebeheer, dat ook van toepassing is op decarbonisatie, is de noodzaak van een 'contextuele evaluatie', dat wil zeggen hoe past de voorgestelde maatregel bij ander beleid, ontwikkelingen en beslissingen in de organisatie. Hierbij kan het gaan om zaken als: is er een plan - of zelfs een voorstel - om te verhuizen; waar sta je in termen van de normale vervangingscyclus van installaties; past deze voorgestelde verandering in de productstrategie? De interactie tussen technische evaluatie, financiële evaluatie en contextuele evaluatie kan een iteratief proces zijn dat zelf weer tot nieuwe ideeën kan leiden. In 1987 zei ik al: "Om deze analyses goed uit te voeren, moet je in staat zijn om buiten de normaal geaccepteerde grenzen van energiebeheer te denken en moet er binnen de organisatie een hoog communicatieniveau zijn". Dit geldt ook voor decarbonisatie - uiteindelijk is het bedrijf er om zijn primaire functie uit te voeren en is decarbonisatie op zich niet het doel, maar eerder een beperking die verandering stimuleert. Interacties tussen voorgestelde oplossingen en interacties met andere aspecten van de organisatie moeten volledig worden geëvalueerd.

Het is relatief eenvoudig om een generiek decarbonisatiepad voor een bedrijfstak vast te stellen. Het is veel ingewikkelder om dat traject om te zetten in een specifiek actieplan voor een bepaalde organisatie, aangezien de technische, financiële en contextuele evaluaties die specifiek zijn voor die organisatie - met alle specifieke beperkingen - moeten plaatsvinden en de interacties tussen maatregelen en andere factoren moeten worden overwogen. De technologische risico's moeten worden geëvalueerd en er moet een expliciete beslissing worden genomen over het te nemen risiconiveau. Dit moet worden afgezet tegen de risico's van niet-handelen - financieel, commercieel en ecologisch.

Het resultaat moet een langetermijnplan zijn met welomschreven programma's en investeringsprojecten met waarschijnlijke tijdschema's, geïdentificeerde risico's en een evaluatie van de impact op emissies en andere voordelen. Het zal een levend plan zijn dat evolueert in reactie op veranderingen in technologie en economie. Dit soort uitgebreide analyses is moeilijk in alle organisaties, maar vooral in KMO's, waar de capaciteit om dit soort evaluaties en beslissingen te nemen beperkter is en waarschijnlijk externe hulp nodig is. Als je hulp nodig hebt bij het ontwikkelen van een decarbonisatieplan, neem dan contact op met mij of met het consultancyteam van ep.

1. Een zacht systeemmodel van energiebeheer en checklists voor energiemanagers. Toegepaste energie 27 (1987) 229-241
2. Soft systems methodologie is een georganiseerde manier van denken ^die toepasbaar is op problematische sociale situaties en het managen van verandering door middel van actie. Het is ontwikkeld aan de Universiteit van Lancaster, voornamelijk door Peter Checkland. Deze complexe situaties staan bekend als "zachte problemen". Het zijn meestal echte problemen waarbij de doelen en doelstellingen van het probleem zelf problematisch zijn. Voorbeelden van zachte problemen zijn: Hoe de levering van gezondheidsdiensten te verbeteren? en Hoe dakloosheid met jongeren te beheren? Zachte benaderingen gaan er stilzwijgend van uit dat de kijk van mensen op de wereld voortdurend verandert en dat hun voorkeuren ook veranderen. Zie: Systeemdenken, Systeempraktijk. 1981. Wiley. ISBN 978-0-471-98606-5

Bron: https: //www.onlyelevenpercent.com/applying-soft-systems-to-the-complexities-of-industrial-decarbonisation/