Energie Onderzoek Subsidie
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
onderzoeksprogramma lange termijn onderzoek, korte termijn onderzoek en ontwikkeling
en demonstraties
Onderzoeksonderwerpen Groene Grondstoffen
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Bioraffinage
-
• Geïntegreerde concepten voor teelt, oogst en raffinage van aquatische biomassa
-
• Beschikbaarheid, maatschappelijke aanvaardbaarheid, infrastructurele inpassing van
biomassa
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(1) Bioraffinage
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Bioraffinage is het fractioneren van biomassa in verschillende ‘producten’ die al
dan niet na een verdere biologische, (bio)chemische, fysische en/of thermochemische
bewerking en scheiding afzonderlijk af te zetten zijn. Hierbij kan onder andere gedacht
worden aan vergisting, superkritische vergassing, pyrolyse en enzymatische en katalytische
omzettingsroutes.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Onderzoeksdoel: het fractioneren van biomassa in hoogwaardige deelcomponenten voor
toepassing in de chemie en de energiesector waarbij het aantal omzettingsstappen en
verliezen tussen de grondstof en het product worden geminimaliseerd en exergetisch
geoptimaliseerd. De onderzoeksresultaten kunnen leiden tot:
-
• Demonstratie op pilotplant schaal van de vervanging van een chemisch productieproces
door een brioraffinageproces voor producten met een onderbouwd marktperspectief met
een potentieel van 100 PJ energiereductie wereldwijd in 2020;
-
• Productie van biobrandstoffen, waaronder commerciële productie van ethanol uit houtachtige
gewasdelen.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Onderzoek naar en de ontwikkeling van (onderdelen van):
-
• Bioraffinageprocessen ter vervanging van chemische productieprocessen;
-
• Innovatieve processen voor de productie van vloeibare en gasvormige biobrandstoffen:
deze processen moeten aantoonbare voordelen hebben ten opzichte van bestaande routes
in termen van duurzaamheid, opbrengst, energieverbruik, de consumptie van fossiele
grondstoffen en de productie van reststoffen.
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(2) Geïntegreerde concepten voor teelt, oogst en raffinage van aquatische biomassa
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Aquatische biomassa omvat zowel microalgen als macroalgen (wieren) in zowel zoet-
als zoutwatermilieu. Projecten komen uitsluitend in aanmerking als zij zich richten
op een concept waarin zowel teelt, oogst als raffinage zijn geïntegreerd. Projecten
die zich uitsluitend richten op teelt en/of oogst van aquatische biomassa zijn uitgesloten.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Onderzoeksdoel: het verkrijgen van energetisch en economisch efficiënte teelt, oogst
en raffinage van aquatische biomassa, met als doel deze toe te passen voor de productie
van brandstoffen en industriële grondstoffen. Het doen van onderzoek naar de duurzaamheid
van dergelijke concepten en ontwikkelen van methodes om deze te verbeteren.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Onderzoek naar en de ontwikkeling van (onderdelen van):
-
• Energetisch en economisch efficiënte teelt en oogst van aquatische biomassa, met als
doel deze toe te passen voor de productie van brandstoffen en industriële grondstoffen.
De te ontwikkelen technieken en methoden moeten aantoonbare voordelen hebben ten opzichte
van de huidige installaties voor aquatische biomassateelt, in termen van energetische
efficiency en economisch rendement. En het doen van onderzoek naar de duurzaamheid
ervan en ontwikkelen van methodes om dit te verbeteren.
Projecten hebben een aantoonbaar marktperspectief. Daarnaast moet aannemelijk worden
gemaakt dat binnen een termijn van 5 jaar na de start van het project een eerste commerciële
toepassing wordt gerealiseerd.
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(3) Beschikbaarheid, maatschappelijke aanvaardbaarheid, infrastructurele inpassing
van biomassa
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Beschikbaarheid van biomassa, prioritering (cascadering) in gebruik, efficiency in
gebruik (hoogwaardige biomassa voor hoogwaardige toepassing), het voldoen aan de duurzaamheidscriteria,
LCA’s, de mogelijkheden om biomassastromen infrastructureel optimaal in te passen
in of naast de bestaande biomassastromen.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Dit onderwerp is niet in het LT- onderzoeksprogramma ondergebracht.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Het doen van onderzoek naar de beschikbaarheid van biomassa, gezien in het licht van
prioritering (cascadering), efficiency, duurzaamheidscriteria, LCA’s en de mogelijkheid
van het inpassen in of naast de bestaande logistiek waarbij biomassa als energiedrager
of groene grondstof gebruikt wordt. Ook het ontwikkelen van systemen om deze inpassing
in de logistiek te realiseren valt onder dit speerpunt. Onderzoek moet zich richten
op een concreet project waarin de toepassing van specifiek benoemde biomassastromen
centraal staat.
Onderzoeksonderwerpen Nieuw Gas
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Brandstofcel PEMFC, SOFC en MFC
-
• Waterstofproductie en geavanceerde conversie
-
• Waterstofinfrastructuur: netwerken en opslag
-
• Vergassing, gasreiniging, -conditionering en syngasproductie en -toepassing
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Brandstofcel PEMFC, SOFC en MFC
-
• Waterstofproductie en geavanceerde conversie
-
• Waterstofinfrastructuur: netwerken en opslag
-
• Vergassing, gasreiniging, -conditionering en syngasproductie en -toepassing
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(4) Brandstofcel
Definitie
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Een brandstofcel is een elektrochemisch apparaat dat de chemische energie van een
reactie rechtstreeks in elektrische energie kan omzetten. Brandstofcellen zijn modulair
opschaalbaar en hebben een hoog elektrisch rendement. Brandstofcellen kunnen op termijn
verbrandingsmotoren vervangen en in voertuigen gekoppeld worden aan een elektrische
aandrijving. Voor stationaire toepassingen kan winst behaald worden door de toepassing
van warmteopwekking en krachtopwekking te combineren, of door het integreren van een
brandstofcel in het proces van een chemische fabriek. Binnen EOS wordt onderzoek gedaan
aan de volgende brandstofcellen: PEMFC (hoge en lage bedrijfstemperatuur), SOFC en
de biologische brandstofcel.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• PEMFC. Het doel is de ontwikkeling van de PEMFC technologie voor de efficiënte conversie
van waterstof, geproduceerd uit fossiele en hernieuwbare bronnen, eventueel in combinatie
met gebruikmaking van de gegenereerde warmte. De PEMFC ontwikkeling dient gericht
te zijn op kostenreductie, systeemvereenvoudiging en levensduurverlenging (resistentie
tegen CO).
-
• SOFC. Het doel is de ontwikkeling van SOFC-technologie voor efficiënte conversie van
aardgas, biogas en procesgas tot elektriciteit, eventueel in combinatie met gebruikmaking
van de gegenereerde warmte. Combinatie van de SOFC met een gasturbine. Subdoelstelling
is de demonstratie van een SOFC-stack met een elektrisch rendement van circa 48% (brandstof
aard- en biogas). De levensduur van het SOFC-conversiesysteem dient 40.000 uur te
bedragen. De systeemkosten dienen tussen de 900 en 1500 Euro/kWe te liggen. Dit resulteert
in een stackprijs van 300-500 Euro/kWe.
-
• (Micro-) Biologische brandstofcel (MFC). Met behulp van micro-organismen of enkel
enzymen kunnen organische stoffen eventueel onder invloed van licht worden omgezet
in elektriciteit. Het onderzoek naar (micro-) biologische brandstofcel bevindt zich
in een pril stadium.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Integratie van brandstofcelsystemen in mobiele (hybride) en stationaire systemen
-
• Micro/mini warmtekrachtsystemen voor particulieren
-
• Efficiëntieverbeteringen en kostenreductie van systemen waarin een brandstofcelsysteem
is ingebouwd
-
• Ontwikkeling van micro/mini wkk brandstofcelsystemen
-
• Koppeling van brandstofcelsystemen in het slimme elektriciteitsnetwerk
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(5) Waterstofproductie en geavanceerde conversie
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Waterstof kan geproduceerd worden vanuit (bio)koolwaterstoffen, warmte, zonlicht en
elektriciteit. Via vergassing worden (bio)koolwaterstoffen omgezet in syngas, een
geconcentreerde gasstroom bestaande uit waterstof en CO2. Vanuit syngas zijn er verschillende routes mogelijk. De CO2 kan worden opgeslagen, hergebruikt of feedstock zijn voor chemicaliën of brandstoffen
(gas-to-liquid proces, GTL). Het waterstofgas kan in een geavanceerde gasturbine of
brandstofcel worden omgezet naar elektriciteit. Het waterstofgas kan ook worden opgeslagen
voor later gebruik of toepassing in de mobiliteit. Het vergassingsproces kan zo ingesteld
worden dat men kan inspelen op de wisselende elektriciteitsvraag, warmtevraag en ook
de vraag naar een specifieke energiedrager (koolwaterstoffen, waterstofgas). Onderzoek
naar deze processen en de integratie ervan tot een werkend concept bieden goede mogelijkheden
voor een duurzame toekomst.
In de afgelopen jaren is door een aantal onderzoeksgroepen initieel werk verricht
naar de productie van ‘groene’ waterstof via nieuwe reforming processen, zonlicht,
biologische processen (bv. agro-reststromen) en elektrolyse. Dergelijke processen
zouden geschikt kunnen zijn om decentraal waterstof te produceren. Er spelen systeemvragen
en vragen omtrent ketenefficiëntie.
De productie van waterstof via het reformen van aardgas op industriële schaal is een
uitontwikkeld proces. Op een kleinere schaal is de technologie nog in ontwikkeling
maar de systemen waarin aardgas als bron dient, zijn niet meer te kenmerken als fundamenteel
onderzoek. Wel zijn er enkele geavanceerde concepten zoals membraanreforming, solaire
reforming en waterstofproductie door middel van metaaloxiden die (ook in combinatie
met brandstofcellen) nog aan het begin staan van hun ontwikkeling.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Onderzoek naar vergassingstechnologie voor gecombineerd proces waarbij de productie
van syngas, waterstof, geconcentreerd CO2 en elektriciteit stuurbaar is afhankelijk van de vraag.
-
• Onderzoek naar nieuwe waterstofzuiveringstechnieken en ontzwavelingstechnologie in
combinatie met reforming of vergassing.
-
• Onderzoek naar katalysatoren voor bovengenoemd proces: zwavel resistentie, verhoging
van activiteit voor moeilijk converteerbare componenten (bijv. aromaten), verhoging
selectiviteit (verhoging rendement), lange duur stabiliteit.
-
• Onderzoek van nieuwe reforming methodieken (membraanreactoren, metaaloxiden, thermisch,
GTL in combinatie met reforming of vergassing).
-
• Onderzoek naar processen voor gasreiniging. Actieve en stabiele katalysatoren voor
water-gas shift en preferentiële oxidatie van CO. Onderzoek naar alternatieve kosteneffectieve
edelmetaalvrije of -arme katalysatoren.
-
• Onderzoek naar biologische waterstofvorming en bioelektrische waterstofvorming.
-
• Onderzoek naar processen met behulp van micro-organismen ten behoeve van de zuivering
van synthese gas, productie van biomethaan en bioethanol uit synthesegas en ontzwaveling
van gassen.
-
• Onderzoek naar de directe productie van waterstof uit zonlicht. Ontwikkeling van een
testcel voor directe waterstofproductie uit zonlicht.
-
• Onderzoek naar de productie van waterstof via hoogrendements elektrolyse.
-
• Simulatie, modellering en verkenning van systeemeffecten van waterstofproductie en
-technologieketens. Dergelijk onderzoek is gericht op ketenefficiency en kan gebruikt
worden voor keuzes in het lange termijn onderzoek. Hierbij kan gedacht worden aan:
een geïntegreerd multi-fuel vergassingsproces voor de productie van waterstof, syngas,
geconcentreerd CO2 en elektriciteit; simulatie en evaluatie van micro-biologische processen voor de
productie van waterstof.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Naam speerpunt:
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(6) Waterstofinfrastructuur: netwerken en opslag
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Er zijn verschillende scenario’s voor de productie, transport en opslag van waterstof. De
productie van waterstof kan decentraal bij de gebruiker plaatsvinden, of centraal
in grootschalige fabrieken. Schommelingen in productie en gebruik van waterstof maken
opslag noodzakelijk (vergelijkbaar als bij aardgas).
Een waterstofnetwerk zal bestaan uit een leidingensysteem en een aaneenschakeling
van tanks en verschillende productietechnologieën. Waterstofopslag vindt plaats via
compressie, cryogeen of fysisch-chemisch door het gas op te lossen in een medium zoals
metaalpoeder, (in)organic frameworks en koolstof. Een waterstofnetwerk, een elektriciteitsnetwerk
of aard(bio)gasnetwerk kunnen gekoppeld worden via respectievelijk reforming, brandstofceltechnologie
en elektrolyse.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Onderzoek naar mogelijkheden voor grootschalige opslag van waterstof. Potentiële opslagcapaciteit
in zout, olie en gasreservoirs, kolenlagen en aquifers ten behoeve van ondergrondse
opslag van nieuw gas (waterstof of een mengsel daarvan).
-
• Onderzoek naar elektrochemische (de)compressie van waterstof.
-
• Onderzoek naar nieuwe materialen voor fysisch-chemische opslag van waterstof, waterstofinfrastructuur
en (de)compressiesystemen.
-
• Efficiënte en economisch rendabele processen voor de winning, preconversie en eventueel
opwaarderen van duurzame/schoon fossiel gassen, rekening houdend met de beperkingen
van infrastructuur en het eindgebruik.
-
• Nieuwe methoden voor gasbehandeling (verwijdering spoorcomponenten, opwaarderen).
-
• Systeemstudies naar de mogelijke toekomstscenario’s van een waterstofinfrastructuur
met opslag. De koppeling en de invloed van een duurzame decentrale opwekking op een
waterstofinfrastructuur, opslagsysteem, elektriciteitsnetwerk en andere netwerken.
-
• Scenario’s en beslisgereedschappen voor infrastructurele beslissingen (bv. centraal
vs. decentraal) over het inzetten van nieuw gas/schoon fossiel in de energievoorziening,
inclusief energie efficiëntie en kosten.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Systemen en productiemethodes (metaal)poeders voor kleinschalige opslag.
-
• Nieuwe technieken voor gasbehandeling (verwijdering spoorcomponenten, opwaarderen)
en (de)compressie van waterstof.
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(7) Vergassing, gasreiniging, -conditionering en syngasproductie en -toepassing
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Processen waarbij biomassa en/of afvalstromen worden omgezet tot een gasvormig product
dat kan worden aangewend voor directe energieproductie door verbranding, of kan worden
opgewerkt tot een hoogwaardige intermediaire brandstof voor vervanging van fossiele
brandstoffen dan wel toepassingen in geavanceerde systemen voor elektriciteitsopwekking
als brandstofcellen. Het basisproces is een thermische ontleding van de gebruikte
grondstoffen bij hoge temperatuur door reactie met een ondermaat aan zuurstof of een
ander reagens.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Het efficiënt omzetten van biomassa naar een hoogwaardig productgas dat qua samenstelling
voldoet aan de eisen voor de daaropvolgende energieopwekking en/of het syntheseproces
naar hoogwaardige vloeibare of gasvormige energiedragers. Deze omzetting dient aan
hoge milieueisen te voldoen.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Onderzoek naar en ontwikkeling van innovatieve installaties voor vergassing, gasreiniging,
gasconditionering, syngasproductie en syngastoepassing. Innovaties kunnen zich bijvoorbeeld
kenmerken door:
Onderzoeksonderwerpen Duurzame Elektriciteitsvoorziening
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Transport en distributie van energie (transitie en exploitatie van de energie-infrastructuur)
-
• Zon PV: (multi)kristallijn-silicium PV-technologie
-
• Zon PV: dunnefilm PV-technologie
-
• Windconversie offshore (ontwerpkennis en netinpassing 6 GW tot 20 GW)
-
• Elektriciteit en warmte uit biomassa
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Transport en distributie van energie (transitie en exploitatie van de energie-infrastructuur)
-
• Zon PV: (multi)kristallijn-silicium PV-technologie
-
• Zon PV: dunnefilm PV-technologie
-
• Windconversie offshore (ontwerpkennis en netinpassing 6 GW tot 20 GW)
-
• Elektriciteit en warmte uit biomassa
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(8) Transport en distributie van energie (transitie en exploitatie van de energie-infrastructuur)
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Transport en distributie van energie:
-
• als openbare voorziening.
-
• met industriële netten (zoals het spoorwegennet of een net in een industriegebied).
-
• met netten op bedrijventerreinen en in woonwijken (voor en achter de meter).
De programma’s, met mogelijkheden voor onderzoek en ontwikkeling richten zich op de
bijdrage van de energie-infrastructuur aan een duurzame energievoorziening:
-
• De inpassing in de energie-infrastructuur van grote en kleine eenheden, die bijdragen
aan een duurzame energievoorziening: opwekkers, gebruikers van energie en energieopslag.
-
• De optimale benutting van de capaciteit van de energie-infrastructuur.
-
• De voorzienings- en leveringszekerheid.
-
• De kwaliteit van de energievoorziening.
-
• Het matigen van de investeringen als gevolg van de veroudering van de energie-infrastructuur
en als gevolg van de (veranderende) eisen uit de samenleving.
Niet onder dit speerpunt vallen de onderdelen, die elders in het EOS programma zijn
gespecificeerd in samenhang met de opslag en het transport van een energiedrager:
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Het lange termijn onderzoek binnen dit speerpunt richt zich op twee onderzoeksterreinen:
de transitie van de energie-infrastructuur en de exploitatie van de energie-infrastructuur.
Onderzoeksterrein : De transitie van de energie-infrastructuur.
Doelstelling : De transitie van de huidige naar de toekomstige energie-infrastructuur,
die een duurzame energievoorziening mogelijk maakt in 2030.
-
• De energie-infrastructuur kan straks grote en kleine eenheden in de energievoorziening
inpassen, die een bijdrage leveren aan de duurzaamheid van deze energievoorziening.
Het gaat om windparken en grote hoeveelheden kleine decentrale bronnen zoals zon-PV
en micro-WKK. Naast eenheden voor het opwekken van energie gaat het ook om eenheden,
die energie gebruiken (warmtepompen, duurzame voertuigen) en om opslag van energie.
-
• De toekomstige energie-infrastructuur speelt flexibel in op (grote) fluctuaties van
vraag en aanbod, biedt de mogelijkheid tot kwaliteit op maat naar behoefte van klanten
en maakt nieuwe diensten mogelijk om de duurzaamheid van de energievoorziening te
versterken.
-
• De energie-infrastructuur is straks door zijn robuustheid en flexibiliteit (grotendeels)
onafhankelijk van de precieze economische en maatschappelijke ontwikkelingen. De verschillen
met vandaag bevinden zich voornamelijk in de besturing, de bewaking en de beveiliging
van de energiestromen aangezien deze anders gaan lopen.
-
• De beoogde windvermogens (op land en offshore) kunnen in de energie-infrastructuur
worden opgenomen.
Technologische doorbraak: de analyse van de economie, de maatschappij en de technologie
in hun samenhang en met deze analyse de oplossingsrichtingen voor de transitie.
Richtingen van onderzoek die nodig zijn voor deze doorbraak:
-
• Hoe ziet de energie-infrastructuur er in de toekomst uit, toekomstbeelden op basis
van de evoluerende behoeftes in de samenleving, wat ligt nu nog niet voor de hand?
-
• Gedrag van marktpartijen en de gevolgen van marktwerking en regulering voor de energie-infrastructuur
en omgekeerd.
-
• De rol van de eindgebruiker, van de energieleverancier en van andere en nieuwe partijen.
Onder de eindgebruikers zullen midden- en kleinbedrijven naar verwachting op de huishoudens
voorgaan met investeringen en met het inspelen op een nieuwe ordening van de energiemarkt.
-
• Hoe kan de ene energiedrager helpen met de (stabiliteit van de) voorziening van een
andere energiedrager?
-
• ICT in de energie-infrastructuur: metingen van technische parameters, metingen voor
de verrekening van energie, diagnose, monitoring en sturing. De uitdagingen liggen
in de schaalbaarheid, de beschikbaarheid, de beveiliging, de privacy en het gebruik
van standaarden. De ICT sector bestrijkt meer dan 30 disciplines. Voor ICT in de energie-infrastructuur
zijn de meest relevante disciplines: embedded software, real-time systemen, algoritmiek
en modellen voor coördinatie en scheduling, back-office toepassingen en service oriented
applicaties.
-
• Vermogenselektronica, beveiliging, besturing, meet- en regeltechniek, DC netten, supergeleiding.
-
• Het gedrag van de energie-infrastructuur, inclusief het modelleren van componenten.
-
• Systeemonderzoek naar grote en kleine eenheden van opslag, die bijdraagt aan de duurzaamheid
van de energievoorziening, waaraan deze opslag is gekoppeld (‘grid connected’): modellen,
scenario’s, simulaties, beslisgereedschappen voor de inzet van opslag in de energievoorziening,
oplaad- en ontlaadgedrag.
-
• Nieuwe componenten, inclusief testen van deze componenten in gesimuleerde omgeving,
in afzondering en in de interactie met de energie-infrastructuur en de maatschappij.
-
• Dilemma van levensduurverschil tussen de componenten in de energievoorziening en de
ICT.
-
• Dilemma van verschil tussen de energie-infrastructuren in Nederland. De energie-infrastructuur
van een nieuwbouwwijk kan gemakkelijker voldoen aan de eisen uit de samenleving dan
de verouderde energie-infrastructuur in een binnenstad.
-
• De bedrijfsvoering en de stabiliteit.
-
• Hoe krijgen de netbeheerders vertrouwen in nieuwe componenten en systemen?
-
• Het gebruik van (bestaande) testfaciliteiten en van simulatievoorzieningen, die nodig
zijn omdat bestaande energie-infrastructuur vaak niet voor experimenten kan worden
gebruikt.
Onderzoeksterrein: Exploitatie van de energie-infrastructuur.
Doelstelling: Duurzame exploitatie van de energie-infrastructuur.
-
• Conventioneel worden operationele kritische situaties vooraf in de planningsfase opgelost,
bijvoorbeeld met het ontwerp voor de maximale belasting en met de toepassing van het
‘n-1 principe’. In de toekomst is het niet meer mogelijk om die kritische situaties
in de planningsfase goed in te schatten. Conventionele infrastructuurplanning leidt
dan tot grote reserve marges en overdimensionering. Operationele kritische situaties
kunnen dan beter tijdens de bedrijfsvoering worden gesignaleerd en opgelost worden
door actieve sturing van distributiecomponenten of van aangesloten eenheden (belasting
of opwekking of opslag). De toekomstige energie-infrastructuur kan deze sturing tijdig
laten plaatsvinden.
-
• Om de betrouwbaarheid van de energie-infrastructuur te garanderen bij hogere benutting
is de relatie tussen de belasting van componenten en de veroudering van belang. Toekomstige
energie-infrastructuur voorziet in het inzicht hierin. Het kostenaandeel voor onderhoud
en beheer in de levensduurkosten is beheersbaar, investeringen worden gematigd en
de energie-infrastructuur draait met een hogere benutting van haar capaciteit ten
opzichte van vandaag.
-
• Nieuwe energie-infrastructuur veroorzaakt met haar functioneren zo weinig mogelijk
energieverliezen en milieubelasting. Haar ontwerp met geschikte materialen draagt
hieraan bij.
Technologische doorbraak: het succesvol combineren van betrouwbaarheid, betaalbaarheid
en milieukwaliteit in de exploitatie van de energie-infrastructuur.
Richtingen van onderzoek die nodig zijn voor deze doorbraak:
-
• Tijdige signalering van operationele kritische situaties en actieve sturing van infrastructuurcomponenten
of aangesloten eenheden (belasting of opwekking of opslag) om deze situaties weg te
nemen of beheersbaar te houden.
-
• In componenten geïntegreerde intelligentie die beheer op afstand mogelijk maakt.
-
• Beslissingsondersteuning op systeemniveau over individuele componenten op basis van
kennisregels en referentiegegevens in ondersteunende informatiesystemen.
-
• Diagnostieken voor transport- en distributienetten en componenten.
-
• ‘Sustainable’ technieken, materialen en hulpmiddelen voor onderhoud en beheer.
-
• Componenten en systemen met geringere milieubelasting (materialen, verliezen, geluid).
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Voor de bijdrage van de energie-infrastructuur aan een duurzame energievoorziening
zijn hard- en sofware nodig. Korte termijn onderzoek en ontwikkeling richt zich nu
op het onderzoek naar en de ontwikkeling van deze hard- en software, maar dit soort
projecten is nog in de minderheid ten opzichte van het lange termijn onderzoek. Er
is een groeiend aantal kansen voor bedrijven, die hiervoor producten op de markt willen
brengen.
De bedoeling is om met korte termijn onderzoek en ontwikkeling te stimuleren dat het
vele lange termijn onderzoekswerk een weg vindt naar de markt. Het gaat om producten
met een plaats in of nabij de energienetten:
-
• (Combinaties van) vermogenselektronica, ICT, beveiliging, besturing, meet- en regeltechniek,
DC netten en supergeleiding.
-
• Concepten voor de Virtual Power Plant (VPP).
-
• Hard- en sofware voor en achter de ‘slimme meter’ en in apparaten (van bedrijven en
woningen) voor de aanpassing van de vraag naar en het aanbod van energie op elkaar.
-
• Laadpunten, met hun beveiliging en intelligentie, voor elektrische voertuigen.
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(9) Zon PV: (multi)kristallijn-silicium PV-technologie
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Tot dit speerpunt behoren alle zonnecellen en -modules gebaseerd op silicium wafers.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Het doel is om een PV-moduleprijs mogelijk te maken van 1 Euro/Wp of minder in 2020,
bij een rendement van 18% of hoger (total area).
Het gaat hierbij dus om onderzoek om de volledige potentie van deze technologie te
benutten, in termen van prijs en van prestatie. Tevens wordt onderzoek gevraagd waarmee
de milieuprestaties van modules substantieel kunnen worden verbeterd.
Onderzoeksonderwerpen zijn:
-
• innovaties op het gebied van basismateriaal (feedstock en wafers), leidend tot substantieel
lagere siliciumkosten (per Wp);
-
• deviceconcepten en nieuwe procestechnieken voor modules met een zeer hoog rendement
(> 18%, module rendement) en lage kosten;
-
• onderzoek gericht op het verlengen van de levensduur en betrouwbaarheid van zonnecellen
en modules. Nieuwe moduleconcepten (ontwerp en materiaalgebruik) en fabricagetechnieken
voor modules met lage kosten en/of een sterk verbeterd milieuprofiel (dit laatste
inclusief de cellen). Bij het milieuprofiel gaat het om de milieuprestatie van de
gehele keten.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
In aanvulling op de lange termijn doelstellingen betreft het hier de volgende onderzoeksonderwerpen:
-
• Verbetering van de toepasbaarheid van zonnecellen in de gebouwde omgeving. Hierbij
dient gedacht te worden aan systemen en technieken die dakintegratie van zonnepanelen
bevorderen, middels kostprijsreductie en kwaliteitsverbetering van installaties. Aandacht
en bevordering van maatschappelijke acceptatie van zonnestroom in de gebouwde omgeving
dient hierbij meegenomen te worden. Hierbij kan gedacht worden aan beleving en meer
specifiek de esthetische aspecten.
-
• Ontwikkeling van efficiënte en kostprijsreducerende technieken en systemen voor netinpassing
van zonnestroom.
-
• Doorontwikkeling en ontwikkeling van productietechnologie voor cellen en module concepten
op basis van resultaten uit lange termijn onderzoek (betreft grondstoffen, cellen
en modules).
-
• Onderzoek naar kostprijs reductie en kwaliteitsverbetering (balance of system).
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(10) Zon PV: dunnefilm PV-technologie
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Tot dit speerpunt behoren alle dunne-film zonneceltechnieken en nieuwe celconcepten,
waarbij zeer sterke materiaal reductie (cel-materiaal) uitgangspunt is. Ook vallen
hieronder hoog-rendement cellen op basis van III/V (o.a. galliumarsenide), in combinatie
met CPV onderzoek. Leidend is kostprijsreductie en ruimte voor high efficiency cellen
onafhankelijk van de technologie keuze.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Het doel is om een PV-module prijs mogelijk te maken van 1 Euro/Wp of minder in 2020,
bij een rendement van 12% of hoger (total area). De levensduur en stabiliteit moeten
voldoende zijn voor toepassingen in de bouw, dus meer dan 20 jaar bij een rendementsafname
van minder dan 20%. De milieukwaliteit van modules dient in alle gevallen expliciet
te worden geadresseerd. Voor de periode na 2020 is het doel om moduleconcepten te
ontwikkelen voor een zeer hoog rendement (typisch > 25% op moduleniveau, > 30% op
celniveau), bij een acceptabele levensduur voor toepassing in de gebouwde omgeving.
Voor deze periode is het tevens het doel celconcepten te ontwikkelen die potentieel
nog aanzienlijk lagere kosten, of nieuwe toepassingsmogelijkheden met zich meebrengen.
Onderzoeksonderwerpen zijn:
-
• materialen, devices en procestechnieken primair gericht op een lage kostprijs (perspectief
modulerendement 15%);
-
• devices en procestechnieken primair gericht op rendementsverhoging tot minimaal 15%
op moduleniveau (perspectief moduleprijs 1 Euro/Wp);
-
• duurzaamheidsaspecten en stabiliteit: vermijden van het gebruik van schaarse of schadelijke
materialen, rendementsverlies minder dan 20% over 20 jaar;
-
• overige innovaties die grootschalig gebruik van modules bevorderen;
-
• deviceconcepten voor een modulerendement van minimaal 25% alsmede geavanceerde meettechnieken
in dit kader;
-
• high efficiency dunne-film zonnecellen.
Voor organische zonnecellen zijn in verband met het stadium van ontwikkeling en de
specifieke problematiek vooralsnog de volgende onderwerpen aan de orde:
-
• materialen ten behoeve van devices met een sterk verbeterde stabiliteit en/of rendement
(> 10 jaar equivalente levensduur, 10% celrendement);
-
• deviceconcepten voor een sterk verbeterde stabiliteit en/of rendement (> 10 jaar equivalente
levensduur, 10% celrendement);
-
• verbeterde toepassingsmogelijkheden, waarbij de focus ligt op uiteindelijke toepassing
binnen de gebouwde omgeving.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
In aanvulling op de lange termijn doelstellingen betreft het hier de volgende onderzoeksonderwerpen:
-
• Verbetering van de toepasbaarheid van zonnecellen in de gebouwde omgeving. Hierbij
dient gedacht te worden aan systemen en technieken die dakintegratie van zonnepanelen
bevorderen, middels kostprijsreductie en kwaliteitsverbetering van installaties. Aandacht
en bevordering van maatschappelijke acceptatie van zonnestroom in de gebouwde omgeving
dient hierbij meegenomen te worden. Hierbij kan gedacht worden aan beleving en meer
specifiek de esthetische aspecten.
-
• Ontwikkeling van efficiënte en kostprijsreducerende technieken en systemen voor netinpassing
van zonnestroom.
-
• Ontwikkeling van productietechnologie op basis van resultaten uit lange termijn onderzoek.
-
• Onderzoek naar kostprijs reductie en kwaliteitsverbetering (balance of system).
Naam speerpunt:
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(11) Windconversie offshore (ontwerpkennis en netinpassing 6 GW tot 20 GW)
Het speerpunt windconversie offshore is opgedeeld in de onderzoeksterreinen ‘Ontwerpkennis’
en ‘Netinpassing’. Daarbij betreft het onderzoeksterreinen ‘Ontwerpkennis’ alle kennis
over de offshore windcentrale vanaf de wind en andere ontwerpomgevingscondities, de
windturbine, het interne elektriciteitsnet tot en met het transformatorstation op
zee en de integratie daarvan inclusief de regeling. Het onderzoeksterrein ‘Netinpassing’
omvat alle kennis voor het ontwerp en de inpassing van windvermogen (6 GW to 20 GW)
vanaf de transformatorstations op zee naar de nationale hoogspanningselektriciteitsnetten
op land en de invloed van dat vermogen op die netten.
Definitie(s) onderzoeksterrein Ontwerpkennis
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Streven: Windconversie offshore is concurrerend (kostenniveau per geleverde kWh) met
fossiele opwekking op land in 2025.
Het ontwerp van toekomstige offshore windparken is geschikt voor de zware offshore
condities. Onderzoek mikt op stabielere, lagere kosten en de potentiële invloed op
verlaging van kosten van windenergie, speciaal van investeringen en onderhouds- en
bedrijfskosten, verhoging van het energierendement van de totale windcentrale, en
verhoging van de beschikbaarheid in termen van betrouwbaarheid, toegankelijkheid en
levensduur. Door de vereiste lagere kosten zullen nieuwe windturbineconcepten, -componenten
en -materialen in beeld komen. Extreme betrouwbaarheidseisen vereisen windturbines
met een minimum aan onderhoudsgevoelige onderdelen en dit leidt tot bijvoorbeeld de
verdere ontwikkeling van lichtere direct aangedreven generatoren met zeer grote vermogens.
Ontwikkelingen in de techniek van sterke, slimme en recyclebare materialen, vermogenselektronica,
EMVT, supergeleiding, besturingssensoren, ICT zullen kosteneffectieve concepten mogelijk
maken.
Ontwikkelingen in de rotor- en parkaërodynamica zullen leiden tot hoge opbrengst per
turbine door verbetering van het aërodynamisch rendement van de rotor en de aandrijftrein
(vermogenscurve) en de regelsystemen zullen de output van de gehele windenergiecentrale
optimaliseren bijvoorbeeld door de concepten ‘heat & flux’ en ‘controlling wind’.
Ontwikkelingen in aëro-elasticiteit, structuurdynamica inclusief regelingen zullen
leiden tot belastingreductie door geavanceerde regelingen bijvoorbeeld door individuele
bladhoekregeling, beheersing van extreme belastingen inclusief regelingen gestuurd
door LiDAR en grote, snellopende rotoren met intelligente dynamische individuele bladbesturing
over gedeeltes van de bladen.
Ontwikkelingen in elektrische regelstrategieën voor turbines, parken en net zullen
leiden tot verbetering van de netintegratie door regelkarakteristieken van de individuele
windturbines, het elektrisch systeem in het windpark en de actieve elementen in dat
net. Hierdoor ontstaan windenergiecentrales waarvan de output is geoptimaliseerd in
de zin van elektriciteitsproductie, 'dispatchability', en belastingsfactor . De regelbaarheid
van een windenergiecentrale en de kwaliteit van de opgewekte elektriciteit (vermogensniveau,
blindstroomhuishouding, spanningsniveau, hogere harmonischen, dempen van korte termijn
fluctuaties), verhogen de waarde van windelektriciteit.
Ontwikkelingen door het integraal ontwerp voor onderhoud, bedrijfsvoering en conditiebewaking
zullen leiden tot de verlaging van de totale kosten gedurende de levensduur van windparken
met zeer grote turbines (5 MW, 10 MW tot wellicht 20 MW) in diep water. Ontwikkeling
van diverse soorten ondersteuningsconstructies zal leiden tot verlaging van de investeringskosten
evenals de ontwikkeling van assemblage-, bouw- en transporttechnieken, waarbij rekening
moet worden gehouden met typisch maritieme fysische verschijnselen zoals corrosie,
wind-, stromings- en golfbelastingen .
Kosteneffectieve windturbines, windcentrales, installatietechnieken en bedrijfsvoeringmethodes
vormen daarbij de technologische vooruitgang.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Richtingen van onderzoek die nodig zijn om deze vooruitgang te realiseren betreffen
met name:
-
• nieuwe windturbine concepten, componenten en materialen;
-
• rotor- en parkaerodynamica inclusief regelingen;
-
• aëro-elasticiteit, structuurdynamica inclusief regelingen;
-
• elektrische regelstrategieën voor turbines, parken en net;
-
• integraal ontwerp voor onderhoud, bedrijfsvoering en conditiebewaking;
-
• ondersteuningsconstructies;
-
• assemblage-, bouw- en transporttechnieken.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Bij korte termijn onderzoek en ontwikkeling kan het ook gaan om vernieuwende onderdelen
van de onderzoeksrichtingen. Richtingen van onderzoek en ontwikkeling die nodig zijn
om deze vooruitgang te realiseren betreffen met name:
-
• nieuwe windturbine concepten, componenten en materialen;
-
• rotor- en parkaerodynamica inclusief regelingen;
-
• aëro-elasticiteit, structuurdynamica inclusief regelingen;
-
• elektrische regelstrategieën voor turbines, parken en net;
-
• integraal ontwerp voor onderhoud, bedrijfsvoering en conditiebewaking;
-
• ondersteuningsconstructies;
-
• assemblage-, bouw- en transporttechnieken.
Definitie(s) onderzoeksterrein netinpassing 6 GW tot 20 GW
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Doelstelling: Economisch en betrouwbaar ontwerp en inpassing van windvermogens van
6 GW tot 20 GW in het Nederlandse elektriciteitsnet en toekomstige grensoverschrijdende
zeenetten zonder dat hierdoor instabiliteit of knelpunten elders in de netten ontstaan.
Offshore windparken zullen vermogens hebben van 100 MW, 500 MW, wellicht 1000 MW en
de output van meerdere parken zullen samenkomen op aansluitpunten van het hoogspanningsnet,
in de toekomst ook op zee. De aansluiting van individuele windparken en clusters van
windparken kunnen in de periode van 2020 tot 2030 uitgroeien tot grensoverschrijdende
zeenetten die ook onderlinge uitwisseling van vermogen tussen landen mogelijk maken.
Onderzoek naar ontwerpen, regeling en bedrijf van transportnetten op zee met een combinatie
AC, klassieke DC en moderne DC hoogspanningstechnieken zijn noodzakelijk. Het afvoeren
van het vermogen vanaf de locaties van de windparken naar de invoedingspunten, heeft
systeemconsequenties. De output is variabel en tot op zeker hoogte voorspelbaar. Flexibilisering
van bedrijfsmiddelen op het land via het vrije-marktmechanisme en verhoging van interconnectiecapaciteit
verbeteren de balans tussen vraag en aanbod. Betere en betrouwbare voorspelling van
het aanbod in relatie tot de vraag bij meer windvermogen is dan essentieel. Tevens
zijn technieken nodig die gericht de output kunnen aanpassen, zodat een windcentrale
bijvoorbeeld systeemdiensten kan leveren in de vorm van korte termijn reservevermogen.
Integrale systeemsimulaties geven inzicht in het gedrag van windconversiesystemen
en met het net met de bestaande opwekkers. Ontwerpoptimalisaties geven inzicht in
de modulariteit, flexibiliteit en kosteneffectiviteit. De tijdschalen zijn: de korte
termijn vermogensfluctuaties en verstoringen in het systeem (seconden – minuten) die
de stabiliteit beïnvloeden, en de langere termijn fluctuaties (kwartieren – dagen)
die invloed hebben op de leveringszekerheid. Geschikte modellen, regelingen en signaleringsfuncties
zijn vereist. De grootste verstoringen komen van kortsluitingen in het net dan wel
van snelle variaties van grote hoeveelheden windvermogen, bijvoorbeeld door stormfronten
of door storingen in het net op zee. De langere termijn vermogensfluctuaties zijn
naast technisch ook organisatorisch van aard. Vermogensmarkten, regelgeving, netcodes,
procedures en routines spelen hierbij een rol.
De technologische vooruitgang wordt gevormd door de integrale systeemaanpak van inpassing
van windvermogen.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Richtingen van onderzoek die nodig zijn om deze vooruitgang te realiseren betreffen
met name:
-
• ontwerp en integrale regelstrategie van zeenetten;
-
• interacties met bestaande productiecapaciteit op land;
-
• gecombineerde bedrijfsvoering van landnetten en zeenetten (stabiliteit, capaciteit,
regelgeving);
-
• voorspelmethoden (vermogensaanbod in relatie tot de vraag), waaronder
-
• windvoorspelling.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Bij korte termijn onderzoek en ontwikkeling kan het ook gaan om vernieuwende onderdelen
van de onderzoeksrichtingen. Richtingen van onderzoek en ontwikkeling die nodig zijn
om deze vooruitgang te realiseren betreffen met name:
-
• ontwerp en integrale regelstrategie van zeenetten;
-
• interacties met bestaande productiecapaciteit op land;
-
• gecombineerde bedrijfsvoering van landnetten en zeenetten (stabiliteit, capaciteit,
regelgeving);
-
• voorspelmethoden (vermogensaanbod in relatie tot de vraag), waaronder
-
• windvoorspelling.
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(12) Elektriciteit en warmte uit biomassa
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Alle processen waarbij biomassa wordt omgezet in elektriciteit en warmte. Hieronder
vallen onder andere bij- en meestookinstallaties, afvalverbrandingsinstallaties en
installaties die specifiek zijn toegesneden op de omzetting van biomassa in elektriciteit
en multifuel installaties. Deze kunnen met een hoog rendement mengsels van biomassa,
kolen en restwarmte omzetten. Gestreefd wordt naar een hoog elektrisch rendement en
een maximale benutting van de vrijkomende warmte.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Voor mee- en bijstook in kolencentrales wordt gestreefd naar een bijmengpercentage
van 40% biomassa en een elektrisch rendement van meer dan 50% in 2040.
-
• Voor AVI's geldt een elektrisch rendement van 40% als streefdoel.
-
• Bij 'multifuel' installaties wordt gestreefd naar een elektrisch rendement boven de
50% waarbij het rendement bij een hoog aandeel biomassa (> 33% energie) slechts enkele
procentpunten lager is dan bij 100% fossiele brandstoffen.
-
• Bij kleinschalige decentrale installaties wordt gestreefd naar een rendement van elektriciteit
én warmte van meer dan 85%.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Onderzoek naar en ontwikkeling van innovatieve (delen van) installaties voor de omzetting
van biomassa in warmte en/of elektriciteit met de volgende kenmerken:
-
• een zo hoog mogelijk rendement van elektriciteit en/of warmte, minimaal gelijk aan
dat van de best presenterende installaties die op dit moment commercieel verkrijgbaar
zijn;
-
• emissiewaarden voor NOx, zwaveldioxide, onverbrande koolwaterstoffen en fijnstof liggen
minimaal binnen de Nederlandse wettelijke emissie-eisen;
-
• de economische terugverdientijd, met inbegrip van subsidies en fiscale maatregelen,
valt binnen de technische levensduur van de installatie.
Ook innovatieve projecten die zich richten op de voorbewerking van biomassastromen
voor deze toepassing komen in aanmerking.
Onderzoeksonderwerpen Ketenefficiency
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Membraanscheiding
-
• Procesintensificatie
-
• Warmtehuishouding in de industrie
-
• Thermische behandelingsprocessen
-
• Systeembenadering in de industrie
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Membraanscheiding
-
• Procesintensificatie
-
• Warmtehuishouding in de industrie
-
• Thermische behandelingsprocessen
-
• Systeembenadering in de industrie
Positionering van ketenefficiency binnen het energieonderzoek.
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Het energieverbruik van de industrie omvat in Nederland met 1398 PJ ongeveer 42% van
de totale energievraag (cijfers 2005). Vanuit de Trias Energetica is verbetering van
de efficiency essentieel voor een transitie naar een duurzame energiehuishouding.
Op korte termijn kan verbetering van de industriële efficiency worden bereikt door
middel van invoering van state of the art technologie, zoals gestimuleerd door meerjarenafspraken
en fiscale maatregelen. De Nederlandse industrie is momenteel een koploper op het
gebied van energie-efficiënte. Om deze positie op langere termijn te behouden en zo
de levensvatbaarheid van de industrie op lange termijn te waarborgen, zijn echter
sprongsgewijze innovaties nodig die een paradigmaverandering vereisen. Processen en
ketens dienen op een totaal nieuwe wijze worden doordacht. Het EOS programma ondersteunt
R&D gericht op dergelijke innovaties.
Aansluitend op de Innovatieagenda Energie kent het EOS programma twee hoofdsporen:
procestechnologie/procesintensificatie en warmte. Daarnaast dienen systeemstudies
voor een integrale inbedding en de benodigde ketenvisie.
Deze hoofdsporen zijn uitgewerkt in vijf speerpunten, welke op de volgende pagina’s
zijn uitgewerkt.
Innovaties op het gebied van procestechnologie/procesintensificatie bieden een goed
besparingspotentieel. Zo vormt membraanscheiding een mogelijk alternatief voor energie-intensieve
scheidingsprocessen. Ook bieden deze innovaties de mogelijkheid voor kennisintensief
ondernemersschap.
Een belangrijk deel van het energieverbruik wordt gevormd door de warmtevraag in de
industrie: 581 PJ. Een betere benutting van restwarmte, de inzet van duurzame warmte
en het verminderen van de warmtevraag zullen in belangrijke mate bijdragen aan efficiencyverbetering.
Naast de afzonderlijke processen is het noodzakelijk om energie-, grondstof- en warmtevraagstukken
ook in het kader van de gehele productieketen te beschouwen. Een grondige ketenbenadering
kan belangrijke synergievoordelen bieden. Daarnaast zijn verdere besparingen mogelijk
door over de ketens heen aansluitingen te vinden om een beter gebruik van energie,
warmte en grondstoffen mogelijk te maken. Met het oog hierop biedt het EOS programma
de mogelijkheid tot het uitvoeren van systeemstudies.
Aansluiting MJA Roadmaps
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Vanuit de meerjarenafspraken zullen de komende tijd sectorale roadmaps worden uitgevoerd.
Deze kunnen mede resulteren in onderzoeks- en ontwikkelingsvragen. Bijvoorbeeld op
het gebied van korte termijn onderzoek en ontwikkeling kan bij oplevering van de roadmaps
worden onderzocht of het EOS programma kan bijdragen door projecten die aansluiten
bij deze roadmaps te ondersteunen.
Procesintensificatie
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Op initiatief van het Platform Ketenefficiency is in 2008 een roadmap uitgevoerd
op het gebied van procesintensificatie. Het concept van procesintensificatie beoogt
een paradigmaverandering waarbij processen opnieuw geheel tegen het licht worden gehouden.
Dit kan resulteren in het toepassen van vaak radicaal vernieuwende principes in proces-
en installatieontwerp, bijvoorbeeld door microreactoren, combinatie van reactie en
scheiding, of andere methoden van energie-overdracht.
Onderzoek binnen de speerpunten van Ketenefficiency kan een bijdrage leveren aan de
ontwikkeling van de voor procesintensificatie benodigde technologieën. Zo kunnen membranen
een rol spelen in bijvoorbeeld membraanreactoren. In multifunctionele reactoren worden
meerdere functies gecombineerd in één nieuw reactorconcept. Alternatieven voor warmteoverdracht
worden ook met name genoemd in de roadmap procesintensificatie. Hoewel één van de
speerpunten er met name naar genoemd is, is procesintensificatie dus ook een doorsnijdend
thema binnen dit aandachtsgebied.
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(13) Membraanscheiding
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Aangezien voor de meeste scheidingen en combinaties van reactie en scheiding in de
procesindustrie omstandigheden van hoge druk (> 20 bar) en temperatuur (> 120°C) in
combinatie met (agressieve) organische media aan de orde zijn, vereist dit voor de
inzet van membraantechnologie het gebruik van speciale materialen, welke operationeel
bestendig zijn tegen dergelijke omstandigheden. Vooralsnog lijken anorganische membranen
de beste keuze voor dergelijke toepassingen. Gezien de ontwikkelingen op het gebied
van organische materialen, zijn deze in dit onderzoeksprogramma ook opgenomen. Van
belang is om primair de functionele aspecten van de te ontwikkelen technologie te
beoordelen.
Specifieke toepassingen van membraantechnologie die zich richten op energie-efficiëntere
moleculaire scheiding:
-
•
Nanofiltratie (NF) van organische oplosmiddelen: bijvoorbeeld voor terugwinning van homogene katalysatoren, voor terugwinning van
oplosmiddelen, afscheiding van reactanten;
-
•
Pervaporatie (PV) en damppermeatie (VP): bijvoorbeeld voor ontwatering van organische oplosmiddelen, voor scheiding van azeotropen,
voor verschuiving van evenwichten bij veresteringen, voor optimalisering/verbetering
van destillatieve scheidingen;
-
•
Gasscheidingen: vooral in combinatie met reactoren, voor afvoer of dosering van reactanten, en voor
terugwinning van componenten uit procesgasstromen.
Voor ontwikkeling en implementatie van nieuwe membraantechnologie voor de procesindustrie
zijn naast de scheidingsprestaties vooral ook flexibiliteit, betrouwbaarheid, robuustheid,
veiligheid en onderhoud van belang. Voor implementatie op grote schaal dienen zowel
de technologie als de leverancier hiervan de status van ‘bewezen’ te hebben.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Onderzoek moet gericht zijn op:
-
• basisonderzoek naar nieuwe membraanmaterialen en membranen voor bovengenoemde scheidingen;
onderzoek naar nieuwe dragerstructuren;
-
• ontwikkeling van nieuwe modulen voor specifieke toepassingen eventueel in combinatie
met katalysatoren;
-
• ontwikkeling van opschalings- en fabricagetechnologie van nieuwe membranen/modulen;
-
• ontwikkeling van toepassingsmogelijkheden van specifieke membranen en modulen in de
(chemische) procesindustrie en voedingsmiddelenindustrie waarbij via systeembenadering
de essentiële rol van deze procesoperatie evident wordt.
Doorbraken: Membraantechnologie die toepasbaar is bij hoge druk (> 20 bar), hoge temperatuur
(> 120°C), bestand is tegen agressieve milieus en waarbij de standtijd van de membranen
voldoet aan de geldende industriële criteria.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Ontwikkelen van processen gebaseerd op nieuwe membraanmaterialen en membraanmodules.
-
• Inpassing van membraanscheiding in bestaande processen.
-
• Ontwikkeling van productiemethoden voor membranen.
-
• Uitvoeren van industriële pilots bij eindgebruikers.
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(14) Procesintensificatie
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Procesintensificatie (PI): het toepassen van vaak radicaal vernieuwende principes
in proces- en installatieontwerp.
Procesintensificatie omvat een aantal vaak radicaal vernieuwende principes (paradigma
shift) in proces- en apparaatontwerp. Daarmee komen aanmerkelijke verbeteringen binnen
bereik in (energie-) efficiency van de processen en van productketens, lagere investeringen
en operationele kosten, verbetering van productkwaliteit en veiligheid, vermindering
van milieubelasting etc.
Invoering van technologie op basis van PI betekent een energiebesparing van 5 à 10
PJ op een termijn van ca. 10 jaar, maar 100 PJ op lange termijn. Voor het energiegebruik
in de industrie betekent dit 20% reductie.
Van procesintensificatie wordt bijvoorbeeld gesproken wanneer meerdere functies in een reactor worden gecombineerd
dan wel de primaire functies worden geïntensiveerd. Gedacht kan worden aan de volgende
verdere concretisering:
-
– toepassing van membranen in combinatie met chemische omzettingen waarbij producten
selectief worden afgescheiden en/of reactanten selectief, of op gecontroleerde wijze
aan het reactiemengsel worden toegevoerd;
-
– toepassing van gestructureerde reactoren waarbij een effectiever contact tussen de
fasen (gas-vloeistof, gas-vast en gas-vloeistof-katalysator) bewerkstelligd kan worden;
-
– toepassing van dynamisch of cyclisch geopereerde reactoren waardoor compressie, expansie
en warmte-uitwisseling geïntegreerd kan worden en/of operatie bij optimale katalysatorcondities
gerealiseerd kan worden.
Doorbraken: Het ontwikkelen en opschalen van nieuwe reactorconcepten.
Vloeistofscheiding door middel van destillatie is de grootste energieverbruiker in
de Nederlandse industrie. Gedacht kan worden aan warmteintegratie, extractieve destillatie
met designer solvents of high-gravity destillatie. Onderwerpen als reactieve destillatie
en destillatie-membraan hybride scheiding passen binnen de trend naar geïntegreerde,
meer compacte en hybride systemen. Onderzoek naar energie-efficiëntie te behalen door
middel van vloeistofscheiding via geavanceerde destillatie is in dit speerpunt opgenomen.
Doorbraken: Het ontwikkelen en opschalen van geavanceerde destillatieconcepten.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Onderzoek moet gericht zijn op:
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(15) Warmtehuishouding in de industrie
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Onderzoek gericht op technologieën die bijdragen aan een duurzame warmtehuishouding
door efficiënt gebruik van restwarmte en inzet van duurzame warmte. Gedacht kan worden
aan:
-
– nieuwe opslag- en transportsystemen;
-
– opwaardering van warmte tot boven de pinchtemperatuur van de afnemer of omzetting
in andere vormen van energiedragers;
-
– hoge temperatuur opslag (60-150 °C);
-
– grote opslagcapaciteiten/dichtheid;
-
– kostenverlaging;
-
– ontwikkeling van nieuwe koudetechnische concepten.
Doorbraken:
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Onderzoek naar nieuwe doorbraaktechnologieën op het gebied van hergebruik en duurzame
warmte.
-
• Uitvoeren van integrale studies naar warmteketens, inclusief niet-technologische belemmeringen.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(16) Thermische behandelingsprocessen
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Onderzoek en ontwikkeling naar nieuwe thermische behandelingsprocessen en alternatieven
voor thermische behandeling. Onder thermische behandeling wordt een veelheid aan processen
verstaan waarbij warmte wordt toegevoegd om bepaalde scheidingen, fysische, eventueel
biologische en/of chemische veranderingen aan producten teweeg te brengen. Het betreft
processen waarbij de warmte vaak door middel van aardgas wordt opgewekt en ingebracht.
Soms worden andere warmtebronnen, brandstoffen of elektriciteit ingezet. Het energieverbruik
in de Nederlandse industrie is aanzienlijk op deze gebieden. Binnen de thermische
processen zijn als voorbeelden de volgende functies te benoemen: drogen, blancheren,
steriliseren, smelten etc. Deze functies zijn ook nu gemeengoed in de industrie.
Nieuwe technologieën kunnen gericht zijn op alternatieve wijzen van energieoverdracht
of het uitvoeren van processen bij lagere temperatuur. Het uitvoeren bij lagere temperatuur
maakt een effectievere inzet van restwarmte of duurzame warmte mogelijk.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Het onderzoek moet gericht zijn op technologieën die substantiële, sprongsgewijze
energiebesparing realiseren. Hierbij valt te denken aan technieken als (niet limitatief):
-
• gerichte verhitting;
-
• pulserende verhitting;
-
• sono-luminescentie;
-
• toepassing van hoge drukken;
-
• pulserende elektrische velden;
-
• hoge intensiteit verlichting;
-
• microgolven.
Doorbraken: De ontwikkeling van nieuwe concepten voor thermische behandelingsprocessen die een
factor 2 tot 3 efficiënter zijn.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(17) Systeembenadering in de industrie
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
In het algemeen kan de systeembenadering informatie aanreiken over de potentiële mogelijkheden
van nieuwe technologie, bijvoorbeeld in termen van mogelijke energiebesparing, rendementen
etc. Behalve potentiëlen wordt doorgaans ook andere informatie gegenereerd, zoals
verwachte kosten, fase van ontwikkeling, maatschappelijke effecten, technologische
barrières en andere factoren die relevant zijn voor de slaagkans van een nieuwe technologie.
Bovendien geeft zij inzicht in de status van de ontwikkelingen wereldwijd, de concurrentiepositie
van de Nederlandse kennis op het betreffende gebied en het potentiële draagvlak voor
verder onderzoek en ontwikkeling. Dit kan ook belangrijk zijn voor het in de toekomst
beoordelen en eventueel herwaarderen van de speerpunten en importthema’s van het lange
termijn energieonderzoeksprogramma.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Doelstelling: Ontwikkelingen toepassing van kennis met betrekking tot systeemstudies en technologieverkenningen
ten behoeve van selectie en beoordeling van kansrijke onderzoeksgebieden gericht op
substantiële energie- en emissiereductie in de industrie.
Het lange termijn onderzoek (procesherontwerp) dient gericht te zijn op:
-
• Uitwerking van de ketenbenadering voor processen en procesketens en kwantificering
van het besparingspotentieel;
-
• Uitwerking in concrete programmarichtingen en realisatietrajecten (roadmaps) voor
de lange termijn met tijdpaden en indicatie van de omvang tot en met implementatie.
Aspecten als nationale en internationale inbedding/partners, early-market introduction
etc. moeten worden meegenomen;
-
• Gebruik van de systeembenadering voor het herontwerp van processen.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Onderzoeksonderwerpen Gebouwde Omgeving
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Integrale systemen en concepten voor nieuw te bouwen of te renoveren gebouwen, wijken
of bedrijventerreinen
-
• Innovatieve systemen en componenten
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Integrale systemen en concepten voor nieuw te bouwen of te renoveren gebouwen, wijken
of bedrijventerreinen
-
• Innovatieve systemen en componenten
Naam speerpunt:
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(18) Integrale systemen en concepten voor nieuw te bouwen of te renoveren gebouwen,
wijken of bedrijventerreinen.
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Definitie van ‘concept voor een gebouw, wijk of bedrijventerrein’
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Het geheel van bouwkundige en installatietechnische onderwerpen, die in combinatie
met andere, niet gebouwgerelateerde invloedsfactoren, het energiegebruik beïnvloeden.
Definitie van energieneutraal
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Een project is energieneutraal als er op jaarbasis geen netto import van fossiele
of nucleaire brandstof van buiten de systeemgrens nodig is om het gebouw op te richten,
te gebruiken en af te breken. Dit betekent dat het energiegebruik binnen de projectgrens
gelijk is aan de hoeveelheid duurzame energie die binnen de projectgrens wordt opgewekt
of die op basis van externe maatregelen aan het project mag worden toegerekend.
Doelstelling: ontwikkeling van integrale concepten die een energiereductie bewerkstelligen die
steeds verder gaan richting energieneutraal en zelfs naar energieleverend.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Studies die verdergaande energiebesparing en/of duurzame opwekking trachten te bereiken
door middel van:
-
• een integrale benadering van technieken (technische, economische, financiële en/of
sociale aspecten) om zo te komen tot concepten van gebouwen, wijken of bedrijventerreinen
die richting energieneutraal gaan of zelfs naar energieleverend.
Onder integraal wordt verstaan de integratie van technieken (bouwkundig, installatietechnisch,
planologisch) en/of sociale aspecten (gedrag, acceptatie, gebruikergebonden energie-aandeel,
bestuurlijk, financieel). Het onderzoek kan zich zowel op nieuwbouw als op de bestaande
bouw richten. Hierbij kan ook het stedelijke, regionale etc. schaalniveau in ogenschouw
worden genomen. Enkele voorbeelden hiervan zijn:
-
– integratie van wonen en werken (mobiliteit) en de impact op leef- en woonconcepten
die uiteindelijk moeten bijdragen aan een efficiënter energiegebruik;
-
– energiegerelateerde aspecten, gecombineerd met aandacht voor comfort, gezondheid,
binnenluchtkwaliteit, integrale milieuprestaties, bouwproces, esthetiek, gedrag en
kosten;
-
– potentieelstudies naar of scenariostudies van combinaties van bouwkundige en installatietechnische
maatregelen op het gebied van vraagreductie, opwekking van duurzame energie en inzet
van schoon fossiele brandstoffen en het efficiënte gebruik ervan;
-
– ontwikkeling van technieken, processen en/of materialen die substantieel bijdragen
om de C2C kringloop in de gebouwde omgeving te sluiten.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• ontwikkelen van hulpmiddelen om bij besluitvorming inzicht te krijgen in consequenties
op de langere termijn van de innovatieve, energiebesparende maatregelen (consequenties
zowel t.a.v. energieverbruiken als investerings- en onderhoudskosten);
-
• haalbaarheidsstudies naar het optimale, integrale energieconcept richting energieneutraal
of zelfs richting energieleverend voor een concreet gebouw, wijk of bedrijventerrein.
Naam speerpunt:
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(19) Innovatieve systemen en componenten
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Doelstelling: onderzoek en ontwikkeling van systemen en componenten en de inpassing daarvan in
de gebouwde omgeving, die nodig zijn om op de lange termijn duurzame en/of hoogefficiënte
opwekking van energie op lokaal niveau op grote schaal te kunnen toepassen.
Onder systemen wordt verstaan een combinatie van technieken om een bepaalde functie
uit te oefenen (ventilatie, koeling, verwarming, verlichting, isolatie) of een compleet
bouwconcept voor een woning/gebouw dat qua energiegedrag richting energieneutraal
gaat of naar energieleverend (exergie/passief huis, wel of niet collectief/grootschalige
aanpak).
Bij de innovatieve componenten gaat het om technieken die nog zo ver van de markt
afstaan, dat er nog geen industrie in geïnteresseerd is om dit onderwerp op te pakken.
Te denken valt aan vormen van energieopslag etc.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• onderzoek en ontwikkeling van innovatieve apparaten of technieken op gebouw- en/of
wijkniveau;
-
• ontwikkeling van rekentools om hulpmiddelen te ontwikkelen om bij besluitvorming inzicht
te krijgen in consequenties van de innovatieve, energiebesparende maatregelen inclusief
verbruiksmonitoringsaspecten. Het kan dan gaan over consequenties zowel ten aanzien
van energieverbruiken als investerings- en onderhoudskosten.
Onderzoeksonderwerpen Duurzame Mobiliteit
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Vanuit de Innovatie Agenda Energie wordt in 2009 initiatief genomen tot het opzetten
van meerdere proeftuinen voor duurzame mobiliteit. In afwachting van deze proeftuinen
en eventueel daaruit voortkomende onderzoeksvragen zijn geen onderwerpen voor korte
termijn onderzoek en ontwikkeling benoemd.
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(20) Elektrisch rijden en rijden op waterstof, biogas en hogere blends biobrandstoffen
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Voor EOS zijn de volgende items relevant:
-
(1) Hybride en elektrisch rijden (in de stad): kansen en belemmeringen van netkoppeling
van elektrische auto’s;
-
(2) Rijden op waterstof: brandstofcellen, productie en opslag van waterstof;
-
(3) Rijden op biogas en hogere blends biobrandstoffen: thema bioraffinage voor de productie
van biobrandstoffen.
Uitgaande van drie routes in duurzamer rijden – elektrisch, met waterstof en met biogas
en biobrandstoffen – wordt de volgende indeling van het thema gemaakt:
-
– het voertuig (auto, aandrijving, accu/batterij)
-
– infrastructuur en beschikbaarheid van brandstoffen: de netkoppeling (laadpunt, snelladers,
daar waar de auto fysiek wordt gekoppeld aan het (intelligente) elektriciteitsnet),
een waterstof- en gasinfrastructuur en beschikbaarheid van elektriciteit (mix van
opwekkers/bronnen), waterstof, biogas en hogere blends biobrandstoffen
-
– niet-technologische items, zoals regelgeving en gedrag.
EOS biedt geen ondersteuning aan onderzoek naar het voertuig, dat wil zeggen de auto of het voertuig zelf, de aandrijving of – in het bijzonder
– aan verbetering van accu’s en batterijen t.b.v. elektrisch rijden. Uitzondering
hierop betreft het onderzoek naar brandstofcellen en integratie van brandstofcelsystemen
in mobiele (hybride) systemen. Onder het speerpunt ‘Transport en distributie van energie
(transitie en exploitatie van de energie-infrastructuur)’ behoort wel onderzoek naar
inpassing van opslagsystemen en systeemonderzoek waarin opslag van elektriciteit onderdeel
is.
In andere speerpunten van het EOS-onderzoeksprogramma wordt ondersteuning verleend
aan onderzoek op het gebied van elektrische-, waterstof- en gasinfrastructuur en aan
de productie (beschikbaarheid) van elektriciteit en andere brandstoffen (waterstof,
biogas en biobrandstoffen). Hieronder staan onderzoeks- en ontwikkelingsvragen voor
lange termijn onderzoek genoemd, met waar mogelijk verwijzing naar de speerpunten
uit andere thema’s van het EOS-programma.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
De volgende technologiegerichte lange termijn onderzoeksonderwerpen zijn gedefinieerd:
-
• Brandstofcelsystemen in automotive: dit onderzoeksonderwerp wordt gezien als integraal
onderdeel van het speerpunt ‘Brandstofcel’.
-
• Infrastructuur voor elektrisch rijden: onderzoek naar de kansen, belemmeringen en
gevolgen van grotere hoeveelheden elektrische auto’s op het toekomstige, intelligente
elektriciteitsnet. Dit onderzoeksonderwerp wordt gezien als integraal onderdeel van
het speerpunt ‘Transport en distributie van energie’.
-
• Infrastructuur voor rijden op waterstof: bijvoorbeeld onderzoek naar nieuwe materialen
voor goedkope waterstofinfrastructuur en (de)compressiesystemen, systeemstudies naar
de mogelijke toekomstscenario’s van waterstofinfrastructuur en opslag. Dit onderzoeksonderwerp
wordt gezien als integraal onderdeel van het speerpunt ‘Waterstofinfrastructuur: netwerken
en opslag’.
-
• Beschikbaarheid van biogas en biobrandstoffen: dit onderzoeksonderwerp wordt gezien
als integraal onderdeel van de speerpunten ‘Bioraffinage’ en ‘Vergassing, gasreiniging,
-conditionering en syngasproductie en -toepassing’.
-
• Beschikbaarheid van waterstof: dit onderzoeksonderwerp wordt gezien als integraal
onderdeel van het speerpunt ‘Waterstofproductie en geavanceerde conversie’.
Binnen het EOS-lange termijn onderzoek is er mogelijkheid tot uitvoeren van niet-technologisch
(gamma) onderzoek, mits in directe relatie tot een duurzame technologie. Voorbeelden
van niet-technologische lange termijn onderzoeksonderwerpen zijn:
-
– Onderzoek naar onder andere regelgeving, standaardisatie, veiligheid, maatschappelijke
acceptatie, accijnzen, gedrag rondom de technologische uitdaging van (netkoppeling
van) elektrische mobiliteit. Deze onderzoeksonderwerpen worden gezien als integraal
niet-technologisch onderdeel van het speerpunt ‘Transport en distributie van energie’.
-
– Onderzoek voor toekomstscenario’s: Modal shift, toekomstige transportvraag, (on)mogelijkheden van de uitrol van verschillende duurzame
mobiliteitsopties (in vergelijking tot elkaar, LCA’s) en gevolgen van hun potentiële
schaalgrootte (voor bijvoorbeeld productie van duurzame elektriciteit, waterstof,
biogas of hogere blends biobrandstoffen), welke combinaties van inzet van energiebronnen
en dragers versterken en beïnvloeden de flexibiliteit van het energiesysteem.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Vanuit de Innovatie Agenda Energie wordt in 2009 initiatief genomen tot het opzetten
van meerdere proeftuinen voor duurzame mobiliteit. Deze proeftuinen bieden ruimte
en financiële ondersteuning voor (grootschalige) demonstraties en daarbijhorende monitoring.
In afwachting van deze proeftuinen en eventueel daaruit voorkomende onderzoeksvragen
zijn geen onderwerpen voor korte termijn onderzoek en ontwikkeling benoemd.
Onderzoeksonderwerpen Carbon Capture and Storage (CCS)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• CO2-scheiding, transport en veilige opslag ondergronds
-
• CO2-afvang
-
• Geavanceerde kolenconversie met CO2-afscheiding
-
• Aardgasconversie, gasturbinetechnologie
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• CO2-scheiding, transport en veilige opslag ondergronds
-
• CO2-afvang
-
• Geavanceerde kolenconversie met CO2-afscheiding
-
• Aardgasconversie, gasturbinetechnologie
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(21) CO2-scheiding, transport en veilige opslag ondergronds
Definitie(s):
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Het proces van het opslaan van CO2 en de toestand van opgeslagen CO2 in voor Nederland relevante opslagreservoirs, op een manier die veilig, te monitoren
en te verifiëren is. Relevante opslagreservoirs betreffen (bijna lege) aardgasvelden,
(bijna lege) olievelden, aquifers, koolbedden en overig poreus gesteente. Onderzoeksterreinen
betreffen integriteit (van put, reservoir), injecteerbaarheid en opslagcapaciteit,
CO2-migratie (korte en lange tijdsschalen, site-specifiek en algemeen) en gas-fluidum-gesteente
interactie.
Transport wordt hiernavolgend niet specifiek genoemd. Transport is geen onderwerp
waar diepgaand onderzoek voor benodigd is, niet voor de lange termijn en niet voor
de korte termijn. Wel worden de specifieke onderwerpen onderscheiden, zoals de invloed
van verontreinigingen in CO2-stromen en daarmee gepaard gaand mogelijk afwijkend fasegedrag en compressie- en
expansievraagstukken, maar de ervaring met het transporteren van CO2 is al zeer groot en al op grote schaal toegepast (pijpleidingen, scheepvaart, trucks).
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
-
• Monitorings- en simulatietechnieken voor het garanderen van de veiligheid van ondergrondse
CO2-opslag door focus op integriteit van putten, reservoirs en cap rock bij opslagreservoirs.
Deze opslagreservoirs betreffen: aquifers, koolbedden en overig poreus gesteente;
-
• Lange termijn monitorinfrastructuur voor Nederland (permanente geofysische en geochemische
monitoring in ondergrond en aan oppervlakte), per gebied en niet per site;
-
• Meer dan 50 % kostenreductie (ten opzichte van eerste toepassing in Nederland) m.b.t.
zaken als monitorings-, simulatie- en risico-evaluatie technieken;
-
• Integriteit nieuwe boorgat/casing-monitoringstechnieken in aquifers, koollagen en
overige poreuze gesteenten die dienen als opslagreservoirs voor operationele en post
abandonnering fasen;
-
• Nieuwe ondergrondse afvangst- en energieconversie prototypes.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
De korte termijn onderzoeksvragen worden grotendeels binnen het CATO-2 programma geadresseerd.
Het doel van CATO-2 is om rond 2015 één of meer grootschalige demonstraties van geïntegreerde
CCS-projecten te realiseren. Daarvoor zijn binnen CATO-2 vier regio’s aangewezen waarbinnen
deze demonstraties moeten plaatsvinden, te weten Rijnmond, Noord-Nederland, offshore
en Limburg. Het korte termijn onderzoek dat hiervoor nodig is valt in zijn geheel
binnen de kaders van CATO-2. Er wordt onderzoek gedaan naar opslag in (bijna lege)
aardgasvelden (opslag en EGR), aquifers en koollagen.
Onderwerpen voor korte termijn onderzoek en ontwikkeling in EOS zijn:
-
• Onderzoek naar thermodynamische modellen als basis voor reservoir- en putsimulaties.
Onderzoek naar de invloed van verontreinigingen in de CO2-stroom. Onderzoek naar fasegedrag bij onconventionele blowouts, rekeninghoudend met
aanwezige vloeistoffen en water.
-
• Monitorings- en simulatietechnieken voor het garanderen van de veiligheid van ondergrondse
CO2-opslag door focus op integriteit van putten, reservoirs en cap rock bij opslagreservoirs.
Deze opslagreservoirs betreffen: aquifers, koolbedden, overig poreus gesteente, (bijna
lege) aardgasvelden ook voor EGR, (bijna lege) olievelden ook voor EOR;
-
• Monitoring, simulatie-, risico- en aansprakelijkheidsvraagstukken, CO2-migratieproces voorspellingen;
-
• Nieuwe en goedkope materialen voor injectieputten;
-
• Integriteit nieuwe boorgat/casing-monitoringstechnieken in aquifers, koollagen, (bijna
lege) aardgasvelden (ook voor EGR), (bijna lege) olievelden (ook voor EOR) die dienen
als opslagreservoirs voor operationele en post abandonnering fasen.
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(22) CO2-afvang
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Fysische, chemische en/of gecombineerde methoden voor het scheiden van CO2 (en andere verontreinigingen) uit rookgassen, waaronder tevens wordt verstaan de
benodigde procestechnologische apparaten, processen en procesintegratie, geschikt
voor retrofitten van bestaande centrales en installaties en voor green fields.
CO2-afscheidingstechnologie heeft raakvlakken met het speerpunten ‘Geavanceerde kolenconversie
met CO2-afscheiding’. De integratie van CO2-afscheidingstechnologie met energieconversieprocessen maakt een zorgvuldige afstemming
noodzakelijk. Ook de eisen die vanuit opslag en hergebruik van CO2 gesteld worden aan het CO2-productieproces zijn van belang. Onderzoek naar energieconversieprocessen valt niet
onder dit speerpunt, de integratie van afvangsttechnologie met energieconversie valt
wel onder dit speerpunt.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Onderzoek kan plaatsvinden naar de drie ontkolingsroutes. Voor alle geldt de doelstelling
van het reduceren van de kosten voor afvang met 50% in 2050 t.o.v. 2009, waarbij gestreefd
wordt om de ‘energy penalty’ niet hoger te laten zijn dan 5%. Per ontkolingsroute
is de onderzoeksfocus weergegeven.
-
• Afvangst van CO2 uit rookgassen (post-combustion);
-
• Afvangst van CO2 uit stookgassen (pre-combustion);
-
– tweede generatie technologieën
-
– integratie van afscheiding met energieconversieprocessen, zoals gasturbinetechnologie
(waterstofrijke mengsels) en kolenvergassing met biomassa-bijstook (IGCC)
-
• Stikstofloze conversie (denitrogenation of oxy-fuel);
-
– zuurstofproductie m.b.v. diverse technologieën (membranen, adsorbents)
-
– chemical looping combustion
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Onderzoek en ontwikkeling kan plaatsvinden naar de drie ontkolingsroutes. Voor alle
geldt de doelstelling van het reduceren van de kosten voor afvang met 30% in 2030
t.o.v. 2009, waarbij gestreefd wordt om de ‘energy penalty’ niet hoger te laten zijn
dan 5%. Per ontkolingsroute is de onderzoeksfocus weergegeven.
-
• Afvangst van CO2 uit rookgassen (post-combustion);
-
• Afvangst van CO2 uit stookgassen (pre-combustion);
-
– tweede generatie technologieën (gebaseerd op o.m. membranen, adsorbents, katalysatoren)
-
– integratie van afscheiding met energieconversieprocessen, zoals gasturbinetechnologie
(waterstofrijke mengsels) en kolenvergassing met biomassa-bijstook (IGCC)
-
• Stikstofloze conversie (denitrogenation of oxy-fuel);
-
– zuurstofproductie m.b.v. diverse technologieën (membranen, adsorbents)
-
– verbetering eerste generatie technologie, shift katalysatoren, solvents, cryogene
zuurstofproductie
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(23) Geavanceerde kolenconversie met CO2-afscheiding
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Dit speerpunt is een verbijzondering, richting elektriciteitsproductie via geavanceerde
kolenconversie, van het speerpunt ‘CO2-scheiding, transport en veilige opslag ondergronds’.
Het proces van het opslaan van CO2 en de toestand van opgeslagen CO2 in voor Nederland relevante opslagreservoirs, op een manier die veilig, te monitoren
en te verifiëren is. Relevante opslagreservoirs betreffen (bijna lege) aardgasvelden,
(bijna lege) olievelden, aquifers, koolbedden en overig poreus gesteente. Onderzoeksterreinen
betreffen integriteit (van put, reservoir), injecteerbaarheid en opslagcapaciteit,
CO2-migratie (korte en lange tijdsschalen, site-specifiek en algemeen) en gas-fluidum-gesteente
interactie.
Transport wordt hiernavolgend niet specifiek genoemd. Transport is geen onderwerp
waar diepgaand onderzoek voor benodigd is, niet voor de lange termijn en niet voor
de korte termijn. Wel worden de specifieke onderwerpen onderscheiden, zoals de invloed
van verontreinigingen in CO2-stromen en daarmee gepaard gaand mogelijk afwijkend fasegedrag en compressie- en
expansievraagstukken, maar de ervaring met het transporteren van CO2 is al zeer groot en al op grote schaal toegepast (pijpleidingen, scheepvaart, trucks).
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Er worden hier alleen de onderzoeksgebieden genoemd die nog niet onder het speerpunt
‘CO2-scheiding, transport en veilige opslag ondergronds’ zijn genoemd.
Precombustion kolenvergassing
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Betrouwbare en goedkopere kolenvergassing met CO2-afscheiding. Doorbraakitem is:
Precombustion zuurstof-kolenverbranding (Oxyfuel combustion)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Betrouwbare en goedkopere (zuurstof-)kolenverbranding met CO2-afscheiding. Kritieke doorbraakitems zijn:
-
• Optimalisatie (met name op warmteoverdracht) van de USC-eenheid voor zuurstofverbranding
van kolen/biomassa;
-
• Vervuiling, verslakking;
-
• Vaststellen van de NOx-vorming en eventuele vermindering;
-
• Conditionering van de afgevangen CO2.
Als parallel lopende tussenfase voor betrouwbare en goedkopere kolenverbranding met
CO2-afscheiding, kan de hoogrendementseenheid met ultra super critical stoomcondities
worden gezien (USC). Lange termijnonderzoekstema’s zijn hiervoor:
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Er wordt binnen CATO-2 onderzoek gedaan naar kolenvergassing. Voor korte termijn onderzoek
en ontwikkeling gelden de volgende onderwerpen:
Precombustion zuurstof-kolenverbranding (Oxyfuel combustion)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Betrouwbare en goedkopere (zuurstof-)kolenverbranding met CO2-afscheiding. Kritieke doorbraakitems zijn:
-
• Optimalisatie (met name op warmteoverdracht) van de USC-eenheid voor zuurstofverbranding
van kolen/biomassa;
-
• Vervuiling, verslakking;
-
• Vaststellen van de NOx-vorming en eventuele vermindering;
-
• Conditionering van de afgevangen CO2.
Als parallel lopende tussenfase voor betrouwbare en goedkopere kolenverbranding met
CO2-afscheiding, kan de hoogrendementseenheid met ultra super critical stoomcondities
worden gezien (USC). Korte termijnonderzoekstema’s zijn hiervoor:
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(24) Aardgasconversie, gasturbinetechnologie
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Het ontwikkelen van gasturbines en hun kritieke onderdelen, die geschikt zijn voor
de verbranding van (waterstof)rijke mengsels en met geïntegreerde CO2-afscheiding.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Lange termijn onderzoeksonderwerpen zijn:
-
• Monitoring van de componenten in het hoge temperatuursgedeelte van geavanceerde gasturbines;
-
• Inzet van waterstofgasrijke verbranding;
-
• Beheersing van materiaaldegradatie in het hoge-temperatuursgedeelte van de geavanceerde
gasturbine; toepassing van keramische materialen
-
• Integrale CO2-afscheiding.
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Korte termijn onderzoeks- en ontwikkelingsonderwerpen zijn:
-
• Monitoring van de componenten in het hoge temperatuursgedeelte van geavanceerde gasturbines;
-
• Inzet van waterstofgasrijke verbranding;
-
• Beheersing van materiaaldegradatie in het hoge-temperatuursgedeelte van de geavanceerde
gasturbine; toepassing van keramische materialen
-
• Integrale CO2-afscheiding.
Onderzoeksonderwerpen Kas als Energiebron
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Er zijn geen onderwerpen voor korte termijn onderzoek en ontwikkeling benoemd.
Naam speerpunt
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
(25) Systeembenadering in de glastuinbouw, inclusief warmtehuishouding
Definitie(s)
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Doelstelling: Het realiseren van een kas die op een kosteneffectieve wijze energieneutraal is
of energie levert.
Tijdspad: in 2020 ontwikkelde technologie marktrijp.
In de glastuinbouw is 90% van het energiegebruik nodig voor het klimatiseren van de
kas (verwarmen, koelen/ontvochtigen, CO2-dosering, verlichten). Om de genoemde doelstellingen te kunnen bereiken is een intensieve
systeembenadering van de processen in de kas en tussen kassen noodzakelijk. Deze moet
de aangrijpingspunten identificeren die resulteren in een minimale energievraag en
maximaal gebruik van duurzame energiebronnen.
Hierbij geldt als essentiële randvoorwaarde dat de nieuw te ontwikkelen technologieën
bijdragen aan de gewenste bedrijfsontwikkelingen, teeltintensivering per m2 en verhoging van teeltopbrengst.
Inmiddels worden stappen op weg naar een energieleverende kas gezet. Om de genoemde
doelstelling te bereiken zijn er echter nog doorbraken nodig omdat:
-
• de geleverde energie uit de kassen nu vaak nog van een te lage kwaliteit is voor levering
aan derden;
-
• nu nog 25% van het natuurlijk licht verloren gaat door transmissieverliezen en
-
• niet al de invallende zonne-energie effectief kan worden gebruikt voor het productieproces
in de kas en de productie van duurzame energie.
Lange termijn onderzoek
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Globaal zal onderzoek gericht moeten zijn op het maximaal invangen van zonne-energie,
opslag ervan, energieoptimale en groeispectrum-specifieke assimilatiebelichting, isolatie,
bouwstrategieën, regelingen en integratie met andere systemen. Hierbij gaat het vooral
om functiecombinaties die op alle factoren van het klimaatsysteem (warmtehuishouding:
verwarmen, CO2-dosering, belichting en koelen/ontvochtigen) worden betrokken.
Doorbraken:
Korte termijn onderzoek en ontwikkeling
[Regeling vervallen per 20-08-2014]
Er zijn geen onderwerpen voor korte termijn onderzoek en ontwikkeling benoemd.