Gebruiker:Koffie123/Kladblok/cementoven Antoing

Dit artikel is aangemaakt als onderdeel van een cursus Aan dit artikel wordt de komende uren of dagen nog druk gewerkt en het beantwoordt misschien niet aan alle eisen. Neem voor overleg contact op met de begeleider. Klik op geschiedenis voor de laatste wijzigingen of op de lijst van artikelen.

Luchtbeeld Antoing groeve en omstreken. Bron: WalOnMap.

De cementoven van Antoing bevindt zich in de Belgische provincie Henegouwen. De fabriek ligt naast de Schelde, in de gemeente Antoing, grenzend aan de stad Doornik. Ze werd gebouwd in 1929 onder het bedrijf CBR, wat in november 2021 overgenomen werd door Heidelberg Materials.

Straatbeeld cementoven Antoing.

Geschiedenis

De kunstmatige portlandcementindustrie begon in België in 1872 met de eerste fabriek in Cronfestu, nabij Binche. In 1892 waren er slechts vier bedrijven in deze specialiteit, maar tegen 1897 was dit aantal gestegen naar zes. Tussen 1897 en 1900 werden nog eens zeven nieuwe fabrieken opgericht, wat het totaal op dertien bracht. De productie overtrof de binnenlandse vraag, waarbij een groot deel werd geëxporteerd, voornamelijk naar Nederland. Deze opkomst leidde niet alleen tot technologische vooruitgang, maar bracht ook aanzienlijke financiële veranderingen met zich mee, waardoor veel familiebedrijven omgezet werden in naamloze vennootschappen met steun van lokale banken.

In 1926 verwierf C.B.R. een belang van 3.600.000 Belgische frank in de Société Carrières et Fours à Chaux et à Ciments du Coucou in Antoing, waarmee ze de facto controle kreeg over het bedrijf.

Op 18 juni 1929 fuseerden de oude onderneming en de Société Carrières et Fours à Chaux et à Ciments du Coucou in Antoing tot C.B.R., profiterend van gunstige belastingvoorwaarden gecreëerd door de wet van 23 juli 1927.

Na 1973 daalde het verbruik van cement in Europa's geïndustrialiseerde landen gemiddeld met 2% per jaar door de economische crisis, wat ernstige gevolgen had voor de bouwsector en specifiek voor de C.B.R.-groep, gezien cementproductie zeer energie-intensief is. In 1978 was de geconsolideerde winst van de Belgische groep bijna nihil, en tijdens deze crisis verdwenen de laatste onafhankelijke cementproducenten. C.B.R. nam deel aan deze consolidatie en bereikte eind 1981 een akkoord met Cimescaut, eigenaar van een fabriek in Antoing. C.B.R. nam de cementactiviteiten van Cimescaut over en richtte samen met hen Carrières d'Antoing op, waarin Cimescaut zijn kalksteenafzetting inbracht.

In 1981 besloot C.B.R. de cementproductie te herstructureren vanwege een krimpende markt en stijgende energiekosten, waarbij klinkers volgens het natte proces werden vervangen door droogprocesovens. Het bedrijf concentreerde zijn klinkerproductie in drie grootschalige droogprocesovens: Maastricht (onderdeel van E.N.C.I.), Lixhe en een nieuwe site in Antoing. In 1983 voerde C.B.R. een belangrijke kapitaalverhoging door om herstructurerings- en ontwikkelingsinvesteringen te financieren, waaronder de bouw van de nieuwe klinkerfabriek in Antoing, voltooid in juni 1986 voor een bedrag van 2,5 miljard euro, destijds een voorbeeld van automatisering met een productiecapaciteit van 110 ton klinker per uur. Op 22 november 2023 veranderde de naam C.B.R. officieel naar Heidelberg Materials Benelux, waarna de eerste vrachtwagens met het nieuwe logo en de nieuwe naam al snel op de wegen te zien waren.

Luchtfoto uit 1971. Bron: WalOnMap.

Groeves

Foto groeve Antoing / Cimescaut.

De CBR groeve in Antoing produceert Portland-klinker voor de cementovens in Gent, Rotterdam en Ijmuiden. Om 1.000 kiloton klinker per jaar te kunnen produceren, gebruikt CBR Antoing ook de kalksteen van de naburige Carrieres d'Antoing (Sagrex) als ruw materiaal. In de vestigingen van Gent en Mons wordt de klinker van Antoing gebruikt om tot cement te vermalen.

De groeve produceert per jaar 3.4 Mt aan kalksteen, een sedimentair gesteente dat hoofdzakelijk bestaat uit calciumcarbonaat. Deze steen is bijzonder geschikt voor de samenstelling van cementbeton. Er wordt ook 1.4 Mt aan klinker ontgonnen en gebruikt als grondstof in de fabriek van Heidelberg Materials. De bovenste deklaag wordt afgegraven en hiermee wordt de Trou Billemont-heuvel naast de site gebouwd en ingericht als natuurgebied. Zeldzame planten die alleen op een kalkrijke ondergrond gedijen zullen hier een plek krijgen.

Om de waardevolle stenen te ontginnen wordt er gewerkt met dynamiet: dagelijks om 12u30 vindt er een ontploffing plaats waarbij er brokstukken vrijkomen. (rondleiding?)

De lagen gesteentes zijn in Cimescaut interessant wegens hun sterke horizontaliteit, dit maakt het gemakkelijker om ze te ontginnen. Er zijn 8 'benches' van telkens 10-20 meter. Men vermoedt dat er hier 3 miljoen jaar geleden een zee was, wat de afzet van calcium hier verklaart. (rondleiding?)

De ontgonnen klinker wordt uitsluitend per schip vervoerd: dit verklaart de gunstige locatie aan de Schelde.

'Rive Gauche' in Antoing

Na meer dan twee jaar voorbereiding, inclusief het verwijderen van deklagen en het aanleggen van benodigde voorzieningen zoals beveiliging, gebouwen, wegen, regenwaterbeheer en vloeren voor het tankstation van zware machines, is op woensdag 26 oktober 2022 de daadwerkelijke ontginning van kalksteen gestart op de Rive Gauche-site in Antoing-Doornik met een eerste gecontroleerde explosie.

Dit markeert een belangrijke mijlpaal in de exploitatie van deze steengroeve met een reserve van meer dan 300 miljoen ton. Het voorziet in lange termijn bevoorrading, met name voor de toekomstige nieuwe klinkeroven, waarvoor vergunningen en investeringsovereenkomsten nog moeten worden verkregen, nadat we gedurende 15 jaar bevoorraad zijn geweest vanuit reserves aan de rechteroever van de Schelde. Volgens het exploitatieschema moeten tegen 2040 ongeveer 5,5 miljoen m³ niet-valoriseerbare stenen en bovenlagen worden verwijderd en opgeslagen op de linkeroever van de site, en ongeveer 10 miljoen m³ kalksteen worden gecommercialiseerd.

In het najaar van 2022 worden een tiental gecontroleerde explosies uitgevoerd om het eerste exploitatieniveau te creëren en toegangshellingen aan te leggen. Ongeveer 60.000 m³ rots zal worden verbrijzeld en gebruikt voor wegenaanleg, taludstabilisatie en het opvullen van oude groeven. De eerste gecommercialiseerde kalksteen wordt verwacht op de markt te komen in de loop van 2023, geproduceerd met mobiele installaties.

Biodiversiteit op de groeve

De exploitatie van een steengroeve leidt tot het ontstaan van omgevingen die zeldzaam zijn geworden in België, zoals kliffen, rotsachtige of zanderige oppervlakken, tijdelijke waterlopen, kalkgrasland of schrale weiden... Deze habitats, die ontstaan zijn door de mijnactiviteit, maken het ontstaan en de ontwikkeling van populaties van pionierssoorten met een biologische waarde mogelijk.

In aanvulling op het industriële proces, besteedt de CBR groep in samenwerking met het project Life in Quaries aanzienlijke aandacht aan het onderzoeken van de biodiversiteit in hun groeves. . De originaliteit van dit project is gebaseerd op de implementatie van maatregelen voor biodiversiteitsbeheer tijdens de winningsfase en niet alleen als onderdeel van de rehabilitatie aan het einde van de werken. In België profiteren verschillende zeldzame en beschermde soorten van de habitats die ontstaan door mijnbouwactiviteiten. Dit is onder andere het geval voor de zandzwalum, hagedissen, rugstreeppadden, orchideeën, vlinders, typische algen van arme milieus zoals de characeae.

Hieronder enkele maatregelen die door the life in Quarries project worden ondernomen om de biodiversiteit in de groeves te ondersteunen:

1. De aanleg van tijdelijke vijvers en de regelmatige verversing ervan maken de ontwikkeling van gericht pionierssoorten mogelijk, met name amfibieën (rugstreeppad), libellen en watervogels.
2. Het aanleggen en jaarlijks verversen van zachte sedimentbanken zorgt voor het behoud van geschikt leefgebied voor zandmarters en solitaire bijen.
3. De installatie en het dynamisch beheer van schuilplaatsen door het stapelen van rotsen of houtresten in open terreinen vergroot de gastcapaciteit van groeven voor reptielen, amfibieën en insecten.
4. Krijt- en kiezelhoudende afgronden zijn belangrijke foerageergebieden voor reptielen, zoals de gladde slang en de muurhagedis. Een meerjarig beheersplan maakt het mogelijk om in actieve groeven steenslag van verschillende ouderdom te behouden.
5. Grote stukken groevewater maken het mogelijk om rijke habitats te creëren die voedsel en nestgelegenheid bieden voor de grote verscheidenheid aan planten- en diersoorten, zals de grote kamsalamander en de vroedmeesterpad. Het installeren van drijvende platforms op grote steengroevemeren kan aantrekkelijke zones creëren voor vogelsoorten zoals de visdief of de stormmeeuw.
6. De afhankelijkheid van steengroeven biedt een belangrijke kans voor het herstel van droge bloemrijke graslanden, die worden onderhouden door maaien of begrazing.
7. De kalksteengroeves in België worden ook gebruikt voor de inventarisatie van sommige soorten, bv van land- en zoetwaterslakken (mollusken). Deze weinig bekende diersoorten dragen bij tot de biodiversiteit: er zijn ongeveer 200 land- en zoetwatersoorten in België. De landslakken leven in verschillende biotopen: bossen, waterrijke gebieden, kliffen, rotsen, hellingen, velden, droog landschap,... De zoetwaterslakken leven zowel in stormend als in stilstaand water. Ze vormen indicatoren voor de gezondheid van het milieu.

Heidelberg Materials

Heidelberg Materials' cementactiviteiten in België, die in 1929 zijn gestart onder de naam CBR, omvatten de productie en verkoop van een breed scala aan cementsoorten voor de bouw, openbare werken en civiele techniek. Het bedrijf biedt genormaliseerde, verpakte en bulk cementen aan onder dezelfde marktnaam.

Productieproces cementoven. Bron: Heidelberg Materials.

Heidelberg Materials bestaat al sinds het einde van de 19e eeuw, ooit ontstaan uit een brouwersfamilie. Tot Sinds 1993 zijn ze actief in Belgie. Momenteel is Heidelberg Materials wereldleider in productie van granulaten. Heidelberg Materials staat op de tweede plaats, net achter China, met 126.5 miljoen ton geproduceerd cement per jaar. Op vlak van beton staan ze op de 3e plaats.

In Belgie bezit Heidelberg Materials over meerdere interessante sites: in Lixhe vindt het hele cementproductie-proces plaats. In Antoing vindt het proces slechts tot stap 7 plaats.

Kaart Belgie. Bron: FeBelCem.

Enkele essentiele gegevens algemeen

• De drie cementbedrijven in België, aangesloten bij FEBELCEM, zijn CBR, Holcim België en CCB. Ze zijn onderdeel van grote internationale concerns: HeidelbergCement, LafargeHolcim en Cementir Holding.
• België heeft vijf productielocaties (Gent, Lixhe, Antoing, Obourg en Gaurain-Ramecroix), waarvan vier in Wallonië.
• De totale omzet bedroeg in 2019 €489,7 miljoen.
• Gemiddeld werd de afgelopen vijf jaar jaarlijks ongeveer €37,5 miljoen geïnvesteerd. In 2019 was dit €49,6 miljoen.
• Er zijn 1000 werknemers, voornamelijk gespecialiseerd personeel, vanwege de toenemende modernisering van apparatuur en de geleidelijke automatisering van productieprocessen.
• Bijna 14.000 indirecte banen ontstaan in aanverwante sectoren zoals stortklaar beton, prefabbeton en granulaten.

Productie

De productie van cement bij Heidelberg Materials in Antoing verloopt volgens het droge proces, dat bestaat uit drie zones: ontginning en menging van grondstoffen, de oven, en het fijnmalingsproces. Ruwe materialen worden ontgonnen, gebroken en gemengd tot poeder met essentiële cementcomponenten. Dit poeder wordt vervolgens naar de oven gebracht, waar het wordt verhit en geactiveerd tot klinkerkorrels.

Deze korrels worden daarna fijngemalen tot een poeder, opgeslagen in cementsilo's. Uiteindelijk vormt dit cement, een hydraulisch bindmiddel dat reageert met water om te verharden.

toeslagstoffen klinkerproductie

Tijdens het productieproces komt koolstofdioxide vrij. Tijdens de chemische reactie van kalksteen naar calciumoxide komt 60% van de totale CO₂ uitstoot vrij. De rest van de uitstoot, 40% dus, komt vrij tijdens het verbrandingsproces aan hoge temperaturen van brandstoffen in de oven: de CO₂ is afkomstig van de brandstof nodig voor de voorverwarmtoren en het verwarmen van de oven zelf. De toren is 80 meter hoog, waarbij er van boven naar beneden gewerkt wordt. De continue werking van de oven is heel belangrijk: het kost zeer veel energie om de oven uit te schakelen en nadien weer aan te schakelen. De oven weegt 820 ton en draait aan een snelheid van 3.5 omwentelingen per minuut.

Schredderafval

In diverse installaties voor de recyclage van afgedankte auto's worden metalen gescheiden van brandbare stoffen zoals kunststof en rubber. De zware fractie van het shredderafval bezit aanzienlijke warmtecapaciteit en kan derhalve dienen als brandstof in cementovens. Het gebruik van shredderafval als secundaire brand- en grondstof is beperkt tot de CBR-fabriek in Antoing. Daar wordt het direct ingezet in de precalcinatie zonder noodzaak tot fundamentele voorbehandeling, zoals verkleining. Het chloorgehalte van shredderafval is doorgaans hoog door aanwezigheid van chloorhoudende rubbers. Het verbranden van dergelijk afval in de cementindustrie vereist aanvulling met voldoende chloorarme stromen. Zware metalen in shredderafval vormen doorgaans geen probleem voor het proces, hoewel eventuele accumulatie in de klinker problematisch zou kunnen zijn.

Milieu-impact

Koolstofdioxide

Er zijn grote ambities om de milieu-impact van de gehele site in Antoing te verminderen. Met de uitstoot van 800.000 ton CO₂ per jaar, doet Heidelberg Materials een belangrijke bijdrage aan de klimaatvervuiling.

Schema uitstoot cementproductie. Bron: Heidelberg Materials.

De oven verwarmen met groene energie is maar voor 32% de oplossing. Van deze energie, is momenteel al 65% afkomstig uit een alternatieve bron. De primaire energie-bron komt nog steeds uit kolen, dus nog steeds voor een goede 35%.

In 2010 heeft CBR in Antoing al een nieuwe ‘Low NOx’ brander geïnstalleerd. CBR zal eveneens de zogenaamde ‘Selective Non Catalytic Reduction’-techniek (SNCR) toepassen in Antoing, Lixhe en Harmignies. Dit systeem zal een vermindering van de NOx emissie met 30% in 2015 ten opzichte van 2009 mogelijk maken.

Ambities en plannen

Op de andere parameters van het productie-proces is er weinig ruimte tot verbetering tot het doel van 2030. Daarom heeft Heidelberg Materials een nieuw veelbelovend project op poten gesteld: Arthemis Carbon Capture. Dit zal er vermoedelijk tegen 2029 komen. Hiervoor heeft Heidelberg Materials 450 miljoen euro investeringen nodig, waarvan steeds door de staat zal gesubsidieerd worden. Bij dit project wordt enkel gefocust op het opvangen van CO₂-uitstoot, dit biedt geen verdere winst voor de fabriek. Het project zal Heidelberg Materials' OxyCal-model implementeren, dat Oxyfuel en amine-gebaseerde koolstofvangtechnologie combineert. Wanneer operationeel, zal het systeem 800.000 ton per jaar CO₂ vastleggen, waardoor de CO₂-voetafdruk van de Antoing cementfabriek met 97% wordt verminderd.

Dominik von Achten, voorzitter van Heidelberg Materials, zei: "We zijn verheugd om nog een baanbrekende technologie toe te voegen aan onze CCUS-projectportfolio en voort te bouwen op wat we al hebben bereikt op het gebied van onderzoek en innovatie. Alleen al vanuit de Antoing-fabriek zullen we gedurende de eerste 10 jaar van operatie meer dan 15 miljoen ton koolstofvrij cement aan de bouwmarkt kunnen aanbieden." Von Achten besloot met te zeggen: "Dit is een belangrijke bijdrage aan de overgang van België naar netto nul broeikasgasemissies."

Om uitstoot te beperken zal Heidelberg Materials werken met Ondergrondse co2-opslag. Hiervoor moet de CO₂ eerst worden opgevangen en dit kan via een drietal potentiele methoden. De eerste methode betreft afvang van CO₂ voor het verbrandingsproces, ook wel het pre-combustion capture proces genoemd. De fossiele brandstof wordt met behulp van zuurstof en/of water omgezet in syngas (een mengsel van koolmonoxide en waterstof). Vervolgens wordt stoom toegevoegd en de water-gas-shift-reactie gebruikt om CO en water gedeeltelijk om te zetten in CO₂ en H₂. Door het afscheiden van CO₂ wordt deze omkeerbare chemische omzetting beïnvloed ('shift') en ontstaat een gas met vrijwel zuiver waterstof. Bij verbranding levert waterstof alleen water op en geen CO₂. De 2de methode waar mee gewerkt kan worden in de het Post-combustion capture proces waarbij de CO₂ gebonden wordt aan een aminevloeistof, om vervolgens terug gescheiden en opgevangen te worden. Als laatste kan er teruggevallen worden op oxyfuel combustion proces om CO₂ op te vangen. We spreken hierbij van verbranding met pure zuurstof, waarbij de rookgassen vrij blijven van stikstofverbindingen en een hoog percentage CO₂ bevatten dat gemakkelijk is af te vangen. Voor deze technologie is wel de productie van pure zuurstof noodzakelijk. Deze technologie wordt al geruime tijd toegepast bij de glasproductie.

Water

CO2 footprint cement. Bron: Heidelberg Materials.

Naast de inspanningen van het bedrijf om hun CO₂-uitstoot te verminderen, gaat er ook aandacht naar waterbeheer op de site. Het water dat tijdens het productieproces wordt gebruikt, wordt niet geloosd in de schelde, maar direct naar het waterbekken van SWDE (Société Wallonne de Eaux) geleid. SWDE heeft daar een waterzuiveringsinstallatie gebouwd om het afvalwater te behandel voor consumptie. Hierdoor wordt maar liefst 95% van het afvalwater uit de groeve omgezet in drinkwater, in samenwerking tussen Sagrex en SWDE.

Bypass-technologie voor chloor

Bij cementovens wordt bypass-technologie gebruikt om de chloor- en alkalicycli te verminderen. Een deel van het hete, stofhoudende ovengas met vluchtige componenten wordt apart gekoeld en ontstoft om te voorkomen dat deze componenten terugkeren in de cyclus. Een chloorbypass verhelpt opstartproblemen bij hoge chloorinvoer, terwijl een alkalibypass de productie van low-alkali cement mogelijk maakt. Het verminderen van zwavelemissies via bypass-technologie is niet effectief gebleken. CBR's fabriek in Antoing heeft een chloorbypass die maximaal 15% van het ovengas behandelt, maar dit heeft geen effect op zwavelemissies. Nadelen van bypass-technologie zijn reststofproblemen en een verhoogd energieverbruik door het koelen van ovengas met water, waardoor warmte niet benut kan worden in de kalksteendroger.

Vezelcementafval

De klinkeroven van CBR Antoing recupereert vezelcementafval van Eternit, de Belgische marktleider in oplossingen voor daken, gevels en wanden. Vezelcement, bestaande voor 75% uit cement, is een cruciaal product voor Eternit. Een deel van het geproduceerde harde vezelcementafval wordt momenteel rechtstreeks gerecupereerd in de klinkeroven van CBR Antoing, wat illustreert hoe afval opnieuw naar de bron wordt gebracht, volgens Luc Van der Heyden, Adjunct Directeur Redco. Redco, als strategisch onderzoeksbedrijf van de Etex Group, heeft nagedacht over manieren om de afvalstromen van dochterbedrijf Eternit optimaal te valoriseren.

Het structurele afval van Eternit bestaat voornamelijk uit versnijdingsresten, productiestoringen of werfafval. Gezien de cementrijke samenstelling van Eternit's dakproducten, is het logisch dat CBR als cementpartner een belangrijke rol speelt. Het afvalproces omvat het breken van hard vezelcementafval op een externe breekwerf, waarna het naar de fabriek van CBR Antoing wordt vervoerd en verwerkt in de klinkeroven.

Luc Van der Heyden, tevens Project Manager Mineral Binders and Fillers, Fibrecement Materials, benadrukte in 2011 de voordelen van deze toepassing, waarbij de chemische samenstelling van het afval sterk overeenkomt met die van een normaal klinkergrondstoffenmengsel. Jaarlijks levert Eternit ongeveer 6.000 ton voorgebroken vezelcementafval aan CBR Antoing, wat resulteert in aanzienlijk minder ontginning van primaire grondstoffen door CBR.