Elektrificatie-opties in de SDE++
Inventarisatie van elektrificatie-opties die mogelijk interessant zijn
voor inpassing in de SDE++
In opdracht van:

Submitted by:
Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Stadsplateau 15
3521 AZ Utrecht
navigant.com
Reference No.: 209218
8 november 2019

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Elektrificatie-opties in de SDE++

INHOUD
1. Overzicht van elektrificatie-opties ...................................................................... 1
2. Uitwerking geselecteerde elektrificatie-opties................................................... 5
2.1 Elektrische glasovens ............................................................................................................. 5
2.2 Elektrische krakers .................................................................................................................. 7
2.3 Elektrische aandrijvingen ........................................................................................................ 9
2.4 Aangepaste scores selectiecriteria ....................................................................................... 11

3. Conclusies en aanbevelingen ........................................................................... 13
Appendix A. Toelichting op Technologieën ........................................................A-1
A.1 Power to heat technologieën .............................................................................................. A-1
A.1.1 Elektrische glasoven ........................................................................................... A-1
A.1.2 Elektrische kraker ............................................................................................... A-3
A.2 Power for mechanical drives ............................................................................................... A-5
A.2.1 Elektrische aandrijvingen.................................................................................... A-5
A.3 Power to chemicals ............................................................................................................. A-6
A.3.1 Elektrochemische productie van mierenzuur ..................................................... A-6
A.3.2 Elektrochemische productie van ammonia......................................................... A-7

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page i

Elektrificatie-opties in de SDE++

DISCLAIMER
Dit rapport is opgesteld door Navigant Netherlands B.V. (Navigant) voor het Nederlandse ministerie
van Economische Zaken. Het werk (De werkzaamheden) in dit rapport vertegenwoordig(t)/(en) het
professionele oordeel van Navigant op basis van de informatie die beschikbaar was op het moment
dat dit rapport werd opgesteld. Navigant is niet verantwoordelijk voor het gebruik van, of het
vertrouwen in, het rapport door de lezer, noch voor beslissingen op basis van het rapport. NAVIGANT
GEEFT GEEN VERKLARINGEN OF GARANTIES, UITDRUKKELIJK OF IMPLICIET. Lezers van het
rapport wordt erop gewezen dat zij alle aansprakelijkheden op zich nemen als gevolg van hun
vertrouwen in het rapport, of de gegevens, informatie, bevindingen en meningen in het rapport.

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page ii

Elektrificatie-opties in de SDE++

1. OVERZICHT VAN ELEKTRIFICATIE-OPTIES
Elektrificatie is één van de routes naar CO2-reductie in de industrie. Hierin worden installaties die
gebruik maken van gas, stoom en/of warmte vervangen door elektrisch aangedreven technologieën.
De vraag van EZK is: welke elektrificatie-opties kunnen vanaf 2021 worden opgenomen in de
SDE++? Voor het beantwoorden van deze vraag wordt eerst een overzicht gecreëerd van de
mogelijke elektrificatie-opties. Deze lijst wordt door middel van filters teruggebracht naar de meest
relevante toepassingen binnen Nederland en binnen de SDE++ (zie onderstaande tekstbox voor
uitgangspunten SDE++).
Voor verschillende industriële toepassingen worden elektrificatie-opties onderzocht en ontwikkeld.
Vaak worden deze opties aangeduid met de term “power-to-x”. Tabel 1 geeft een overzicht van de
verschillende categorieën en technologie-opties op basis van verschillende studies:
Tabel 1: Overzicht van elektrificatie-opties
Hoofdcategorieën
Power to Heat
Power for Mechanical Drive
Power to Chemicals en
Power to Gas

Technologie-opties
Warmtepompen, elektrische boilers, elektrische glasovens, elektrische
krakers en elektrische droogtechnologie
Elektrische aandrijvingen zoals compressie, pompen en ventilatoren
Productie van bijvoorbeeld waterstof, methaan, mierenzuur, ammonia,
etheen, methanol

Power for Separation

Ultrafiltratie, nanofiltratie, omgekeerde osmose

Deze lijst is samengesteld op basis van Navigant (2019a): Verkenning uitbreiding SDE+ met industriële opties, Navigant
(2019b): Quick scan Alternatieve verwarmingstechnieken, ECN (2018), A first order roadmap for Electrification of the Dutch
Industry, Beerenschot (2017): Electrification in the Dutch process industry, RVO (2014), Brochure Efficiënte Elektrische
Aandrijvingen

Een aantal van de bovengenoemde opties zijn voor deze studie buiten beschouwing gelaten:
 Warmtepompen, elektrische boilers en groene waterstof worden op dit moment door PBL
onderzocht op mogelijke inpassing in de SDE++ per 2020. Deze zijn daarom niet
meegenomen in de selectie.
 Daarnaast zijn de power for separation opties en droogtechnologie buiten beschouwing
gelaten. Hoewel wij voor individuele technologieën mogelijkheden zien voor stimulering met
de SDE++ is in een eerdere studie (Navigant, 2019a) geconcludeerd dat deze technologieën
moeilijk inpasbaar zijn in de SDE++ 1. Voor een aantal van deze opties laat EZK momenteel
onderzoeken hoe ze ondersteund kunnen worden.
Uitgangspunten SDE++2
Om in aanmerking te komen voor SDE++-subsidie moeten technologieën voldoen aan een aantal
uitgangspunten die voor de SDE++ zijn opgesteld:

Verminderen van uitstoot van broeikasgassen naar of het verwijderen van broeikasgas uit de
atmosfeer;

Er moet sprake zijn van potentieel dat nu benut kan worden;

Er moet sprake zijn van een onrendabele top;

Normering moet stuiten op grote uitvoeringsbezwaren en/of onaanvaardbare weglek van productie
die gepaard gaat met CO2-uitstoot naar het buitenland;

Uit doelmatigheidsoogpunt moet er sprake zijn van toepassing op aanzienlijke schaal;

De technologie moet voldoende (uit)ontwikkeld zijn om te kunnen concurreren met marktrijpe
technologieën.
1

Voor scheidingstechnieken kan geen uniforme producteenheid worden geformuleerd waardoor het vaststellen van een
basisbedrag en de bijbehorende marktindices niet mogelijk is.
2
Brief van de minister van Economische Zaken en Klimaat aan de Staten Generaal (31239 nr. 293), dd. 23 november 2018
Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page 1

Elektrificatie-opties in de SDE++
Na het afvallen van deze technologieën blijven de volgende opties over:




Power to Heat: Elektrische glasoven en elektrische krakers
Power for Mechanical Drive: Elektrische aandrijvingen (compressie, pompen en ventilatoren)
Power to Chemicals en Power to Gas: Elektrochemische productie (methaan, mierenzuur,
ammonia (directe route), etheen en methanol)

Op basis van databeschikbaarheid is een eerste representatieve selectie gemaakt van technologieën.
Deze opties zijn hierboven onderstreept. De technologieën die we nu niet meenemen kunnen op een
later moment worden onderzocht voor mogelijke inpassing binnen de SDE++.
Drie technologieën zijn vervolgens geselecteerd en verder uitgewerkt. Hierbij lag de focus op het
ontwikkeltraject en identificatie van uitdagingen, kansen en mogelijke knelpunten voor inpassing in de
SDE++. Voor het maken van deze selectie zijn de volgende selectiecriteria gebruikt:
Tabel 2: Selectiecriteria
Criterium

Beschrijving

Inschatting van het CO2reductiepotentieel

Eerste schatting van het totale jaarlijkse CO2-reductiepotentieel in
Nederland (>1 Mt CO2, >0,1Mt CO2, <0,1 Mt CO2). Het
reductiepotentieel is gebaseerd op de CO2-uitstoot van de huidige
technologie minus de uitstoot van CO 2 op basis van
elektriciteitsgebruik. Hiervoor worden zowel de elektriciteitsmix van
2030 gebruikt (zie tekstbox “Emissiefactor SDE++” hieronder) als
100% duurzame elektriciteit gebruikt.

Marktrijpheid van de
technologie

Inschatting van de huidige marktrijpheid van de technologie. Bij
inpassing in de SDE++ moet de technologie commercieel
verkrijgbaar zijn (TRL 8-9)

Kosteneffectiviteit van de
technologie

Inschatting op basis van de verwachte onrendabele top (ORT) van de
technologie, waarbij een hoge onrendabele top in een lage
kosteneffectiviteit resulteert: lage kosteneffectiviteit (ORT >350 €/ton
CO2, vergelijkbaar met waterkracht), gemiddeld (ORT 150-350 €/ton
CO2) en hoog (ORT <150 €/ton CO2)

Mogelijke knelpunten
inpassing in de SDE++

Voor de technologie-opties wordt nagegaan in hoeverre inpassing in
de SDE++ mogelijk is. Dat gebeurt voor de selectie op basis van de
bevindingen van onze verkennende studie (Navigant, 2019a). De
gegeven score is daarom niet doorslaggevend, tenzij nu al duidelijk
kan worden aangegeven dat inpassing in de SDE++ niet mogelijk is.
Voor de geselecteerde technologieën worden de knelpunten verder
in kaart gebracht.

Emissiefactor SDE++
Binnen de SDE++-methodiek wordt voor het vaststellen van CO2-emissies van elektriciteitsgebruik de
gemiddelde emissie van de gemiddelde marginale optie in 2030 gebruikt. Deze emissiefactor wordt door EZK
vastgesteld op basis van de verwachte gemiddelde elektriciteitsmix tijdens de looptijd van de subsidie. Voor
de SDE++-basisbedragen in 2020 is deze gegeven emissiefactor vastgesteld op 0,183 kg CO 2/kWh. De
gegeven emissiefactor zal jaarlijks door EZK worden vastgesteld op basis van nieuwe inzichten. Het is daarbij
aannemelijk dat de emissiefactor in de komende 10 jaar zal dalen als gevolg van groeiende duurzame
opwekcapaciteit. Elektrificatie-opties zullen daardoor steeds aantrekkelijker worden, vooral de opties die veel
elektriciteit verbruiken.
Binnen deze studie wordt het CO2-reductiepotentieel berekend op basis van de gegeven emissiefactor en de
emissiefactor op basis van 100% duurzame energie. De range die ontstaat geeft dan het volledige
reductiepotentieel weer. Voor het inschatten van de SDE++-basisbedragen wordt de gegeven emissiefactor
van 0,183 kg CO2/kWh gebruikt.

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page 2

Elektrificatie-opties in de SDE++
Voor deze eerste selectiestap worden de bovenstaande criteria gescoord op basis van eerste
inschattingen. Deze worden in het vervolg van de studie waar mogelijk verder aangescherpt. Dit leidt
tot het volgende resultaat:
Tabel 3: Resultaat toepassen selectiecriteria
CO2-reductie
potentieel bij
gegeven
emissiefactor

CO2-reductie
potentieel bij
100% duurzame
elektriciteit

Marktrijpheid

Kosteneffectiviteit

Inpassing
SDE++

Elektrische glasoven

<0,1 Mt CO2

>0,1 Mt CO2

TRL >7

Gemiddeld

Geen issues
verwacht

Elektrische krakers

<0 Mt CO2

>1 Mt CO2

TRL 3-7

Laag

Pas na 2025
verwacht

Elektrische aandrijving in
geïntegreerde processen3

Onbekend

>0,1 Mt CO2

TRL >7

Gemiddeld

Geen issues
verwacht

Elektrochemische
productie van mierenzuur

<0,1 Mt CO2

<0,1 Mt CO2

TRL 5-6

Gemiddeld

Geen
vervanging

Elektrochemische
productie van NH3

<0 Mt CO2

>1 Mt CO2

TRL<3

Onbekend

Pas na 2025
verwacht

Gemiddeld

Hoog

Technologie-opties

Legenda bij scores:
Laag

Toelichting scores:
 Het CO2-reductiepotentieel van zowel elektrische krakers als elektrochemische productie van
NH3 loopt uiteen van potentieel negatief tot (ruim) boven 1 Mt CO2. Beide technologieën zijn
zeer elektriciteitsintensief waardoor de gegeven emissiefactor een groot effect heeft op de
CO2-emissie. Voor beide technologieën geldt bovendien dat er pas richting 2030 de eerste
pilots en demonstratieprojecten worden verwacht. Aangenomen wordt dat de emissiefactor
dan verder gedaald zal zijn, waardoor het CO2-reductiepotentieel boven de 1 Mt CO2 kan
uitkomen.
 Het CO2-reductiepotentieel elektrische aandrijvingen is lastig te bepalen, omdat er geen
totaaloverzicht is van de hoeveelheid primaire energie die vervangen kan worden met
elektrische aandrijvingen. Dit hangt ook af van de mogelijkheden om de stoom die
beschikbaar komt elders nuttig te gebruiken. Dit zal met aanvullend onderzoek inzichtelijk
moeten worden gemaakt.
 De kosteneffectiviteit van elektrochemische productie NH 3 is op dit moment nog niet in te
schatten. Dit heeft te maken met de relatief lage marktrijpheid van de technologie, waardoor
er nog geen inzichten zijn in kosten.
Op basis van de scores in Tabel 3 is de volgende ranking gemaakt:
1. Elektrische glasoven
2. Elektrische krakers
3. Elektrische aandrijving in geïntegreerde processen
4. Elektrochemische productie van mierenzuur
5. Elektrochemische productie van NH 3 (direct route)

3

Met elektrificatie van aandrijvingen kan potentieel veel CO2 worden gereduceerd. Het grootste deel van deze reductie is
echter al kosteneffectief (TVT <5 jaar). In geïntegreerde processen ligt dit anders en daarom is deze specificering gemaakt. Zie
voor meer toelichting sectie 3.A.2.1.
Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page 3

Elektrificatie-opties in de SDE++
De twee technologieën die in deze studie niet verder worden onderzocht zijn elektrochemische
productie van mierenzuur en NH3:




Voor elektrochemische productie van mierenzuur geldt dat er momenteel een beperkt CO2reductiepotentieel wordt verwacht. Dit wordt beïnvloed door de huidige relatief lage productie
van mierenzuur en het ontbreken van een goede inschatting van het toekomstige potentieel.
Bovendien speelt hier mee dat elektrochemische productie van mierenzuur vooral additioneel
zal zijn, waardoor de CO2-reductie moeilijk kan worden ingeschat. Dit kan ook een
complexiteit zijn bij het inpassen in de SDE++.
De elektrochemische productie van NH3 is een interessante technologie voor de lange
termijn, omdat hier een groot CO2-reductiepotentieel wordt verwacht. Echter, gezien de lage
TRL op dit moment is het onzeker of de technologie al voor 2030 in aanmerking komt voor
SDE++. Bovendien concurreert deze route met de productie van groene waterstof als
grondstof voor ammoniak.

Voor beiden technologieën geldt dat er op basis van dit resultaat geen reden is om aan te nemen dat
deze technologieën niet in aanmerking kunnen komen voor SDE++. De verwachting is dat deze
technologieën in de komende jaren verder worden ontwikkeld en daardoor mogelijk in de toekomst
interessant worden voor inpassing in de SDE++.
De drie geselecteerde elektrificatie-opties worden verder uitgewerkt aan de hand van aanvullende
literatuur en interviews (zie hoofdstuk 2). De nadruk ligt hierbij op de uitdagingen en kansen die
worden verwacht in de verdere ontwikkeling van de technologie en de mogelijke knelpunten die
kunnen ontstaan bij de implementatie van de technologieën in de SDE++. Daarnaast is aanvullende
informatie verzameld voor het vaststellen van het CO2-reductiepotentieel, de technologische
ontwikkeling en de kosteneffectiviteit. In hoofdstuk 3 worden de belangrijkste conclusies beschreven
en aanbevelingen gedaan voor het al dan niet opnemen van de technologieën in de SDE++.
In de bijlage (3.Appendix A) is een korte beschrijving opgenomen van de bovenstaande technologieopties waarin meer achtergrond wordt gegeven over de scores.

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page 4

Elektrificatie-opties in de SDE++

2. UITWERKING GESELECTEERDE ELEKTRIFICATIE-OPTIES
In dit hoofdstuk zijn de drie geselecteerde elektrificatie-opties (elektrische glasoven, elektrische
aandrijvingen en elektrische krakers) verder uitgewerkt aan de hand van interviews en literatuur. De
focus ligt hierbij op het in kaart brengen van het verwachte ontwikkeltraject, de verwachte CO 2reductie, kosteninschattingen, mogelijke knelpunten voor implementatie onder SDE++ en uitdagingen
en kansen op het gebied van technologie, kosteneffectiviteit en implementatie.

2.1 Elektrische glasovens
Beschrijving technologie
In Nederland worden gasgestookte glasovens gebruikt voor het maken van ongeveer 1.500.000 ton
glas per jaar. Een groot deel hiervan is verpakkingsglas. De jaarlijkse uitstoot van alle Nederlandse
glasovens wordt geschat op 0,3 Mt CO2 per jaar.
Een alternatief voor gasgestookte glasovens zijn elektrische ovens. Deze ovens kunnen middels een
hogere efficiëntie een CO2-reductie van 0,05 ton CO2/ton glas opleveren bij de gegeven emissiefactor
voor elektriciteit. Dat komt neer op een CO 2-reductie van ongeveer 5 kt CO2 per glasoven. In
combinatie met 100% duurzame elektriciteit loopt het reductiepotentieel op tot 0,2 ton CO 2/ton glas.
In deze studie is alleen de elektrificatie van verpakkingsglas uitgewerkt. Aangenomen wordt dat de
effecten voor andere typen glas vergelijkbaar zullen zijn.
Ontwikkelstatus
Elektrische glasovens zijn al geruime tijd beschikbaar, maar worden door hogere investeringskosten
niet vaak gebruikt voor industrieel gebruik. Er zijn wereldwijd slechts een klein aantal industriële
toepassingen bekend, waaronder bij Consol in Zuid-Afrika. In 2003 besloten zij een elektrische
glasoven te gebruiken voor de productie van speciaal verpakkingsglas. Deze keuze werd destijds
gemaakt omdat in Zuid-Afrika elektriciteit significant goedkoper was dan aardgas. De laatste jaren
wordt ook de potentiële CO2-reductie een belangrijkere factor.
De ontwikkeling van elektrische glasovens wordt doorgezet, onder andere door het Britse bedrijf
ElectroGlass. Zij werken momenteel aan elektrische glasovens met een capaciteit vergelijkbaar aan
die van gasgestookte glasovens en met een verbeterde energie efficiënte.
Gasgestookte glasovens hebben een levensduur van ongeveer 12-15 jaar. In Nederland zijn er
ongeveer 10 gasgestookte glasovens voor verpakkingsglas. In de komende jaren wordt verwacht dat
meerdere gasgestookte glasovens vervangen moeten worden. Vervanging met elektrische glasovens
is daarbij een optie.
Uitdagingen en kansen





Elektrische glasovens hebben een relatief kleine productiecapaciteit van maximaal 120 ton
glas per dag. Gasgestookte ovens kunnen >300 ton glas per dag produceren. Dat betekent
dat één gasgestookte glasoven moet worden vervangen door ongeveer 3 elektrische
glasovens. Het totale productievolume moet daarbij over verschillende ovens moet worden
verdeeld, waardoor mogelijke een aanpassing moet worden gedaan in het proces en/of de
aansturing hiervan.
Tegelijkertijd bieden meerdere kleinere ovens ook flexibiliteit, bijvoorbeeld door glasovens in
te zetten voor specifieke kleuren of type glas. Nu moeten bij kleurverandering de ovens
worden aangepast.
Elektrische glasovens hebben een relatief lage levensduur van ongeveer 5-7 jaar. Dit komt
onder meer doordat de temperaturen in de elektrische ovens hoger zijn dan in gasgestookte
ovens, waardoor de prestaties van de ovens sneller achteruitgaan. Er is wel onderzoek

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page 5

Elektrificatie-opties in de SDE++





gedaan naar het gebruik van alternatieve materialen die de levensduur kunnen verlengen,
maar dit is economisch nog niet interessant.
Gasgestookte ovens hebben in vergelijking met elektrische glasovens lagere
investeringskosten per ton glas, onder meer vanwege schaalvoordelen door hun grotere
capaciteit.
Elektrificatie van glasovens leiden tot een (fors) hogere elektriciteitsvraag en daarmee een
vergroting van de benodigde elektrische capaciteit op de site en mogelijk aanpassingen in de
elektrische infrastructuur. Dit leidt tot additionele investeringen.
Elektrische ovens kunnen beperkt worden ingezet als flexibiliteitsoptie in het
elektriciteitsnetwerk. Uitzetten van de oven resulteert in een temperatuurdaling van ongeveer
50 0C per uur. Uitzetten gedurende een half uur zal geen effect hebben op de kwaliteit van
het glas, maar langer dan een uur is niet verantwoord. Kleinere aanpassingen in
elektriciteitsgebruik (+/- 10%) zijn wel mogelijk voor langere tijd, maar langer dan een dagdeel
wordt afgeraden. Deze optie zal nader moeten worden onderzocht om een beter begrip te
krijgen voor zowel de impact als flexibiliteitsoptie als de impact op de glasproductie.

Business case
Tabel 4 geeft een overzicht van de kosten voor een elektrische glasoven. Op basis hiervan worden
het basisbedrag (in €/ton glas) en de subsidie-intensiteit (in €/ton CO2 vermeden) geschat.
De productiecapaciteit is gelijkgesteld aan een gasgestookte glasoven (productie 360 ton glas per
dag). Voor deze productiecapaciteit zijn 3 elektrische glasovens nodig, waarvan de totale
investeringskosten worden geschat op 20M€. Aangezien een glasoven een relatief korte levensduur
heeft (5-7 jaar) zullen er gedurende de subsidieperiode (15 jaar) 1-2 herinvesteringen nodig zijn.
Deze herinvesteringen bedragen 10M€, ofwel 10-20 M€ afhankelijk van het aantal herinvesteringen in
de looptijd van de subsidie. Voor de berekeningen is uitgegaan van het gemiddelde (15M€).
Voor de productie van 1 ton glas is ongeveer 900 kWh elektriciteit nodig. Op basis van de
groothandelsprijs voor elektriciteit worden de jaarlijkse energiekosten geschat op 6,1 M€. De
verkoopprijs van glas is geschat op 41 €/ton glas (Navigant, 2019a).
Tabel 4: Kostenschattingen elektrische glasoven (Consol, 2019)
Onderdeel

Eenheid

Waarde

Productiecapaciteit

ton glas/dag

360

Investeringskosten (exclusief herinvestering)

M€

20

Herinvesteringen

M€

15

O&M kosten (2% CAPEX)

M€/jaar

0,7

Energiekosten

M€/jaar

6,1

Inschatting SDE++ basisbedrag

€/ton glas

89 (85-92)

Verkoopprijs glas

€/ton glas

41

CO2 reductie potentieel

ton CO2/ton glas

0,05 – 0,2*

Inschatting SDE++ subsidie-intensiteit

€/ton CO2

958 (239-958)

* De range voor het CO2-reductiepotentieel geeft de minimale CO2-reductie aan (met gebruik van de gegeven emissiefactor
voor elektriciteit) en de maximale CO2-reductie (bij 100% duurzame elektriciteit). Voor het bepalen van de subsidie-intensiteit is
gebruik gemaakt van de gegeven emissiefactor.

Op basis van bovenstaande data worden de kosten voor het produceren van één ton glas met een
elektrische glasoven geschat op 89 €/ton glas. Om van dit basisbedrag te komen naar subsidieintensiteit (in €/ton CO2 vermeden) wordt gecorrigeerd voor de verkoopprijs van glas en de vermeden
CO2-uitstoot ten opzichte van een gasgestookte oven. Dit laatste wordt geschat op ongeveer 0,05 t
CO2/ton glas. Daarmee wordt de subsidie-intensiteit geschat op 958 €/ton CO2 vermeden. Dit is
significant hoger dan de inschatting uit de eerdere Navigant-studie (85-168 €/ton CO 2) die gebaseerd
is op literatuur. De huidige schatting is gebaseerd op een bestaande business case met hogere
Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page 6

Elektrificatie-opties in de SDE++
investeringskosten (onder andere door de benodigde herinvesteringen) en het gebruik van een lagere
CO2-reductie op basis van de gegeven CO2-emissiefactor voor elektriciteit. Bij gebruik van 100%
duurzame elektriciteit daalt de subsidie-intensiteit naar 239 €/ton CO 2.
Mogelijke knelpunten inpassing in de SDE++
De levensduur van de technologie is aanmerkelijk korter dan de (standaard) 15 jaar subsidietermijn.
Dit betekent dat als er een termijn van 15 jaar wordt gekozen er 1-2 momenten zijn voor
herinvesteringen. De variatie in benodigde herinvesteringen wordt weergegeven in de ranges van
basisbedrag en subsidie-intensiteit.
Andere toepassingen van elektrische ovens
Naast de elektrische glasoven, zijn er ook andere toepassingen van elektrische ovens in de industrie
denkbaar, waaronder in de voedingsmiddelenindustrie (bijvoorbeeld bakkersovens) en
bouwmaterialen (zoals bakstenen, tegels en keramiek). Deze toepassingen zijn gezien de kleinere
capaciteit en het beperkte reductiepotentieel niet onderzocht als onderdeel van deze opdracht.
Toevoegen van andere toepassingen voor elektrische ovens in de SDE++ betekent dat er een
afweging moet worden gemaakt of er per toepassing een basisbedrag wordt vastgesteld, of dat er
een algemene categorie voor “elektrische ovens” komt. In het eerste geval kan dit leiden tot meerdere
kleine subcategorieën met een beperkt CO2-reductiepotentieel, in het tweede geval is goed inzicht
nodig in de kosteneffectiviteit van de verschillende toepassingen zodat vaststellen van een SDE++basisbedrag mogelijk is.

2.2 Elektrische krakers
Beschrijving technologie
Stoomkraken is het meest energie-consumerende proces in de chemische industrie. In deze
processen wordt nafta gekraakt om High Value Chemicals (HVC) te maken: ethyleen, propyleen,
waterstof, benzeen-tolueen-xylenen. Hiervoor is veel energie nodig, die nagenoeg geheel kom uit
verbranding van vrijgekomen laagwaardige stoomkraakproducten.
Op dit moment worden verschillende technologieën onderzocht om het kraakproces elektrisch te
maken. Hierbij spelen verschillende aspecten een rol: de generatie van hoge temperaturen voor de
kraakprocessen, de effecten op de waardeketen en producten downstream.
Voor deze studie is stoomkraken van nafta als case verder uitgewerkt.
Ontwikkelstatus
Elektrisch kraken lijkt in principe mogelijk met verschillende technologieën, waaronder inductie,
plasma, microgolf. Verschillende bedrijven (individueel of gezamenlijk) onderzoeken momenteel de
mogelijkheden van deze en mogelijk andere technologieën. Dit onderzoek heeft vanwege de grote
belangen een zeer vertrouwelijk karakter. De ontwikkelstatus van benodigde individuele
deeltechnologieën wordt momenteel ingeschat op een laag niveau (TRL 1-6) en verschilt sterk per
technologie (inductie TRL 6, plasma en microgolf TRL<3). Er is echter nog geen integraal concept
voor elektrisch kraken van koolwaterstoffen en daarom wordt de ontwikkelstatus voor de
geïntegreerde technologie toegepast op elektrisch kraken lager ingeschat: TRL <3. Hierbij moet
worden opgemerkt dat de technologie met de hoogste TRL niet noodzakelijkerwijs de geprefereerde
technologie hoeft te zijn. Verwacht wordt dat na 2025 de eerste pilots en demo’s kunnen worden
uitgevoerd. Niet eerder dan rond 2040 wordt commerciële toepassing verwacht.

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page 7

Elektrificatie-opties in de SDE++
Uitdagingen en kansen









De technologieën zijn nog volop in ontwikkeling. Voor alle varianten worden uitdagingen
verwacht rondom opschaling, veiligheid en integratie op de site.
De bovengenoemde aspecten kunnen leiden tot verschillen in kosten, zowel voor de
investering als de inpassing op de site.
Huidige stoomkrakers zijn in “energie-geïntegreerd” waardoor restwarmte zeer goed kan
worden benut in de rest van het proces. Hierdoor hebben ze een zeer hoge energieefficiëntie. Indien de beschikbaarheid van restwarmte afneemt door elektrificatie en
energiebesparing, zal er op verschillende plekken additionele duurzame stoomopwekking
moeten worden ingezet.
Een elektrische stoomkraker heeft een zeer hoge elektriciteitsvraag. Dit kan leiden tot hoge
investeringen in elektrische infrastructuur op de sites.
Elektrisch kraken zal alleen leiden tot een CO2-reductie als er 100% duurzame elektriciteit
kan worden gebruikt.
De verwachting is dat de technologie gepaard zal gaan met (zeer) hoge investeringen.
Vergaande elektrificatie betekent dat de industrie steeds afhankelijker wordt van een
beschikbare en betrouwbare elektrische infrastructuur. Zeker wanneer power-to-heat
oplossingen grootschalig worden geïmplementeerd is de huidige verwachting dat de
beschikbaarheid en betrouwbaarheid onder druk zal komen te staan. Er is daarom een
stijgende behoefte aan back-up opties die de elektriciteitsvraag (batterijen, pumped storage)
en/of de warmtevraag voor de industrie kunnen garanderen (gesmolten zout).

Vervangen van de huidige (fossiele) brandstofdoor elektriciteit maakt het mogelijk een CO 2emissiereductie te realiseren. Onder de aanname dat productie van 1kg HVC leidt tot 1-2 kg CO 2 en
dat er enkele miljoenen tonnen HVC worden geproduceerd in Nederland, is er bij 100% duurzame
elektriciteit een CO2-reductie mogelijk van enkele megatonnen CO2 per jaar. Het exacte
reductiepotentieel is mede afhankelijk van de beschikbaarheid van duurzame elektriciteit en de
inpassing van duurzame oplossingen voor het opwekken van stoom.
Business case




De technologie bevindt zich nog in een beginstadium. Hierdoor is er nog weinig zicht op
goede en concrete inschattingen van zowel investeringskosten als operationele kosten.
Verwacht wordt dat de CAPEX voor de elektrificatie van een grote kraker ordegrootte enkele
miljarden euro’s zal bedragen. De kosten zullen mede afhangen van de gekozen
technologievariant en de complexiteit van inpassing in het proces en de site.
De OPEX hangt sterk af van de elektriciteitsprijs ten opzichte van alternatieven. De
levensduur is één van de bepalende factoren in businesscases.

Mogelijke knelpunten inpassing in de SDE++
Er worden op dit moment nog geen knelpunten verwacht voor het inpassen van elektrische krakers in
de SDE++.
Andere toepassingen van elektrisch kraken
Een variant op elektrisch kraken is procesverwarming waarbij gebruik wordt gemaakt van directe
elektrische verwarming. Dit zou in combinatie met bestaande (fossiele) procesverwarming een
hybride systeem kunnen vormen, waarbij de elektrische verwarming wordt ingezet in geval van
overschot aan duurzame elektriciteit. Op deze manier kan aardgas worden bespaard en CO 2
gereduceerd.

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page 8

Elektrificatie-opties in de SDE++

2.3 Elektrische aandrijvingen
Beschrijving technologie
De industrie heeft in het verleden veel gebruikgemaakt van gas- en stoomaandrijvingen voor
bijvoorbeeld compressoren, pompen en koeling. Een deel van deze aandrijvingen inmiddels zijn
vervangen door efficiëntere elektrische aandrijvingen (RVO, 2018 en interviews). Belangrijkste
drijfveer is dat elektrische aandrijvingen efficiënter zijn en dat de investeringen daarom relatief snel
kunnen worden terugverdiend. In een aantal gevallen blijkt vervanging echter complexer. In deze
sectie worden ter illustratie twee casussen geschetst: verduurzamen van elektrificatie van
aandrijvingen in geïntegreerde processen en elektrificatie van aandrijvingen op offshore
productieplatformen.
Elektrificatie van aandrijvingen in geïntegreerde processen
Vervanging van stoomturbines met elektrische aandrijvingen is technische goed mogelijk, maar leidt
niet per definitie leidt tot CO2-reductie. Dit hangt namelijk af van de mate waarin de turbines zijn
geïntegreerd en in hoeverre een dalende stoomvraag leidt tot een afname in energie-input. CO 2reductie is mogelijk bij vervanging van een zogenaamde condenserende stoomturbine, waarbij na
gebruik de stoom geen andere functie meer heeft en wordt weggekoeld. Indien de dalende
stoomvraag leidt tot een verlaagde energie-input zal er CO2-reductie mogelijk zijn. In de overige
gevallen is CO2-reductie alleen technisch mogelijk indien er alternatieve toepassingen worden
gevonden voor de beschikbare stoom. Dit kan echter zeer complex zijn, leiden tot additionele kosten
en heeft waarschijnlijk slechts een beperkte CO2-reductie tot gevolg.
Stoomaandrijvingen worden momenteel nog gebruikt in kraakprocessen, omdat deze processen
zelfvoorzienend zijn in stoom. Het vervangen van deze stoomaandrijvingen wordt voor deze studie als
uitgangspunt genomen. Aangenomen wordt dat er ook in andere processen mogelijkheden zijn voor
vervanging van gas- en/of stoomaandrijvingen, maar deze zijn nog niet in kaart gebracht.
Elektrificatie van aandrijvingen op offshore productieplatformen
In de Noordzee zijn productieplatformen niet aangesloten op het elektriciteitsnetwerk. Daarom worden
gasturbines gebruikt om elektriciteit op te wekken. Deze elektriciteit wordt grotendeels gebruikt voor
het comprimeren van gewonnen gas en voor de energievoorziening van accommodaties. Door de
ontwikkeling van wind op zee ligt er nu een offshore elektriciteitsnetwerk waarop platformen kunnen
worden aangesloten en waardoor gasturbines overbodig worden. De NAM onderzoekt samen met
TenneT of aansluiting op het offshore netwerk mogelijk is. Aansluiting biedt de NAM de mogelijkheid
om het gasgebruik op het platform te reduceren en mogelijk de baten uit de gasverkoop te verhogen.
Deze case verschilt van de andere opties, omdat het hier niet de vervanging van een gas- of
stoomaandrijving met een elektrische aandrijving betreft, maar het overbodig maken van een
gasturbine door een directe aansluiting op het offshore grid. De verduurzaming van de
elektriciteitsvoorziening leidt op het platform tot een vermindering van het gasgebruik. Het effect op
de CO2-uitstoot hangt af van het effect op de aardgasproductie en de gekozen systeemafbakening:
Tabel 5: CO2-reductiepotentieel van aansluiting offshore platform op offshore grid
Systeemafbakening /
Effect aardgasproductie

Productieplatform

Nederland

Lagere aardgasproductie

CO2-reductie

CO2-reductie

Gelijke aardgasproductie
(additionele gasverkoop)

CO2-reductie

CO2-reductie afhankelijk van waar
het aardgas wordt gebruikt

Tabel 5 laat zien dat de combinatie van het effect op aardgasproductie en systeemafbakening bepaalt
of er sprake is van CO2-reductie. De discussie rondom het effect van CO2-emissies in de keten wordt
momenteel ook gevoerd in relatie tot circulaire opties.
Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page 9

Elektrificatie-opties in de SDE++
Ontwikkelstatus
Elektrische aandrijvingen worden al geruime tijd gebruikt binnen de industrie. In verschillende
(standalone) toepassingen hebben ze al stoom en/of gas aandrijvingen vervangen of zijn ze vanaf het
begin geïntegreerd in processen. Elektrische aandrijvingen zijn commercieel beschikbaar en worden
als zeer betrouwbaar ervaren. Verbeteringen in de technologie zijn incrementeel.
Uitdagingen en kansen
Uitdagingen en kansen zijn in zekere mate specifiek voor de twee onderzochte casussen. Daarom
worden ze hieronder per casus weergegeven.
Elektrificatie van aandrijvingen in geïntegreerde processen
 De meeste condenserende stoomturbines zijn in de afgelopen jaren al vervangen door
elektrische aandrijvingen. Nu zijn vooral nog casussen die economisch niet rendabel zijn
(bijvoorbeeld door een restwaarde) of complex zijn (bijvoorbeeld tegendruk turbines).
 De meest stoomaandrijvingen zitten in kraakprocessen en kunnen alleen worden ingepast
tijdens turnovers (eens per 6-8 jaar).
Elektrificatie van aandrijvingen op offshore productieplatformen
 Belangrijkste uitdagingen bij het aansluiten van productieplatformen op het offshore grid zijn
dat (1) de Wet Windenergie op Zee geen tie-ins toestaat op het offshore grid, (2) de Energie
Wet niet toestaat dat elektriciteit opgewekt op zee ook op zee gebruikt mag worden, (3) het
onduidelijkheid is welke tarieven gehanteerd moeten worden voor directe gebruik van
offshore wind.
 De investeringskosten voor deze casus zijn hoog omdat er nog geen aansluiting is op het
elektriciteitsnet, er beperkt plaats is op het platform en de realisatie offshore plaatsvindt.
Vergelijkbare investeringen bij gaswinning op land hebben een veel gunstigere business case
en zijn ook al uitgevoerd.
 Elektrificatie van een groot productieplatform in de Noordzee (K14) levert een CO 2-reductie
van maximaal 140 kt CO2 per jaar (bij gebruik van volledig duurzame elektriciteit).
 Daarnaast zijn er additionele baten uit de verkoop van meer gas.
Voor alle elektrificatie-opties:
 Verdergaande elektrificatie zal leiden tot significante uitbreiding van de elektrische capaciteit
en infrastructuur op de site.
 Vergaande elektrificatie betekent dat de industrie steeds afhankelijker wordt van een
beschikbare en betrouwbare elektrische infrastructuur.
 Het is belangrijk dat er voldoende duurzame elektriciteit beschikbaar is, voor zowel de
aandrijving zelf als de eventuele additionele elektrische stoomproductie.
Business case
Op basis van interviews is vastgesteld dat de business case voor alleen vervanging van de
stoomaandrijving door een elektrische aandrijving vaak uit kan zonder subsidie. Voor de totale
business case spelen echter de volgende zaken ook een rol:




Het vervangen van stoomturbines in geïntegreerde processen kan complex zijn en leiden tot
hogere kosten. Ook kan er sprake zijn van een economische restwaarde.
Bij offshore productieplatformen zijn kosten voor elektrificatie hoger door aansluiting op het
offshore elektriciteitsnetwerk en de meerkosten voor offshore realisatie. Daarnaast profiteert
de business case van aanvullende baten uit de verkoop van gas.
Op basis van eerste schattingen voor het K14-platform wordt een hoge kosteneffectiviteit
verwacht voor elektrificatie op boorplatformen (ORT <150 €/ton CO 2 vermeden) 4. Het is niet
duidelijk of kosten voor de elektrificatie van andere productieplatformen vergelijkbaar zijn.

4

Deze schattingen zijn direct afkomstig van de industrie en mogelijk gebaseerd op elektriciteitskosten, financiële parameters
en belastingen die mogelijk afwijken van het OT-model.
Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page 10

Elektrificatie-opties in de SDE++


Noodzakelijke vergroting van de elektrische capaciteit. De kosten hiervoor kunnen een
onrendabele top tot gevolg hebben.

Mogelijke knelpunten inpassing in de SDE++








Het vervangen van stoomaandrijvingen met elektrische aandrijvingen leidt tot energie
efficiëntie, zonder dat er een typisch product kan worden vastgesteld5. Hierdoor ontstaat een
vergelijkbaar knelpunt voor inpassing in de SDE++ als voor droog- en scheidingstechnieken:
de optie moet worden gemeten in “GJ vermeden” en daarin kan de SDE++ niet in voorzien.
Door verdergaande elektrificatie zijn investeringen nodig in de elektrische infrastructuur.
Hierdoor kunnen de kosten oplopen en leiden tot een onrendabele business case.
Inpassingskosten kunnen uiteenlopen als gevolg van verschillen op industriële sites en
tussen op het oog vergelijkbare processen.
Voor de offshore netwerken is duidelijkheid nodig of huidige regelgeving aansluiting op
offshore netwerken toestaat en welke tarieven er voor elektriciteitsgebruik gehanteerd moeten
worden. Zonder deze duidelijkheid kunnen er geen investeringsbeslissing nemen.
Indien de investering plaatsvindt op zee zullen de inpassingskosten naar verwachting
significant hoger zijn.
Elektrificatie van offshore platformen zullen net als andere elektrificatie opties leiden tot CO 2reductie op de locatie zelf (scope 1), maar niet noodzakelijkerwijs tot een CO 2-reductie in
Nederland. Indien de aardgasbesparing op het platform leidt tot verminderde gaswinning, dan
is er sprake van CO2-reductie, indien het leidt tot additionele gas verkopen dan hoeft er geen
sprake zijn van CO2-reductie.

Andere toepassingen van elektrische aandrijvingen
Buiten vervanging van aandrijvingen in geïntegreerde industriële processen of op boorplatformen, zijn
er mogelijk nog andere toepassingen van gas en stoom aangedreven turbines die vervangen kunnen
worden met elektrische aandrijvingen. Deze mogelijkheden kunnen in een vervolgstudie verder
worden onderzocht.

2.4 Aangepaste scores selectiecriteria
Naar aanleiding van de verzamelde informatie en data hebben we de originele scores voor de
selectiecriteria (zie Tabel 3) aangepast:

5

Hiermee wordt bedoeld dat de toepassing van elektrische aandrijving niet gelinkt is aan één typisch product. Het product
hangt namelijk sterk samen met het proces waarin de aandrijving wordt toegepast. Dit maakt het complex om een goede
functionele eenheid vast te stellen, wat een belangrijke voorwaarde is voor het vaststellen van een SDE++-basisbedrag.
Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page 11

Elektrificatie-opties in de SDE++
Tabel 6: Aangepaste scores selectiecriteria
CO2-reductie
potentieel bij
gegeven
emissiefactor

CO2-reductie
potentieel bij
100% duurzame
elektriciteit

Marktrijpheid

Kosteneffectiviteit

Inpassing
SDE++

Elektrische glasoven

<0,1 Mt CO2

>0,1 Mt CO2

TRL 9

Laag

Geen issues
verwacht

Elektrische krakers

<0 Mt CO2

>1 Mt CO2

TRL <3

Laag

Pas na 2025
verwacht

Elektrische aandrijving in
geïntegreerde processen6

<0,1 Mt CO2

>0,1 Mt CO2

TRL 9

Gemiddeld

Functionele
eenheid

Elektrochemische
productie van mierenzuur

<0,1 Mt CO2

<0,1 Mt CO2

TRL 5-6

Gemiddeld

Geen
vervanging

Elektrochemische
productie van NH3

<0 Mt CO2

>1 Mt CO2

TRL<3

Onbekend

Pas na 2025
verwacht

Gemiddeld

Hoog

Technologie-opties

Legenda bij scores:
Laag

Opmerking: wij hebben een aantal aanpassingen gemaakt op basis van enkele bronnen die (nog) niet
gevalideerd zijn. De bovenstaande tabel bevat wel onze beste inschatting naar aanleiding van de
laatste inzichten.

6

Met elektrificatie van aandrijvingen kan potentieel veel CO2 worden gereduceerd. Het grootste deel van deze reductie is
echter al kosteneffectief (TVT <5 jaar). In geïntegreerde processen ligt dit anders en daarom is deze specificering gemaakt. Zie
voor meer toelichting sectie 3.A.2.1
Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page 12

Elektrificatie-opties in de SDE++

3. CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN
Voor de drie geselecteerde technologieën kunnen de volgende conclusies worden getrokken:
Elektrische glasovens
 Elektrische glasovens kunnen op korte termijn worden geïmplementeerd in de SDE++.
 Op basis van één case wordt de subsidie-intensiteit geschat op 958 €/ton CO 2 vermeden.
Deze hoge subsidie-intensiteit wordt veroorzaakt door:
o Relatief hoge kosten: korte levensduur en forse herinvesteringen;
o Beperkte CO2-reductie: de gegeven emissiefactor voor elektriciteit geeft een CO2reductie van ongeveer 5 kt CO2 per glasoven.
 Daarnaast vragen de korte levensduur om herinvesteringen tijdens de looptijd van de SDE++.
Dit is niet uitzonderlijk, ook bij zon-PV is sprake van herinvesteringen, echter voor glasovens
zijn deze substantiëler. Dit heeft een nadelige invloed op het SDE++-basisbedrag.
Elektrische aandrijvingen
 Een deel van de stoom en gas aangedreven turbines zijn de afgelopen jaren vervangen door
elektrische aandrijvingen. Vervanging van de overgebleven turbines is vaak complex, omdat
de aandrijvingen meestal geïntegreerd zijn in het proces of omdat elektrificatie niet direct leidt
tot een lager energiegebruik.
 Er zijn toepassingen bekend waarbij elektrificatie wel tot CO2-reductie kan leiden, maar (nog)
niet economisch rendabel zijn. Subsidie kan deze projecten stimuleren.
 Vervanging van gasturbines op offshore productieplatformen door een directe verbinding op
het offshore netwerk. De inpassingskosten van deze toepassingen zijn hoog als gevolg van
aansluiting op een offshore netwerk en de meerkosten voor realisatie offshore.
 De kosten voor inpassing kunnen per casus mogelijk (sterk) verschillen. Dat maakt
vaststelling van basisbedragen mogelijk complex.
 Daarnaast kan het moeilijk vaststellen van een functionele eenheid een knelpunt opleveren.
In dat geval zal er gekeken moeten worden naar eenzelfde oplossing als er momenteel voor
scheidings- en droogtechnieken wordt gezocht.
 Elektrificatie leidt tot een directe CO2-reductie op de locatie, maar leidt pas tot een CO2reductie van het systeem als er ook daadwerkelijk minder primaire energie wordt gebruikt.
Elektrisch kraken
 Elektrisch kraken als technologie bevindt zich nog in een vroeg stadium en zal pas
interessant worden voor de SDE++ wanneer de eerste demonstratieprojecten kunnen worden
uitgevoerd (verwacht rond 2040).
 Elektrisch kraken is een dure technologie, investeringskosten voor een grote kraker lopen
naar verwachting in de miljarden euro’s. Hiervoor is innovatiesteun nodig en de SDE++ kan
daarbij een rol spelen in de mogelijk implementatie en uitrol van de technologie. Inschattingen
van subsidie-intensiteit uit Navigant (2019a) lopen sterk uiteen, zie sectie A.1.2 voor een
overzicht.
 Voor inpassing van elektrisch kraken in de SDE++ worden geen knelpunten verwacht.
Daarnaast zijn er ook een aantal randvoorwaarden geïdentificeerd die belangrijk zijn bij de realisatie
van de technologieën:
 Voor alle technologieën geldt dat er aanvullende kosten worden verwacht voor het
aanpassen van de elektrische infrastructuur op de industriële sites. Deze kosten kunnen
voor elektriciteits-intensieve technologieën zoals elektrisch kraken zeer hoog zijn.
 De ontwikkeling van een zeer betrouwbaar elektriciteitsnet is voor vergaande
elektrificatie van de industrie een belangrijke voorwaarde.
 De beschikbaarheid van voldoende duurzame elektriciteit is een belangrijke voorwaarde.
 Zolang de emissiefactor voor elektriciteit nog relatief hoog is, zullen elektrificatie-opties
relatief duur zijn en niet competitief met andere opties.
 Elektrificatie kan ook worden gedreven door prijsratio in elektriciteit en gas. Een hoge
gasprijs kan elektrificatie aantrekkelijker maken, mits de meer-investering in verhouding is
met de lagere elektriciteitsprijzen.
Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page 13

Elektrificatie-opties in de SDE++
Aanbevelingen:










De elektrische glasoven kan worden toegevoegd aan de SDE++. Echter, de hoge subsidieintensiteit en de relatief lage CO2-reductie per glasoven bij de gegeven emissiefactor voor
elektriciteit moeten worden meegewogen in deze beslissing.
Het berekende basisbedrag is gebaseerd op één case. De elektrische glasoven is als
technologie nog in ontwikkeling en daarom wordt aanbevolen om een uitgebreidere studie uit
te voeren waarbij meerdere aanbieders kunnen worden geconsulteerd waardoor meer inzicht
ontstaat in het basisbedrag en de subsidie-intensiteit voor elektrische glasovens.
Elektrisch kraken lijkt geschikt voor de SDE++, maar gezien de huidige status moet dit over 2
jaar worden heroverwogen.
Technologieën die in de SDE++ worden opgenomen moeten leiden tot een CO2-reductie. Bij
elektrificatie van offshore productieplatformen is het vaststellen van de CO2-reductie
afhankelijk van het effect op de aardgasproductie en de systeemafbakening. Deze discussie
rondom het effect van CO2-emissies in de keten wordt momenteel gevoerd in relatie tot
circulaire opties. De uitkomst hiervan zal ook moeten gelden voor de optie “elektrificatie van
offshore productieplatformen” en daarmee bepalend moeten zijn in het vaststellen of de optie
leidt tot CO2-reductie en dus in aanmerking komt om opgenomen te worden in de SDE++.
De overweging wordt meegeven om de ingrijpende aanpassingen van elektrische
infrastructuur op regionaal niveau te ondersteunen. Nu geldt dat aanpassingen aan de
infrastructuur op de individuele SDE++-projecten moeten worden meegenomen. Dan kan het
gebeuren dat de kosten voor een ingrijpende aanpassing moet worden meegenomen op een
klein project, waardoor de kosten van dit project het maximale basisbedrag zullen
overschrijden en het project niet gerealiseerd kan worden.
Daarnaast is uit de interviews opgemaakt dat de industrie zich zorgen maakt over een
groeiende afhankelijkheid van het elektriciteitsnetwerk voor hun processen. De industrie is
daarom ook geïnteresseerd in back-up en balansopties die hen de leveringszekerheid kan
bieden in het geval er onbalans ontstaat. Overwogen kan worden om deze opties
(bijvoorbeeld opslag in batterijen, pumped hydro en gesmolten zout) te ondersteunen.

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page 14

Elektrificatie-opties in de SDE++

APPENDIX A. TOELICHTING OP TECHNOLOGIEËN
A.1 Power to heat technologieën
A.1.1 Elektrische glasoven
Bij glasovens moeten zeer hoge temperaturen worden bereikt van boven de 1600 ºC. Nu worden daar
nog vooral gasgestookte glasovens voor gebruikt. Inmiddels zijn er ook elektrische glasovens
beschikbaar die als alternatief kunnen dienen.
Onderdeel

Beschrijving

Elektrificatie-optie

Elektrische glasoven (cold-top electric melting)

Inschatting van het CO2reductiepotentieel

De totale Nederlandse productie voor glas is ongeveer 1-1,5
miljoen ton glas per jaar. De CO2-emissies van deze productie zijn
geschat op basis van het energieverbruik:
 Energieverbruik van een gasgestookte oven wordt geschat
op 3,8 GJ/ton glas, oftewel 3,8-5,7 PJ per jaar;
 Aangenomen wordt dat in het huidige proces vooral gas
wordt gebruikt. De emissies worden geschat op ongeveer
0,2 tCO2/ton glas;
 Het energieverbruik van een elektrische glasoven is 900
kWh/ton glas (3,2 GJ/ton glas);
 Met de gegeven emissiefactor voor 2030 van 0,183
kgCO2/kWh komt dit neer op 0,16 tCO2/ton glas, een nettoreductie van 0,05 tCO2/ ton glas. Op jaarbasis kan er met
een elektro-glasoven 0,05-0,075 Mt CO2 gereduceerd
worden;
 Met 100% duurzame energie kan het CO2reductiepotentieel oplopen tot 0,2 tCO2/ton glas, ofwel 0,3
Mt CO2 per jaar.
De technologie is al toegepast in Zuid-Afrika door Consol. Hier
wordt op een kleinere schaal glas geproduceerd dan op de
Nederlandse markt. De marktrijpheid is daarom TRL 9.
Technologie nog in ontwikkeling, onder meer op vergroten
capaciteit en efficiëntie.

Marktrijpheid van de
technologie

Kosteneffectiviteit van de
technologie

In de verkennende studie wordt de SDE++ subsidie-intensiteit
geschat op 85-168 €/tCO2 (Navigant, 2019). Dit is op basis van
100% duurzame elektriciteit en exclusief de benodigde
investeringen in de elektriciteitsaansluiting. Op basis van de
kostendata van Consol wordt de subsidie-intensiteit geschat op
958 €/ton CO2 (239-958 €/tonCO2).
Inschatting kosteneffectiviteit: laag

Mogelijke knelpunten
inpassing in de SDE++

Elektrische glasovens hebben een korte levensduur (5-7 jaar) en
vergen significante herinvestering(en) tijdens de looptijd van de
SDE++.

Alternatieve technologieën

Andere elektrische smelttechnologieën worden momenteel
onderzocht (Springer & Hasanbeigi, 2017):
 Segmented Melter (TRL 3);
 Plasma Melter (TRL 6);
 Microwave Heating (TRL 2).

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page A-1

Elektrificatie-opties in de SDE++
Bronnen:
 Carbon Transparency (2017), Brown to Green: South Africa, https://www.climatetransparency.org/wp-content/uploads/2017/07/B2G2017-SouthAfrica.pdf
 Consol (201X), Demystifying carbon footprinting,
https://www.consol.co.za/assets/files/demystifying-carbon-footprinting.pdf
 Consol (2019), Interview met Jan de Wind en Paul Curnow (september 2019)
 Grayson (2019), Are Electric Furnaces the Future of Glass Manufacturing?, https://mosci.com/electric-furnaces-future-glass-manufacturing
 Heineken (2019), Jaarlijkse CO2-monitoring
 Navigant (2019a): Verkenning uitbreiding SDE+ met industriële opties
 RVO (2012), Routekaart 2030 Nederlandse glasindustrie,
https://www.rvo.nl/sites/default/files/Routekaart%20glasindustrie%20-%20rapport%20%20juni%202012.pdf
 Springer & Hasanbeigi (2017), Emerging energy efficiency and carbon dioxide emissions
reduction technologies for the glass industry,
https://china.lbl.gov/sites/default/files/lbl_glass_final.pdf
 Stichting duurzaam verpakkingsglas (201X), Materiaalverduurzamingsplan verpakkingsglas,
https://www.duurzaamglas.nl/file/view/MVP-Glas-SDV-def.pdf

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page A-2

Elektrificatie-opties in de SDE++
A.1.2 Elektrische kraker
Elektrische krakers verhitten nafta (of gasolie) in aanwezigheid van stoom gedurende zeer korte tijd,
waardoor de in de voeding aanwezige hoogmoleculaire stoffen worden gekraakt. In een groot aantal
stappen worden uit het kraakgas de hoofdproducten etheen en propeen verkregen en daarnaast een
flink aantal bijproducten. Het merendeel van deze stappen bestaat uit destillatieprocessen. De
warmte nodig voor het kraakproces wordt normaliter opgewekt door verbranding van fossiele
(rest)gassen. In een elektro-fornuis wordt de warmte opgewekt met elektriciteit.
Er zijn wereldwijd slechts een beperkt aantal spelers (10-12) voor wie elektrisch kraken interessant is.
Een deel van die spelers heeft vestigingen in Nederland.
Onderdeel

Beschrijving

Elektrificatie-optie

Elektrische kraker

Inschatting van het CO2reductiepotentieel

De CO2-emissies van hoge temperatuurprocessen in de industrie
werden in 2014 geschat op 22 Mt CO2 (RVO, 2018). Dit is inclusief
toepassingen van kraken bij raffinaderijen en organische chemie.
Op basis van literatuur zijn inschattingen gemaakt voor CO2reductiepotentieel van elektrisch kraken bij raffinaderijen:
 De elektrische capaciteit van fornuizen bij raffinaderijen
wordt geschat op 3.275 MW (DNV-GL, 2018);
 Een 10 MW elektrisch fornuis gebuikt 94.400 MWh per jaar
(90% efficiënt). Bij een capaciteit van 3.275 MW betekent
dat 30,9 TWh elektriciteit per jaar;
 Bij 100% duurzame energie wordt het reductiepotentieel
van fornuizen bij raffinaderijen wordt door DNV-GL
geschat op 3 Mt CO2 (DNV-GL, 2018);
 Met de gegeven emissiefactor van 0,183 kgCO2/kWh
leveren elektrische fornuizen een CO2-emissie van 5,7 Mt
CO2 en is er sprake van een netto toename van CO2emissies. Bij gebruik van de gegeven 2030 emissiefactor
is het CO2-reductiepotentieel dus negatief.
Toepassing van elektrificatie bij stoomkrakers levert een
vergelijkbaar resultaat:
 Bij stoomkraken wordt van nafta zogenaamde High Value
Chemicals (HVC) gemaakt. Bij dit proces komt CO2 vrij:
ordegrootte 1 tot 2 kg CO2 /kg HVC;
 Er worden in Nederlandse jaarlijks miljoenen tonnen HVC
geproduceerd. Het CO2-reductiepotentieel wordt daardoor
geschat op enkele miljoenen ton.

Marktrijpheid van de
technologie

Er worden verschillende technologieën onderzocht op toepassing
voor elektrisch kraken. Voor inductie bestaan pilot installaties,
maar bruikbaarheid is niet aangetoond voor de schaal van hoge
temperatuurprocessen (TRL <7). Plasma en microgolf zijn nog in
ontwikkeling (TRL <3). Naast deze technologieën worden ook nog
andere technologieën onderzocht.
Vóór 2030 worden in Nederland de eerste pilot-installaties en een
grootschalige demo-installatie verwacht. Na 2040 is de
verwachting dat elektrische fornuizen breder inzetbaar zullen zijn.
De potentie van elektrisch kraken richting 2050 is groot.

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page A-3

Elektrificatie-opties in de SDE++
Onderdeel

Beschrijving

Kosteneffectiviteit van de
technologie

Er zijn verschillende schattingen bekend:
 Navigant 2019: 348-1169 €/tCO2;
 DNV-GL 2018: 400-500 €/ton CO2* (elektrisch kraken bij
raffinaderijen);
 De investeringskosten voor een grote elektrische
stoomkraker worden geschat op enkele miljarden euro’s.

Mogelijke knelpunten
inpassing in de SDE++

Technologieën

Voor de technologieën wordt rekening gehouden met hoge
investeringskosten en hoge aanpassingskosten in vergroten van
de elektrische capaciteit. Deze laatste zijn niet opgenomen in de
Navigant inschattingen.
Inschatting kosteneffectiviteit: laag
* De inschatting van DNV-GL is gemaakt onder afwijkende
financiële parameters: 20 jaar (SDE++: 15 jaar) afschrijving en
10% WACC (SDE++: 6,2%).
 Moeilijk in te schatten wanneer de technologie ver genoeg
ontwikkeld is zodat installaties in aanmerking komen voor
SDE++;
 Er moet voldoende duurzame elektriciteit beschikbaar zijn,
anders leidt de optie niet tot CO2-reductie.
Er zijn verschillende technologieën waarmee hoge temperaturen
elektrisch kunnen worden bereikt. Voor fornuizen worden
meerdere technologieën onderzocht, waaronder inductie, plasma
en microgolf.

Bronnen:
 DNV-GL (2018), VNPI CO2 reductie roadmap Nederlandse raffinaderijen, https://vnpi.nl/wpcontent/uploads/2018/11/Eindrapport-VNPI-CO 2-reductie-roadmap-Nederlandseraffinaderijen.pdf
 Interview met industrie-expert (vertrouwelijk), oktober 2019
 Navigant (2019a): Verkenning uitbreiding SDE+ met industriële opties
 Navigant (2019b): Quick scan Alternatieve verwarmingstechnieken
 RVO (2018), Verkenning groeimarkten en CO2-reductie in de industrie,
https://www.rvo.nl/sites/default/files/2018/07/Verkenning_groeimarkten_EEAenICT_juni2018.
pdf

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page A-4

Elektrificatie-opties in de SDE++

A.2 Power for mechanical drives
A.2.1 Elektrische aandrijvingen
Elektrische aandrijvingen worden al veel toegepast binnen de industrie, bijvoorbeeld voor
compressoren, pompen en koelmachines. Deze zijn vaak efficiënter dan gas of stoom aangedreven
varianten met een vergelijkbare betrouwbaarheid. RVO schat in dat het implementeren van efficiënte
elektrische aandrijvingen in de industrie 4,5 Mt CO2 kan besparen (RVO, 2018). Dit wordt bereikt als
alle aandrijvingen (inclusief bestaande elektrische) worden vervangen door efficiënte elektrische
aandrijvingen. In de meeste gevallen wordt de investering snel terugverdiend (<5 jaar). Echter voor
complexe en geïntegreerde toepassingen in de (petro)chemische industrie kan dit anders liggen,
bijvoorbeeld wanneer het vervangen van een stoomaandrijving met een elektrische aandrijving niet
leidt tot een vermindering van primaire energie. In dat geval zal moeten worden gezocht naar nuttige
alternatieve toepassingen van stoom. Dit kan leiden tot aanvullende investeringen. Daarnaast kan
verdergaande elektrificatie leiden tot aanvullende investeringen in de elektrische infrastructuur.
Onderdeel

Beschrijving

Elektrificatie-optie

Elektrische compressie in geïntegreerde processen

Inschatting van het CO2reductiepotentieel

Referentie-case: vervanging van een 9 MW stoom aangedreven
compressor door een elektrische aandrijving met een 8 MW
compressor:
 CO2-uitstoot uitgangssituatie: 0,07 Mt CO 2 per jaar;
 Bij 100% duurzame energie is het reductiepotentieel 0,07
Mt CO2;
 Met de gegeven emissiefactor van 0,183 kgCO2/kWh
leveren elektrische fornuizen een CO2-emissie van 0,05 Mt
CO2.

Marktrijpheid van de
technologie

Technologie is commercieel beschikbaar (TRL 9). Een groot deel
van de potentiele besparing kan al vóór 2030 behaald worden
(RVO, 2018).

Kosteneffectiviteit van de
technologie





Mogelijke knelpunten
inpassing in de SDE++
Alternatieve technologieën



Vervangen van stoomaandrijvingen door elektrische
aandrijvingen in geïntegreerde processen is nu vaak al
kosteneffectief;
Echter, aanpassingen aan de elektrische infrastructuur
kunnen leiden tot hoge investeringen die de
kosteneffectiviteit negatief beïnvloeden;
Indien de elektrische aandrijving zelf ondersteuning
behoeft, kan het ontbreken van een functionele eenheid
een knelpunt zijn.

Geen

Bronnen:
 Beerenschot (2017), Electrification in the Dutch process industry,
http://www.ispt.eu/media/Electrification-in-the-Dutch-process-industry-final-report-DEF_LR.pdf
 Interview met industrie-expert (vertrouwelijk), oktober 2019
 RVO (2018), Verkenning groeimarkten en CO2-reductie in de industrie,
https://www.rvo.nl/sites/default/files/2018/07/Verkenning_groeimarkten_EEAenICT_juni2018.
pdf
 RVO (2014), Brochure efficiënte elektrische aandrijvingen,
https://www.rvo.nl/sites/default/files/Brochure_EEA_juli_2014.pdf

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page A-5

Elektrificatie-opties in de SDE++

A.3 Power to chemicals
Elektrochemische productie is een productieproces waarbij elektriciteit wordt gebruikt om chemicaliën
te produceren. Deze technologie biedt een alternatief voor de huidige productieprocessen die vaak
energie-intensief zijn. Door gebruik te maken van duurzame elektriciteit kunnen de CO 2-emissies voor
productie gereduceerd worden.

A.3.1 Elektrochemische productie van mierenzuur
Mierenzuur wordt in de industrie gebruikt voor de chemische synthese van organische stoffen. Met
alcoholen vormt mierenzuur esters die als oplosmiddel of geurstof worden gebruikt. Daarnaast kan
mierenzuur in zuivere vorm worden gebruikt als schoonmaakmiddelen, antisepticum en ontkalker en
wordt het in de leer- en textielindustrie gebruikt als looi- of beitsmiddel.
Elektrochemische productie uit CO2 en waterstof is een alternatief voor de conventionele productie uit
aardgas. Elektrochemische productie van mierenzuur biedt daarnaast de mogelijkheid voor opslag
van elektriciteit, koolstof (uit CO2) en waterstof.
Onderdeel

Beschrijving

Elektrificatie-optie

Elektrochemische productie van mierenzuur

Inschatting van het CO2reductiepotentieel







Voor productie van 1 kg mierenzuur is ongeveer 3,5 kWh
nodig. Met de gegeven emissiefactor voor 2030 is dat 0,6
kg CO2/kg mierenzuur;
De Nederlandse productie van mierenzuur is klein, enkele
kilotonnen per jaar. Er is geen CO2-uitstoot bekend van
deze productie;
De verwachting is dat elektrochemische productie van
mierenzuur vooral interessant is voor nieuwe decentrale
toepassingen zoals energieopslag en lokaal hogedruk CO
produceren.

Marktrijpheid van de
technologie

De technologie is nog in ontwikkeling, huidige TRL-niveau is 5-6.
Verwachting is dat in de komende twee jaar de eerste industriële
schaal projecten zullen komen (20-50kW). Technologie is modulair
schaalbaar.

Kosteneffectiviteit van de
technologie

Op basis van eerste inschattingen zijn de productiekosten voor
elektrochemische productie van mierenzuur vergelijkbaar met de
huidige productiekosten. Echter, de zuiverheid van de huidige
productie is hoger, waardoor de kosteneffectiviteit afhankelijk is
van de toepassing.
Inschatting kosteneffectiviteit: gemiddeld tot hoog
 De verwachting is dat elektrochemische productie van
mierenzuur niet de huidige productie zal vervangen. Er zal
daardoor slechts een beperkt scope 1 effect zijn. De
overige CO2-reductie zal afhangen van de toepassingen;
 Het zal lastig zijn een functionele eenheid vast te stellen;
 Deze toepassing haakt ook in op CCU.
Andere vergelijkbare elektrochemische toepassingen waarbij CO2
wordt gebruikt zijn:
 Koolmonoxide (TRL 4-5);
 Etheen (TRL 2);
 Formaldehyde (TRL 4).

Mogelijke knelpunten
inpassing in de SDE++

Alternatieve toepassingen

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page A-6

Elektrificatie-opties in de SDE++
Bronnen:
 Interview Earl Goetheer, Robert de Kler (2019)
 TKI Energie en Industrie (2019), Naar een duurzame en inclusieve industrie,
https://www.topsectorenergie.nl/sites/default/files/uploads/Energie%20en%20Industrie/TKI%2
0Programmalijn%202.pdf
 Voltachem (2019), CO 2 utilisation

A.3.2 Elektrochemische productie van ammonia
Ammonia (NH3) wordt momenteel geproduceerd uit aardgas als basisproduct en grondstof voor
meststoffen. Het is een hoogcalorische energiedrager die geproduceerd kan worden uit elektriciteit en
gebruikt kan worden voor de opslag van elektriciteit.
Ammonia kan met elektrochemie via een directe route worden geproduceerd uit N 2 en H2O. Deze
productiemethode is fundamenteel anders dan het Haber Bosch proces, waarbij eerst waterstof wordt
geproduceerd. De directe elektrochemische route is nog nieuwe en momenteel volop in ontwikkeling.
Onderdeel

Beschrijving

Elektrificatie-optie

Elektrochemische productie van NH 3

Inschatting van het CO2reductiepotentieel









Ammoniaproducenten in Nederland stoten ongeveer 5 Mt
CO2 per jaar uit. De jaarlijkse ammoniaproductie is
ongeveer 2,8 Mt NH3;
Elektrochemische productie van ammonia via de directe
route heeft ongeveer 14 kWh/kgNH3 nodig;
Met de gegeven 2030 emissiefactor komt de CO2-uitstoot
van 1 kg NH3 neer op 2,6 kg CO2/kg NH3;
Uitgaande van de huidige jaarlijkse productie van NH3 zou
deze technologie een jaarlijkse CO2-uitstoot van 7,3 Mt
CO2. Daarmee zal het leiden tot een negatieve CO2reductie;
Indien er wordt uitgegaan van 100% duurzame elektriciteit
kan een CO2-reductie van maximaal 5 Mt CO2 worden
gerealiseerd.

Marktrijpheid van de
technologie

De TRL van deze optie is nog laag, geschat wordt TRL<3

Kosteneffectiviteit van de
technologie

Er is nog weinig bekend over kosten

Mogelijke knelpunten
inpassing in de SDE++

Alternatieve toepassingen



Het is nog onduidelijk wanneer deze technologie marktrijp
wordt. Verwachting is dat dit na 2025 zal zijn;
 Zonder duurzame elektriciteit levert leidt deze optie niet tot
CO2-reductie.
Andere vergelijkbare elektrochemische toepassingen zijn:
 Power to Ammonia met groene waterstof

Bronnen:
 ISPT (2017), Power to Ammonia,
https://emis.vito.be/sites/emis.vito.be/files/articles/3331/2017/CE%20Delft%20%20Power%20to%20Ammonia%20Energy%20and%20electricity%20prices%20scenarios%202020-20232030%20%283%29.pdf
 McEnaney et.al. (2017), Ammonia synthesis from N2 and H2O using a lithium cycling
electrification strategy at atmospheric pressure,
https://orbit.dtu.dk/ws/files/134381717/Untitled.pdf
Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page A-7

Elektrificatie-opties in de SDE++


Voltachem (2017), Industrial electrification,
https://www.kivi.nl/uploads/media/58fc7ec47f760/4.%20KIVI%20Voltachem%20%20Electrific
ation%2020-04-2017.pdf

Vertrouwelijk
©2019 Navigant Netherlands B.V. – A Guidehouse company
Gelieve niet te kopiëren of the distribueren

Page A-8