Meerjaren Speurwerkprogramma Voortgangsrapportage 2014 Thema Energie

Energie Princetonlaan 6 3584 CB Utrecht Postbus 80015 3508 TA Utrecht

TNO-rapport TNO 2015 R10247

Meerjaren Speurwerkprogramma 2011-2014 Voortgangsrapportage 2014 Thema Energie

Datum

27 februari 2015

Auteur(s)

Dr. J.H. Brouwer – Energiebronnen in Transitie Prof. Dr. Ir. F.C. van Geer – Subsurface modelling Prof. Dr. G.B. Huitema – Energie Efficiëntie Ir. H.L.J. Keizers – Energie Gebouwde Omgeving Ir. J. de Koning - Algemeen

Autorisatie

Dr. M.J. van Bracht Managing Director Energie

Aantal pagina's Aantal bijlagen

59

Projectnummer

056.02061/01.02

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor opdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan. © 2015 TNO

www.tno.nl T +31 88 866 42 56 F +31 88 866 44 75

TNO-rapport | TNO 2015 R10247

2 / 59


3 / 59

Inhoudsopgave 1

Inleiding .................................................................................................................... 5

2 2.1 2.2 2.3

Vraaggestuurd Programma “Energiebronnen in Transitie” ............................... 7 Inleiding ..................................................................................................................... 7 VP Deelprogramma “Leveringszekerheid Gasproductie” ........................................ 10 VP Deelprogramma “Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2-reductie” ...... 19

3 3.1 3.2 3.3

Vraaggestuurd programma “Subsurface modelling” ........................................ 29 Inleiding ................................................................................................................... 29 Uitvoering in 2014 .................................................................................................... 29 Resultaten ................................................................................................................ 30

4 4.1 4.2 4.3

Vraaggestuurd programma “Duurzame Energie” .............................................. 31 Inleiding ................................................................................................................... 31 Uitvoering in 2014 .................................................................................................... 34 Resultaten ................................................................................................................ 39

5 5.1 5.2 5.3

Vraaggestuurd Programma “Energie GebouwdeOmgeving” ........................... 51 Inleiding ................................................................................................................... 51 Uitvoering in 2014 .................................................................................................... 53 Resultaten ................................................................................................................ 55

6

Ondertekening ....................................................................................................... 59


4 / 59


1

Inleiding De energiesector bevindt zich wereldwijd in een transitiefase van een gecentraliseerde, vooral op fossiele brandstoffen gebaseerd systeem naar een meer duurzame en meer decentrale energiehuishouding. De energievoorziening van de toekomst zal naar verwachting bestaan uit een complex systeem van lokale energiesystemen met duurzame bronnen van energie zoals zonne-energie, windenergie, geothermie. In de komende decennia zal de energievoorziening nog in belangrijke (afnemende) mate afhankelijk zijn van fossiele bronnen. Vooral aardgas zal een belangrijke rol vervullen als transitiebrandstof, vanwege haar flexibele inzetmogelijkheden en relatief lage CO2 emissies. Vanwege het maatschappelijk belang is Energie één van de negen hoofdonderwerpen van het Nederlandse Topsectorenbeleid. Energie is ook één van de onderwerpen waarop TNO impact wil bereiken. De ambitie daarbij is door excellente kennis innovaties te realiseren die bijdragen aan een leveringszekere, duurzame en economisch rendabele energievoorziening In overleg met de topsector Energie heeft TNO een aantal Vraaggestuurde kennisontwikkelingsprogramma’s (VP’s) gedefinieerd die gedeeltelijk met rijksbijdragen worden gefinancierd. Deze programma’s richten zich op het gebied van de fossiele energievoorziening (VP Energiebronnen in Transitie), de lokale duurzame energievoorziening (VP Energie Efficiëntie) en de benutting en besparing van energie in de gebouwde omgeving (VP Energie Gebouwde Omgeving). Bij de uitvoering van deze programma’s werkt het thema samen met partijen uit het bedrijfsleven, de overheid en de universiteiten in zowel nationaal als internationaal verband, door het initiëren van samenwerkingsverbanden en het vormen van consortia De inhoud van de VP’s wordt op hoofdlijnen vierjaarlijks vastgelegd in meerjarenplannen die jaarlijks in overleg met de overheid en de Topsector Energie worden geactualiseerd. Voorliggend rapport doet verslag van de resultaten van de kennisontwikkelingsactiviteiten over het jaar 2014, het laatste jaar van de 1 meerjarenplannen 2011-2014 .

1

Voor het programma 2014 van de VP’s wordt verwezen naar de TNO rapporten: “MeerjarenProgramma 2011-2014, Bijstelling 2014” van het thema Energie (TNO rapport 2013 R11399) en het VP EnerGO (TNO rapport 2013 R11424), oktober 2013.

5 / 59


6 / 59


2

Vraaggestuurd Programma “Energiebronnen in Transitie” Dr. J.H. Brouwer

2.1

Inleiding Op het gebied van energie is TNO actief op het gebied van duurzame energiesystemen, energiebesparing en op het gebied van fossiele energievoorziening. Het Vraaggestuurd Programma “Energiebronnen in Transitie” (VP EIT) richt zich op de fossiele energievoorziening.

2.1.1

Achtergrond Diverse grote scenariostudies van o.a. IEA, Clingendael, ECN, Shell en BP laten consistent zien dat er in de nabije toekomst over de hele wereld grote veranderingen in de energievoorziening zullen optreden. Dit heeft enerzijds te maken met afname van de beschikbaarheid van “low cost oil”, anderzijds met toenemende invloed van onze energiehuishouding op het klimaat. Alle scenario’s gaan uit van een groei van de wereldbevolking en een groei van het mondiale Bruto Nationaal Product (BNP). De energie-intensiteit (het energieverbruik per eenheid BNP) neemt af als gevolg van de toenemende energiezuinigheid van installaties en apparatuur. Hiervoor zijn nog wel technologische doorbraken nodig. De groei van de energievraag in Europa en de VS zal afvlakken, maar in zich ontwikkelende landen en het Midden-Oosten nog aanzienlijk toenemen. Gemiddeld gaan de modellen ten aanzien van wereldenergieverbruik uit van een groei van 1,2% per jaar van 2005-2030 (totaal 22% tot 2030). De “low cost oil” raakt op waardoor duurdere, technologisch en milieutechnisch uitdagender velden moeten worden ontwikkeld (deep sea, unconventionals) om aan de toenemende energievraag te kunnen voldoen. Samen met de klimaatproblematiek vormt dit een sterke stimulans voor het gebruik van alternatieve, hernieuwbare energiebronnen en vergroting van het aandeel gas in de energiemix. Niettemin is er consensus over de prognose dat mondiaal het aandeel van deze hernieuwbare energiebronnen in de energiemix in de komende decennia beperkt zal blijven. Fossiele energie levert de komende decennia het grootste aandeel in de energiemix. Gas levert binnen de fossiele energie een belangrijke, relatief schone, transitiebrandstof.

2.1.2

Opbouw en doel van het programma Binnen het vraaggestuurd programma “Energiebronnen in Transitie” (VP EIT) worden oplossingsrichtingen en nieuwe technologieën ontwikkeld om de transitie naar een energievoorziening uit hernieuwbare energiebronnen en gas als transitiebrandstof op een zo duurzaam en efficiënt mogelijke manier vorm te geven. Anders gezegd: Hoe kan ook in de toekomst aan de groeiende energievraag worden voldaan en op welke manieren kan, tijdens de transitieperiode naar 100% hernieuwbare energiebronnen, de huidige energievoorziening op meest effectieve wijze en zo mogelijk milieuvriendelijke manier worden gewonnen en geconsumeerd.

7 / 59


Het VP EIT richt zich op twee deelprogramma’s: I. Leveringszekerheid Gasproductie ( ondergebracht in het innovatiecontract “Upstream Gas” onder de hoofdlijnen “Upstream Gas” en “Small Scale LNG”). Het optimaal uitputten van met name gasvelden als belangrijk element in het streven de nationale gasproductie de komende decennia op peil te houden (zgn. 30-30 doelstelling: stabiele productie van 30 bcm uit de kleine velden tot 2030). Door dit te realiseren kan Nederland:  Zo lang mogelijk zelfsturend blijven qua gasvoorziening; Nederland heeft 2 3 de ambitie om de Gasrotonde van NW Europa te worden . De overheid heeft een rol als grote belanghebbende van inkomsten uit gas en als direct verantwoordelijke voor de ‘security of supply’. Nederland is bij uitstek in de positie is om deze rol te spelen vanwege een aantal concurrentievoordelen, waaronder de aanwezigheid van een gastransportnetwerk van hoge kwaliteit, de ligging aan zee die gunstig is voor het aanleveren van LNG, de goede mogelijkheden om ondergrondse gasopslag te ontwikkelen en de aanwezigheid van kennis en ervaring bij Gasunie, GasTerra, EBN, NAM, NOGEPA, Energy Delta Instituut, KEMA, ECN, TNO en Clingendael.  Een unieke kennispositie opbouwen voor de operators van Nederlandse gasvelden, aangezien Nederland als (een van de) eerste landen te maken heeft met gasvelden aan het eind van hun levenscyclus met de daarbij behorende fenomenen. Deze operators verkrijgen unieke kennis over hoe typische ‘end-of-field-life’ productieproblemen tegen te gaan en het maximale rendement uit een veld dat aan het eind van de levensduur produceert te kunnen halen. Deze kennis kan vervolgens internationaal geëxporteerd worden.  Voldoende (belasting-)inkomsten genereren uit nationale fossiele reserves om: o De energietransitie naar hernieuwbare energie financieel te ondersteunen; o Pilots m.b.t. nieuwe CO2 opslag- en gebruikinitiatieven te ondersteunen (waaronder Enhanced Gas Recovery, d.w.z. meer gas produceren door injectie (en gelijktijdige opslag) van CO2) en de afgesproken emissiedoelstellingen te halen. II. Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2 reductie (voor wat betreft CCS ondergebracht in het innovatiecontract “Upstream Gas” onder de hoofdlijn “CCUS”). Het realiseren van CO2-reductie door (grootschalige) toepassingen van CO2 opslag en geothermie. Geothermie betreft de exploratie en benutting van het ondergronds geothermisch potentieel en uitbreiding van het publieke kennisinstrumentarium, en de opwekking van elektriciteit (ultra-diepe geothermie) uit aardwarmte. De potentiele bijdrage van geothermie is ca. 5% van het duurzame energiepotentieel in 2020 en kan oplopen naar 10-15 % in 2050. CO2-emissiereductie betreft de afvang van CO2 uit rookgassen en het gebruik van de diepe ondergrond voor opslag, inclusief de evaluatie en monitoring van de gevolgen daarvan (Carbon Capture and Storage ofwel 2 3

De brief “Visie op de gasmarkt” van maart 2006, Tweede Kamerstuk 29023-22 Energierapport 2008, Tweede Kamerstuk 31510-1

8 / 59


CCS). Volgens het Kyoto protocol dient Nederland (en Europa) tussen 2008 en 2012 de uitstoot van CO2 met 8 % te verminderen. De Nederlandse regering gaat uit van een CO2 emissiereductie van 20 % (t.o.v. 1990) in 2020. CCS kan na 2020 in Nederland naar schatting 15-20 Mton/jaar CO2 aan reductie bijdragen en is als mitigerende maatregel noodzakelijk om de nationale doelstellingen te halen (naast besparing, kernenergie en hernieuwbare energie). Het VP Energiesystemen in Transitie is uitgevoerd in de vorm van een 22-tal deelprojecten. 15 hiervan vallen onder het deelprogramma “Leveringszekerheid Gasproductie”, drie onder het thema “Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2-reductie”. Vier projecten vallen onder beide deelprogramma’s. Gedurende de uitvoering zijn deze projecten tussentijds beoordeeld in juni en oktober 2014. De behaalde resultaten in 2014 van de twee deelprogramma’s worden gepresenteerd in de hoofdstukken 2 (Leveringszekerheid Gasproductie) en 3 (Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2 reductie). 2.1.3

Relatie met de Topsector Energie Het VP EIT levert een substantiële bijdrage aan de realisatie van het innovatiecontract Gas binnen de topsector Energie. De kennisontwikkelingsactiviteiten van het deelprogramma “Leveringszekerheid Gasproductie” vallen volledig onder de hoofdlijn Upstream Gas van het innovatiecontract. Alle activiteiten binnen het deelprogramma “Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2 reductie” met uitzondering van Geothermie vallen sinds 2013 als hoofdlijn CCUS ook onder de TKI-Gas. De activiteiten met betrekking tot Geothermie worden in direct overleg met het ministerie van Economische Zaken vastgesteld.

2.1.4

Samenwerking Bij de uitvoering van het VP EIT betrekt TNO diverse partijen waaronder operators, contractors, leveranciers, vervoerders, downstream industriële partners en de energieopwekkingsindustrie. Ook de overheid (nationaal en EU) behoort tot de belangrijkste TNO partners. 





De overheid en de EU financieren gezamenlijke onderzoeksprogramma’s in TNO’s portfolio. Samen met de industrie ondersteunen zij gecombineerde financieringsprogramma’s zoals TKI Gas (Upstream, CCUS en LNG). De operators onder de huidige klanten van TNO investeren in conventionele velden , alsmede de winning van onconventionele reserves (b.v. zware olie, schaliegas). Klanten van TNO maken gebruik van onze kennis ten aanzien van b.v. slimme en innovatieve exploratie- en productiemethodes en HSE instrumenten. Dienstverlenende bedrijven investeren in monitoring- en slimme productietechnieken. De leveranciers onder de klanten van TNO zijn voornamelijk betrokken bij onze activiteiten ten aanzien van de veiligheid en betrouwbaarheid (b.v. met betrekking tot compressoren, etc.) en de ontwikkeling van innovatieve industriële processen (b.v. technologie ontwikkeling voor CO2 afvang).

9 / 59


TNO heeft sterke samenwerkingsverbanden opgebouwd met internationale onderzoeksinstituten en universiteiten voor de uitvoering van haar R&D-activiteiten. Onder deze instituten bevinden zich Sintef, IRIS en NTNU in Noorwegen, de Universiteit van Berkely, Texas A&M, MIT en de Stanford Universiteit in de Verenigde Staten, CSIRO in Australië, GFZ Potsdam in Duitsland, IFPen in Frankrijk en de Universiteit van Turijn in Italië. Partners werken vaak langdurig samen met TNO op technologiegebieden waarin gedurende vele jaren expertise is opgebouwd .TNO vult haar unieke technologiepositie aan met de beschikbaarheid van geavanceerde testmogelijkheden zoals bijvoorbeeld op het gebied van blootstelling aan H2S, cryogenic loading, pressure burst testing, en thermisch mechanische belasting. TNO’s sterke kennispositie komt tot uiting in de succesvolle participatie in talrijke EC-programma’s, waaronder b.v. CO2GeoNet, EC SITECHAR, OCTAVIUS, ECCSEL, CGS-Europe, ECO2 en IMAGE. In een aantal van deze programma’s treedt TNO op als programma coördinator. TNO werkt intensief samen met andere TO2 instituten zoals ECN (bijvoorbeeld op het gebied van CCS in CATO2) en Deltares (gezien de gezamenlijke historie vindt hier op veel vlakken samenwerking plaats o.a. ten aanzien van monitoring- en modelleer technieken). 2.2

VP Deelprogramma “Leveringszekerheid Gasproductie”

2.2.1

Historie, aansluiting topsector Energie Onder de topsector Energie is in 2011 het TKI Gas opgericht. Het TKI Gas bestaat uit zes samenhangende hoofdlijnen:      

Systeemfunctie van Gas; Upstream Gas; Groen Gas; Small Scale LNG; Gasvoorziening: Acceptatie in de Samenleving (G-A-S); CCUS.

De eerste vier hoofdlijnen houden zich direct bezig met de uitdagingen samenhangend met de gastransitie en hebben een belangrijke technologische component. In het doorsnijdende thema “Gasvoorziening: Acceptatie in de Samenleving (G-A-S) wordt meer op systeemniveau gewerkt aan het creëren van het maatschappelijk fundament voor de vier overige programma’s. Het VP deelprogramma “Leveringszekerheid gasproductie” is in 2012 ondergebracht in het TKI Gas onder de hoofdlijnen “Upstream Gas” en “Small Scale LNG”. In de hoofdlijn “Upstream Gas” acteren alle 13 olieen gasoperators die actief zijn in Nederland, de toeleverende industrie en kennispartijen. In de hoofdlijn “Small Scale LNG” acteren alle betrokken stakeholders inclusief regelgevende overheid en onderzoeksinstanties omdat een nieuw speelveld betreft.

10 / 59


2.2.2

Hoofdlijnen deelprogramma 2014 De TKI Programmalijn Upstream Gas is georganiseerd op basis van drie types olieen gasvelden en zes thematische categorieën in een programmamatrix (zie Figuur 1).







De drie types olieen gasvelden betreffen: Mature fields, met aandacht voor het verlengen van de levensduur van olieen gasvelden en voor de ontwikkeling van alternatieve gebruiksmogelijkheden van lege velden; New Fields, bedoeld voor de ontwikkeling van verbeterde exploratietechnieken en het vinden van nieuwe gasvoorkomens in weinig onderzochte delen van het Nederlands territoir; Tough Gas & Stranded Fields, gericht op de winning van gas uit onconventionele reservoirs, zoals schaliegas en coal-bed methaan, alsmede op de gaswinning uit stranded fields.

De thematische categorieën zijn:  Exploration and field development;  Production and Reservoir Management;  Infrastructure;  HSE and Reliable Operation;  Hardware (Sensing, Actuation, and Compression);  Societal Impact and Human Capital.

Figuur 1 Upstream Gas programmamatrix De TKI programmalijn Small Scale LNG zet actief in op de benutting van LNG als transportbrandstof in Nederland. Hiermee creëert Nederland een kennisvoorsprong op dit gebied in Noord West Europa. Nederlandse bedrijven kunnen hun producten, kennis en diensten m.b.t. LNG-benutting en de LNG-infrastructuur inzetten ter

11 / 59

12 / 59


ondersteuning van andere landen die over willen stappen op LNG als transportbrandstof. LNG is makkelijk te transporteren en resulteert in minder uitstoot van CO2 en andere broeikasgassen dan veel andere fossiele brandstoffen. De transportsector, met name wegtransport en scheepvaart, wordt geconfronteerd met moeilijk haalbare uitstoot-eisen van de EU. LNG als brandstof kan in deze gevallen voordelig zijn. Daarnaast resulteert LNG in een stillere motor. In overleg met het ministerie van Economische Zaken is ten aanzien van de (mede) met SMO middelen te financieren activiteiten binnen de TKI hoofdlijnen upstream gas en small scale LNG gekozen voor de in tabel 1 genoemde onderwerpen. Deze onderwerpen worden geadresseerd in de eveneens in deze tabel genoemde projecten.

Programmalijn

Upstream gas

Small Scale LNG

2.2.3

Onderwerp/probleem

Inbreng/meerwaarde TNO

In Nederland is de rechtstreekse inzet van LNG relatief onbekend. Specifiek gaat het hier om het gebruik van LNG als brandstof in de short‐sea vrachtvaart, veerdiensten, binnenvaart, wegtransport en off grid applicaties (small scale LNG).

• Netwerk: betrokken in diverse innovatie activiteiten met Nederlandse operators en service suppliers op het gebied van small scale LNG

De Nederlandse overheid beoogt met haar 30/30 ambitie de rol van aardgas als transitiebrandstof te ondersteunen. In deze ambitie wordt het huidige niveau van de productie van aardgas op peil gehouden middels het vergroten van de efficientie van de winning en het aanboren van nieuwe voorraden. In het bijzonder gaat het hierbij om:

Actviteiten TNO

Projecten

• Modelleren (technisch, economisch, Life Cycle Optimization en regelgeving) . Well integrity Well and flowline Management - Flow Assurance • Bouw van Lab opstellingen - Real Time Production (bijvoorbeeld met betrekking tot complexe vloeistofstroming). Optimization Instrumentation - Ultrasonic Corrosion Monitor • de ontwikkeling van technologie ter vergroting van de • Uitvoeren van Lab experimenten Gamechanger productie en het verlengen van de levensduur van • Netwerk: internationale positie binnen de bestaande velden, leidend tot een hoger percentage olie en gas exploratie & productie als R&D Monitoring • Ontwikkelen software (bijvoorbeeld geproduceeerd gas; organisatie en een nationale positie als Fraccing behavior voor productie optimalisatie en Gas Transport and Storage • de ontwikkeling van nieuwe mogelijkheden voor de adviseur van het ministerie EZ ten aanzien analyse monitoring) - LNG Level Sensor winning van gas inclusief de hiervoor benodigde van de olieen gaswinning, R&D partner in geofysische exploratie technieken. diverse nationale en internationale industriele • Ontwikkeling (prototype) - Gascompositie • het verkleinen van de onzekerheden in de schatting van innovatieprogramma's Offshore production Systems instrumentatie voor monintoring. voorraden unconventionals. - Well Abandonment • de verbetering van exploratie- en productie technieken • Testen van instrumentatie binnen lab - Pipe Survey Exploration voor unconventionals. . en veldtoepassingen - New Petr. Systems North. • de ontwikkeling van monitoring technologie (ten aanzien Offshore van bijvoorbeeld seismiciteit en leakage) voor veilige • Uitvoeren van monitoring JUSTRAT productie van gas experimenten in lab en veld. • het addresseren van de maatschappelijke onrust met betrekking tot bijvoorbeeld de ontwikkeling van schaliegas • de ontwikkeling van technische, economische en wetgevende oplossingen voor de (her-) ontwikkeling van geindentificeerde maar niet in productie genomen velden.

• Ontwikkeling van Technologie en addresseren van economische issues (zoals verbeteerde business modellen) en specifieke zaken in de regelgeving

• Expertise op het vlak van exploratie technieken, kennis van modellen voor de productie en ondergrondse opslag van koolwaterstoffen, tools voor het monitoren van productie en opslag van koowaterstoffen, tools voor de optimalisatie van de productie van koolwaterstoffen (Economisch en HSE).

• Modelleren (technisch, economisch, Gas Transport and Storage en regelgeving) van small scale LNG - LNG Level Sensor met bestaande tools. Offshore production Systems • Ontwikkelen van nieuwe modeleer • Expertise op het vlak van small scale LNG tools voor small scale LNG. en specifieke tools voor het modeleren van gas (LNG) ketens (technische en Economisch).

Tabel 1. Scope van het Deelprogramma “Leveringszekerheid Gasproductie”

Resultaten 2014 In 2014 werd in dit deelprogramma een 19-tal projecten uitgevoerd zoals opgenomen in tabel 2. In tabel 2 is ook aangegeven waar er sprake was van private co-financiering. De voortgang in deze projecten wordt hieronder kort beschreven. Daar waar sprake is van grote inhoudelijke overeenkomsten zijn de projecten gezamenlijk gerapporteerd

13 / 59


Title Life Cycle Optimization Well integrity* Well and flowline Management - Flow Assurance - Real Time Production Optimization Instrumentation* - Ultrasonic Corrosion Monitor Gamechanger* Monitoring* Fraccing behavior Gas Transport and Storage** - LNG Level Sensor - Gascompositie Offshore production Systems (OPS) ** - Well Abandonment - Pipe Survey Exploration - New Petr. Systems North. Offshore JUSTRAT

Cofund

Asset category Upstream gas program Mature New Tough Gas Fields Fields & Str. Fields X X X X X X X X X

x x x x x x

X

X X X

X

X

X

X

X

X

X X X X X X

Tabel 2. SMO-projecten uitgevoerd onder “Leveringszekerheid Gasproductie”. Alle genoemde projecten dragen bij aan de hoofdlijn Upstream Gas. Projecten aangemerkt met * worden in nauwe samenhang met het programma “Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2-reductie” uitgevoerd en dragen bij aan de hoofdlijn CCUS. De projecten aangemerkt met ** dragen ook bij aan de hoofdlijn Small Scale LNG.

2.2.3.1

Life Cycle Optimization Dit project richt zich op de ontwikkeling van kennis ten behoeve van het vergroten van de productie van koolwaterstoffen uit bestaande velden. De ontwikkelde technologie betreft met name de lange termijn productie. In 2014 zijn de eerder ontwikkelde technieken voor productie optimalisatie geschikt gemaakt voor toepassing in realistische field-cases. Dit betrof onder andere de implementatie van beperkingen op de productie-rate van groepen van putten en een haalbaarheidsstudie naar het gebruik van een open source reservoir simulator als alternatief voor de traditionele (commercieel beschikbare ) reservoir simulatoren. Daarnaast is een studie gedaan naar mogelijkheden voor het gebruik van aanvullende geofysische informatie binnen de productie optimalisatie workflow. In het tweede deel van dit project is met name gekeken naar de modellering van productie stimulatie technieken voor tight gas reservoirs met het doel om hier te komen tot economisch interessante productie rates.


De kennis opgebouwd in dit project is middels een viertal posters en voordrachten op internationale congressen gepresenteerd. 2.2.3.2

Well Integrity Dit project behelst de bepaling en voorspelling van put integriteit, de ontwikkeling van technieken voor het monitoren van putten, en de mitigatie van problemen rondom putten bijvoorbeeld door de ontwikkeling van verbeterde materialen. In 2014 is, als alternatief voor de veelal traditioneel toegepaste methodiek voor het kwantificeren van risico’s rondom putintegriteit door expert panels, gekozen voor een Bayesian aanpak. Een eerste model hiervoor is succesvol toegepast op een gesimplificeerde field case. Met betrekking tot de ontwikkeling van nieuwe materialen is met name gewerkt aan materialen met een groot zwellingspotentieel. Daarnaast is veel voortgang behaald met de ontwikkeling van fibre optic monitoring in cement. Nieuwe fibres zijn ontwikkeld die ook na langere tijd in cement te zijn geplaatst, nog goed functioneren. Bij de karakterisatie van geochemische en geomechanische processen is gekeken naar de wat langere termijn en zijn adequate rekenmodellen ontwikkeld. De kennis opgebouwd in dit project is middels een vijftal TNO rapporten en een bijdrage aan een internationaal congres gepresenteerd.

2.2.3.3

Well and flowline Management Dit project is in nauwe samenhang met de projecten “Flow assurance for Flowlines and Wells” en “Real Time Production Optimization” uitgevoerd. Deze projecten worden hier gezamenlijk gerapporteerd. De projecten behelzen de ontwikkeling en implementatie van technieken die het stromingsgedrag van koolwaterstoffen in putten en leidingen bevordert. De productie van koolwaterstoffen wordt in voorkomende gevallen ernstig beperkt door bijvoorbeeld precipitatie van zout en afzetting van asphaltenen, bijvoorbeeld bij de opslag van CO2. Deze processen behoren niet tot de standaard functionaliteit van commercieel beschikbare model codes en kunnen alleen adequaat worden beschreven op basis van een correct multi-fase gedrag in poreuze media. TNO heeft in dit project een toolbox ontwikkeld waarmee genoemde effecten wel correct kunnen worden gemodelleerd. De ontwikkelde toolbox ondersteunt effecten zoals zout-, asphalteen- en hydraatvorming en onregelmatige productie als gevolg van liquid loading. Toepassing van de tool is in samenhang met een productie optimalisatie algoritme gedemonstreerd voor de mitigatie van asphalteen afzetting maar de technologie kan voor een veelheid aan andere toepassingen worden ingezet. De kennis opgebouwd in dit project is middels een vijftal bijdragen aan internationale congressen gepresenteerd.

14 / 59


2.2.3.4

Instrumentation Dit project betreft de ontwikkeling van instrumentatie ten behoeve van zowel de koolwaterstofproductie alsook toepassing binnen de Geothermie. Met name is in 2014 gewerkt aan de ontwikkeling van “fibre optic chemical sensing”. Hierbij zijn de volgende onderwerpen aan de orde gekomen:  Vergroting van de gevoeligheid van Distributed Chemical Sensors met bestaande chemische coatings (humidity, salinity, CO2).  Haalbaarheidsstudie naar een quasi-distributed pH sensor gebaseerd op (bestaande) fibre optic fluorescentie technologie. De kennis opgebouwd in dit project is middels een drietal rapporten en bijdragen aan internationale congressen gepresenteerd. Patentaanvragen  Coated Waveguide for Optical Detection, PLT reference number 2007191 EGS/OG # 56021011.  pH gevoelige coating voor het lage pH bereik, EP 11160110.0, 29 March 2011.  Patent published in EU (WO2012134283A1 & EP2506005A1), recently also in the US (US2014/0186962A1), priority date of this invention is 2012-10-3.

2.2.3.5

Gamechanger Een klein deel van het kennisbudget is gereserveerd voor de ondersteuning van breakthrough technologie. In totaal zijn in 2014 19 nieuwe ideeën voor ondersteuning aangemeld. Hiervan heeft een 9-tal financiering gekregen voor uitwerking van het idee. Vijf ideeën hebben financiering ontvangen voor een “proof of principle” studie. Het ging hier onder andere om Enhanced Distributed Acoustic Sensing, Novel Sorbents, and Gas Purification.

2.2.3.6

Monitoring Dit project betreft de identificatie en ontwikkeling van monitoring technologieën, die - gecombineerd met productie en injectie optimalisatie technieken - resulteren in een maximale productie van gas en van geothermale energie, en in een optimale opslag van bijvoorbeeld CO2 en gGas (zowel vanuit economisch als HSE perspectief). Op het gebied van de ontwikkeling van permanente seismische monitoring is er vooruitgang geboekt op magnitude bepaling van seismische events aan de hand van permanente seismische monitoring netwerken. Dit maakt het mede mogelijk de analyse in te zetten op data van andere sites. Het werk op het gebied van seismische modellering leidt tot een beter inzicht in het ontstaan van induced seismicity en deze verbreding van monitoring naar modellering versterkt onze kennispositie op dit gebied. Resultaten zijn relevant voor zaken als CCS-pilot projecten, schaliegas boringen en EGS. Op het gebied van reservoir monitoring is de belangrijkste verbetering gerealiseerd op het vlak van de haalbaarheidsanalyse van de toepassing van Full Waveform Inversion op typische seismische velddata. Met de opgedane kennis kan nu voor toekomstige toepassingen en klanten een gedegen en kwantitatieve inschatting gemaakt worden van het te verwachten resultaat en de slaagkans van dit type technieken. Deze resultaten zijn relevant voor alle toepassingen van (time-

15 / 59


lapse/4D) seismische reservoir monitoring, met name voor CO2 opslag maar in toenemende mate ook voor IOR. De kennis opgebouwd in dit project is middels een viertal TNO rapporten, master thesis en bijdragen aan internationale congres gepresenteerd. Peer reviewed publicaties.  Paap, B.F., Verdel, A.R., Meekes, J.A.C., Steeghs, T.P.H., Vandeweijer, V.P. and Neele, F., 2014, Four years of experience with a permanent seismic monitoring array at the Ketzin CO2 storage pilot site, Energy Procedia, Volume 63, pp 40434050.  Boullenger, B. Verdel, A.R., Paap, B.F., Thorbecke, J. and Draganov, D., Studying CO2 storage with ambient-noise seismic interferometry: A combined numerical feasibility study and field-data example for Ketzin, Germany, Geophysics, Volume 80, No. 1, P.1-13.  Paap, B.F., Steeghs, T.P.H., 2014, Magnitude estimation of local seismic events at the Ketzin CO2 storage site, Submitted to Geophysics.

2.2.3.7

Fraccing behaviour (geomechanische modellering) Dit project behelst onderzoek naar de optimalisatie van de productie uit onconventionele gasvelden door de toepassing van fraccing technology en de minimalisatie van de risico’s van fraccing (in relatie tot seismiciteit risico op lekkage van chemicaliën). Het onderzoek betreft zowel de productie van koolwaterstoffen als de toepassing binnen de geothermie. De voornaamste aandachtsvelden in 2014 waren:  Optimalisatie van hydraulic fracturing bij de gasproductie uit tough reservoirs;  Geïnduceerde seismiciteit en invloed van de mineralogie op de seismische signatuur van gasvelden;  Maturiteit en mineralogie van de Dinantien-Geverik formatie;  Basin-scale correlaties van de Posidonia Shale Formatie. De resultaten uit dit project betreffen richtlijnen voor de veilige productie uit tough gas en geothermische reservoirs. Verder zijn onder andere tools ontwikkeld voor de voorspelling en mitigatie van geïnduceerde seismiciteit. De kennis opgebouwd in dit project is middels een tiental TNO rapporten, master thesis en bijdragen aan internationale congressen gepresenteerd. Daarnaast is een aantal peer reviewed publicaties verschenen. Peer reviewed publicaties  Van Wees, J.D., L. Buijze, K. Van Thienen-Visser, M. Nepveu, B.B.T. Wassing, B. Orlic, and P.A. Fokker (2014). Geomechanics response and induced seismicity during gas field depletion in the Netherlands. Geothermics, 52, 206-219.  Wassing, B.B.T., J.D. van Wees, and P.A. Fokker (2014). Coupled continuum modeling of fracture reactivation and induced seismicity during enhanced geothermal operations. Geothermics Analysis of Induced Seismicity in Geothermal Operations, 52, 153-164.  Zijp, M., and J.H. Ter Heege (2014). Shale gas in the Netherlands: Current state of play. International Shale Gas & Oil Journal, 2, 59-63.

16 / 59


2.2.3.8

Gas Transport and storage (GTS) Dit project betreft de ontwikkeling van kennis ter ondersteuning van de transitie van Nederland van gasproducent naar “gas trading hub”. Dit betreft zowel kennis ten aanzien van transport als (tijdelijke) opslag inclusief de ondersteuning van de ontwikkeling van “small scale LNG”. Ontwikkelingen betreffen onder andere aanvullingen op de modelcode PULSIM. Hiermee is het bijvoorbeeld mogelijk om veel realistischer pulsatiestudies voor schroefcompressoren uit te voeren en stromingspulsen voor plunjerpompen realistischer te modelleren. Daarnaast is in berekeningen en met een relatief eenvoudige meetopstelling aangetoond dat zogenaamde tuned-mass-damping en constrained-layer-damping interessante alternatieven kunnen zijn om ongewenste vibraties in compressorsystemen te verminderen. Het statische gasnetwerkoptimalisatiemodel, dat in een eerdere project is ontwikkeld, is uitgebreid naar een dynamisch model, zodat gasbuffering in leidingen meegenomen kunnen worden. In fase2 van het cofinancieringsproject “Gascompositie” is ten behoeve van de ontwikkeling van een “gas calorific value sensor” een sensor array op chipschaal ontworpen en ontwikkeld. Met deze chip zijn succesvolle experimenten uitgevoerd. Deze ontwikkeling heeft inmiddels geleid tot een patentaanvraag. In het meerjarige EDGaR project is het Agent Base Modelling model voor het simuleren van regionale geïntegreerde energiedistributiesystemen uitgebreid met diverse functionaliteiten welke ook zijn geïmplementeerd in software. Deze activiteiten zullen in 2015 worden voortgezet. Het is aangetoond dat “membrane gas desorption” (MGD) een bijdrage kan leveren aan vermindering van het energieverbruik bij de behandeling van gas. In het project “LNG Level Sensor “ is gewerkt aan een density/level sensor voor small scale LNG. De kennis opgebouwd in dit project is middels een vijftal bijdragen aan internationale congressen gepresenteerd. Daarnaast zijn twee peer reviewed verschenen. Peer reviewed publicaties  Dibrov, G.A., Volkov, V.V., Vasilevsky, V.P., Shutova, A.A., Bazhenov, S.D., Khotimsky, V.S., Van de Runstraat, A., Goetheer, E.L.V., Volkov, A.V., “Robust high-permeance PTMSP composite membranes for CO2 membrane gas desorption at elevated temperatures and pressures”, Journal of Membrane Science, vol. 470, (2014), 439–450.  Roldugin, V.I., Shutova, A.A., Volkov, A.V., Goetheer, E.L.V., Volkov, V.V., “Kinetics of Carbon Dioxide Removal from Water in Flat Membrane Contactor”, Petroleum Chemistry, 2014, Vol. 54, No. 7, pp. 507–51. Patentaanvragen  Patent filed: P104518EP00 - PLT 2014-041.  Patent application has been filed: “Biogas purification”; E.L.V. Goetheer, M.J.G. Linders, L.C. Stille; EP14176550, 10 July 2014. [Applied].

2.2.3.9

Offshore Production Systems (OPS) Dit project behelst de ontwikkeling van technologie ten behoeve van de veilige en betrouwbare winning van conventionele, diepe en ultradiepe koolwaterstoffen met een minimale impact op de marine habitat. Tevens wordt gewerkt aan de ontwikkeling van internationale standaarden voor technische (LNG) installaties inclusief subsea systemen.

17 / 59


Kennisopbouw in 2014 betrof o.a. (1) de ontwikkeling van een nieuw model voor akoestische demping in geprofileerde pijpen, (2) nieuwe experimentele technieken voor het karakteriseren van transversale golven in pijpen, (3) studie aan krachten op pijpleidingen als gevolg van slugvorming, en (4) onderzoek naar onderzeese geluidsvoortplanting en effecten van geluid op het marine leven. In het verlengde van dit project zijn ook de mede door de industrie gefinancierde projecten “Well Abandonment” en “Pipe Survey” uitgevoerd. De kennis opgebouwd in dit project is middels een vijftal posters en voordrachten op internationale congressen gepresenteerd.

2.2.3.10 Exploration Dit project adresseert de ontwikkeling van geïntegreerde kennis van petroleum systemen, met betrekking tot zowel conventionele als onconventionele gasvoorkomens. Het onderzoek betreft bijvoorbeeld de Arctische gebieden waar lacunes in de kennis over de geologische ontwikkeling groot zijn. De rol van TNO’s biostratigrafische technieken en de resultaten van de isotopenanalyses in het dichten van de lacunes is hier significant. Aandacht gaat ook uit naar het nieuwe gebruik van “Biogene Silica” fossielen en stabiele isotopenonderzoek in complexe stratigrafische settings. Er is een belangrijke stap voorwaarts gezet door microfossielen te verbinden met de “moeder”planten. Deze link is essentieel voor de toepassing van de techniek. De huidige ontwikkeling trekt ook de aandacht van de industrie op de Noordzee, waar PhilipsConoco ook een pilotstudie door TNO heeft aangevraagd. De isotopenanalyses vergroten het oplossend vermogen van de stratigrafie en voorzien in een goede methode om correlaties over grote afstanden mogelijk te maken. De recente resultaten trekken zowel wetenschappelijk als bij klanten de aandacht. In samenhang met dit project is ook het project “New petroleum Systems Northern offshore” uitgevoerd. Hier is specifiek naar het exploratie potentieel van de noordelijke Noordzee gekeken. De kennis opgebouwd in dit project is middels een dertigtal TNO rapporten, master thesis en bijdragen aan internationale congres gepresenteerd. Daarnaast is een aantal peer reviewed publicaties verschenen. Peer-reviewed Publicaties  Donders, T., Verreussel, R., Van Helmond, N., Munsterman, D.K., Ten Veen, J.H., Speijer, R., Weijers, J., Sangiorgi, F., Reichart, G-J, Sinninghe Damsté, J., Lourens, L., Kuhlmann, G. and Brinkhuis, H. (in prep.- Nat Geosci.), Early Pleistocene glaciations exhibit predominant Northern Hemisphere forcing.  Douglas, P., Affek, A.,Ivany, L., Houben, A., Sijp,W., & Sluijs, A.(2014), Pronounced zonal heterogeneity in Eocene southern high-latitude sea surface temperatures, Proceedings of the National Academy of Sciences, 04/2014; DOI: 10.1073/pnas.1321441111.  Houben, A.J.P.; Kerstholt-Boegehold, S.; Verreussel, R. (manuscript gereed), Bajocian (Middle Jurassic) dinoflagellate cysts from a drilled succession in Kuwait: Morphological variation among the earliest gonyaulacacean lineages in the Middle East, Palynology.  Houben, A., Sluijs, A., Schouten, S. and Brinkhuis, H., (manuscript), The EoceneOligocene transition in the Norwegian Greenland Sea: Clues from palynology and molecular paleo thermometry.  Noorbergen, L.J., Lourens, L.J., Munsterman, D.K. & Verreussel, R.M.C.H. (submitted to Quaternary International), A high resolution carbon and oxygen benthic stable isotope

18 / 59




record from the early Quaternary of Noordwijk (Southern North Sea Basin) and correlation to the marine isotope stages. Vandenberghe, N., Harris, W.B., Wampler, M., Adriaens, R, Houthuys, R., Louwye, S., Laga, P., Lanckacker, T., Matthijs, J., Dekkers, J., Vandenheuvel, C., Verhaegen, J., Van Wilderode, J., Vos, K., Westerhoff, W. & Munsterman, D.K. (2014), The implications of K-Ar glauconite dating in the Diest Sand Formation on the paleogeography of the Upper Miocene in Belgium. Geologica Belgica 17/2: 161-174.

2.2.3.11 JUSTRAT De zandsteenformaties zijn het primaire doel van de exploratie en productie van olie en gas in the zuidelijke Noordzee. De interpretatie van seismiek en welllogs uit dit gebied wordt bemoeilijkt door een combinatie van snelle laterale facies verandering en slecht correleerbare log patronen. Dit heeft grote effecten met betrekking tot de exploratie risico’s in dit gebied. In dit project is gewerkt aan de verfijning van het stratigrafische model van de afzettingen van de Boven Jura en Onder Krijt. Op basis van dit model kan een nieuw regionaal tectono-stratigraphic model worden geconstrueerd ter ondersteuning van de exploratie en productie in deze regio. Dit project is mede op basis van private co-financiering uitgevoerd. De kennis opgebouwd in dit project is middels een TNO rapport gepubliceerd.

2.3

VP Deelprogramma “Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2-reductie”

2.3.1

Historie, aansluiting beleid Onderzoek naar CCS en Geothermie vindt al enige jaren plaats binnen dit VP. Er is sprake van nauwe aansluiting bij de beleidskaders. Hoofdgedachte is dat energiebronnen in de ondergrond worden benut zonder dat CO2 emissies optreden. Dit ter ondersteuning van de Nederlandse klimaatdoelstellingen (20% CO2 reductie in 2020). Ook internationaal vinden we hetzelfde uitgangspunt terug:  IEA 2011: Alle duurzame initiatieven zijn nodig om de (inter)nationale doelstellingen voor 2020 t.a.v. CO2 emissiereductie te behalen. CCS is hiervan een noodzakelijk onderdeel gedurende de transitieperiode; in ieder geval tot 2030;  TP-ZEP 2012: CCS is economisch competitief met andere duurzame bronnen (Life Cycle Analysis). In 2010 is, binnen het platform Energietransitie, het programma CATO2 opgestart. Dit programma liep af in 2014 en was aanpalend aan dit VP. Op dit moment wordt nagedacht over een nieuw programma op het gebied van CCS waarbij er een verschuiving plaatsvindt naar nuttig gebruik van CO2; Carbon Capture, Use and Storage (CCUS). CCS wordt sinds 2013 aangemerkt als hoofdlijn onder de topsector Energie (TKIGAS). De CCS activiteiten uit het deelprogramma “Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2-reductie” worden dan ook gerapporteerd als onderdeel van deze hoofdlijn. Geothermie is niet opgenomen onder een van de topsectoren.

19 / 59


2.3.2

Hoofdlijnen deelprogramma 2014 De TKI-Gas programmalijn CCUS (CO2 afvang, transport, utilization en opslag) werd in 2013 opgenomen onder de TKI-Gas als vervolg op het Nederlandse Nationale CCS programma CATO-2. De programmalijn omvat werkpakketten voor:  Afvang;  Gebruik;  Opslag, Monitoring en Veiligheid;  Transport en Ketenintegratie;  Policy, Wet- en regelgeving;  Publieke Perceptie en Publieke Communicatie. CCUS wordt van vitaal belang geacht om de doelstellingen voor CO2 emissies in 2030 en daarna te halen. Zonder de wijdverspreide inzet van CCS zullen kolen- en gasgestookte centrales, samen met een reeks industriële processen, de komende tientallen jaren belangrijke bronnen blijven van CO2-uitstoot. Om de klimaatdoelstellingen te halen dient een succesvolle demonstratiefase (mede gefinancierd door nationale overheden en de EU) te worden gevolgd door een succesvolle commerciële uitrol van CCUS vanaf 2020. Echter, ondanks pogingen om CCUS technologie te ontwikkelen door middel van demonstratieprojecten, loopt de inzet van Europa achter op die van andere regio’s/landen. Dit is voornamelijk te wijten aan de hoge kosten van CCS vergeleken met ETS prijzen en de beperkte publieke support voor CCS. Andere economieën maken belangrijke vorderingen bij de ontwikkeling van CCS, vooral Australië, Canada, China, Noorwegen en de Verenigde Staten van Amerika. In de herfst van 2014 is door de overheid een visiedocument over CCS geformuleerd. Deze visie zal als integraal onderdeel van de Energievisie die naar verwachting eind 2015 wordt gepubliceerd, worden overgenomen. De geothermie activiteiten die hier onder 3.2.2 worden gerapporteerd vallen niet onder de hoofdlijn CCUS. In overleg met het ministerie van Economische Zaken is ten aanzien van de op basis van inzet SMO middelen te financieren activiteiten gekozen voor de in tabel 3 genoemde onderwerpen. De projecten Game Changer, Monitoring, Instrumentation en Well Integrity worden in nauwe samenhang met het deelprogramma “Leveringszekerheid Gasproductie” uitgevoerd en zijn in hoofdstuk 2 gerapporteerd.

20 / 59

21 / 59


Programmalijn Onderwerp

• Ontwikkeling van 2e en 3e generatie capture technologie voor toepassing in industrie en power sector

expertise TNO

• Netwerk: internationale positie binnen CCS, samen met Nederlandse operators betrokken in diverse innovatie initiatieven op dit gebied, intensieve internationale samenwerking met • Ontwikkeling van gebruikstoepassingen (inclusief buitenlandse R&D instituten (waaronder tijdelijke opslag) van CO2 binnen bijvoorbeeld de participatie in een groot aantal EU programma's). chemie, glastuinbouw en winning van koolwaterstoffen •Expertise: Modellen en lab faciliteiten (en • Ontwikkeling van opties voor ondergronse opslag toegang tot test en pilot plants) m.b.t. van CO2 met een nadruk op Monitoring, Verificatie capture. Modellen en lab faciliteiten (en toegang tot veldtests) m.b.t. opslag. en Veiligheid. Modellen (technisch en economisch) voor de ontwikkeling van transport technologie en • Ontwikkeling van kennis met betrekking tot CCUS keten integratie en opschalings issues met keten integratie; Modellen en tools voorde inschatting van risico's van CCS specifieke aandacht voor CO2 transport systemen. • Modellen voor geothermische toepassingen • Ontwikkeling van kennis op het gebied van inclusief diepe geothermie politiek, wet- en regelgeving ten aanzien van bijvoorbeeld grensoverschrijdend CO2 transport en opslag • Ontwikkeling van kennis ten aanzien van communicatie, perceptie en acceptatie aangaande CCUS.

CCUS en Geothermie

• Stimuleren van bestaande markt initiatieven m.b.t. het gebruik van geothermische warmte uit aquifers (in het bijzonder de co-productie van koolwaterstoffen) en ondersteuning van de

Actviteiten

• Modelleren van capture processen. • Bouw van Lab opstellingen voor capture. • Uitvoeren van Lab experimenten op het gebied van capture • Uitvoeren van pilots op het gebied van capture. • Modelleren van ondergrondse opslag van CO2 • Ontwikkelingvan monintoring strategien voor opslag CO2. • Ontwikkeling (prototype) instrumentatie voor monintoring CO2 • Testen van instrumentatie binnen lab en veldtoepassingen • Uitvoeren van monitoring veldexperimenten. • Ontwikkeling van modellen voor de geothermische winning van warmte. • Ontwikkeling van tools voor de geothermische exploratie

Tabel 3. Scope van het Deelprogramma “Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2reductie”.

2.3.2.1

CO2 afvang en opslag (CCS) Het CCS onderzoek focust zich op (1) reductie van de kostprijs van CO2 afvang, (2) ondergrondse opslagcapaciteit, monitoring en veiligheid op langere termijn. CO2 afvang: reductie van de kostprijs Binnen dit project wordt gewerkt aan de ontwikkeling van processen die een substantiële verlaging van afvangkosten kunnen bewerkstelligen (de zogenaamde derde generatie processen). Met name selectieve membraanopties en chemical looping processen zullen verder ontwikkeld worden. Verder is de mitigatie van eventuele uitstoot van oplosmiddelen die worden gebruikt bij de eerste generatie afvangtechnieken een belangrijk punt van aandacht. Ondergrondse opslag: capaciteit, monitoring en veiligheid Bij opslag in olievelden en kolenlagen is er de mogelijkheid om extra inkomsten te genereren met verhoogde productie van olie (EOR). In het geval van EOR moet het gebruik van CO2 gericht zijn op zowel olieproductie als CO2 opslag. Dit laatste aspect is bij EOR nog onvoldoende in kaart gebracht, omdat de olieproductie vaak het primaire doel is. Eén van de hindernissen voor de start van grootschalige ondergrondse opslag is onvoldoende kennis over het gedrag van CO2 in de bodem op de langere termijn, na de injectiefase. Hierdoor kan de veiligheid van het reservoir en de aansprakelijkheid van de operator niet goed worden bepaald. Ook is er nog onderzoek nodig naar de juiste abandonneringsprocedure van een opslaglocatie. Dit is een belangrijk punt bij de overdracht van de locatie door operator terug aan de overheid. Direct hieraan gekoppeld is de monitoring van het reservoir, die gericht moet zijn op die processen, die maatgevend zijn voor de veiligheid in het reservoir.

Projecten

CO2 afvang Schoon Fossiel Geothermie Game Changer Monitoring Instrumentation Well integrity


Deelname in Europese projecten is noodzakelijk voor aansluiting bij meetprogramma’s bij lopende opslagprojecten. Aspecten die hierbij aan bod komen zijn o.a., de link tussen satellietmetingen met geomechanica, passieve seismiek, 4D-seismiek en nieuwe meettechnologie (fibre optics). 2.3.2.2

Geothermie Het geothermie onderzoek heeft zich gefocust op de volgende specifieke gebieden: Duurzame warmte Energie uit warm water uit de diepe ondergrond. Verdere ontwikkeling van het door TNO ontwikkelde programma ThermoGIS ten behoeve van succesvolle implementatie van het Nederlands actieplan hernieuwbare energie. Het accent in het onderzoek verschuift hiertoe van het huidige ThermoGIS, naar een model- en optimalisatie-instrumentarium dat een bijdrage levert in a) de vermindering van exploratie risico’s, b) de optimale en veilige benutting van de ondergrond, c) de besluitvorming voor beleid, en d) de ontwikkeling van innovatieve economische ontwikkelscenario’s voor een gecombineerde aanpak in duurzame geo-energie en (unconventional) olieen gasexploratie. Duurzame elektriciteit Energie door warmte uit de ultra-diepe ondergrond. Het onderzoekprogramma “Enhanced Geothermal Systems” (EGS, elektriciteitsproductie uit geothermische bronnen van 120 C en hoger) betreft de ontwikkeling van embryonale technieken voor geothermische elektriciteitsproductie. TNO zet daarbij in op kennis en ontwikkeling van instrumenten t.b.v. geothermische exploratie en productie. Onderzoeksgebieden zijn o.a. ontwikkeling van a) gedetailleerde geothermische karakterisatie, b) betrouwbare geothermische modellen voor het voorspellen en beperking van geïnduceerde seismiciteit, c) modelontwikkeling voor verbeterde exploratie en productie, en d) voorspelling van de performance. TNO zet tevens in op kennisontwikkeling voor geothermische elektriciteitsproductie in ontwikkelingslanden, met hoog geothermisch potentieel.

Hoge temperatuur opslag (HTO) Verdere ontwikkeling van HTO in samenwerking met MKB. In 2013 zijn in het kader van een Technische Commissie (TC) HTO met het MKB, criteria voor geschikte ondiepe aquifers (ca 200-1500m diepte) voor HTO bepaald, in kaart gebracht en gebruikt voor de identificatie van mogelijke business cases. In 2014 zijn deze activiteiten uitgewerkt in een aantal business cases. 2.3.3

Resultaten 2014 Dit deelprogramma van het VP is uitgevoerd middels een drietal projecten. De focus ligt daarbij op onderwerpen zoals genoemd in tabel 3. Daarnaast is in een aantal projecten sprake van een inhoudelijke overlap met het deelprogramma “Leveringszekerheid Gasproductie”. Deze projecten worden in tabel 3 wel genoemd maar zijn in de rapportage over het deelprogramma “Leveringszekerheid Gasproductie” reeds besproken.

22 / 59


2.3.3.1

CO2 Afvang In 2014 is het onderzoek naar de Solar Airco voortgezet. In 2014 is een aantal proeven rond het plasmonisch effect uitgevoerd en een proces design inclusief technisch economische analyse gemaakt. Op het proces is een patent gevestigd in mei 2014. Het Waste2Energy project is in de loop van 2014 geconcentreerd op algen. Hier is een exclusieve samenwerking met de Universiteit van Verona tot stand gebracht. In het kader van het topic Membraan Gas Desorptie is de Tharha pilot aangepast en zijn een aantal testen uitgevoerd om de haalbaarheid van Membraan Gas Desorptie voor natural gas te beproeven. De resultaten uit de proeven die zijn uitgevoerd zijn consistent met vergelijkbare proeven die bij TIPS zijn uitgevoerd hetgeen aantoont dat de opstelling functioneert. Er is aangetoond dat er potentie is om met deze techniek CO2 afvang voor natural gas economisch uit te voeren. Over het werk is een paper geschreven met de resultaten. Overige activiteiten betroffen onder andere:  Chemometrics: Succesvolle ontwikkeling van een instrument ter ondersteuning van solvent management;  Biologische conversie met algen en bacteriën. Ook hier is samenwerking met de Universiteit van Verona tot stand gebracht, is lab infrastructuur uitgebreid en is een verkenning uitgevoerd op gecombineerde C02-H2S verwijdering (in combinatie met verwaarding) met bacteriën.  Bulk CO2 removal: CO2 verwijdering voor gasvelden met een phase split solvent. Patent is ingediend en proof of concept aangetoond. Peer reviewed publicaties  Hamers, H.P., Gallucci, F., Cobden, P.D., Kimball, E. & Sint Annaland, M. (2014). CLC in packed beds using syngas and CuO/Al203: Model description and experimental validation. Applied Energy, 119, 163— 172.  van Eckeveld, A.C., van der Ham, L.V., Geers, L.F.G., van den Broeke, L.P.J., Boersma, B.J. & Goetheer, E.L.V. (2014) Online Monitoring of the Solvent and Absorbed Acid Gas Concentration in a CO2 Capture Process Using Monoethanolamine. Industrial and Engineering Chemistry Research, 54, Article ASAP.  Sanchez-Fernandez, E., Heffernan, K., Van Der Ham, L., Linders, M.J.G., Brilman, D.W.F., Goetheer, ELy. & Vlugt, T.J.H. (2014) Analysis of process configurations for C02 capture by precipitating amino acid solvents. Industrial and Engineering Chemistry Research, 53, 2348 - 2361.  Van der Ham, LV., Bakker, D.E., Geers, L.F.G., Goetheer, E.L.V. (2014) Inline Monitoring of C02 Absorption Processes Using Simple Analytical Techniques and Multivariate Modeling. Chemical Engineering and Technology, 37,221 -228.  Brachert, L., Mertens, J., Khakharia, P.M. & Schaber, K. (2014). The challenge of measuring sulfuric acid aerosols: number concentration and size evaluation using a condensation particle counter (CPC) and an electrical low pressure impactor (ELPI+). Journal ofAerosol Science, 67, 21-27. Patenten  Method and apparatus for purification of biogas; Linders, Marco; Goetheer, Earl; Groenestijn, Johan van; EPI4167947, 12 May 2014. [Applied]  Method and apparatus for purification of natural gas; Linders, Marco; KIer, Robert de; Goetheer, Earl; EP14167949, 12 May2014. [Applied]  Heat integrated liquid desorption exchanger; Ham, Leen van der; Goetheer, Earl; EP14166793, I May 2014. [Applied]  Solar airco with plasmonics; Ham, Leen van der; Goetheer, Earl; Mourad, Maurice; EP14I66794, I May 2014. [Applied]  Nitrosamine and/or nitramines reduction in a liquid medium; Goetheer, Earl; Ngene, lkenna; Bakker, Daphne; Os, Peter van; 1/16/2014, WO201401 1041 (Al).

23 / 59


  

2.3.3.2

Amine reduction in aerosols; Goetheer, Earl; Matic, Ana; Khakharia, Purvil; Tuinman, Ilse; Miguel Mercader, Ferran de; Booth, Nick; 1/30/2014, W02014017918 (Al). Improved membrane gas desorption; Goetheer, Earl; Runstraat, Annemieke van de; 3/20/20 14, WO2014042530 (Al). Compact membrane gas desorption; Ham, Leen van der; Goetheer, Earl; Runstraat, Annemieke van de; 3/20/2014, W02014042529 (Al).

Schoon Fossiel TNO heeft sinds het begin van de jaren negentig gewerkt aan CO2 opslag in de ondergrond, met de nationale CCS R&D programma’s CATO-1&2 als belangrijke motor voor de kennisontwikkeling in TNO. Die kennis heeft als tastbaar resultaat een zeer omvangrijke ondersteuning van het ROAD project in Rotterdam opgeleverd. TNO kon, dankzij jarenlang onderzoek aan afvang, transport en opslag ROAD op alle onderdelen ondersteunen bij het ontwerpen en optimaliseren van het project. TNO heeft een brede kennisbasis in de CCS, dankzij deze lange historie. TNO bestendigt en verdiept deze kennisbasis middels doorgaand onderzoek, hoewel de voortgang op CCS gebied in Nederland en Europa achterblijft bij eerdere verwachtingen. Het Schoon Fossiel programma omvat een aantal onderzoekprojecten en samenwerkingsverbanden, waarin respectievelijk relatief braak liggende onderzoekterreinen worden ontgonnen en CCS onderzoek in Europees verband wordt gebundeld. De onderwerpen variëren van veiligheid van diepe ondergrondse opslag op de lange termijn, correctieve maatregelen in geval van onverwacht gedrag van CO2 in de ondergrond, de relatie tussen het ontwerp en werking van CCS systemen en de samenstelling van de afgevangen CO 2, tot de mogelijke effecten van CO2 lekkage naar de ondiepe ondergrond. Het gebruik van CO2, een recente toevoeging aan afvang, transport en opslag, krijgt in toenemende mate aandacht, omdat (relatief kleinschalig) gebruik van CO2, in tegenstelling tot definitieve opslag, economisch interessant kan zijn en mogelijk de start kan vormen voor (relatief grootschalige) opslag. Enhanced oil recovery (EOR) met behulp van CO2 is een voorbeeld hiervan, dat in recente jaren steeds meer aandacht krijgt en in meer en meer detail wordt onderzocht. Het budget van dit project werd in 2014 grotendeels ingezet om een zestal EC projecten te matchen die verschillende aspecten van CCS onderzoeken. Thema’s van deze projecten zijn o.a. het lange-termijn gedrag van CO2 in de ondergrond, de invloed van onzuiverheden van de CO2 stroom op de werking en efficiëntie van technische afvang-, transport- en opvanginstallaties, of het onderzoeken van mogelijke maatregelen voor het geval dat zich in een lopend opslagproject significante irregulariteiten voordoen. Daarnaast zijn in 2014 vanuit het project “Schoon Fossiel” een aantal kennis- en netwerkprojecten ondersteund die ervoor zorgen dat CCS relevante kennis met andere belangrijke partijen gedeeld wordt en TNO internationaal op CCS gebied en belangrijke speler blijft. Ook werd er een verkennend onderzoek uitgevoerd naar het gebruik van CO2 in de olieproductie (Enhanced Oil Recovery, EOR). In dit kader zijn in samenwerking met de IEA in Parijs methoden onderzocht om een CO2-EOR techniek zo uit te voeren dat er zoveel mogelijk in plaats van zo weinig mogelijk CO 2 voor wordt gebruikt. Hiervoor zijn synthetische reservoir modellen gemaakt met verschillende put configuraties.

24 / 59


De kennis opgebouwd in dit project is middels een negental rapporten en bijdragen aan internationale congressen gepresenteerd. Daarnaast is een drietal peer reviewed publicaties verschenen. Peer reviewed publicaties  Koenen, M. et al. Observed CO2-induced reactivity in Werkendam gas field, the Dutch storage analogue, Energy Procedia 63, 2985-2993, 2014.  Neele, F. et al. MiReCOL: developing corrective measures for CO2 storage Energy Procedia 63, 4658-4665, 2014.  Orlic, B., Buijze, L. Numerical modeling of wellbore closure by the creep of rock salt caprocks, ARMA paper 14-7499, 2014.

2.3.3.3

Geothermie Activiteiten t.a.v. Conventionele geothermische bronnen (1km <4km): De activiteiten in 2014 zijn in samenwerking met het MKB en de IPC uitgevoerd en hebben bijgedragen aan de oplossing van problemen van Nederlandse operators. In 2014 is in dat kader gewerkt aan de voorspelling van de effecten van scaling, corrosie, filters en de effecten van uitkoeling. Daarnaast is een analytisch model ontwikkeld voor de voorspelling van de effecten van uitkoeling op de vorming van fractures en put-injectiviteit. De bevindingen van de TC’s omtrent scaling en corrosie aan filters zijn teruggekoppeld aan de deelnemende operators, middels publieke en internationaal door middel van presentatie van de resultaten op internationale vakbeurzen. Afkoeling van de ondergrond leidt in theorie tot bodemdaling. Voor geothermische doubletten zijn de effecten hiervan niet bekend en kan grootschalige afkoeling mogelijk op langere termijn een risico vormen. In 2014 zijn modellen ontwikkeld voor de voorspelling van bodemdaling voor geothermische doubletten. De resultaten laten zien dat er geen grote (<2 cm) maar wel meetbare bodemdaling is te verwachten voor doubletten die representatief zijn voor de Nederlandse ondergrond Reservoir modellering van geothermische doubletten wordt ten behoeve van de SDE+ en garantiefonds gedaan met doubletcalc, dat gebaseerd is op een homogeen en isotroop aquifer. Om meer realistische aquifer configuraties te kunnen modelleren is in 2014 een publieke 2D reservoir modelleringstool ontwikkeld (doubletcalc 2D). Deze wordt begin 2015 beschikbaar gesteld en draagt bij aan uniformiteit, kwaliteit en transparantie voor de onderbouwing en toetsing van vergunningsaanvragen. In 2014 is een analyse gemaakt van de synergie tussen schaliegas winning en geothermie(double play). Daarvoor is een kwantitatieve methodiek ontwikkeld om een voorspelling te doen waar schaliegas economisch winbaar zou kunnen zijn en welke toegevoegde waarde voor geothermie mogelijk is indien een exploratie-put voor schaliegaswinning hergebruikt kan worden voor geothermische exploratie en productie. Een analyse is gemaakt van de toegevoegde waarde van reservoir stimulatie voor de performance van diepere delen van klastische reservoirs in thermoGIS. De resultaten laten zien dat de potentie van diepere delen van klastische aquifers

25 / 59


significant kan toenemen zonder sterke toename van de kostprijs van geothermische energie. Daarnaast heeft TNO bijgedragen aan een studie naar de potentie van diepe breukzones, waarvan de conclusie is dat er vooral kans is op permeabele breukzones in het tektonisch actieve zuid-oosten van NL en bepaalde lithologische formaties. Log data vormen de basis voor petrofysische analyse van reservoir eigenschappen. Voor de inschatting van onzekerheden wordt vaak uitgegaan van een onzekerheid die over de lengte van het log interval gecorreleerd is. Uit een eerste statistische analyse blijkt dat voor ongecorreleerde onzekerheden (zoals te verwachten voor sedimentair verschillende lagen), de cumulatieve onzekerheid afneemt. Het onderzoek is in 2014 niet verder gecontinueerd vanwege prioriteit voor de andere onderwerpen Activiteiten ten aanzien van de ontwikkeling van EGS (>4km) en magmatische gebieden: Het EU IMAGE project heeft als doel de exploratie van geothermische systemen voor elektriciteitsproductie te stimuleren. In het kader van dit project zijn door TNO verschillende activiteiten ontplooid voor de ontwikkeling van exploratie-concepten en bijbehorende exploratie-technieken voor EGS in magmatische gebieden. TNO werkt samen met tien partners vanuit zowel Indonesische als Nederlandse overheden en bedrijven in het project GEOCAP, om de ontwikkeling van geothermie in Indonesië te ondersteunen. In het bijzonder is er behoefte aan goed opgeleid personeel en de inzet van innovatieve technologie voor het ontsluiten van geothermisch potentieel in Indonesië, dat algemeen wordt beschouwd als het meest prospectieve land voor aardwarmte in de wereld Activiteiten ten aanzien van de ontwikkeling van HTO (<1.5km); Binnen het project Geothermie en de TC HTO (uitgevoerd in 2013) zijn zowel technische als economische randvoorwaarden opgesteld waaraan een HTO project moet voldoen. Deze zijn mede tot stand gekomen middels nauwe samenwerking met meerdere MKB partijen (uit de TC HTO). Tevens heeft er kartering plaats gevonden van aquifers welke voldoen aan de gestelde randvoorwaarden. Ter stimulatie van de ontwikkeling van HTO is er ook een economische kosten baten tool ontwikkeld. Eerste toepassingen zijn voorbehouden aan de deelnemers van het TC HTO en vastgelegd in een rapportage. De resultaten zijn in 2014 beschikbaar gemaakt in een publiek rapport (http://geothermie.nl/actueel/nieuws/nieuws-single-display/article/tno-rapport-hogetemperatuur-opslag/). De kennis opgebouwd in dit project is middels een twintigtal rapporten en bijdragen aan internationale congressen gepresenteerd. Daarnaast is een drietal peer reviewed publicaties verschenen. Peer reviewed Publicaties  Limberger, Jon, Calcagno, Philippe, Manzella, Adelle, Trumpy, Eugenio, Boxem, Thijs, Pluymaekers, Maarten & van Wees, Jan-Diederik (2014). Assessing the prospective resource base for enhanced geothermal systems in Europe. Geothermal Energy Science, 2(1), (pp. 55-71)  Wassing, B., Van Wees, J.D., Fokker, P, 2014. Coupled Continuum Modeling of Fracture Reactivation and Induced Seismicity during Enhanced Geothermal Operations, Geothermics.

26 / 59




Van Wees, J.D., Buijze, L., van Thienen - Visser, K., Nepveu, M., Wassing, B.B.T., Orlic, B. & Fokker, P.A. (2014). Geomechanics response and induced seismicity during gas field depletion in the Netherlands. Geothermics, 52, (pp. 206-219)

27 / 59


28 / 59


3

Vraaggestuurd programma “Subsurface modelling” Prof. Dr. Ir. F.C. van Geer

3.1

Inleiding Het vraaggestuurde programma Subsurface Modelling betreft het ontwikkelen van innovatieve methoden voor het karakteriseren en het statisch en dynamisch modelleren van de architectuur en eigenschappen van de geologische eenheden en structuren die belangrijk zijn voor het ontwikkelen van nieuwe play concepten en het verkennen van nieuwe mogelijkheden in huidige plays t.b.v. het onderdeel ‘New Fields’, en het verkleinen van de risico’s van de exploratie- en productiemogelijkheden van Tough gas and Stranded fields , alsook ten behoeve van beoordeling van exploratiegerelateerde HSE aspect en de mogelijkheid tot winning van delfstoffen. Kern is het ontwikkelen en testen van nieuwe methodieken waarbij de (beperkte aantallen) meetgegevens gecombineerd worden met kennis en modelleringen van dynamische geologische processen (zoals sedimentologische processen, begravingsgeschiedenis) gericht op het vaststellen van met name de ruimtelijke variatie in eigenschappen van de ondergrond op verschillende tijd- en ruimteschalen (eigenschappen reservoirs/aquifers en seals/slechtdoorlatende lagen, eigenschappen van breuken, opbouw Tertiair-Onder Pleistoceen en opbouw pre-Perm). Karakterisatie, ruimtelijke-modellering en de toe te passen analysemethoden zijn daarbij gericht op het verkleinen van de onzekerheden. De TNO-activiteiten binnen het VP “Energiebronnen in Transitie” bijdragen aan de doelstellingen van het deel-innovatiecontract “Upstream Gas” van het TKI Gas. Het VP Subsurface modelling is aanvullend hierop. Met name voor het realiseren van de gestelde ambities (in 2030 nog 30 bcm gas uit kleine velden) is verdere opbouw van kennis en geo-informatie specifiek gericht op het ontwikkelen van nieuwe play concepten en het verkennen van nieuwe mogelijkheden in huidige plays t.b.v. het onderdeel ‘New Fields’, en het derisken van de exploratie- en productiemogelijkheden van “Tough gas and Stranded fields” essentieel.

3.2

Uitvoering in 2014 Het ontwikkelen van nieuwe nieuwe playconcepten en het verkennen van nieuwe mogelijkheden in huidige plays t.b.v. het onderdeel ‘New Fields’ vereist een goed statisch geologisch model van de ondergrond en bovendien kennis van de rol die dynamische aspecten van het petroleumsysteem spelen bij de beoordeling of een structuur al of niet met gas gevuld zal zijn. In dit kader richtte het VP subsurfae modelling zich op voor twee samenhangende hoofdlijnen: 1. Multi scale karakterisatie van gesteente- en vloeistofeigenschappen en breuken. Binnen deze hoofdlijn is gewerkt aan de ontwikkeling van een innovatieve aanpak voor de bepaling van de ruimtelijke verdeling van de verwachtingswaarden van matrix eigenschappen. Hierbij is een methode ontwikkeld voor geïntegreerde bekkenmodellering, inclusief de slecht doorlatende lagen.

29 / 59


2. Dynamische bekkenmodellering (migratie en charging). Hierbij heeft de focus gelegen op het ontwikkelen van een aanpak voor de bepaling van verwachtingswaarden van de dynamische breukeigenschappen. 3.3

Resultaten 2014 was het eerste jaar van het VP Subsurface modelling. Het beschikbare budget was beperkt en het VP zal na 2014 niet in deze vorm worden voortgezet. De essentie van het VP is een beter begrip van de diepe ondergrond en de vormende dynamische processen. Op een aantal punten is belangrijke vooruitgang geboekt wat betreft de karakterisatie en de dynamiek van de diepere ondergrond ten behoeve van doelstellingen van het TKI Gas (Upstream Gas: New Fields, Tough Fields en Stranded Fields): - Er werd een methode ontwikkeld voor de 3D bekkenmodellering en de berekening van de porositeit en permeabiliteit op basis van korrelgrootte analysen van slecht doorlatende kleilagen. - Tevens werd een methode gerealiseerd voor het vaststellen en karakteriseren van de dynamische eigenschaopopen van breuken. Er zijn drie concept rapportages gemaakt, die naar verwachting in februari 2015 beschikbaar komen. Verder zijn er kaarten gemaakt van het verzet langs de bestudeerde breukzones. Ook deze kaarten zullen naar verwachting in februari 2015 definitief gemaakt kunnen worden, waarbij tevens een overzicht is gegeven van de reactiefasen van de bestudeerde breuksystemen. Veel van de activiteiten zullen in de komende jaren worden voortgezet in het GeoInformatieProgramma van de Geologische Dienst Nederland. Via dit spoor zullen ook de verdere contacten met stakeholders worden vormgegeven

30 / 59


4

Vraaggestuurd programma “Duurzame Energie” Prof. Dr. G.B. Huitema

4.1

Inleiding

4.1.1

Beschrijving Vraaggestuurd Programma Energie Efficiëntie Dit verslag beschrijft de resultaten van het Vraaggestuurd Programma Energie Efficiëntie (VP EE) in 2014. De Europese (en Nederlandse) doelstellingen voor 2020+ voor duurzaamheid, betaalbaarheid en betrouwbaarheid veranderen het huidige energiesysteem. Zo vindt in een duurzame energievoorziening, we spreken van Smart Energy Systems, de productie niet alleen meer centraal plaats maar ook gedistribueerd, dichtbij het verbruik. Bovendien is er een optimale afstemming tussen zowel opwek als gebruik van verschillende energie(bronnen), zijn de infrastructuren van de verschillende energiebronnen (elektriciteit, gas en warmte) meer op elkaar afgestemd en zijn gebruikers op een positieve manier bewust en betrokken bij hun ‘energie’. Sinds de vorming van het innovatiegebied Energie Efficiëntie binnen TNO, wordt er veel onderzoek op dit gebied gedaan. Dit onderzoek onderscheidt zich daarbij op verschillende manieren van andere partijen. Het doel van het onderzoek van TNO is innovatie met een maatschappelijke relevantie in Nederland. De onderzoeksresultaten komen daarbij ten goede aan alle partijen in de energieketen. Het onderzoek van TNO omvat een breed scala van technologische, sociaaleconomische en regelgevingsonderwerpen. TNO verbindt kennis en mensen en vormt zo een brug tussen onderzoek bij universiteiten en toepassing door het bedrijfsleven en de overheid. Het onderzoek van TNO is in het algemeen méér innovatiegericht (het werkelijk toepasbaar maken) dan dat van universiteiten. Bovendien is het multidisciplinair doordat TNO zo is georganiseerd dat onderzoekers van verschillende disciplines met elkaar samenwerken aan onderwerpen binnen thema’s.

4.1.2

Opbouw van het programma en relatie met Topsector Energie. Vanaf de oprichting van de TKI’s heeft TNO haar visie op Smart Energy Systems gedeeld en aangescherpt met de stakeholders in de markt en bij overheden. Zo werd bijvoorbeeld het door TNO ontwikkelde vierlagenmodel bestaande uit de lagen: Energiegebruikers, Energiediensten, Abstractie infrastructuur en Fysieke infrastructuur, door de TKI Switch2SmartGrids (TKI S2SG) geadopteerd. Dit model vormde zo de basis voor het TKI-programma en de TKI-roadmap. De opbouw van het vraaggestuurde programma Energie Efficiëntie (VP EE) is vanaf 2012 gericht op de programmalijnen van de TKI S2SG en de Topsector Energie. Tevens is er hierbij voor gezorgd dat er voldoende raakvlakken zijn met het TKI Solar Energy. In het programma grijpen technische en sociale innovatie in elkaar. Onder technische innovatie vallen (1) ICT-architecturen en de interfaces met de fysieke installaties, (2) (koppelvlakken naar) duurzame en/of decentrale opwek, (3) buffering en opslag ten behoeve van balancering, en (4) het bevorderen van de efficiëntie over de energiedragers heen. Sociale innovatie is gericht op de veranderingen in (a) regulering en beleid, (b) de veranderingen in de waardeketens

31 / 59

32 / 59


en business modellen, en (c) de veranderingen in het gedrag gericht op vraagsturing. De kracht van TNO komt specifiek tot uiting in de integratie van zowel de sociale als de technische en economische innovatierichtingen. De afgelopen jaren is het accent van het onderzoekswerk van TNO meer op de dienstenlaag komen te liggen en minder op de fysieke infrastructuur. In 2014 zijn de programmalijnen van de TKI S2SG geherdefinieerd als: Energiemanagement, en Informatie en Control voor flexibiliteit. Het VP EE is nu ook in lijn met de nieuwe TKI opzet van deze programmalijnen. De nieuwe TKI S2SG programmalijnen zijn (zie figuur1): 1. “Energiemanagement voor flexibiliteit van energiesysteem”. Deze programmalijn gaat over het genereren van flexibiliteit en het ontwikkelen van diensten en producten die nodig zijn om (a) de flexibiliteit van het systeem te kunnen inzetten voor een betere benutting van de bestaande infrastructuur, (b) te kunnen omgaan met de integratie van massieve decentrale opwekking van energie en (c) de integratie van opslag en conversie. 2. “Informatie en Control systemen voor flexibiliteit in de energie infrastructuur”. Dit betreft het verzamelen en verwerken van informatie uit het systeem, het verrekenen van diensten en technologische innovaties die de infrastructuur zelf flexibeler maken. Programmalijn TKI S2SG 1. Energiemanagement voor flexibiliteit van energiesysteem

2. Informatie en Control systemen voor flexibiliteit in de energie infrastructuur

Onderwerpen  Beter benutten van de Infrastructuur  Integratie van decentrale productie  Beheersen en bufferen van energiestromen Aandachtspunten: tools voor systeemintegratie; opschaling van oplossingen met bijbehorende standaardisatie.  Beschikbaar stellen of leveren van Informatie- en datamanagement  Inzetten van prijsmechanismen en dynamische verrekeningen  Flexibilisering van de infrastructuur

Aandachtspunten: privacy & security; wet- en regelgeving, business modellen; (gedrag van) energieprosument. Figuur 1: De twee programmalijnen met focusonderwerpen van de Topsector Energie/Smart Grids (referentie: 2014 Addendum Innovatiecontract TKI S2SG) Het VP EE bestaat voor ca. 80% uit meerjaren projecten. Dit zijn nationale subsidietrajecten (EFRO, SNN en TKI), zogenaamde shared research projecten, en EU FP7 projecten. De selectie van nieuwe projecten binnen het VP vindt plaats in afstemming met de TKI S2SG. De verdeling in 2014 van de onderzoekinspanning over de nieuwe TKI programmalijnen staat vermeld in Figuur 2. In 2015 zal deze verhouding gelijk blijven.


33 / 59

Programmalijn TKI S2SG Energiemanagement voor flexibiliteit van energiesystemen (60%)

TNO VP EE inzet 2014 60%

Informatie en control systems voor flexibiliteit in energie-infrastructuur (40%)

40%

Figuur 2: Verdeling TNO VP EE inzet 2014 naar Programmalijnen TKI S2SG TNO draagt alle kennis die zij verwerft uit ten behoeve van de TKI doelstellingen. Daarbij gaat het niet alleen om de kennis die ze heeft opgedaan in dit VP EE, maar ook om de kennis uit maatschappelijke projecten zoals bijvoorbeeld de IPIN proeftuin projecten. Vanaf 2015 start er voor TNO een nieuwe strategieperiode met hernieuwde vraaggestuurde kennisprogramma’s (2015-2018). Deze programma’s zijn in 2014 opgesteld aan de hand van TNO transitie roadmaps en in afstemming met de TKI’s. Direct gerelateerd aan het VP EE is de roadmap Energie Efficiëntie. Het onderwerp Smart Energy System dat voortbouwt op de huidige TNO visie, staat hierin centraal en er is expliciete aandacht voor de wisselwerking “opschalen” (TICK) en “integratie/complexiteit toevoegen aan het systeem” (TOCK, zie ook Figuur 3). Daarnaast zijn de roadmaps Energy Storage & Conversion en Solar value chain nader uitgewerkt. Tevens is er een nieuw VP Systeem Integratie (VP SI) opgericht dat afstemt met het thema Systeem Integratie.

Figuur 3: TICK-TOCK strategie (wisselwerking tussen opschalen/cost-efficiency en integratie binnen het energiesysteem) als onderdeel van TNO Energie Efficiëntie Roadmap 2015-2018.

4.1.3

Overleg en afstemming met Topsector Energie Het TKI S2SG werkt intensief samen met TNO: TNO is vanaf het begin zowel in het bestuur als in de Raad van Toezicht van het TKI vertegenwoordigd. TNO presenteert elk jaar in een vroeg stadium haar plannen op het gebied van smart grids aan het bestuur en stelt dat zo nodig bij op basis van de feedback van het bestuur. De samenwerking tussen TKIS2SG en TNO kan overall gezien uitstekend worden genoemd. In de strategieperiode 2011- 2014 waren de programmalijnen van de TKI gericht op het vierlagenmodel zoals door TNO ontwikkeld en ingebracht. TNO heeft in 2013 en 2014 ondersteuning geboden bij het herdefiniëren van de programmalijnen van de TKI S2SG. Zo heeft TNO direct bijgedragen aan addenda bij de innovatiecontracten die dienen als input voor de tenders, projecten en de nieuwe TKI programmalijnen en aandachtspunten.

34 / 59


4.2

Uitvoering in 2014

4.2.1

Uitgevoerd programma per programmalijn Hieronder zijn per programmalijn van de TKI S2SG de produktlijnen benoemd waar TNO zich met name in 2014 op heeft gericht. Programmalijn TKI S2SG Energiemanagement voor flexibiliteit van energiesysteem

Focus TNO produktlijnen Energy Markets & Users Active user participation Market Modelling Legislation Asessment Smart Energy System Supply & demand mechanismen Forecasting of flexibility

Informatie en Control systemen voor flexibiliteit in de energie infrastructuur

Backoffice ICT Smart Grid Billing Transition driven IT Datamodelling IT service architectures Data management Grid management Figuur 4: Focus 2014 van TNO VP Energie Efficiëntie gerelateerd aan de TKI programmalijnen. 4.2.2

Beschrijving van de uitvoering van de onderdelen van het programma in relatie tot de gestelde planning en doelen De voortgang van het onderzoek op de diverse programmalijnen was conform plan. De binnen het VP opgebouwde kennis over de afgelopen jaren is voor de verschillende TKI-programmalijnen hergebruikt. Daarmee evolueert de opgebouwde kennis op gewenste manier. Voorbeelden hiervan zijn - De opgebouwde kennis met betrekking tot de energie management algoritme PowerMatcher is geëvolueerd naar een praktische inzetbare monitoren stuuromgeving wat diverse energieproducten en diensten mogelijk heeft gemaakt. Te noemen valt de toepassing binnen het EU project EcoGrid en de IPIN/TKI pilotomgevingen Couperus en Powermatching City II. - De oprichting van de Flexpower Alliantie Network (FAN). Beoogde deelnemende partijen aan dit netwerk omvatten de gehele energieketen, inclusief de ontwerpers en leveranciers van devices, ICT partijen en energiebedrijven. Basis voor samenwerking is de door TNO ontwikkelde specificatie “Energy Flexibility Interface” dat verschillende energy management/demand side management benaderingen kan ondersteunen. Deze specificatie, tezamen met de hierin passende PowerMatcher energiemanagement-technologie, is de basis geworden van FAN, zie ook de highlights in sectie 4.3.2. - De opgebouwde kennis over energiemanagement- en technologie is gebruikt binnen de smart grid pilots in de Amsterdamse wijk Houthaven, in Lochem en internationaal in het KIC InnoEnergy projecten ESC en EIT ICT Labs project Hegrid (interoperabiliteit van hybride energiemanagementsystemen).


-

-

-

De kennis die binnen het EU project GreenEmotion is opgebouwd op het gebied van e-mobility, zoals laadinfrastructuren, is verder ontwikkeld binnen het KIC project EV-City en het EU project COTEVOS (o.a interoperabiliteit van EV-systemen). Op het gebied van sociale innovatie vormt het eerder door TNO ontwikkelde Interventie-model met betrekking tot klantacceptatie de basis van de validatie van Smart Grid Demand Response projecten binnen het EU project Advanced. Op dienstengebied is de opgebouwde kennis met betrekking tot pricing en billing van flexibiliteit in consumeren en produceren van energie verder uitgewerkt tot kennis over schaalbare accounting- en verrekensystemen binnen het EU-project CIVIS.

De energietransitie verloopt langzaam. Net als vorig jaar moeten we constateren dat de pull van de markt naar technologie en kennis nog steeds zwak is en dat push nog steeds overheersend is. Regelgeving is hierbij nog steeds een belangrijke beperkende factor. In 2015 wil TNO meer projecten uitvoeren op het gebied van standaardisatie en interoperabiliteit om zodoende barrières te helpen doorbreken en de transitie te versnellen door kosteneffectieve, grootschalige uitrol. TNO kan hierbij relevante kennis aandragen, o.a. op gebied van het mogelijk maken van energieflexibiliteitsdiensten, verrekening, systeem integratie en open infrastructuren. 4.2.3

Samenwerking Op het gebied van Smart Energy Systems werkt TNO met veel partijen samen, zowel in het private als in het publieke domein. TNO ziet het daarbij als haar taak om als schakel te fungeren tussen wetenschap en praktijk, zodat kennis ook daadwerkelijk wordt toegepast in Nederland. Nederlandse universiteiten en hogescholen TNO onderhoudt contacten met universiteiten en hogescholen die onderzoeksprogramma’s hebben op het gebied van smart energy systems en gaat samenwerkingsverbanden aan waar dat zinvol is. - Universiteit van Groningen (RUG): Met de RUG vindt samenwerking plaats via TNO hoogleraar George Huitema, op het gebied van ICT-architecturen, die deel uitmaakt van de onderzoeksgroepen GESP (Groningen Energy Sustainablilty Program) en CEER (Centre for Energy Economics Research). Verder zijn er contacten met de faculteit Psychologie over gedragsbeïnvloeding van gebruikers en de faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen over gedistribueerde energietoepassingen. - Technische Universiteit Eindhoven (TU/e): Samenwerking via TNO hoogleraar Rene Kamphuis met leerstoel Smart Operation of Electricity Grids through ICT. - Universiteit van Amsterdam (UvA): Samenwerking via TNO hoogleraar Annelies Huygen met leerstoel Ordening van de Energiemarkten aan de Faculteit der Rechtsgeleerdheid. - Centrum voor Energievraagstukken (CvE): TNO is partner in het CvE van de Universiteit van Amsterdam, dat in 2010 is opgericht. Dit centrum doet intensief onderzoek naar de lokale energievoorziening en smart grids, met name vanuit het perspectief van wet- en regelgeving en financiering. TNO financiert twee promovendi bij het Centrum.

35 / 59


-

-

NWO URSES: TNO ondersteunt het voorstel “Gaming beyond the Copper Plate: scheduling exible consumption and decentralised generation within distribution constraints”, met TuD (M. de Weerdt) als penvoerder. Energy Academy Europe (EAE): TNO draagt bij aan dit samenwerkingsverband door inzet van de TNO hoogleraren Huitema en Huygen, het gezamenlijk werken in projecten en schrijven van onderzoeksvoorstellen, en door het bijdragen aan de programmacommissie van het jaarlijkse Energy Delta Congres. In het EAE werkt TNO nauw samen met de Hanzehogeschool. Verder is TNO voornemens een projectlab HESI (Hybrid Energy System Integration) in te richten op de onderzoeksfaciliteit EnTranCe.

Internationaal onderzoek TNO participeert op Europees niveau in verschillende FP7 en EIT projecten. Zo is TNO actief binnen de EIT ICT Labs -nodes Berlijn en Eindhoven die gericht zijn op Smart Energy Systems. Daarnaast vormt TNO samen met TU Eindhoven, KU Leuven en VITO de kern van de co-locatie Benelux binnen het KIC Inno Energy, met als primair onderzoeksgebied "Smart Cities". Voor de nieuwe ronde van H2020 wordt er een aantal voorstellen uitgewerkt op het gebied van hybride energie management, gebruikersparticipatie en storage. - FP 7 projecten: o Advanced (Active Demand Value And Consumers Experience Discovery):. Enel is trekker, andere partners zijn Iberdrola, ERDF, RWE, TNO, VaasaETT, Universidad Ponteficia Comillas, Entelios, Fondazione Eni Enrico Mattei, Distribuciòn Elèctrica en The European Omnibus Survey SCRL. o CIVIS: Ontwikkelen van enabling technologieën en business modellen (TNO) voor “energy-optimized smart cities”; twee pilots in Trento en Stockholm. Partners: TrentoRISE, AALTO, KTH, KIT, TUDelft (Brazier), TNO. o COTEVOS: Ontwikkelen van optimale test-infrastructuur en capaciteiten voor conformance, interoperabiliteit en performance van systemen voor smart charging van Electric Vehicles. Partners: Tecnalia, AIT, Altra, DERlab, DTU, Etrel, Fraunhofer, LODZKA, RSE, ZSE, TNO. o Dream: (inter)Management aanpak voor het inpassen van duurzame energie op basis van autonome agent-based systemen. Partners zijn: Institut Polytechnique Grenoble, Elektrikis Energeias Greece, Uni St Gallen, Institute of Communication and Computer Systems, DNV Kema, Societa Aeroportuali Italy, Telvent Energia Spain, TXT Esolutions Italy, Uni Kassel, TNO. o Ecogrid: Betreft een large scale Smart Grids demonstratie van real time based integratie van DER en DR met oa. de partners SINTEF, Energienet.dk, Siemens en IBM Danmark; o E-Hub (Energy Hub), betreft transport m.b.t. residential en commercial districts , met o.a. de partners D’Appolonia, Vito, Fraunhofer en VTT. o Electra: Uitvoeren van het EERA Joint Programme met EU research partners; in het bijzonder het ontwerpen van grid toekomst; standaardisatie, control- en monitormechanismen. Partners: EERA. o Green eMotion: Betreft standaardisatie van elektrische voertuigen met o.a. de partners IBM, SAP, Siemens, EDF en RWE.

36 / 59


OS4ES (Open System for Energy Management): Ontwikkeling van een Distributed Registry voor DER componenten voor een dynamische samenwerking DER-DSO. Lab- en veldtesten. Het project draagt bij aan standaardisatie. Partners: FGH uit Mannheim, HUAS (Hamburg University of Applied Science), Hypertech (Hypertech IT Solutions), Greece, IT4 (it4power) Switzerland, KONCAR (KONČAR-Power Plant and Electric Traction Engineering Inc.), Croatia, MVV Energy AG, Germany, Tecnalia Spain, T-Systems Germany, TNO. o Sunseed (Sustainable and robust networking for small electricity distribution): Converged communication infrastructures. Partners: Telco + DSO + smart meter + onderzoek partij in Slovenië, TNO, Aalborg University (Denmark), Toshiba Research Lab (UK), Sierra Wireless (France). KIC InnoEnergy: o ESC (Energy Supply Cooperative): Het project richt zich op de realisatie van een woonwijk die volledig onderling energie deelt. Partners: KIT, EVohaus en TNO. o ValueFlex (Value Analysis Leading to Unleashed Electricity Flexibility for network management and market operations): Het project beschouwt wat elementen zoals AM en operation sytem tools, LV monitoring en control , energie-opslag, integratie van PHEV en Demand Repsonse aan waarde bijdragen aan energieflexibiliteit. Partners zijn KTH, Vattenfall en TNO. KIC EIT ICT Labs: o In 2013 is het project HEGRID opgestart. In dit project wordt een prototype van een multi-commodity (hybrid: elektriciteit, gas en thermische energie) energy management framework gerealiseerd. Dit voorstel omvat de partners: TNO (Lead), KIT, Siemens, SAP, VTT, TU/e, CWI. Het project is in 2014 gecontinueerd met TUTwente als extra partner en subgranting naar Alliander. Het project loopt door in 2015. o In 2014 is het project IMPACT (Integration of sMart Power ConTrollers) van start gegaan met als doel het creëren van marktrijpe Smart Power Controllers voor elektrische voertuigen en andere toepassingen in smart distribution grids en virtual power plants. Partners zijn Siemens, KIT en TNO. Het project loopt door in 2015. o

-

-

Samenwerking met marktpartijen in nationale consortiumprojecten - Proeftuinen: TNO is actief in diverse proeftuinen/pilots gericht op Smart Energy Systems. Daarbij vormt TNO de verbinding tussen kennis en toepassing. Voor een deel zijn het projecten met marktpartijen, voor een ander deel gaat het om trajecten ingediend bij de EZ proeftuinenregeling IPIN zoals Couperus, PowerMatchingCity II en Houthaven en Lochem. In al deze proeftuintrajecten bestaat het consortium uit een combinatie van netbeheerders, projectontwikkelaars, gemeenten, provincies en ICT-toeleveranciers. - Tenderprojecten TKI S2SG: o CERISE (Combineren van Energie- en Ruimtelijke Informatie Standaarden als Enabler): Dit project richt zich op het combineren van data (bijv locatie ziekenhuizen) uit verschillende betrouwbare en juiste informatiebronnen door middel van koppelingen. Hierdoor kan er in geval van calamiteiten zoals stroomuitval, adequaat gehandeld worden.

37 / 59


-

-

Het CERISE project wordt uitgevoerd door een consortium bestaande uit: TNO (penvoerder), TU Delft, Alliander, Geonovum en Geodan. o I-Balance (link met Entrance): Hanze Hogeschool is hierbij penvoerder. I-Balance streeft naar optimalisatie van decentrale consumptie en productie door load balancing & integratie Smart Appliances. Het consortium bestaat uit: Hanzehogeschool, TNO, iNRG, Westland Infra, GasTerra, GasUnie, Stichting Hooghalen Duurzaam en RWE Wind. o tDASA (Technology for Distribution Area Situational Awareness in Electrical Networks): In dit project wordt technologie voor netbeheerders ontwikkeld op het gebied van beslissingsondersteuning voor het kosteneffectief beheren van elektriciteitsnetwerken. Partners zijn: Locamation, Enexis, TNO en Eindhoven University of Technology. o VIOS (Virtual Infrastructure Operating System): Voor dit project is TNO penvoerder; Het VIOS project creëert interoperabiliteit van Smart Grid standaarden op het niveau van de virtuele infrastructuur laag. Partners zijn:TNO, Alliander, iNRG en Technolution. o TEI (Toekomstige Energie Informatievoorziening): In dit project wordt een Open Data Platform gecreëerd waarbij de aan de energiehuishouding gerelateerde gegevens toegankelijk gemaakt worden voor partijen die daarmee waarde kunnen creëren en innovatie bevorderen. Partners zijn oa. TNO, KPN en Enexis. o PMCTTP (PowerMatchingCity to the People): Dit TKI S2SG-project heeft als doel om de markt voor slimme energieproducten en diensten verder te ontwikkelen en alle mogelijke barrières voor de commercialisatie en grootschalige uitrol (100.000+) aansluitingen weg te nemen. Partners zijn DNV GL (penvoerder), Enexis, ICT Automatisering, TNO, RWE Essent en Technische Universiteit Eindhoven o Smart Balance: Nieuw TKI S2SG project in programmalijn 1. In dit project worden Intelligente oplossingen voor gebalanceerde integratie van PV systemen in elektriciteitsnetten onderzocht. De projectpartners zijn Mastervolt en Heliox (productontwikkelaars), Fourtress (softwareontwikkelaar), Cogas en Rendo (netbeheerders) en TNO (kennisinstelling). Het consortium wordt ondersteund door Chematronics (projectmanagement) en Alliander (aansluiting bij lopende proeftuinen voor grootschalige uitrol). o SMARTCOVA (Slimme MARkt aansluiting voor Commercieel Vastgoed): Nieuw TKI S2SG project in programmalijn 1. Het project richt zich op het ontwikkelen en beschikbaar maken van een koppeling op de abstractielaag infrastructuur om het potentieel aan flexibiliteit in vastgoed sneller en goedkoper te kunnen ontsluiten. Project partners zijn: Technolution (penvoerder), Alliander, TNO, Van Dorp Installaties (VDI) en Delta. HeatMatcher. Dit EFRO-project heeft als doel het optimaliseren van bestaande warmteregelingen van grootschalige warmtesystemen. Het project wordt uitgevoerd met een consortium bestaande uit ZON energie, DWA, Noord Holland Noord, Hogeschool lnHolland en TNO. TNO brengt de ICT infrastructuur in. STEM - De Energietransitie van Onderaf. In dit STEM (Samenwerken Topsector Energie en Maatschappij) project worden concrete handelingsperspectieven ontwikkeld, getoetst en beschreven voor de

38 / 59


-

belangrijkste stakeholders in het energiedomein, die leiden tot een toekomst waarin de partijen naast elkaar bestaan en elkaar versterken. Aanvullend wordt een strategisch rollenspel als serious game ontwikkeld om de opgedane kennis te verspreiden. Partners zijn Essent, Nuon, Eneco, GDF Suez en Netbeheer NL. Zie ook highlights in sectie 4.3.2. Flexiblepower Alliance Network (FAN): dit netwerk is een internationale community voor het ontwikkelen van open standaarden op het gebied van Energie Management. Basis hiervoor is de door TNO ontwikkelde specificatie “Energy Flexibility Interface” met daaraan gerelateerd FPAI software (Flexible Power Architecture Interface) en het energie management systeem Powermatcher. De visie van FAN is om een kostenefficiënt level playing field te creëren voor nieuwe en bestaande energieproviders. En om brede en snelle adoptie van interoperabele diensten en appliances te bereiken. Partners in het netwerk zijn momenteel: TNO, Alliander, Accenture, Stedin, CGI en DPHA. Zie http://www.flexiblepower.org.

4.3

Resultaten

4.3.1

Bereikte inhoudelijke resultaten Hieronder volgt per uitgevoerd project (in alfabetische volgorde) waarin substantiële SMO subsidie geïnvesteerd is, een verkorte weergave van de bereikte inhoudelijke resultaten. In Figuur 5 is per programmalijn van de TKI S2SG aangegeven waar het zwaartepunt van betreffende project ligt. Programmalijn TKI S2SG Energiemanagement voor flexibiliteit van energiesystemen (60%)

2014 Focus TNO VP Projekten Heatmatcher, EcoGrid, iBalance, Flexiheat, CERISE, Advanced, STEM, ESC Informatie en control systems voor COTEVOS, Dream, tDASA, flexibiliteit in energie-infrastructuur (40%) Greengrowing, GreenEmotion, Electra, VIOS, OS4ES, CIVIS, OS4ES, Sunseed, SolaRoad, TEI Figuur 5: Positionering 2014 TNO VP projecten naar de programmalijnen van TKI S2SG. Voor de volledigheid zijn ook de TKI-projecten waarin TNO in 2014 participeerde in het overzicht gezet. 

Advanced o In dit EU-project (2013-2015) worden op basis van empirische gegevens en lessons learnt uit aantal Europese pilots op het gebied van actieve gebruikersparticipatie, richtlijnen opgesteld waarmee voor marktpartijen grootschalige deelname van gebruikers aan smart grid proposities gestimuleerd worden. In 2013 heeft TNO in WP2 een conceptueel model opgesteld voor actieve gebruikersparticipatie dat als basis dient voor de analyses waarin ook de kwantitatieve onderbouwing van de relaties zal worden gegeven. In 2014 is de identificatie van de factoren die een rol spelen bij actieve gebruikersparticipatie vastgelegd in Deliverable D2.2. Daarnaast heeft TNO een bijdrage geleverd aan de WP’s 3, 4, 5 en 6: het handelingsperspectief dat dit biedt voor de verschillende stakeholders (actionable framework), de wijze van communiceren rond pilots en uitrollen (communication umbrella en ten slotte is de Privacy Impact

39 / 59


Assessment (PIA) definitief gemaakt. In 2015 wordt het project afgerond. 







CIVIS o Het EU-project CIVIS is eind 2013 van start gegaan. De doelstelling van CIVIS betreft enerzijds het ontwikkelen van nieuwe business modellen waarin prosumers en coöperatieve initiatieven centraal staan. Daarnaast het vertalen van de requirements die hieruit voortvloeien in ICT-oplossingen en het definiëren van aanbevelingen omtrent de inzet daarvan om te komen tot energie efficiënte smart cities. In 2014 is gewerkt aan het concreet maken van de projectvisie. TNO levert kennis op het gebied van 1) gebruikersparticipatie in smart cities 2) energie efficiëntie en daaraan gerelateerde business processen en 3) op het gebied van business modellen/cases rondom gebruikers participatie in energie efficiëntie (WP6 waarvan TNO trekker is). Verder is er uitvoerig onderzoek gedaan naar de sociale initiatieven in Italië en Trento, resulterend in een stakeholder analyse en nulmeting wat betreft de gebruikte businessmodellen. Hierbij komt duidelijk naar voren dat de culturele, regulatorische en organisatorische verschillen tussen beide landen bepalend zijn. E-Hub o Het doel van E-Hub is de bijdrage van duurzame energie te maximaliseren op wijkniveau door het op elkaar afstemmen van vraag en aanbod van energie. In 2014 is gewerkt aan WP4 Energy Management waar in samenwerking met oa VITO op basis van de agent-technologie van de Powermatcher een controle algoritme gemaakt is - de zogenaamde ‘Multi Commodity Matcher’ - voor het op elkaar afstemmen van vraag en aanbod van elektriciteit en warmte. Ten slotte is in WP6 Business modellen een aantal nieuwe business modellen/verdienmodellen opgesteld, die gebruik maken van de flexibiliteit in warmte- en elektriciteitsvraag van consumenten en kunnen die worden gebruikt voor peak shaving, voor het reduceren van onbalans of het inpassen van grotere hoeveelheden (oncontroleerbare) duurzame energie. Deze modellen zijn vertaald in ‘business agenten’ voor toepassing in de simulatieomgeving. Het project is in 2014 afgerond. Samenwerking UvA/Centrum voor Energievraagstukken (CvE) o In deze samenwerking worden twee promotieonderzoeken begeleid op het gebied van randvoorwaarden voor beleid en regelgeving ten aanzien van het energiedistributiestelsel van de toekomst. Het promotieonderzoek van Robin Hoenkamp “Safeguarding EU Policy Aims and Requirements in Smart Grid Standardization” is in 2014 afgerond en zal begin 2015 worden verdedigd. Het onderzoek van Sanne Akerboom naar participatie van lagere overheden vordert conform plan. EcoGrid o Het EU project Ecogrid heeft als hoofddoel een demonstratie op te leveren op het Deense eiland Bornholm waarbij meer dan 50% elektriciteitsconsumptie wordt geleverd door duurzame energiebronnen. Powermatcher technologie wordt ingezet voor het realiseren van een real-time marktconcept waarmee via nieuwe

40 / 59










diensten, eindgebruikers en netbeheerders mogelijk meer voordeel (economisch, netbalancering,..) kunnen behalen. In 2014 heeft TNO aan alle WPs meegewerkt. In het bijzonder is TNO verantwoordelijk voor de demonstratie van Powermatcher bovenop een hardware- en software-laag van IBM Zwitserland. Verder is TNO taakleider van T1.7 “Business models, functional architecture specification, and grid code recommendations” en van T7.3 “Exploitation plan”. In 2015 wordt het project afgerond. Flexigas o Het project Flexigas onderzoekt vormen van inrichting van de biogasketen en voert in samenwerking met 15 bedrijven en kennisinstellingen laboratorium- en veldexperimenten uit. TNO richt zich op de ontwikkeling van een smart biogas grid management- en regelsysteem op basis van sensor en ICT technologie, waarbij flexibiliteit wordt gecreëerd. In 2014 is door TNO gewerkt aan A3.2: Architectuur beschrijving globaal meet- en regelsysteem en A3.3: Simulator Smart Biogas Grid. Het project is eind december 2014 afgerond met een eindsymposium. Green eMotion o Dit EU project, gestart in 2011, ontwikkelt en onderzoekt een gebruiksvriendelijk framework voor Green Electromobility in Europa. Verscheidene elektrisch vervoer pilots in Europese steden doen hieraan mee, met als einddoel een uniform geïntegreerd systeem, met dezelfde interfaces en standaarden. TNO trekt mede het werkpakket “Harmonization of technology and standards”. In 2014 heeft TNO een update van deze deliverable D7.2: Standardization issues and needs for standardization and interoperability, gecoördineerd en met partners gecreëerd. Dit document geeft een goed en recent overzicht van standaarden en problemen rondom de elektrische auto, de laadpalen, het elektriciteits netwerk, en de communicatie ertussen (zie ook http://www.greenemotion-project.eu/dissemination/deliverablesstandards.php). Verder is een update van deliverable D7.6 “Common methodology to make developments in accordance with EV/infrastructure standards”, waar TNO verantwoordelijk voor is, afgemaakt en wordt ook zeer binnenkort gepubliceerd. GreenGrowing o TNO richt zich in het GreenGrowing project op intelligent energiemanagement in de kas. Hierbij wordt een tool ontwikkeld waarbij zodanig gestuurd wordt op een flexibele groei van producten in de kas en energiegebruik, dat het voor de tuinder prijstechnisch rendabel is om op energiemarkten actief te zijn. In 2014 is door TNO gewerkt aan een update van de tool als app op een tablet die gedemonstreerd wordt in de demo-kwekerij. Belangrijke nieuwe functionaliteit is de real-time connective met een klimaatcomputer en real-time weer- en energiemarkt informatie. HeatMatcher. o Het project heeft als doel om optimaal gebruik te maken van duurzame energie, afkomstig van bijvoorbeeld de zon, warmtepompen of energieopslag in de bodem, zowel voor de levering van warmte als van koeling. Het project wordt uitgevoerd met een consortium bestaande uit

41 / 59










ZON energie, DWA, Noord Holland Noord, Hogeschool lnHolland en TNO. TNO brengt de ICT infrastructuur in. In 2014 is een nieuwe versie HeatMatcher 2.0 ontwikkeld, getest op het ook ontwikkelde simulatiemodel en tenslotte geïnstalleerd op locatie Louis Davidscarré te Zandvoort. Daarnaast is het project uitgebreid om een HeatMatcher voor de kantoorlocatie van ZON Energie te Spanbroek te ontwikkelen. Hier zal o.a. worden onderzocht hoe om te gaan met de energiejaarbalans van bronnen en hoe de HeatMatcher om te schakelen naar koeling. Hoogleraarschappen o George Huitema werkt als hoogleraar binnen de faculteit Economie en Bedrijfskunde van de RuG op het gebied van ICT-architecturen (onderdeel van de onderzoeksgroep GESP (Groningen Energy Sustainablilty Program)). Annelies Huygen werkt als hoogleraar binnen de Faculteit der Rechtsgeleerdheid van de UvA op het gebied van Ordening van de Energiemarkten. René Kamphuis werkt als hoogleraar binnen de faculteit Elektrotechniek van de TU Eindhoven met als leerstoel Smart Operation of Electricity Grids through ICT. Alle leerstoelen worden benut voor onderwijs, onderzoek (schrijven artikelen, begeleiden promovendi), kennisuitwisseling en gezamenlijke initiatieven. SUGGEST o Doel van het onderzoek binnen SUGGEST is het verkennen en in kaart te brengen van het proces om een lokale energievoorziening te realiseren. Daarbij worden de barrières voor de voorziening blootgelegd en worden manieren om de barrières te slechten zichtbaar. In 2014 is gewerkt op micro (participatie van eindgebruikers), op meso (gedrag van organisaties) en macroniveau (institutionele veranderingen). Er zijn een handboek (Handboek rollen van provincies), artikelen en een rapport over ESCo’s (Energy Service Companies: Game changers voor de energiemarkt?) verschenen. In juni 2014 heeft een kennistafel plaatsgevonden over ‘flexibiliteit in de energiemarkt’. Tijdens de kennistafel waren 11 partijen uit de energiesector aanwezig, zoals netbeheerders, energiebedrijven, elektriciteitshandelaars en belangenverenigingen. The Value from Energy Storage o In dit TNO-project wordt bestudeerd hoe de business case voor Energieopslag voor zowel retail als bedrijjven verbeterd kan worden. In 2014 is kennis opgebouwd die inzicht geeft voor de actuele waarde en winsten voor de eigenaar van storage en andere stakeholders. SolaRoad o Doel van het onderzoek SolaRoad (mixed funding, oa. TKI Solar Energy) is de ontwikkeling van een systeem dat zonlicht op het wegdek omzet in elektriciteit. In november 2014 is een pilot fietspad van 70m gerealiseerd en geopend door EZ-minister Kamp. Dit heeft veel aandacht in de media gekregen. Daarmee is in 2014 antwoord verkregen op de vraag of het technisch mogelijk is een elektriciteitsopwekkende weg te maken die energie produceert maar ook op een veilige manier als weg gebruikt kan worden. In 2015 zal

42 / 59


worden gekeken hoe het concept opgeschaald kan worden. Zie verder bij highlights in sectie 4.3.2. 4.3.2

Highlights projectresultaten Als highlights van de projectresultaten in 2014 wordt het drietal projecten en technologieën SolaRoad, STEM en Energy Flexibility Interface hieronder uitgelicht. Duurzame elektriciteitsopwekking uit wegen: Project SolaRoad. De hoeveelheid geïnstalleerd vermogen zonne-energie in Nederland groeit al jaren zeer hard. Ruwweg is sprake van een verdubbeling elk jaar. Wanneer deze trend doorzet, en er is geen aanleiding om aan te nemen dat dit niet zo zou zijn, komt vroeg of later de grens van de hoeveelheid geschikte daken in zicht. Om tegen die tijd voorbereid te zijn, is het noodzakelijk om nu al te denken aan alternatieven. Zonneweiden is een mogelijkheid, maar in een dichtbevolkt land als Nederland waar ruimte schaars is, is het vol zetten van weilanden met zonnepanelen eigenlijk jammer. Integratie van zonnecellen in infrastructuur biedt vele voordelen: geen onnodig ruimtebeslag omdat infrastructuur er toch al ligt, geen NIMBY-effecten etc. Pilot elektriciteitsopwekkend fietspad in Krommenie (SolaRoad) In 2013 is TNO samen met Provincie Noord-Holland, Imtech en Ooms Civiel begonnen met de Samenwerkingsovereenkomst SolaRoad. Een belangrijke mijlpaal van de samenwerking was de opening van een eerste pilot van een elektriciteitsopwekkend fietspad (70m) in Krommenie (Noord-Holland) op 12 november 2014 door minister Kamp. Hierbij is een communicatiestrategie toegepast die ertoe geleid heeft dat het concept SolaRoad viraal is gegaan (minimaal 100 miljoen mensen bereikt) en die tot een 50-tal opportunity’s heeft geleid. Nieuw onderzoeksterrein Elektriciteitsopwekking uit wegen is volledig nieuw, het bestaat nog nergens ter wereld. Ook voor TNO is het dus een nieuw gebied waar kennis en ervaring op het gebied van Energie en Infrastructuur samen komen. Drie belangrijke onderzoeksvragen zijn: 1. Is het technisch mogelijk een elektriciteitsopwekkende weg te maken die energie produceert maar ook op een veilige manier als weg gebruikt kan worden; 2. Is het in de toekomst commercieel mogelijk zo’n weg te maken (m.a.w.: wat wordt de business case c.q. het verdienmodel van een dergelijke weg) en 3. Wat betekent grootschalig toepassing van dit soort wegen voor de inpassing in het energienet? Uit de pilot is geleerd dat het concept werkt. Nu is het zaak dit concept toekomstvast te maken tegen een lagere kostprijs. De meerprijs per m2 mag maximaal €300 zijn t.o.v. een reguliere weg. Vanaf 2015 zal aan de opschaling van het concept gewerkt worden.

43 / 59


Versnellen van de energietransitie in Nederland: project STEM - De Energietransitie van Onderaf Het aantal duurzame, lokale energie-initiatieven – waarbij burgers, MKB-bedrijven en/of woningbouwcorporaties zelf energie (willen) besparen en/of produceren - stijgt sinds een aantal jaren in een snel tempo. Er is sprake van een ‘energieke burgerbeweging’ die zich vaak bundelt in coöperaties en hun maatschappelijke impact is groeiende. Participatie van de burger in de transitie als deze is ook nodig, maar roept een belangrijk vraag op: Hoe benutten we de beweging van duurzame, lokale energie initiatieven optimaal om de transitie naar een duurzame Nederlandse energiehuishouding te versnellen? Spelen van serious game leidt tot betere samenwerking tussen partijen Binnen het project zijn concrete handelingsperspectieven ontwikkeld, getoetst en beschreven voor de belangrijkste stakeholders. En op basis hiervan is een serious game, een strategisch rollenspel “De Energietransitie van Onderaf” ontwikkeld waarin partijen uit de sector (energie coöperaties, gemeentes, energieleveranciers, netbeheerders, ondernemers, etc.) gezamenlijk uitvoering gaan geven aan een lokaal energieakkoord. Op deze wijze krijgen zij op een interactieve, leerzame en leuke manier inzicht in elkaars belangen, handelingsperspectief, en kunnen zij ervaring opdoen met nieuw handelen en nieuwe vormen van samenwerking. Met dit inzicht verlagen we één van de belangrijkste knelpunten bij samenwerking, bevorderen we het aangaan van samenwerkingen als (lokale) energieakkoorden en uitvoeringsagenda’s, en dragen we bij aan het versnellen van de energietransitie van onderaf. Er is veel interesse vanuit de markt en media voor de tussenresultaten van het project en in het serious game. Gemakkelijk en snel implementeren van energiediensten en apparaten: Project Energy Flexibility Interface (EFI) Diverse smart grid toepassingen zijn ontwikkeld om energieflexibiliteit van (eind)gebruikers in te zetten om knelpunten in de energielevering op te lossen. Het gaat hierbij om oa. capaciteitstekorten, onbalans in vraag en aanbod, en congestie. Hoewel in de verschillende implementaties een gestructureerde indeling kan worden herkend, is er in de praktijk sprake van leverancierseigen vertikale oplossingen, die moeilijk tot niet met elkaar gecombineerd kunnen worden. Vergroten interoperabiliteit Geïnitieerd door TNO is een open samenwerkingsverband Flexible Power Alliance Network (FAN) opgericht die specificaties en technologie ontwikkelt waarmee interoperabiliteit tussen diensten en apparaten vergroot kan worden. Een belangrijke specificatie is de Energy Flexibility Interface (EFI) waarmee energieflexibiliteit gemodelleerd wordt en de daaraan gekoppelde softwareomgeving Flexible Power Application Infrastructure (FPAI). Door het beschikbaar

44 / 59

45 / 59


zijn van de specificaties EFI en FPAI kunnen verschillende energieoplossingen toch met elkaar gecombineerd worden om zo grote aantallen energie-apparaten te kunnen aansturen. Succesvolle projecten De EFI specificatie en de hieraan gelieerde softwareomgeving FPAI worden steeds meer in nationale en internationale projecten ingezet. Zo heeft het TKI project VIOS geleid tot een succesvolle proof of concept in Bronsbergen die verwerkt is een nieuwe, verbeterde versie van EFI. Verder heeft Fraunhofer TNO gevraagd om FPAI in te brengen in het door hen ontwikkelde open software platform OGEMA (Open Gateway Energy Management) en zo te laten fuseren. In het internationale EIT ICT Labs project HEGRID (Hybrid Energy Grid Management) is op basis van EFI en FPAI een interoperable energy management platform ontwikkeld waarmee hybride energie (zowel elektriciteit, gas of warmte) gecoördineerd kan worden. Dit hybride management platform kan zowel service providers, als DSO’s (Distributed System Operators) en ESCO’s (Energy Service Company) ondersteunen. Ten slotte is noemenswaardig te vermelden dat in het KIC project Energy Supply Cooperative (ESC) in een ‘real live’ omgeving in ruim 70 woningen FPAI en PowerMatcher ingezet zijn. 4.3.3

Output In onderstaande tabel is een samenvatting van de belangrijkste output in termen van publicaties (peer-reviewed, niet-peer reviewed), conference papers etc. weergegeven. Dit betreft alleen output die direct gerelateerd is aan het VP Energie Efficiëntie. Onder de tabel zijn de details opgenomen. Type publicatie Peer reviewed publicaties

Aantal 11

Presentatie/Conference papers

38

Professionele 39 publicaties/rapporten Figuur 6.Output van het VP naar categorieën. Hieronder de belangrijkste publicaties.

Onderwerp(en)  Voortvloeiend uit Internationale onderzoeksprojecten.  Presentaties en publicaties uit met name internationale projecten en samenwerking kenniscentra.  Eindrapportages en specifieke extern gerichte publicaties

Peer Reviewed Publicaties  (DREAM) R. Baerenfaenger, B. Lisanti, R. Kamphuis, R. Caire, B.Otto and D. Daniluk, Extending the electricity marketplace to distribution entities, CIRED-2014 Rome, 11-12 June 2014.  (DREAM) R. Kamphuis, J.P. Wijbenga, J.S. van der Veen, P. Macdougall en M. Faeth, The DREAM innovative software architecture for high DG-RES distribution grids, accepted for CIRED 2015.  (eHub) F.G.H. Koene et. al, Simplified building model of districts, proceedings of BauaSIM 2014 conference, Aachen, Sept 2014.  (eHub) Paul Booij, Vincent Kamphuis, Olaf van Pruissen, Cor Warmer: Multi-agent control for integrated heat and electricity management in residential districts, ATES2013, 6-10 May 2013.  (Electra) Klaas Visscher (TNO), Mattiia Marinelli (DTU), Andrei Morch (SINTEF), Sigurd Hofsmo Jakobsen (SINTEF), Identification of observables for future grids, Abstract submitted to PowerTech 2015.






 





(hgl-schap) D’Souza, A.,Van Beest, N.R.T.P., Huitema, G.B., Wortmann, J.C., Velthuijsen, H., 2014, A Review and Evaluation of Business Model Ontologies: A Viability Perspective. Lecture notes on business information processing, Springer, Selected and accepted May 26, 2014. (hgl-schap) D'Souza, A., Van Beest, N.R.T.P., Huitema, G.B., Wortmann, J.C., Velthuijsen, H., An assessment framework for business model ontologies to ensure the viability of business models., Proceedings of the 16th International Conference on Enterprise Information Systems (ICEIS), 2014. (hgl-schap) Szirbik, N.B., G.B. Huitema, R.H. van der Burg, J.C. Wortmann, Interactive simulation for discovering investment scenarios in energy systems, 12th Annual Industrial Simulation Conference, Skövde, June 11-13, 2014. (hgl-schap) D'Souza, A., Van Beest, N.R.T.P., Huitema, G.B., Wortmann, J.C., Velthuijsen, H., 2014. An assessment framework for business model ontologies to ensure the viability of business models. Proceedings of the 16th International Conference on Enterprise Information Systems. (hgl-schap) Burg, R.J. van der, Dsouza, A., Huitema, G.B., Wortmann, J.C.,Towards the drivers of value creation in the biogas industry; enablers and inhibiters in The Netherlands. in the 21st EurOMA Conference, operations management in an innovation economy, Palermo, Italy, 2014. (OS4ES), Abstract , PowerTech 2015.

Presentatie/Conference Papers  (Advanced) Van Vliet, T., Attema A.R., Dromacque, C. The added value of household level analysis in active demand: using psychological conspets in understanding changing electricity consumption behavior. CIRED workshop, Rome, 11-12th June 2014.  (Advanced) Lombardi, M., De Franscisci, S., Baron, M., Attema, R., Dromacque, C., Stromback, J. , An approach to assessing diverse active demand programs developed in the ADVANCED project, CIRED workshop, Rome, 11-12th June 2014.  (Advanced) Broenink, G., Bodea, G., Bachiller Prieto, Huitema, G., R., Pizzoferro, L, Privacy in Active Demand Systems, CIRED workshop, Rome, 11-12th June 2014.  (Advanced) Attema, A.R., Key Drivers to Succeeding with Active Demand Programs; Data collection and analysis in the ADVANCED project, Workshop European Sustainability Week, 25th June 2014.  (Advanced) Attema, A.R. Lombardi, M., The added value of household level analysis in Active Demand; Introducing a new KPI for flexibility, European utility Week, Amsterdam, 5-7th November 2014.  (COTEVOS), The STARGRID workshop in Hannover, 2014.  (EcoGrid) Panel presentatie op de IEEE PES Conferentie in Washington DC, Juli 2014.  (EcoGrid) Dynamic pricing sessie European Utility Week. Samengesteld en voorgezeten door Koen Kok, European Utility Week 2014.  (eHub) Christian Finck et. al: Experimental Results of a 3 kWh thermochemical heat storage module for space heating application, International Conference on Solar Heating and Cooling, Freiburg, Germany, 23-25 Sept, 2013.  (eHub) Mieke Oostra, Bronia Jablonska: Understanding Local Energy Initiatives and Preconditions for Business Opportunities, Sustainable Building 2013, OULU, Finland, 22-24 May, 2013.  (FlexiGas) F. Pierie, W. Wijbrandi, Conference poster for Biomass Conference & Exhibit: A tool for analysing, researching and modeling energy efficiency, sustainability and flexibility of biogas chains operating as load balancer within decentralized (smart) energy systems, Hamburg, juni 2014.  (FlexiGas) Leon Stille– Conference poster for European Biogas Association in Alkmaar (30 september -2 oktober 2014).  (FlexiGas) Presentatie en demonstratie Flexigas eindsymposium, Groningen, 8 december 2014.  (Greengrowing), Energy flexibility in smart grids, homes and cities: Developments and standardization, Invited presentation at the iPower conference, Kopenhagen, mei 2014.  (HeatMatcher) Pruissen, O. van, Togt, A. van der, Werkman, E, “Energy efficiency comparison of a centralized and a multi-agent market based heating system in a field test”, 6th International Conference on Sustainability in Energy and Buildings, 2014.

46 / 59


      



      

 

(hgl-schap) Huygen, A., Flexibiliteit, presentatie bij de voorjaarsvergadering van ODE, 5 april 2014, Zutphen (hgl-schap) Huygen, A., Flexibiliteit, lezing bij kennistafel, georganiseerd door TNO, 5 juni 2014. (hgl-schap) Huygen, A., presentatie bij de verkorte opleiding energiemanagement, IIR, november 2014. (hgl-schap) Huygen, A., lokale energievoorzieningen, inleiding bij het Leids woondebat, Gemeente Leiden, november 2014. (hgl-schap) Huitema, G.B., Smart Policies for Traders using Smart Energy Systems, Round Table EIT ICT Labs, nov 2014, Delft. (hgl-schap) Huitema, G.B., FlexiGrid, Viable Business EcoSystems in Hybrid Energy, Dragons’Den, Uffelte, Dec 2014. (hgl-schap) D'Souza, A., Van Beest, N.R.T.P., Huitema, G.B., Wortmann, J.C. Which business model ontology is best suited for modelling decentralised energy business ecosystem. 6th Research Day of the Energy Delta Gas Research, Nunspeet, April 2014. (SolaRoad) Naar aanleiding van de opening van 70m SolaRoad op 12 november 2014 in Krommenie door minister Kamp is er in bijna alle landelijke en internationale media (dagbladen, TV) hieraan aandacht besteed, zoals oa. in The Guardian, The New York Times, BBC, CCTV China en Al Jazeera. (SRP Energie Transitie), Presentatie Dynamic Energy Transition Model: how to extend a bottom-up, regional ABM of coupled distribution grids with national issues PR, Spot market, Imbalance market and CGE? (2014). (GreeneMotion) Presentation on Smart Charging Services at the General Assembly of eMI3 in Amsterdam, 2014. (STEM) Wietske Koers, Geerte Paradies, Marijn Rijken, Workshop met serious game op Hier Opgewekt event, 21 november 2015, Den Haag (SuggEST) Huygen, A.E.H. (2013). Lokale energiebedrijven, lezing bij de Masterclass economie georganiseerd door de provincie Zuid-Holland, Den Haag, 16 april 2013. (SuggEST) Huygen, A.E.H. (2013). Decentrale opwekking, een strategische verkenning, Loyens en Loeff, Power & Utilities Seminar 2013, 11 februari 2013. (SuggEST) Huygen, A.E.H. (2013). Harmonization of tariffs, Seminar van de Nederlandse Vereniging van Energierecht (Never), en The Benelux Association of Energy Economists. Den Haag, 31 januari 2013 (SuggEST) Huygen, A.E.H. (2013). Naar een grootschalige integratie van zonnestroom in de Nederlandse Netten, inleiding en lid panel in het kader van een symposium georganiseerd door Holland Solar, als onderdeel van het Europese project PV Grid, Loyens en Loeff, Amsterdam, 17 mei 2013. (SuggEST) Ooms, M., Huygen, A., Kok, K. & Weterings, R. (2014). Workshop ‘Flexibiliteit in de energiemarkt’. 6 juni 2014. (Value from Energy Storage) Presentation NWO Complexity, 2014.

Professionele publicaties/rapporten  (Advanced) Attema, A.R., Baron, M., Report describing the conceptual models of active consumer participation in AD and the target matrix. Public ADVANCED deliverable D1.1, 2014.  (Advanced) Bodea, G., Teernstra, L.,Broenink, G., and Bakker, T., Mapping of privacy, data protection and other fundamental rights-related risks. Internal ADVANCED deliverable D1.4, 2014.  (Advanced) Attema A.R.,Bachiller, R., Miquel, M., Pizzoferro, L., Franz, O, van Vliet, A.J., Xu, S., and Dromacque, C. Report describing the preliminary conclusions of the cross-case analysis. Internal ADVANCED project Deliverable 2.2, 2014  (CIVIS), TNO, UNITN, Description of new style Business models for an emerging social energy system, CIVIS Deliverable D6.1, 2014.  (Couperus Story telling) Paradies, G. en Langefeld, A., Sturing van energieverbruik: vragenlijstonderzoek onder ruim 1200 Nederlanders. TNO-rapport, 2014.  (Couperus Story telling) Roelofs, M.L. & De Koning, N.M., Storytelling: een introductie, TNO-rapport TNO 2014 R11436.  (GreeneMotion) Deliverable D7.6 and D7.2, see GeM website (http://www.greenemotion-project.eu/dissemination/deliverables-standards.php. 2014.

47 / 59


                              

(Hegrid) Willem van den Bosch, Olaf van Pruissen, Thijs Turel en Jochen Schaeffer, HEGRID Business Model, EIT ICT Labs, Dec. 2014 (Hegrid) Mente Konsman, Bob Ran, Hybrid Energy Management Framework, EIT ICT Labs, Dec. 2014 (Hegrid) Deployment Architecture that describes all aspects necessary for a real world deployment of HEGRID, TNO & Deutsche Telecom, EIT ICT Labs, Dec 2014. (hgl-schap) Huygen, A., Reactie op verticale splitsing in de Elektriciteitssector, ESB Jaargang 99 (4678) 7 februari 2014, p.78. (hgl-schap) Huygen, A., wat is flexibiliteit waard; Energieplus, 1 maart 2014, p. 1218. (hgl-schap) Huygen, A., Huitema, G.B. Experimenteren met de energierekening, Energieplus, 2 juni 2014, p. 20-22. (hgl-schap) Huygen, A, Energeia, nieuwe netwerkdiensten vragen om nieuwe nettarieven, 6 september 2014. (i-Balance), Artikel: http://www.i-balance.org/wp-content/uploads/2013/04/artikel.jpg, 2014. (i-Balance), Master Thesis van Viyathukattuva Mohamed Ali Mohamed Mansoor / Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), “POWER HARDWARE IN THE LOOP LABORATORY SETUP”, 2014. (Impact), Deliverables, EIT ICT Labs, 2014. (SRP Energie Transitie), Notitie Onderzoeksvragen DIDO (2014). (SRP Energie Transitie), Summary of HESI-DIDO: A next generation energy transition model collaboration for multi-commodity energy systems connected to public grids (2014). (SRP Energie Transitie), SRP Energietransitie - Status Quo Energy Models (2014). TNO rapport. (STEM) Roelien Attema, Marijn Rijken, Artikel De Energietransitie van onderaf - de huidige situatie, november 2014. (STEM) Marijn Rijken, nieuwsbericht “De Energietransitie van onderaf loopt tegen knelpunten aan” op tno.nl, overgenomen door diverse media als Energeia. (STEM) Marijn Rijken, Interview n.a.v. artikel in Energie Aktueel, 2014. (STEM) Marijn Rijken, Martijn Messing, Oskar Voorsmit, Artikel over project op http://topsectorenergie.nl/in-het-spotlicht/, 2014. (SuggEST) Boonstra, B., Nieuwenhuis, O., Geerdink, T. (2014). Handboek rollen van provincies. TNO-rapport (SuggEST) Hooimeijer, F.L., Puts, H. & Geerdink, T. (2014). Inzicht in het ontwikkelproces van decentrale lokale warmte voorzieningen, TNO-rapport. (SuggEST) Hooimeijer, F.L., Puts, H. & Geerdink, T. (2014). The development process of the decentralised urban heating: a theoretical framework. Abstract (SuggEST) Huygen, A.E.H. (2013) Consumenten mogen eten wat ze willen, reactie op artikel P. Kooreman, ESB 31 mei 2013 (SuggEST) Huygen, A.E.H. (2013). Lokale Energievoorzieningen, Openbaar Bestuur, p. 32-36, april 2013. (SuggEST) Huygen, A.E.H. (2013). Een efficiënte wijze om tot efficiëntie te komen?, Nederlands Tijdschrift voor Energierecht, p. 46-55, 2013 nr. 1 . (SuggEST) Huygen, A.E.H. (2014). Wat is flexibiliteit waard? Energie+, 7-01-2014. (SuggEST) Annelies Huygen: Energeia, nieuwe netwerkdiensten vragen om nieuwe nettarieven, 6 september 2014. (SuggEST) Koning, N. de, Boonstra, B., Duijn, M., Kerstholt, J. Puts, H. & Stavleu, H. (2014). Participatie en zelforganisatie in het energiedomein: 9 methodes om aan de slag te gaan met burgers. TNO-rapport. (SuggEST) Kotterink, B. (2014). An architecture of participation for energy. TNOrapport. (SuggEST) Lavrijssen, S. & Huygen, A.E.H. (2013). De warmteconsument in de kou: een juridische en economische analyse van de positie van de warmteconsument, SEW, juni 2013. (SuggEST) Ooms, M., Koers, W., Huygen, A.E.H. (2014). Artikel: Energie als dienst. (SuggEST) Annelies Huygen, samen met Kris Kessels (VITO) Artikel: E-hub regulation, tijdschrift utilities law review. (SuggEST) Annelies Huygen, interview in Trouw, 3 december 2014.

48 / 59


4.3.4

Beschrijving van vormen van kennisoverdracht naar (potentiële) doelgroepen en resultaten in markt De behaalde resultaten uit het onderzoek van TNO binnen het VP EE zijn op diverse manieren voor gerelateerde doelgroepen van gebruikers en providers toegepast. Hieronder enkele voorbeelden van illustratieve projecten. -

-

-

-

PowerMatcher. De opgebouwde kennis en verdere ontwikkeling van de PowerMatcher technologie is opgenomen in de Flexiblepower Alliance Network (FAN). Hierbij is een versie van PowerMatcher beschikbaar gesteld als open source. Koen Kok is in 2013 op de theorie van PowerMatcher aan de VU gepromoveerd. De technologie en opgebouwde kennis wordt gebruikt in een aantal EU projecten, o.a EcoGrid en e-Hub. Hybrid Energy Management. Opgebouwde kennis op het gebied van energiemanagement specifiek over meerdere energiesoorten heen (o.a. eHub, HeatMatcher) wordt verder toegepast en ontwikkeld binnen (nieuwe) KIC EIT ICT Labs projecten. Binnen HeatMatcher zijn business partners die het plan hebben om het matchingssysteem commercieel te maken. Energy Flexibility Interface (EFI). De eerder opgebouwde kennis en de eerste versie van de referentie-implementatie van het Open Energy Management Framework is in 2014 verder uitgebouwd naar de EFIspecificatie. Deze wordt gebruikt in de Flexiblepower Alliance Network (FAN) en in diverse tenderprojecten van de TKI S2SG (VIOS, Cerise, IBalance). Verder ook bij het KIC EIT ICT Labs project HEGRID en bij het KIC InnoEnergy project ESC. In het FP7 project OS4ES wordt deze opgebouwde kennis specifiek gebruikt voor het inrichten van catalogi (registries) voor diensten. Een ander voorbeeld vinden we bij het Amerikaanse bedrijf Pecan Street dat een energy switch ontwerpt waarbij FPAI een flexibele software-laag vormt. Verder is TNO uitgenodigd door de standaardisatie-organisatie ISO EIC om EFI in te brengen. Interventie Raamwerk Gebruikersgedrag. De hier opgebouwde kennis wordt toegepast in het FP7 project ADVANCED dat Europees breed de best practices onderzoekt op het gebied van Active Demand. Het Smart City EU project CIVIS ten slotte onderzoekt op basis van gebruikersgedrag wat geschikte businessmodellen zijn in smart cities. Het project STEM - De Energietransitie van Onderaf heeft het raamwerk gebruikt bij het ontwikkelen van een serious game.

49 / 59


50 / 59


5

Vraaggestuurd Programma “Energie GebouwdeOmgeving” Ir. H.L.J. Keizers

5.1

Inleiding Om de mondiale trends van toenemende schaarste van conventioneel winbare fossiele brandstoffen en de effecten van de voorspelde klimaatverandering te kunnen doorbreken, speelt de gebouwde omgeving een cruciale rol. 35% van het primaire energiegebruik vindt plaats in de gebouwde omgeving en 30% van de CO₂ uitstoot. 80% van onze tijd brengen we door in gebouwen. Uit de prognoses van onder andere International Energy Agency (IEA) blijkt dat niet alleen de verstedelijking toeneemt, maar ook het aandeel van het energiegebruik dat toe valt te schrijven aan de gebouwde omgeving. Een kentering is op mondiaal niveau nog niet zichtbaar. Het economisch belang van de bouwsector blijkt uit een aandeel van ca. 7% in de Nederlandse werkgelegenheid en ca. 4,5% in het bruto nationaal product.

Figuur 1.1 Nationaal energie gebruik Figuur 1.2 Het energiegebruik in steden neemt toe met 1.9% per jaar (ten opzichte van 1.6% totaal energiegebruik toename) tussen 2006 en 2030 [IEA outlook 2008]. Doelstelling Het energiegebruik zal vergaand gereduceerd moeten worden in zowel de bestaande (renovatie) als de nieuwbouw, in zowel de woningbouw als de utiliteitsbouw. Uit onderzoek is gebleken dat door energiebesparende technologieën en maatregelen de primaire energievraag met ca. 50-70% teruggebracht kan worden. Dit betekent dat de resterende energievraag op duurzame wijze ingevuld moet worden om een energie neutrale of zelfs een energie producerende gebouwde omgeving mogelijk te maken. Het gebruik van duurzame energiebronnen en decentrale opwekking is noodzakelijk. Een sterke reductie van de energievraag is alleen duurzaam te realiseren door verstandige inzet van energie door gebruikers (gedrag) en goed functioneren van installaties gedurende

51 / 59


de gebruiksfase. De behoeften van de eindgebruikers mogen daarbij niet uit het oog worden verloren. De hiervoor benodigde technologie en ondersteunende methodieken worden ontwikkeld in drie onderzoekslijnen: a. Verbetering energieprestatie en integratie duurzame energie; b. Verbetering binnenmilieu kwaliteit; c. Prestatieborging tijdens de gebruiksfase. De eerste onderzoekslijn, verbetering energieprestatie en integratie duurzame energie, is vooral gericht op de ontwikkeling van nieuwe technologieën en systemen om de energieprestatie of de energie-efficiëntie te verbeteren en duurzame energiebronnen zo effectief mogelijk te integreren. De resultaten zijn technologieën, systemen en producten die noodzakelijk zijn om energie efficiënte gebouwen (bestaande bouw) en energie producerende gebouwen (nieuwbouw) te realiseren en bevat onder andere nieuwe technologieën om zeer efficiënt warmte of koude te kunnen produceren (efficiënte energieconversie), bijvoorbeeld warmtepompen gebaseerd op magneto-calorische principes, ontwikkeling van een klimaat adaptieve gevel om de invloeden van het buitenklimaat op het binnenklimaat zoveel mogelijk te beperken (innovatieve bouwfysica) en de ontwikkeling van systemen om compact en vrijwel verliesvrij warmte op te kunnen slaan (thermische opslag). De tweede onderzoekslijn, verbetering kwaliteit binnenmilieu, heeft als doelstelling de kwaliteit van het binnenmilieu beter te kunnen bepalen en te verbeteren door het ontwikkelen van innovatieve technologieën zoals geïntegreerde multifunctionele ventilatiesystemen. In de eerste twee onderzoekslijnen worden de technologieën, methodieken en modellen ontwikkeld die noodzakelijk zijn om een energie producerende gebouwde omgeving met een gezond en comfortabel binnenmilieu te realiseren. In de derde onderzoekslijn, prestatieborging tijdens de gebruiksfase, worden methodieken ontwikkeld om te waarborgen dat de potentiële prestaties ook daadwerkelijk gedurende de gehele levensduur en gebruiksduur van een gebouw en/of installatie worden behaald. Daarnaast wordt in deze onderzoekslijn ook een integraal energie-afwegingsmodel op wijkniveau ontwikkeld, waarbij met alle energiedragers, de verschillende energie opwekkers en gebruikers rekening wordt gehouden. Dit om energetische sub-optimalisatie binnen wijken te voorkomen. Hierbij is het voor de ontwikkeling en effectieve implementatie van de benodigde technologieën en methodieken noodzakelijk dat (reken)modellen worden uitgebreid c.q. worden doorontwikkeld en gevalideerd met metingen onder laboratoriumcondities en gekoppeld aan monitoring in de praktijk. Het ontwikkelen van nieuwe rekenmodellen en onderzoeksfaciliteiten is een essentieel onderdeel van het programma. Dit programma (EnerGO) hangt nauw samen met het deelprogramma Energie Gebouwde Omgeving binnen het vraaggestuurde programma Duurzame Leefomgeving. De nadruk van EnerGO ligt op technologieontwikkeling voor installaties en gebouwen en toolontwikkeling op gebiedsniveau. De nadruk van het vraaggestuurde programma Duurzame Leefomgeving ligt juist meer op de ontwikkeling van modellen, methodieken en databases die een goede, effectieve

52 / 59


implementatie in gebouwen en wijken mogelijk moeten maken. Beide programma’s zijn dus complementair en sluiten nauw op elkaar aan.

5.2

Uitvoering in 2014 Uitvoering programma De economische crisis is ook nog in 2014 van invloed geweest op het Deelprogramma ‘Energie in de Gebouwde Omgeving’. De bouwsector (en de toeleveranciers) zijn belangrijke stakeholders voor dit programma. De sector is in 2014 nog niet hersteld en zeker nog niet terug op het niveau van voor de crisis. Co-financieringsprojecten worden hierdoor traag opgestart. De co-financiers hadden duidelijk meer tijd nodig om een investeringsbeslissing te nemen. Dit heeft tot vertraging geleid van de technologieontwikkeling. Vraagsturing Naast de reguliere overleggen met stakeholders en partners in diverse projectgebonden samenwerkingsverbanden, klankbordgroepen en frequente bilaterale contacten met brancheverenigingen en overheid, participeert TNO in belangrijke samenwerkingsverbanden als KIC InnoEnergy, PPP EeB en EERA Smart Cities KIC InnoEnergy De Knowledge Innovation Community InnoEnergy is eind 2009 door het EIT toegekend. De colokatie Benelux richt zich op energie in de gebouwde omgeving. In deze KIC werken kennisinstellingen en industriële partijen samen om de innovation triangle (onderwijs, onderzoek, business) op het gebied van duurzame energie te versterken. TNO is partner binnen de KIC InnoEnergy en thematic leader van het thema ‘Intelligent Energy Efficient Buildings and Cities’. PPP EeB: Public Private Partnership Energy Efficiency in Buildings Het Europese PPP EeB is door Bouygues, Arup, Saint Gobain, Philips, Stiebel Eltron, EDF, Mostostal, D’Appolonia en Acciona opgericht om het energiebeleid en industriebeleid hand in hand met elkaar te laten gaan, zodat terugdringen van het energiegebruik in de gebouwde omgeving samengaat met versterking van het bedrijfsleven. Versterking van het thema energie in de gebouwde omgeving kan er voor zorgen dat binnen de waardeketens in deze sector een aanzienlijke versterking van de economische toegevoegde waarde kan ontstaan voor het bedrijfsleven. Deze aanpak is ondersteunend aan de overheidsambities. Samenvatting samenwerkingsverbanden 1. Kennisinfrastructuur a. KIC InnoEnergy (binnen de co-locatie Benelux: TNO, Technische Universiteit Eindhoven, Katholieke Universiteit Leuven, Vito, Laborelec en Eandis). b. Internationale samenwerking met VTT, Sintef, Vito, Tecnalia, CEA. c. ENBRI: European Building Research Network.

53 / 59


54 / 59

d. EERA Smart Cities (vrijwel alle Europese kennisinstituten op het gebied van energie in de gebouwde omgeving, programmaleiders: AIT, TNO, Sintef, ENEA). e. Diverse IEA samenwerkingsverbanden (o.a. Annex 5, 47 en 53). 2. Publiek en privaat a. EeB-Association (Bouygues, Arup, Saint Gobain, Philips, Stiebel Eltron, EDF, Mostostal, D’Appolonia en Acciona). b. INIVE: Europese samenwerking HVAC industrie. c. EeB-NLP (ca. 50 Nederlandse industriële partners). d. TKI-EnerGO: nationale publiek-private samenwerking op het gebied van Energie in de Gebouwde Omgeving. e. SEAC: samenwerking tussen Holland Solar, TNO en ECN op het gebied van toepassing van zonne-energie.

Europees voorop in energie-opslag Om tot een energie neutrale of zelfs energie producerende gebouwde omgeving te komen is een compacte wijze van (langdurig) energieopslag essentieel. De toepassing van warmteopslag middels een zogeheten “thermische batterij” biedt hiervoor goede vooruitzichten. TNO participeert momenteel langs twee routes:  Warmte lijkt voor de middellange (weken) tot langere termijn (1 – 6 maanden) de best haalbare oplossingen en TNO participeert in verschillende technologieontwikkel- en demonstratietrajecten (o.a. iCOON woning, EINSTEIN, TESSEL, MERITS, MJP CCO).  Zouthydraten lijken op de langere termijn te leiden tot de meest compacte en best betaalbare vorm van warmte opslag, welke inpasbaar is in de Nederlandse energie-infrastructuur. Door Nederlandse bedrijven nauw betrokken te houden bij deze ontwikkelingen van deze “thermische batterij” wordt een Nederlands ecosysteem ontwikkeld dat een Europees leidende rol in de ontwikkeling en productie van deze systemen kan krijgen. Optimaal gebruik zal zowel ten goede komen van de individuele gebruiker (afname energierekening), energiebedrijven (verlagen druk op het energienet) en de overheid (reductie afhankelijkheid olie en gas).

a) Beschikbare zonnewarmte (rood) en energiegebruik standaard goed geïsoleerde Nederlandse woning

b)Demonstrator compacte warmteopslag tbv iCOON woning (Heerhugowaard)


5.3

Resultaten Begin 2012 is besloten om het deelprogramma ‘Energie Gebouwde Omgeving’ op te splitsen in twee programma’s: een deelprogramma ‘energie gebouwde omgeving’ binnen het Vraaggestuurde Programma Duurzaam bouwen, en een nieuw Vraaggestuurd Programma Energie Gebouwde Omgeving in lijn met de TKI EnerGO binnen de topsector Energie. De belangrijkste resultaten zijn: a. Verbetering energieprestatie en integratie duurzame energie Compacte thermische opslag: Om een energie producerende gebouwde omgeving mogelijk te maken is inzet van decentrale duurzame energiebronnen noodzakelijk. Voor een zo effectief mogelijke inzet is optimale integratie een vereiste. Cruciaal is de ontwikkeling van een compacte technologie waarmee het mogelijk is om de onvermijdelijke ongelijktijdigheid van vraag en aanbod vrijwel verliesvrij te overbruggen. Bij de huidige opslagtechnologieën gaat warmte verloren tijdens de opslagperiode, zijn vaak grote investeringen gemoeid en is veel ruimte nodig. Thermochemische opslag is een technologie die in potentie deze nadelen niet heeft. De technologie is echter nog niet marktrijp. Naast componenten systeemontwikkeling is ook behoefte aan fundamentele materiaalontwikkeling. Door TNO wordt in consortia binnen diverse Europese en Nederlandse projecten gewerkt aan (compacte) thermische energieopslag, waarbij de focus van de werkzaamheden ligt op componenten systeemontwikkeling. Hiervoor worden nieuwe numerieke modellen ontwikkeld, mock-ups gebouwd en numerieke modellen gevalideerd. In de periode 2011-2013 is gewerkt aan verbetering van de warmteoverdracht tussen het thermochemische sorptie materiaal en de geïntegreerde warmtewisselaar in de reactor en is een review uitgevoerd om de mogelijkheden in kaart te brengen om thermochemische materialen stabieler te maken. Indicatieve metingen hebben aangetoond dat het mogelijk is om thermochemische materialen zodanig te encapsuleren dat de dehydratatie temperatuur verlaagd wordt. Dit betekent dat een groter aandeel van de beschikbare zon-thermische energie opgeslagen kan worden. In 2014 heeft de nadruk vooral gelegen op de component en systeemontwikkeling in diverse (Europese) projecten zoals EU Einstein, EU EHub, EU Merits, en TKI TESSEL. Tevens is een nationaal consortium gevormd om tot verdere doorontwikkeling van compacte conversie en opslag (deel)producten te komen. De belangrijkste resultaten zijn: - Simulaties zijn uitgevoerd waarmee de energetische mogelijkheden zijn bepaald van de demonstrator als geplaatst in de iCOON woning in Heerhugowaard (thermische opslag gebaseerd op silicagel-water systeem). Mogelijkheden en onmogelijkheden zijn hierbij in kaart gebracht en het potentieel van thermische opslag, mits goed gedimensioneerd en tegen acceptabele kostprijs, is aangetoond.

55 / 59


-

-

Binnen het EHub project is een 3 kWh adsorber/desorber verder doorontwikkeld en in detail geanalyseerd. (gebaseerd op het zeoliet– water systeem). Binnen het Einstein project is een nieuwe methode geëvalueerd om een thermochemisch opslagsysteem te laden/ontladen. Binnen TESSEL en Merits wordt gewerkt aan thermochemische seizoensopslagsystemen die over ca. 1-2 jaar ingezet kunnen worden voor eerste veldexperimenten. De eerste generatie zal nog gebaseerd zijn op silicagel-water, de volgende generatie die binnen Merits gerealiseerd gaat worden, zal gebaseerd zijn op hydratatie van een natriumsulfide zout (grotere opslagdichtheid).. Begin 2015 zal begonnen worden met de bouw van de systemen.

Figuur 2.1. Systeem layout, Thermo Chemisch Opslag (Merits)

Duurzame conversietechnologie Er zijn meerdere routes om tot verbeterde en (compacte) conversiemethodes te komen (andere concepten, materialen, etc.). In 2014 zijn hiervoor onder andere een aantal studies uitgevoerd naar het toepassen van nanofluids als werkend medium in warmtewisselaars (verhoging efficiëntie en reductie gebruik schadelijke koelvloeistoffen), is het idee van een torsion-drive compressor in een internationaal consortium onderzocht, is het gebruik van zonne-energie ten behoeve van koeling onderzocht, een opstart gemaakt met een onderzoek naar een nieuw type zonnecollector en de integratie van innovatieve HVAC systemen in buitenmuren. Eerste verkenningen aan nanofluids laten zien dat hier duidelijke mogelijkheden liggen, deze zullen in 2015 nader worden onderzocht. De detailanalyse van de torsiedrive lieten geen eenduidig beeld zien en op basis van de projectresultaten (Zowel technologisch als qua marktpotentieel) is besloten dit traject niet door te zetten. Studie naar nieuwe toepassingen van zonnecollectoren en ook het vervolg aan geïntegreerde HVAC systemen (smartbox) is in een internationaal verband opgepakt en zal in 2015 en 2016 worden vervolgd. Multifunctionele bouwdelen De gevel zoals die traditioneel wordt ontworpen en gemaakt, is in hoofdzaak een statisch systeem. Kenmerken als thermische massa, isolatiegraad en de verhouding 'open' en 'dichte' delen zijn het hele jaar door nagenoeg gelijk. De zonen lichttoetreding kunnen veelal slechts met handgeregelde (binnen)zonwering, gereguleerd worden. Dit leidt niet tot een systeem dat energetisch en comfort-

56 / 59


technisch optimaal presteert omdat veelal niet adequaat op wisselende binnen- en buitencondities kan worden gereageerd. Een dergelijke statische schil is eveneens niet ingesteld op veranderende eisen in de toekomst vanuit klimatologisch perspectief of verandering van functie gedurende de levensloop van een gebouw. Dit leidt tot onnodig frequente gevelrenovatie, een groot beslag op materialen en hoog energiegebruik. Eind 2014 is een nieuw onderzoek opgestart met een studie naar adaptieve coatings voor de bouw. Resultaten hiervan zullen in 2015 beschikbaar komen. b. Verbetering kwaliteit binnenmilieu Deze onderzoekslijn is in 2014 grotendeels uitgevoerd binnen het Vraaggestuurd Programma Duurzaam Bouwen en zal daar gerapporteerd worden. c. Prestatieborging tijdens de gebruiksfase (instrument en modelontwikkeling) Deze onderzoekslijn is in 2014 grotendeels uitgevoerd binnen het Vraaggestuurd Programma Duurzaam Bouwen en zal daar gerapporteerd worden

Patenten Nieuwe patenten in aanvraag of pending zijn:  Verbetering energieprestatie en integratie duurzame energie: 1 op het gebied van compacte opslag, 1 op het gebied van efficiënte energie conversie  Verbetering kwaliteit binnenmilieu: 1 op het gebied van ventilatie  Prestatieborging tijdens de gebruiksfase: 1 op het gebied van intelligente regelalgoritmen, 1 op het gebied van snelle luchtdoorlaatbaarheidmeetmethoden t.b.v. woningen Samenwerking De resultaten binnen het vraaggestuurde programma zijn binnen TNO veelal behaald in nauwe samenwerking tussen verschillende expertisegebieden en programma’s (bijvoorbeeld het ETP Materialen en Modellen). Daarnaast is een groot aantal van de projecten in samenwerkingsverbanden uitgevoerd (waaronder TNO cofinancieringsprojecten en diverse Europese FP7 en KiC projecten) met andere nationale en internationale kennisinstituten en marktpartijen.

Kennisoverdracht naar doelgroep Kennisoverdracht naar de doelgroep heeft in verschillende vormen plaats gevonden. Diverse artikelen en enkele interviews zijn in vakbladen gepubliceerd. Daarnaast zijn enkele MKB technologiecluster en branche innovatiecontracten opgestart en uitgevoerd met een brede deelname vanuit de toeleveranciers.

57 / 59


58 / 59

59 / 59


6

Ondertekening Utrecht, 28 februari 2015

Dr. M.J. van Bracht Managing Director thema Energie

Ir. J. de Koning

Meerjaren Speurwerkprogramma Voortgangsrapportage 2014 Thema Energie

Recommend Documents