Iron Fuel Technology™: From PoC to prototype

Inleiding

De energie-intensieve industrie maakt nog volop gebruik van fossiele brandstoffen (95%), gebruikt verreweg de meeste energie (54% van het totaal in Nederland) en stoot de meeste CO2 uit (52%). Duurzame alternatieven beperken zich op dit moment tot waterstof en groene elektriciteit. Echter, de Europese Unie verwacht dat slechts 20% van de bedrijven in 2030 en 40% van de bedrijven in 2050 van deze oplossingen gebruik kan maken. Er is daarom grote behoefte aan aanvullende duurzame alternatieven, om zodoende ook de energie-intensieve industrie te verduurzamen en decarboniseren.

Technologieomschrijving

Iron Fuel Technology™ is een nieuwe CO2-vrije, stikstofemissie-arme en circulaire clean tech die deze industrie van duurzame energie kan voorzien. Het betreft het proces waarbij energie wordt vrijgemaakt door het CO2-vrij verbranden van ijzerbrandstof (ijzer in poedervorm). Bij dit proces ontstaat ijzeroxide (roest), hetgeen middels waterstof weer kan worden omgezet naar energie dragend ijzerbrandstof, waarna het proces opnieuw kan beginnen.

Potentie van de Technologie

De technologie heeft grote potentie vanwege de hoge energiedichtheid (25,4 GJ/m3) van ijzerbrandstof, en omdat het een oplossing biedt voor de 80% en 60% van de bedrijven in respectievelijk 2030 en 2050 die geen gebruik kunnen maken van waterstof of groene elektriciteit. Dit maakt de technologie dan ook complementair aan waterstof en elektrificatie.

Ontwikkeling en Testen

De ontwikkelaar van deze technologie, Eindhovense startup Renewable Iron Fuel Technology (RIFT), boekt sinds 2020 razendsnel vooruitgang en heeft medio 2022 een TRL 4 Proof of Concept gerealiseerd en getest. Zo staat bij EnNatuurlijk in Helmond een 1 MW iron fuel boiler waarmee Proof of Concept is aangetoond voor het vrijmaken van energie uit ijzerbrandstof. In Arnhem staat tevens een 20 kW iron fuel productiesysteem, waarmee in een batchproces Proof of Concept is aangetoond om roest met behulp van waterstof “op te laden” tot ijzerbrandstof. Daarnaast heeft de startup voor 225 MW aan LOI’s opgehaald bij potentiële klanten, wat goed is voor €350 miljoen omzet (tot aan 2028), en een sterk investeerdersconsortium aangetrokken.

Doel van het Project

Om de technologie commercieel te implementeren, moet deze voldoen aan de eisen van de klant (KPI’s). Deze eisen zijn reeds in kaart gebracht en geprioriteerd. Om te gaan van Proof of Concept naar prototype, en zodoende te voldoen aan een grotere set eisen, moeten er nog omvangrijke technologische uitdagingen worden opgelost. Dit is dan ook het doel van dit project:

1. Het ontwikkelen, realiseren en testen van een Iron Fuel Technology™ TRL 5 prototype, bestaande uit een 1 MW iron fuel boiler en 50 kW iron fuel productiesysteem.
2. Het ontwikkelen van een continu productiesysteem met 99% waterstof terugwinning.
3. Het vergroten van de operationele range (turn-down ratio) en de energie-efficiëntie (70%).
4. Het ontwikkelen van een circulair proces (> 15 cycli).

Dit, tezamen met het gegeven dat het te ontwikkelen prototype het eerste Iron Fuel Technology™ systeem ter wereld op dit TRL-niveau betreft, brengt veel technologische vernieuwing met zich mee.

Samenwerkingsverband

Het prototype wordt gerealiseerd door het samenwerkingsverband bestaande uit RIFT en de ervaren brander ontwikkelaar Combustion2. RIFT is wereldwijd dé commerciële expert op het gebied van Iron Fuel Technology™. Het bedrijf heeft onder meer nauwkeurige numerieke simulatiemodellen, knowhow en patenten die in dit project de fundamentele basis voor het prototype leggen. Combustion2 versterkt het consortium door haar jarenlange praktijkervaring rondom branderinnovatie, wat cruciaal is voor de ontwikkeling van de iron fuel boiler.

Economische Waarde

De economische waarde van dit project is groot. De projectpartners beogen in de periode 2025-2028 1% van de bedrijven in de energie-intensieve industrie te bedienen die op lange termijn geen toegang hebben tot een toereikend waterstof- of elektriciteitsnetwerk. Dat resulteert in een totale omzet van bijna 328 miljoen euro, alsmede 256 FTE aan nieuwe werkgelegenheid, die ten goede komt aan Zuid-Nederland.

Bijdrage aan Duurzaamheid

Dit project levert tevens een grote bijdrage aan de KIA Energie & Duurzaamheid. Bij succesvolle marktuitrol resulteert dit project in een emissiebesparing van 421 kiloton CO2 en 229 kiloton NOx eind 2028. Daarnaast ligt het project in lijn met de KIA Circulaire Economie, omdat het ijzer dat nodig is voor Iron Fuel Technology™ afkomstig is uit de recyclingindustrie, de technologie zelf circulair is, en niet-bruikbaar ijzer en roest weer geleverd kan worden aan de staalindustrie.

Maatschappelijk Verdienvermogen

Tot slot levert dit project maatschappelijk verdienvermogen, omdat de beoogde innovatie rendabel en schaalbaar is en grote toegevoegde waarde levert aan de energietransitie.