Het is geen geheim dat het staalbedrijf, onderdeel van de wereldwijde Tata Steel Group, onder forse maatschappelijke druk staat om in rap tempo te verduurzamen en de uitstoot van CO₂ en andere schadelijke stoffen zo snel mogelijk terug te dringen. Dat proces is nu al gaande. Door allerlei kleine en grotere maatregelen daalt de uitstoot al gestaag. Aannemelijk is dat sinds 2019 de uitstoot van PAK met 50 procent is afgenomen. De hoeveelheid lood die wordt uitgestoten, is zelfs gedecimeerd. In 2010 stootte het staalbedrijf nog bijna 30.000 kilogram lood uit. In 2019 werd nog 1300 kilogram uitgestoten.

Het zijn duidelijke dalingen, maar om de laatste en grootste stappen te kunnen zetten, is meer nodig. Het terrein van Tata Steel verandert de komende jaren zichtbaar. De twee nog bestaande hoogovens, Hoogoven 6 en Hoogoven 7, doen nu nog dienst, maar ook dat is niet oneindig. Iv helpt Tata Steel bij het doel om groen staal te maken in een schone omgeving. Het mes snijdt dus aan twee kanten: zowel het productieproces van staal als de impact die het heeft op de omgeving veranderen in positieve zin.

HeraCless is gericht op het produceren van schoon, groen en circulair staal, waarbij de komst van een nieuwe DRI (Direct Reduced Iron) plant het voornaamste onderdeel is. De milieu-installatie bij de pelletfabriek (PEFA) is één van de grootste stappen in dat andere programma: Roadmap Plus, gericht op het terugdringen van de uitstoot van fijnstof, lood en zware metalen, om zo een positief effect op de directe omgeving te realiseren. Alleen al door zijn indrukwekkende omvang (circa 170 meter lang, 45 meter breed en 110 meter op het hoogste punt) is de milieu-installatie een letterlijk hoogtepunt. Halverwege 2023 is de ontstoffingsinstallatie, als onderdeel van de nieuwe milieu-installatie, op het terrein van Tata Steel in delen aangekomen. Deze wordt naar verwachting nog hetzelfde jaar in gebruik genomen. De milieu-installatie moet de uitstoot van zware metalen, lood en stof bij de pelletfabriek met ongeveer 80 procent terugdringen.

Iv heeft een grote rol binnen deze twee verbeterprogramma’s en heeft samen met Tata Steel de ontwerpen ontwikkeld en uitgewerkt voor de milieu-installatie. De ontstoffingsinstallatie werkt vanaf 2025 samen met de DeNOx-installatie. De ontstoffer bestaat uit maar liefst 6.000 filterzakken van 10 meter lang, wat overeenkomt met 60 kilometer filterdoek.

In de PEFA (Pelletfabriek) worden ronde bolletjes (pellets) uit ijzererts vervaardigd. Deze pellets zijn een belangrijke grondstof voor de productie van ruwijzer. Bij het hele productieproces komt naast koolstofdioxide (CO₂) ook veel stikstof (N₂) vrij. 

Ook de uitstoot van stikstofoxide (NO_x) moet flink worden gereduceerd. De ontstoffingsinstallatie wordt rechtstreeks aan de PEFA gekoppeld en vangt door ‘filteren’ een groot deel van de zware metalen, rookgassen en stoffen af. De DeNOx-installatie moet middels ‘wassen’ en ‘scrubben’ vooral de stikstofuitstoot verminderen. Het water uit de ontstoffingsinstallatie wordt vervolgens naar een nieuw te bouwen waterzuivering  getransporteerd.

Dan de weg naar ‘groen staal’. Wat houdt dat precies in? De grootste winst valt vooral te behalen aan de proceskant van ruwijzer. Op een schone manier staal produceren, zonder uitstoot. Staal dat in grote rollen het Tata Steel-terrein afgaat en bijvoorbeeld wordt gebruikt bij het produceren van auto’s (automobielindustrie), batterijen (verpakkingsindustrie) en gebouwen (bouw). Staal zit overal. Directievoorzitter Hans van den Berg, CEO van Tata Steel Nederland, gaf eerder dit jaar aan dat elke Nederlander gemiddeld zo’n 1 kilo staal per dag gebruikt. De jaarlijkse staalproductie in IJmuiden is ongeveer gelijk aan die vraag: 7 miljoen ton hoogwaardig staal, dat als rollen staal van het terrein komt.

De stip aan de horizon is staalproductie door middel van waterstof. De opkomst en ontwikkeling van waterstof is gaande, maar nog niet zóver dat een grote staalproducent als Tata Steel volledig op waterstof over kan. Dat heeft jaren nodig. Tot die tijd wil Tata Steel vooral gebruikmaken van aardgas (LNG) en zo min mogelijk afhankelijk zijn van kolen: de grootste veroorzaker van de uitstoot. Ertsen (sinters en pellets) en kolen (later aardgas en waterstof) zijn nodig om vloeibaar ruwijzer te kunnen maken, waar staal uit vervaardigd wordt.    

Net als Tata Steel zelf is Iv trots op deze grote ontwikkeling bij Nederlands belangrijkste staalproducent. Rick de Jong, programmadirecteur bij Iv: “Ook in de komende jaren wil Iv een nadrukkelijke rol spelen in de enorme verduurzamingsopgave van Tata Steel. Zowel bij de haalbaarheidsstudies als voor de detailengineering. En of het nu gaat om grote, complexe engineeringsprojecten of om het oplossen van kleinere vraagstukken: beiden zijn vaak net zo belangrijk in de complete keten. Tata Steel wil en moet vergroenen en daar helpen wij graag bij. Hoe mooi is het om echt een bijdrage te leveren aan het verduurzamen van de staalindustrie in IJmuiden? Als we het hier gedaan krijgen, schieten we daar echt iets mee op. Verplaatsen of sluiten is altijd een slechtere optie."

Momenteel is deze opgave niet alleen groot, maar ook bijzonder complex en uitdagend. Rick: “Zelf zie ik niet snel een probleem, ik pak het graag aan als een uitdaging. We zien het als kansen om het verschil te kunnen maken voor onze wereld. Nu en in de toekomst. Alleen als je fouten weet te herstellen, kom je ergens. Voor ons is het voornaamste dat we alert zijn en dat we keuzes blijven maken waar anderen mee verder kunnen. We moeten kritisch zijn en oplossingen bedenken die écht impact maken.’’

Naast de komst van de ontstoffingsinstallatie bij de PEFA, DeNOx-installatie en de Direct Reduced Iron-plant in 2030, gebeurt er nog veel meer op het terrein van Tata Steel. Veel van de meer dan 200 deelprojecten die Iv in IJmuiden uitvoert, hebben een link met de Roadmap Plus (een schone omgeving) en HeraCless (groen staal maken).

Nog dit jaar wil Tata Steel starten met het plaatsen van een gigantische windbreker aan de zuidzijde van het terrein. De afmetingen zijn indrukwekkend: 18 meter hoog en ongeveer een kilometer lang. "De windbreker zorgt ervoor dat de snelheid van de wind afneemt, zodat stoffen niet het strand opwaaien", legt Joeri Polderman uit. Joeri is civieltechnisch projectleider bij Iv.

Om de enorme windbreker te plaatsen, zijn een aantal aanpassingen op het terrein nodig. Iv heeft dit voorbereid door het bouwrijp maken van het terrein. Ruimte maken voor een object met deze afmetingen gaat verder dan het graven van wat gaten om de windbreker vast te zetten. "Dat gaat om het verleggen van wegdelen waar we meteen onderhoud voor hebben gedaan, het verplaatsen van opvanggoten en het aanpassen en omleggen van het sproeisysteem", vertelt Joeri. Ook zijn datakabels en leidingen verlegd en lichtmasten verplaatst. De windbreker is onderdeel van het Roadmap Plus-programma.

De kunst is om het gebied zo optimaal mogelijk 'vrij te spelen' voor het scherm. De ervaring vanuit de civiele infra-tak van Iv is ingezet om daar zo efficiënt en doordacht mogelijk mee om te gaan. Joeri: "Het is een mooi project in een unieke omgeving. Je moet er rekening mee houden dat wat wij doen effect kan hebben op de totale logistiek van de grondstoffen op het terrein."

Over logistiek gesproken. Tata Steel heeft zo'n 130 kilometer spoor in eigen beheer. Hoewel het terrein groot is (grofweg 750 hectare, net zo groot als de stad Bussum), is dat een enorme hoeveelheid. Het sporenplan van Tata Steel is volledig gericht op het logistieke bedrijfsproces. En dat bedrijfsproces is daardoor weer afhankelijk van het spoor. Vanwege de komst van onder andere de ontstoffingsinstallatie en de nieuwe fabriek (de Direct Reduced Iron plant), moet het spoor worden aangepast. Daarbij moet ook rekening gehouden worden met de aanvoer van materialen die van buiten het terrein via het spoor worden aangevoerd.

"Na ProRail is Tata Steel één van de grootste spoorbeheerders van Nederland”, schetst Joey Kortlever, sectorhoofd van de afdeling Spoor bij Iv. Dat geeft direct aan hoe belangrijk dit is voor het staalbedrijf.  

Iv is gevraagd om het spoorwegennetwerk deels opnieuw in te richten. Een enorme puzzel in een omgeving die niet te vergelijken is met andere sporen in Nederland. "Voor een ingenieur is dit een heel interessante omgeving", vervolgt Joey. "Het is echt ontwerpen op een postzegel. De zichtlijnen voor de machinist moeten goed zijn, wat met alle installaties en fabrieken niet eenvoudig is. En daarnaast moeten bijna alle installaties bereikbaar zijn per spoor. Allerlei krappe bochten en wissels aanbrengen wil je voorkomen; het moet zo robuust mogelijk worden ontworpen." 

Extra interessant is dat het spoornetwerk niet op zichzelf staat. Joey: "Je hebt daarnaast nog met wegen, duikers en andere infrastructuur te maken, waar we allemaal rekening mee moeten houden. Om binnen dat totaalplaatje die infrastructuur te verzorgen, is wel heel leuk en bijzonder werk." 

Door alle (duurzaamheids)aanpassingen op het terrein van Tata Steel, zal niet alleen de infrastructuur aangepast moeten worden, maar zijn ook wijzigingen bij de waterzuiveringsinstallatie nodig. Omdat er straks meer stoffen zoals metalen, uitstoot en gassen worden gezuiverd in onder andere de ontstoffingsinstallatie, heeft ook de waterzuivering een upgrade nodig.
 
Iv is verantwoordelijk voor het herbeoordelen van de basic engineering en de detailengineering van de werkzaamheden bij de zuiveringsinstallatie. De nieuwe onderdelen zijn een PEFA-buffer (die stoffen uit de pellet- en kooksfabriek verwerkt), BSV-reactor (Biologische Stikstof Verwijdering), twee nabezinktanks en geurbehandeling. De bestaande zuivering wordt aangepast en verbeterd, o.a. met een uitbreiding van de zandfilters.

In de BSV-reactor wordt door denitrificatie wordt nitraat omgezet in stikstofgas, het enkelvoudige onderdeel van stikstof. Stikstofgas is niet schadelijk en wordt onder andere door mensen uitgeademd. Zo'n 80 procent van de lucht bevat stikstofgas (N₂), niet te verwarren met stikstofdioxide (NO₂).  

Ronald Schuilenburg is projectmanager van dit intensieve en bijzondere project. "Zoals we vaker bij dit soort projecten meemaken, moet deze waterzuiveringsinstallatie gefaseerd worden omgeschakeld: dus zonder dat het ook maar een minuut uit bedrijf is. Het is cruciaal dat we daar in het ontwerp al rekening mee houden, zodat het ook echt kan."

Net als bij veel andere werkzaamheden op het terrein van Tata Steel, heeft ook Ronald te maken met ontwerpen op de vierkante centimeter. "Als je vraagt of ik liever een heel groot, leeg veld heb waarop ik kan ontwerpen of dit, dan kies ik voor dit: het is heel uitdagend om te doen. Zeker omdat er vanuit Iv veel disciplines bij betrokken zijn, zoals collega’s met kennis van industrieel (afval)water, proces engineering, media (piping & apparatenbouw), mechanical, civiel (beton en staal) en E&I engineers. Die diversiteit is heel leuk."

Naar verwachting zit de engineering van de vernieuwde waterzuiveringsinstallatie er begin volgend jaar op, waarna de installatie eind 2024 gereed is en in 2025 in bedrijf wordt genomen.