Nieuwe energie
Energieopslag
Dit is een uitgave van het projectteam van Innovatie Zuid. Dit project wordt uitgevoerd met financiële steun van de Europese Unie, EFRO fonds.
www.innovatiezuid.nl
Colofon
Innovatie Zuid September 2012 Thema Nieuwe energie: Energieopslag Samengesteld door Tony Schoen, Peter Muizebelt, Leendert Verhoef en Jolein Schorel, New-Energy-Works Eindredactie Hans van Eerden, Van Eerden Tekst In opdracht van NV Brabantse Ontwikkelings Maatschappij, NV Economische Impuls Zeeland, NV Industriebank LIOF en Syntens Contactpersoon NV Economische Impuls Zeeland Laurens Meijering,
[email protected] Concept en grafisch ontwerp Something New Djordi Luymes en Marc Buijs www.something-new.nl Oplage 50 exemplaren Rechten De uitgever kan op generlei wijze aansprakelijk worden gesteld voor enige eventueel geleden schade door foutieve vermelding in deze roadmap. © Copyright 2012, BOM. Niets aan deze uitgave mag worden overgenomen in welke vorm dan ook zonder nadrukkelijke toestemming van de uitgever. Dit project wordt uitgevoerd met financiële steun van de Europese Unie, EFRO fonds.
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
Inhoudsopgave
Voorwoord
4
Samenvatting en aanbevelingen
6
1
Verantwoording
10
1.1 1.2 1.3 1.4
Vraagstelling Reikwijdte van de Roadmap Voor wie is deze Roadmap bedoeld? Zichttermijn van de Roadmap
11 11 12 12
2
Inleiding
2.1 2.2
Waarom opslag? Definitie
14
3
Technologieën, systemen, concepten
18
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7
Biologische opslag Chemische opslag Elektrochemische opslag Elektrische opslag Mechanische opslag Thermische opslag Thermochemische opslag
19 20 21 22 23 24 25
4
Kenmerken Zuid-Nederland
26
4.1 4.2 4.3
Geografisch en demografisch Economische centra Individuele kennisdragers en bedrijven
27 27 29
15 16
5
Kansen Energieopslag Zuid-Nederland
32
5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.2.6 5.2.7 5.2.8 5.2.9 5.3 5.4
Uitgangspunten Relevant in nationaal/internationaal marktperspectief Passend bij de kenmerken van de regio Eigen karakter Inventarisatie kansen Waterstof Solar Fuels Li-ion Supercondensatoren Vliegwielen Pompaccumulatie Buffervaten PCM’s Thermochemische opslag Toetsing Conclusie
33 33 33 33 34 34 35 35 36 36 37 38 38 39 40 42
6
Uitwerking focusgebieden
44
6.1 6.2 6.3
Focusgebied Solar Fuels Focusgebied Li-ion Focusgebied PCM’s
45 46 48
7
Samenvatting acties focusgebieden
50
Geraadpleegde bronnen
52
Bedrijven en instellingen betrokken bij de Roadmap
53
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
Voorwoord
4
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
“
Veel ontwikkelaars en gebruikers van nieuwe technologie gaan er vanuit dat
energie overal en altijd beschikbaar is. Maar
“
Er zijn veel ontwikkelingen gaande
ga je bijvoorbeeld meer mobiel doen, dan
rond ‘nieuwe energie’ en dat leidt tot
moet er lokaal opslag van energie mogelijk zijn. Daar wordt nog veel te weinig aan-
een groeiende behoefte aan energie-
dacht aan besteed. Alle reden om op het
opslag. Voor de eerste keer is er nu
gebied van nieuwe energie specifiek een
systematisch gekeken naar de econo-
roadmap voor energieopslag te maken.
mische kansen daarvoor in Zuid-
Heb je het over lokale en kleinschalige
Nederland. Er moet op dit gebied nog
opslag, dan liggen daar kansen voor het
veel kennis worden ontwikkeld en dus
MKB. Deze Roadmap biedt handvatten om
is de markt in veel gevallen nog ver
ideeën te genereren, ook richting Brussel,
weg. Dat maakt het voor het MKB een
en projecten te stimuleren.
moeilijk onderwerp. Juist daarom is het
“
goed dat dit handzame overzicht er nu ligt. Neem de restwarmte die op
Cor Westerbaan van der Meij Innovatieadviseur, Syntens
industrieterreinen vrijkomt. Met behulp van ‘Phase Change Materials’ kan een brug worden geslagen naar de gebrui-
“
Er zijn in Zuid-Nederland al
ker. En zo blijken er meer vormen van
MKB-bedrijven die producten en
energieopslag perspectief te bieden
diensten leveren op het gebied
op een sluitende businesscase.
“
van energieopslag, maar de markt is nog beperkt. Voor energie zijn
Laurens Meijering Projectmanager, NV Economische Impuls Zeeland, en contactpersoon voor deze Roadmap
vraag en aanbod lang niet altijd gelijk aan elkaar, dus er ligt economische potentie in energieopslag. Dat wordt zeker van belang als we meer en meer naar ‘smart grids’ en decentrale
“
Op bijeenkomsten met bedrijven zie ik veel enthousiasme om met het onderwerp energie-
energieproductie gaan. Met deze
opslag in Zuid-Nederland aan de slag te gaan.
Roadmap willen wij MKB-bedrijven
Het gaat merendeels nog wel om technologisch
informeren en de (lange-termijn)
georiënteerde mensen, die vooral in R&D actief
kansen op dit gebied schetsen.
zijn. Nu deze Roadmap – een eerste proeve van
Anderzijds proberen wij onder-
dit onderwerp, bij mijn weten op deze schaal
zoeksinstituten als DIFFER,
nog niet eerder ondernomen – er ligt, kan het
bijvoorbeeld op het gebied van
algemeen management van bedrijven het
‘Solar Fuels’, te motiveren om
onderwerp oppakken. Ik hoop dat zij naast de
MKB’ers bij hun onderzoek te
technische ook de commerciële mogelijkheden
betrekken.
gaan verkennen.
“
Paul Gosselink Programmamanager Nieuwe Energie en Biobased Economy, NV Brabantse Ontwikkelings Maatschappij
“
Jan Donders Projectmanager Innovatie en Ontwikkeling, NV Industriebank LIOF
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
5
Samenvatting en aanbevelingen
6
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
Verkenning Energieopslagsystemen Zuid-Nederland Wereldwijd wordt er gewerkt aan een energievoorziening op basis van hernieuwbare bronnen. Mismatch tussen vraag en aanbod, zowel in tijd als in plaats, leidt tot een toenemende vraag naar systemen voor energieopslag. Denk aan balancering van vraag en aanbod in intelligente netwerken, of aan opslagsystemen voor duurzame mobiliteit. Ook in de gebouwde omgeving, waar steeds meer restwarmte, thermische zonne-energie en geothermie wordt ingezet, is er een toenemende vraag naar dag- en seizoensopslag. In Zuid-Nederland zijn diverse mogelijkheden voor bedrijven en instellingen om een actieve rol te spelen in de ontwikkeling van energieopslag. Enkele partijen spelen al een grote rol, anderen staan op het punt van instappen. In deze Roadmap verkennen we de kansen om voor verschillende opslagsystemen bedrijvigheid te ontwikkelen teneinde een economische impuls in Zuid-Nederland te genereren. De verkenning is uitgevoerd in opdracht van de ontwikkelingsmaatschappijen LIOF, BOM en Impuls Zeeland en MKB-intermediair Syntens. Vanuit een breed overzicht van opslagsystemen komen we tot een selectie van drie focusgebieden – daarvan mag worden verwacht dat ze goede kansen bieden voor de ontwikkeling van bedrijvigheid in Zuid-Nederland binnen een termijn van vijf tot tien jaar. Deze selectie is gebaseerd op gesprekken met bedrijven en kennisinstellingen, literatuuronderzoek en een workshop met stakeholders. De geselecteerde focusgebieden zijn Solar Fuels, Li-ion en PCM’s (Phase Change Materials).
Solar Fuels Dit betreft een cluster van opslagsystemen, waarbij energie wordt opgeslagen in de vorm van synthetische koolwaterstoffen geproduceerd uit CO2 en H2O met behulp van chemische processen. Het gebied van de Solar Fuels wordt ook wel aangeduid als ‘CCU’: Carbon Capture and Utilisation. Het nieuw te vormen kennisinstituut DIFFER gaat de komende jaren vanuit Eindhoven hiermee aan de slag. Veel van de hightech bedrijven uit de Brainport-regio die bij het onderwerp energieopslag betrokken zijn, beschikken over kennis die relevant is voor de verdere ontwikkeling van Solar Fuels. Daarnaast is ook de procestechnologie van de West-Brabantse/Zeeuwse chemie relevant.
Den Bosch Roosendaal
Middelburg Bergen op Zoom
Vlissingen
Tilburg Breda Eindhoven Venlo
Terneuzen
Solar Fuels Uitwerken proceskaart Versterken kennispositie Initiëren innovaties Business proposities Stimuleren praktijkexperimenten
Maastricht
Heerlen
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
7
Het onderwerp Solar Fuels staat nog in de kinderschoenen, veel onderzoek is nog nodig. Om op korte termijn vanuit dit onderzoek te komen tot bedrijfsmatige activiteiten, stellen we voor om als eerste actie in de Roadmap een proceskaart uit te werken, waarin de keten van CO2 naar Solar Fuels tot in kleine deelprocessen en processtappen wordt uiteengerafeld. Iedere deelstap zal kansen bieden voor bedrijven en kenniscentra om in te stappen in de ontwikkeling van Solar Fuels. Kenniscentra kunnen gestimuleerd worden om hiaten in het kennisniveau voor specifieke deelgebieden op te nemen in onderwijsprogramma’s. Voor bedrijven ontstaan kansen om voor deelstapjes te komen met innovatieve oplossingen, die al snel in deelprocessen ingezet kunnen gaan worden. Praktijkexperimenten kunnen bedrijven stimuleren om innovaties aan te dragen. Ten slotte is er behoefte aan regelmatige verkenning van het marktpotentieel voor de verschillende toepassingsgebieden.
Lithium-ion Wereldwijd is er veel aandacht voor Lithium-ion (Li-ion) als elektrisch opslagsysteem, met name voor automotive en mobiele toepassingen. Li-ion leent zich goed als opslagtechnologie voor slimme elektriciteitsnetwerken, in combinatie met elektrisch rijden. In Zuid-Nederland zijn vele bedrijven en kennisinstellingen actief met de ontwikkeling van Li-ion materialen, regelsystemen, elektrisch rijden en intelligente netwerken. De TU Eindhoven speelt hier een grote rol in. Ook vanuit de automotive innovatieprogramma’s is er veel aandacht voor Li-ion opslagsystemen.
Den Bosch Roosendaal
Middelburg Bergen op Zoom
Vlissingen
Tilburg Breda Eindhoven Venlo
Terneuzen
Li-ion Versterken kennisnetwerk Bevorderen samenwerking
Maastricht
Heerlen
Vanuit deze Roadmap adviseren we daarom vooral om de programma’s waarin Li-ion al aan bod komt, te volgen en slechts in beperkte mate aanvullende activiteiten te entameren. Dit laatste betreft dan met name versterking van het kennisnetwerk. Gegeven de huidige activiteiten rond Li-ion in de regio Brainport, zijn er goede mogelijkheden voor deze regio om een coördinerende rol te spelen – dit betreft met name de versterking en verankering van een Li-ion kennisnetwerk op Nederlandse schaal. Hiermee kan een impuls worden gegeven aan de ontwikkeling van nieuwe activiteiten en markten rond Li-ion.
8
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
Phase Change Materials PCM’s zijn enerzijds zeer traditioneel (denk aan ijs voor koeling), maar anderzijds innovatief. Ten opzichte van water onderscheiden deze materialen in opkomst zich door een hogere energiedichtheid. Daarnaast lenen zij zich goed om rond het smeltpunt van het PCM de temperatuur langere tijd stabiel te houden. Er zijn concepten in ontwikkeling voor warmteopslag in gebouwen, maar ook voor mobiel warmtetransport. Het onderwerp PCM’s staat in Nederland slechts in beperkte mate in de belangstelling. Dit biedt Zuid-Nederland de mogelijkheid om zich met dit onderwerp ‘op de kaart te zetten’.
Den Bosch Roosendaal
Middelburg
Tilburg Breda
Bergen op Zoom
Vlissingen
Eindhoven Venlo
Terneuzen
PCM’s Organisatie van de waardeketen Overdracht van onderzoek naar marktrijpe concepten Uitvoeren pilot restwarmtebenutting
Maastricht
Heerlen
Om te komen tot de toepassing van PCM’s als opslagsysteem, dient organisatie van de waardeketen voorop te staan: breng partijen bij elkaar om te komen tot effectieve ontwikkeling en toepassing van warmteopslagsystemen. Organiseer de overdracht van onderzoek naar marktrijpe concepten. Ook kunnen er vanuit eerdere haalbaarheidsonderzoeken concrete pilots worden uitgevoerd, met name rond de toepassing van PCM’s voor transport van restwarmte.
Andere opslagsystemen Naast deze drie focusgebieden zijn er andere opslagsystemen die kansen bieden om additionele bedrijvigheid in Zuid-Nederland te ontwikkelen. Dit betreft met name de ontwikkeling van waterstof als opslagsysteem, de ontwikkeling van een ondergronds grootschalig opslagsysteem (OPAC) in Zuid-Limburg en de ontwikkeling van TCS (thermochemische opslagsystemen) als volgende-generatie warmteopslagsysteem (opvolger voor PCM’s). Voor deze technologieën zijn er op langere termijn goede verwachtingen van marktpotentieel en toepasbaarheid. Binnen de zichttermijn van deze Roadmap zal hiermee naar verwachting echter slechts in beperkte mate additionele bedrijvigheid in Zuid-Nederland te ontwikkelen zijn. Ten slotte zijn er de biobrandstoffen, die beschouwd kunnen worden als opslagsysteem voor energie uit zonlicht. Op dit gebied lopen grote programma’s in Zuid-Nederland, in het kader van de ontwikkeling van de ‘biobased economy’. Voor de ontwikkeling van bedrijvigheid rond biobrandstoffen verwijzen we naar deze programma’s.
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
9
1
10
Verantwoording
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
1.1 Vraagstelling “Is er voldoende businesspotentieel voor Zuid-Nederland op het gebied van energieopslag, als we de aanwezige marktkansen confronteren met de sterkten van de Zuid-Nederlandse (hightech) industrie”, zo luidt de vraagstelling die aan de basis ligt van de Roadmap Energieopslag. Wereldwijd wordt er gestreefd naar een duurzame energievoorziening. Mismatch tussen vraag en aanbod, zowel in tijd als in plaats, leidt tot een toenemende vraag naar nieuwe energieopslagsystemen. Denk aan balancering van vraag en aanbod in ‘smart grids’, of aan opslagsystemen voor duurzame mobiliteit. Ook in de gebouwde omgeving, waar steeds meer restwarmte, thermische zonne-energie en geothermie wordt ingezet, is er vraag naar dag- en seizoensopslag. In Zuid-Nederland zijn diverse mogelijkheden voor bedrijven en instellingen om een actieve rol te spelen in de ontwikkeling van energieopslag. Enkele partijen spelen al een grote rol, anderen staan op het punt van instappen. De opdrachtgevers voor deze Roadmap (ontwikkelings maatschappijen LIOF, BOM en Impuls Zeeland en MKB-intermediair Syntens) erkennen het belang van energieopslag en zien mogelijkheden om bedrijvigheid op dit gebied te ontwikkelen teneinde een economische impuls in Zuid-Nederland te genereren. Hiervoor hebben zij het verzoek tot het opstellen van een Roadmap Energieopslag uitgezet.
Bedrijvigheid Op het gebied van energieopslag is er bedrijvigheid in soorten in maten: Binnen de eigen organisatie gebruik maken van energieopslagsystemen. Voorbeeld: noodstroomaccu’s om stroomstoringen mee te overbruggen. Energieopslagsystemen gebruiken om energie aan anderen te kunnen leveren. Voorbeeld: inzet van warmtebuffers om restwarmte aan omliggende bedrijven te leveren. Energieopslagsystemen ontwikkelen, produceren en verkopen. Kennis over energieopslagsystemen ontwikkelen, vermarkten en overdragen. In deze Roadmap richten we ons vooral op de twee laatstgenoemde vormen van bedrijvigheid.
1.2 Reikwijdte van de Roadmap De aanpak ‘Roadmap’ wordt voor vele technologische gebieden gebruikt. Denk aan de Roadmap “Zon op Nederland”, die door de Nederlandse PV-sector is samengesteld (Berenschot et al., 2011). Of aan de “Smart Grids Technology Roadmap”, die begin 2011 door het IEA (International Energy Agency) is gepubliceerd. Dergelijke roadmaps zijn sectorbrede verkenningen, bedoeld om richting te geven aan technologische ontwikkelingen op nationale of internationale schaal. De voorliggende Roadmap Energieopslag is minder omvangrijk en verkent het domein energieopslag middels een aantal interviews, gesprekken, literatuuronderzoek en een workshop.
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
11
1.3 Voor wie is deze Roadmap bedoeld? De Roadmap is bedoeld voor zowel de opdrachtgevers als voor bedrijven en kennisinstellingen, zodat zij vanuit een gedeelde basis samen verder kunnen werken aan het ontwikkelen van Zuid-Nederlandse bedrijvigheid op het gebied van energieopslag. De opdrachtgevers kunnen aan de hand van deze verkenning specifieker binnen het veld van energieopslag besluiten om één of meer focusgebieden te gaan ontwikkelen of te intensiveren. De Roadmap bevat hiervoor concrete aanbevelingen. De opdrachtgevers kunnen echter niet zelf bedrijvigheid op het gebied van energieopslag realiseren. Zij kunnen dit uitsluitend faciliteren. Bedrijven en kennisinstellingen kunnen deze verkenning gebruiken als ondersteuning bij hun keuzes voor één of meer focusgebieden binnen het domein energieopslag. De aanbevelingen uit deze Roadmap kunnen hierbij als uitgangspunt dienen. Het staat partijen natuurlijk vrij om andere keuzes te maken, voor specifieke technologische gebieden en markten waar zij kansen zien voor het ontwikkelen van bedrijvigheid.
1.4 Zichttermijn van de Roadmap De Roadmap richt zich op ontwikkeling van bedrijfsmatige activiteiten op de middellange termijn, dit wil zeggen binnen een termijn van vijf tot tien jaar.
12
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
13
2
14
Inleiding
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
2.1 Waarom opslag? Opslag van energie is niets nieuws. In fossiele brandstoffen is energie uit zonlicht opgeslagen in de vorm van chemische stoffen, bij verbranding van deze stoffen komt deze energie weer vrij. Om het zonlicht om te zetten in brandstof, is er gebruik gemaakt van verschillende conversieprocessen. Eerst is het zonlicht omgezet in biomassa (via fotosynthese), vervolgens is de biomassa omgezet in ruwe brandstof (via vergisting, verhitting, compressie of andere geologische processen). De ruwe brandstof wordt, na eeuwen opslag in de aardkorst, gewonnen, gekraakt en gezuiverd voor gebruik. Uiteindelijk wordt de energie, die in chemische vorm in de brandstof is opgeslagen, omgezet in warmte, elektriciteit of beweging (via verbranding). In de context van deze routekaart kijken we echter naar nieuwe vormen van opslag. Dit doen we in het kader van een omschakeling naar een nieuwe energievoorziening. Voor een deel zal de toekomstige energievoorziening gestoeld zijn op duurzame bronnen als zonne- en windenergie en biomassa. Om deze bronnen te kunnen benutten, is opslag onvermijdelijk. Zonnepanelen en windturbines leveren energie met grote fluctuaties, die vrijwel nooit synchroon lopen met het vraagpatroon. Deze bronnen vergen opslagsystemen om de fluctuaties op te vangen. Het gaat dan om fluctuaties zowel op een heel korte tijdsschaal (een wolk voor de zon) als op dag-, maand- of jaarbasis (seizoenspatronen). In de transportsector, die nog een zeer grote afhankelijkheid van fossiele energie kent, zal een omschakeling plaatsvinden naar elektriciteit of andere brandstoffen (biofuels, waterstof). Met name voor de opslag van elektriciteit en waterstof zullen nieuwe vormen van opslag nodig zijn. De energietransitie zal ook voor de reguliere warmte- en elektriciteitsvoorziening leiden tot meer opslag. Waar de klassieke energie-infrastructuur van grote centrales naar vele afnemers top-down is aangelegd, ontstaat er in toenemende mate een complex, fijnmazig netwerk van zowel centrale als decentrale energieproductie, en afnemers in vele soorten en maten. Netwerken zullen intelligent worden, om te kunnen omgaan met veel verschillende vormen van energieaanbod en veel verschillende vormen van energievraag.
Smart grids “The development of smart grids is essential if the global community is to achieve shared goals for energy security, economic development and climate change mitigation. Smart grids enable increased demand response and energy efficiency, integration of variable renewable energy resources and electric vehicle recharging services, while reducing peak demand and stabilizing the electricity system.” (International Energy Agency, 2011)
Overigens moet bij ‘intelligente netwerken’ worden gedacht aan zowel warmte- als elektriciteitsopslag. In dit verband merken we op dat in situaties waar elektriciteit wordt ingezet voor verwarming of koeling, warmteopslag veelal kosteneffectiever kan zijn dan elektriciteitsopslag. In intelligente elektriciteitsnetwerken kunnen stationaire warmte- en koudeopslagsystemen in de gebouwde omgeving een grote rol spelen.
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
15
Warmte vs. elektrische energie Warmte is een ‘klassieke’ vorm van energie, die sinds de ontdekking van het vuur in de prehistorie door mensen wordt opgeslagen en gebruikt. Opslag van warmte is technisch erg eenvoudig, door warm materiaal te isoleren van zijn omgeving. Elektrische energie is in vergelijking hiermee een ‘jonge’ energievorm, die zich niet zo gemakkelijk laat opslaan. Elektrische ladingen ‘verdwijnen’ snel in geleidende stoffen, voor opslag worden chemische of fysische processen gebruikt met verschillende stoffen en hulpmiddelen. Dit maakt elektriciteitsopslag in het algemeen relatief duur vergeleken met warmteopslag.
2.2 Definitie Opslag wordt in algemene zin gebruikt om ‘iets’ voor langere tijd te bewaren, of om te vervoeren van de ene plek naar de andere. In het kader van deze routekaart kunnen we dit voor energie als volgt definiëren:
Energieopslag is het vastleggen van beschikbare elektriciteit, warmte of beweging voor gebruik op een andere plaats en/of ander tijdstip.
In deze Roadmap hebben we het vooral over technische systemen (elementen, units), waarin een begrensde hoeveelheid energie opgeslagen kan worden. Tijd Elektriciteit Warmte Beweging
Plaats
Kenmerken • Opslagvorm • Medium • Systeem
E W B
Markten • Gebouwen • Wijken - Warmte - Smart grids • Mobiliteit • Industrie
Defi nitie van energieopslag.
Een bijzondere rol spelen de energiedragers waterstof en (bio)brandstoffen. Voor zover ze geproduceerd worden met als doel het vastleggen van elektriciteit, warmte of beweging in een energiedrager, voldoen deze stoffen aan onze definitie van energieopslag, en worden ze in deze Roadmap behandeld. Een voorbeeld hiervan is de productie van waterstof met behulp van elektriciteit. De meeste biobrandstoffen worden echter gemaakt van agrarische grond- of reststoffen, en zijn hiermee een systeem om energie uit zonlicht in op te slaan. Derhalve vallen deze biobrandstoffen buiten de door ons gehanteerde definitie van energieopslag. Dit laat onverlet dat de rol van biobrandstoffen in een toekomstige, duurzame energievoorziening groot zal zijn.
16
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
Ontwikkelingsactiviteiten hiervoor worden uitgevoerd als onderdeel van de Biobased Economy agenda. Zuid-Nederland speelt hierin een prominente rol (met name Zeeland/West-Brabant). Voor de ontwikkeling van biobrandstoffen verwijzen we naar de verschillende programma’s rondom het thema Biobased Economy.
Biobased economy zit in het DNA van de regio “Groene chemie is een groeiende business. De bedrijven in Zuidwest-Nederland werpen zich op als trekker en zijn een Europese proeftuin voor de biobased economy. De regio bouwt aan toplocaties. Ondernemers, overheden en onderwijsinstellingen hebben de handen ineengeslagen en zetten daarmee Zuidwest-Nederland op de kaart en creëren daarmee een aantrekkelijke voedingsbodem voor bedrijven die zich in Zuidwest-Nederland willen vestigen. De ontwikkelingen worden versterkt door de realisatie van de Green Chemistry Campus in Bergen op Zoom, het agro- en foodpark Nieuw Prinsenland in Dinteloord, de continue doorontwikkeling van Biopark Terneuzen en Biobase Europe en de initiatieven om onderzoeks- en laboratoriumfaciliteiten bij individuele bedrijven en hogescholen in de regio te delen volgens het model van open innovatie.” (Provincie Noord-Brabant, Provincie Zeeland e.a., 2010)
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
17
3
18
Technologieën, systemen, concepten
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag Service en Logistiek
Opslagsystemen kunnen op velerlei manieren worden gecategoriseerd. Wij kiezen voor een indeling op grond van het basisprincipe van het opslagsysteem. Onderstaande lijst geeft een overzicht, met per principe een aantal voorbeeldsystemen.
Opslagprincipe
Voorbeeldsystemen
Biologisch
Zetmeel Glycogeen
Chemisch
Waterstof Solar Fuels Vloeibare stikstof Knalgas Waterstofperoxide
Elektrochemisch
NiCd/NiMH-batterijen NaS-batterijen Lood/Zwavelzuuraccu’s Li-ion-batterijen Flowbatterijen
Elektrisch
Condensatoren Supercondensatoren Magnetische supergeleiding
Mechanisch
Perslucht Vliegwielen Pompaccumulator Waterkracht Veersystemen Gravitatie
Thermisch
Buffervaten Solar Pond Hot Dry Rock PCM’s WKO
Thermochemisch
Sorptie
Overzicht opslagsystemen per werkingsprincipe.
3.1 Biologische opslag Onder biologische opslag verstaan we natuurlijke processen waarbij energie kan worden opgeslagen in vaste of vloeibare biomassa. Voorbeelden zijn hout, algen en agrarische restproducten. In het algemeen wordt er in biologische materialen energie uit zonlicht opgeslagen. Zoals in Hoofdstuk 2.2 aangegeven, vallen deze materialen buiten onze definitie van energieopslag. Wel binnen de scope van deze Roadmap ligt de opslag van elektriciteit en warmte in algen in gesloten containers. Hierbij wordt de elektriciteit eerst in licht omgezet met behulp van LED’s. In Nederland is het bedrijf Algae Food & Fuel twee proefprojecten met dit concept begonnen (Lelystad en Hallum). Onderwater-LED’s hiervoor zijn ontwikkeld door het bedrijf Tendris. Algenteelt met LED’s verkeert nog in een ontwikkelingsstadium en het toepassingspotentieel is onduidelijk.
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
19
3.2 Chemische opslag Chemische opslag is de vastlegging van energie in stoffen met behulp van (omkeerbare) chemische reacties in een niet-natuurlijke omgeving (natuurlijke systemen vallen onder de biologische opslagsystemen). Het opslagsysteem bestaat feitelijk uit de chemische stof die als energiedrager fungeert. Waterstof en vloeibare koolwaterstoffen zijn de belangrijkste systemen binnen deze groep. Waterstof wordt gezien als één van de energiedragers van de toekomst. Samen met brandstofcellen biedt het vele mogelijkheden voor schone en stille energie die bijvoorbeeld voor mobiliteit kan worden ingezet. Waterstof is een veelzijdige energiedrager, die kan worden opgeslagen in eigen systemen (tanks, metaalhydrides), maar ook kan worden bijgemengd in aardgasnetwerken. Er lopen zeer omvangrijke onderzoeksprogramma’s in de VS, Japan en Europa. Nederland kent DutchHy, de Nederlandse Waterstof Coalitie. Deze bundelt de krachten van overheden, bedrijfsleven en onderzoeksinstellingen om niet alleen de waterstoftechnologie verder te ontwikkelen, maar ook de toepassing ervan te versnellen. Zuidelijk Nederland kent WaterstofNet, een Interreg-programma waarin met Vlaanderen wordt samengewerkt aan de ontwikkeling en demonstratie van waterstoftoepassingen. Interstedelijk transport, maritiem transport, distributie en gebruik van restwaterstof zijn de hoofdlijnen in het WaterstofNet programma. Ook opleiding en onderwijs zijn een belangrijk onderdeel van WaterstofNet. Een andere chemische opslagvorm betreft de zogeheten Solar Fuels. Hieronder verstaan we opslag van energie uit duurzame bronnen in een kunstmatige chemische brandstof zoals methaan. Dat wordt geproduceerd uit de grondstoffen CO2 en water. Solar Fuels-onderzoek gebeurt in Nederland bij het FOM-instituut DIFFER - Dutch Institute for Fundamental Energy Research, vanaf 2015 gevestigd in een nieuw laboratorium op de campus van de TU Eindhoven. DIFFER richt zich op het optimaliseren van de eerste, lastigste stap in Solar Fuels: het opbreken van het zeer stevige CO2 -molecuul in CO. Daarna kan conventionele chemie (Fischer-Tropsch-proces) het CO samen met H2 uit water aaneenrijgen tot synthetisch aardgas of ingewikkelder koolwaterstoffen. De ontwikkeling van Solar Fuels is nog in de laboratoriumfase. Solar Fuels bevatten tien keer meer energie per kilo materiaal dan batterijen en kunnen uitgroeien tot een ideale buffer van duurzame energie uit zon en wind. Ook sluiten de kunstmatige brandstoffen goed aan op de huidige energie-infrastructuur, die 80% van alle energie in de vorm van chemische brandstof vervoert.
“Hydrogen technologies will play a significant role in the safe, clean and sustainable energy household of the future. The Netherlands supports hydrogen related research, development and deployment. The transition will also create new business opportunities.” (DutchHy, 2009)
20
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
CO2 Hydrogenation
RWGS
Methane Methanol
CO
Air Capture CO2
CO2
Conversion: - Electrolysis
H2
- Photolysis - Thermolysis - Plasmalysis
Water
FT CO
WGS
Direct plasma activation of CO2 (Plasmalysis of CO2)
Fuel
H2
FT = Fischer-Tropsch reaction (R)WGS = (reverse) watergas shift
Principeschema Solar Fuels (Bron: R. van der Sanden, DIFFER).
3.3 Elektrochemische opslag Vele vormen van elektrochemische opslag worden al op grote schaal toegepast. Denk aan de loodaccu en de oplaadbare NiMH-batterij. Redox-flowsystemen worden al gebruikt voor grootschalige opslag van elektriciteit. Er wordt aan vele nieuwe systemen gewerkt, waaronder Natrium-Zwavel, Zink-Bromide en Natrium-ion. Veel aandacht wereldwijd is er voor Li-ion-opslagsystemen, zowel voor elektrisch rijden als voor centrale elektriciteitsopslag. Er vindt veel onderzoek plaats naar materialen voor Li-ionbatterijen, regelsystemen en inpassingsstrategieën. Wereldwijd is al een substantiële productie van Li-ion-batterijen, voor kleine toepassingen (laptops, telefoons, overige elektronica) en voor elektrische voertuigen. De kern van de productie ligt in Azië, hoewel ook in de VS en Europa de productiecapaciteit sterk wordt vergroot. Het is opvallend dat de productie van Li-ion-batterijen vooral plaatsvindt in regio’s met een eigen automobielindustrie.
Battery business “The electric-vehicle and lithium-ion battery business holds the promise of large potential profit pools for both incumbents and new players; however, investing in these technologies entails substantial risks. It is unclear whether incumbent OEMs and battery manufacturers or new entrants will emerge as winners as the industry matures. As it stands today, the stage is set for a shakeout among the various battery chemistries, power-train technologies, business models, and even regions. OEMs, suppliers, power companies, and governments will need to work together to establish the right conditions for a large, viable electric-vehicle market to emerge. The stakes are very high.” (Boston Consulting Group, 2010)
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
21
In Nederland richten de activiteiten zich vooral op onderzoek en ontwikkeling aan de TU’s in samenwerking met technische bedrijven. TU Delft coördineert een groot Europees Li-ion-project. Aan de TU Eindhoven (TU/e) is er daarnaast veel aandacht voor regelstrategieën. Ook vanuit het NWO-programma worden veel gelden ingezet op de ontwikkeling van materialen voor Li-ion-opslag. In opkomst is de toepassing van Li-ion-opslag in geïntegreerde microsystemen in combinatie met elektronica, veelal sensoren. Voorbeelden hiervan zijn slimme geneesmiddelen met gedoseerde afgifte en autonome meet- en regelsensoren in de gebouwde omgeving. De TU/e werkt op dit gebied nauw samen met onder meer het Belgische IMEC.
Productie & aanvoer materialen - Grondstoffen (polymeren) productie - Transport (bijv. Rotterdam)
Productie & batterijen Productie & batterijen
Ontwerp & productie batterijenpacks - Lay out (bijv. T-control)
Ontwerp & productie BMS - Hardware IC’s - Software algoritmes
Onderhoud en hulpdiensten - Onderhoud
Second life
Recycling
Ketenbenadering voor Li-ion-opslag – er zijn meer kansen voor de markt dan uitsluitend batterijproductie (D-INCERT, juni 2011).
3.4 Elektrische opslag Voor directe opslag van elektriciteit, zonder omzetting, kan gebruik worden gemaakt van condensatoren. Hierin kunnen relatief kleine hoeveelheden elektriciteit voor korte termijn worden opgeslagen. Condensatoren zijn geschikt voor zeer snel laden en ontladen. De laatste jaren zijn uit condensatoren ook supercondensatoren ontwikkeld, die zich onderscheiden door een veel grotere ladingsdichtheid. Supercondensatoren zijn bij uitstek geschikt voor snellaadsystemen voor elektrische auto’s en voor het opvangen van korte fluctuaties in het elektriciteitsnet.
22
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
3.5 Mechanische opslag Vliegwielen zijn met name geschikt voor het (kortstondig) opslaan van zeer grote vermogens. Denk aan het afvangen van korte pieken in het elektriciteitsnet, of aan het opslaan van remenergie van voertuigen. Voor deze laatste toepassing hebben vliegwielen de unieke eigenschap dat zij rechtstreeks energie uit een roterende beweging kunnen opslaan. Aan de ontwikkeling van vliegwielen voor voertuigen wordt in Zuid-Nederland al ruim 25 jaar gewerkt, onder meer door CCM in Nuenen, samen met de TU/e. Grote vliegwielinstallaties voor netbalancering en als noodstroomvoorziening zijn al op diverse plekken in de wereld gerealiseerd. Een andere mechanische vorm van energieopslag betreft de Pumped Hydro Storage (PAC, pompaccumulator). Hierbij wordt water naar een hooggelegen stuwmeer opgepompt met elektriciteit die opgeslagen moet worden. Op latere momenten kan deze elektriciteit weer worden teruggewonnen door de waterkrachtcentrale van het stuwmeer te gebruiken. Deze systemen worden al op grote schaal ingezet, zowel voor seizoensopslag als voor dag/ nachtopslag. Traditionele systemen benutten bestaande stuwmeren in gebieden met grote hoogteverschillen. Nederland kent het ‘Plan Lievense’, een voorstel uit de jaren zeventig om windenergie op te slaan door water uit een groot ‘valmeer’ in het IJsselmeer te pompen. Bij een tekort aan elektriciteit laat men weer water ‘vallen’ in het lager gelegen meer. Door water via turbines binnen te laten, wordt elektriciteit opgewekt. Een alternatief plan, dat voor Zuid-Limburg is uitgewerkt, betreft de opslag van energie in een ondergrondse centrale, met een hoog bekken op maaiveldniveau en een laag bekken op 1.400 meter diepte.
Het Plan Lievense, overgezet van IJsselmeer naar Noordzee, als energieopslagsysteem voor offshore windparken (www.we-at-sea.org).
Een derde vorm van mechanische opslag die veel aandacht trekt, is de Compressed Air Energy Storage (CAES). Hierbij wordt lucht onder hoge druk opgeslagen in lege aardgasvelden, zoutmijnen of grotten. Wereldwijd is er een beperkt aantal van dergelijke systemen gerealiseerd, terwijl er voor verschillende nieuwe systemen haalbaarheidsonderzoeken plaatsvinden. In Nederland zou een CAES mogelijk haalbaar zijn in lege aardgasvelden in Drenthe.
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
23
3.6 Thermische opslag Onder thermische opslag verstaan we vooral het direct opslaan van warmte in een geschikt medium. Het meest klassieke systeem hiervoor is uiteraard het buffervat voor opslag van water. Ook in de netwerken van de stadsverwarmingsbedrijven kan veel warmte tijdelijk worden opgeslagen, waarmee kortstondige fluctuaties in warmtevraag goed zijn op te vangen. Voor langdurige opslag maken ook de stadsverwarmingsnetwerken gebruik van grote buffervaten. In een verbeterde vorm werken deze buffervaten met gelaagde opslag. Hierbij wordt er gebruik gemaakt van het fenomeen dat in het boilervat het warme water bovenin, en het koudere water onderin zal blijven (mits er niet te veel turbulentie is). Hierdoor kan warmte van verschillende temperaturen in één vat worden opgeslagen, en er ook aan worden onttrokken (bijvoorbeeld tapwater van 60 °C en water voor verwarming van 90 °C). Deze systemen bieden goede mogelijkheden om warmte van verschillende bronnen in op te slaan (zonnecollector + HR-ketel; restwarmte + zonnecollectoren). Gelaagde opslagsystemen kunnen tot op wijkniveau worden toegepast. Hiermee is vooral in Duitsland ervaring opgedaan.
Gelaagd warmteopslagsysteem op wijkniveau. (Foto: Sanitech)
In Nederland is er de afgelopen twintig jaar veel aandacht besteed aan de ontwikkeling van opslagsystemen voor warmte in de bodem, zogeheten warmte/koudeopslagsystemen (WKO). Op dit gebied is Nederland wereldwijd koploper, met tientallen WKO-systemen voor individuele, grote gebouwen en voor verschillende woonwijken en bedrijventerreinen. In WKO’s wordt ’s zomers warmte op een laag temperatuurniveau opgeslagen (tot maximaal 25 °C), voor gebruik in de winter. Nadat de warmte eerst is ‘opgewaardeerd’ naar een hoger temperatuurniveau, kan deze in de winter worden benut voor verwarming. Hiervoor worden in het algemeen warmtepompen gebruikt. De warmte die in de zomer wordt opgeslagen, kan afkomstig zijn van dezelfde afnemers – het opslaan van warmte in de zomer is hierbij het directe gevolg van het leveren van koeling; dit is met name interessant voor kantoren, winkels, enz. De warmte kan ook worden gewonnen met behulp van zonnecollectoren, of aan oppervlaktewater worden onttrokken. Er is een commercieel systeem beschikbaar dat warmte wint uit het wegdek met behulp van asfaltcollectoren.
24
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
Phase Change Materials In klassieke thermische systemen wordt energie opgeslagen door het verwarmen van een medium (meestal water). Extra energie kan worden opgeslagen door het opslagmedium in een andere fasetoestand te brengen, bijvoorbeeld van vast naar vloeibaar, of van vloeibaar naar gasvormig. Een faseovergang kost, of levert, veel energie bij een gelijkblijvende temperatuur (de verdampingsenergie of de stollingswarmte). Faseovergangen zijn geen chemische maar fysische processen, en volledig omkeerbaar. Materialen die
PCM’s in plafondplaten voor het op temperatuur houden van kantoorruimtes.
hiervoor kunnen worden gebruikt, heten PCM’s (Phase Change Materials). Ieder PCM kent zijn eigen specifieke temperatuur waarbij de faseovergang optreedt. Er zijn PCM-basismaterialen commercieel beschikbaar, en ook water/ijs kan als PCM worden gebruikt. Door het combineren van verschillende basismaterialen zijn specifieke gebruikstemperaturen te realiseren. PCM’s vinden ook hun weg in de medische sector, als verpakking of als ‘cold pack’. Er vindt in Europa al veel onderzoek plaats om deze materialen geschikt te maken als geïntegreerd opslagsysteem in bouwmateriaal.
3.7 Thermochemische opslag In het verlengde van warmteopslag door faseovergang in een materiaal, kan er ook warmte in materialen worden opgeslagen met behulp van chemische processen. Hierbij valt het materiaal bij verwarmen uiteen in twee andere stoffen, die apart kunnen worden opgeslagen. Het bij elkaar brengen van deze stoffen leidt tot een chemische reactie waarbij de warmte weer vrij komt. Het voordeel van deze vorm van opslag is dat er veel grotere energiedichtheden mee kunnen worden bereikt dan bij thermische opslag. De uitdaging is echter om stoffenparen te vinden die beheersbaar, reversibel en efficiënt kunnen worden gebruikt. Sinds enige tijd wordt er gewerkt aan zouten die grote hoeveelheden water aan zich kunnen binden, via zogeheten sorptieprocessen. Wereldwijd zijn er verschillende onderzoeksinstituten bezig om met deze materialen opslagsystemen te realiseren. In Europees verband is TNO coördinator van een onderzoeksproject op het gebied van sorptie. Ook aan de TU/e vindt onderzoek naar sorptie plaats.
Thermochemische materialen “Eén van de componenten die essentieel is om een substantiële energiebesparing in de gebouwde omgeving te bereiken, maar waarvoor op dit moment nog geen kant-en-klare technologie voorhanden is, is het op een compacte wijze opslaan van het zomerse overschot aan zonnewarmte voor gebruik in de winter. Water en faseovergangsmaterialen bieden hiervoor geen oplossing; alleen thermochemische materialen lijken geschikt voor lange-termijnopslag van warmte. Met een opslagsysteem gebaseerd op deze materialen kan in theorie 5 tot 10 keer zoveel warmte worden opgeslagen als in een systeem gebaseerd op water. Daarnaast treden er geen warmteverliezen op.” (ECN, 2010)
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
25
4
26
Kenmerken Zuid-Nederland
Innovatie Zuid--Roadmap RoadmapEnergieopslag Energieopslag Innovatie Zuid
Het domein energieopslag is breed en veelzijdig. Om te bepalen welke systemen zich het best lenen voor het ontwikkelen van nieuwe bedrijvigheid in Zuid-Nederland, is het van belang om de kenmerken van opslagsystemen te matchen met specifieke kenmerken en sterktes van de regio. Immers, geografische en demografische kenmerken bijvoorbeeld kunnen een specifiek systeem kansrijk maken of juist niet, bepaalde typen bedrijvigheid sluiten goed aan op de verdere ontwikkeling en implementatie van een energieopslagtechniek of niet, en de aanwezigheid van kennisdragers is essentieel voor de verdere ontwikkeling van toepassingen van systemen.
4.1 Geografisch en demografisch Belangrijke geografische kenmerken van de drie zuidelijke provincies zijn het water (Zeeland), de verstedelijking in het hart van Noord-Brabant (B5, BrabantStad: Breda, Eindhoven, Helmond, ’s-Hertogenbosch en Tilburg), en het nationaal landschap Zuid-Limburg met daaromheen een sterk verstedelijkte schil (Maastricht, Heerlen, Geleen-Sittard). De overige gebieden zijn landelijk van aard met verschillende landschappelijke waarden en een groot deel agrarisch gebruik. De bevolkingsdichtheid varieert sterk. Terwijl de bevolkingsdichtheid in Noord-Brabant vergelijkbaar is met het gemiddelde van Nederland, is Zeeland relatief dunbevolkt en ZuidLimburg dichtbevolkt. In twee regio’s is sprake van krimp (Zeeuws-Vlaanderen, Zuid-Limburg) en in de overige regio’s is de bevolkingsgroei lager dan gemiddeld in Nederland. West-Brabant en Zeeuws-Vlaanderen hebben een relatief hoog bruto binnenlands product. Dit wordt veroorzaakt door het grote aandeel proces- en bulkindustrie in die regio (Moerdijk, Terneuzen). In absolute termen levert het oostelijk deel van Noord-Brabant, rond de kernen Eindhoven en Helmond, de grootste bijdrage aan het bruto binnenlands product.
Den Bosch Roosendaal
Middelburg Bergen op Zoom
Vlissingen
Tilburg Breda Eindhoven Venlo
Terneuzen
Maastricht
Heerlen
4.2 Economische centra Het economische zwaartepunt van Zuid-Nederland is zonder twijfel de regio Eindhoven. Sinds enige tijd zet deze regio zich op de kaart als Brainport Eindhoven. Brainport rangschikt zichzelf in de top-20 van meest innovatieve regio’s in Europa en werd in 2011 door de Amerikaanse denktank Intelligent Community Forum uitgeroepen tot de slimste regio ter wereld.
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
27
Andere belangrijke centra zijn Greenport Venlo (Nederland’s tweede centrum op het gebied van agrobusiness), Zuid-Limburg Science Campus rond Maastricht/Heerlen/Geleen-Sittard (Chemelot) en het West-Brabantse en Zeeuwse cluster rond chemische technologie (Moerdijk, Sloegebied, Terneuzen) en voedingsmiddelen (Breda, Bergen op Zoom). Zuidwest-Nederland richt zich sterk op de biobased economy. Uiteraard zijn er vele andere lokale en regionale clusters en initiatieven voor het creëren van specifieke bedrijvigheid. Chemie en voedingsmiddelen Biobased Economy Brainport
Sloegebied / Terneuzen Greenport
Science Campus Zuid-Limburg
Slimste regio Brainport regio Eindhoven mocht zich ‘Intelligent Community of the Year 2011’ noemen. Zo’n 400 steden en regio’s uit de hele wereld probeerden deze titel in de wacht te slepen. Uiteindelijk werd Brainport regio Eindhoven in juni 2011, in New York, tot winnaar verkozen door de Amerikaanse denktank Intelligent Community Forum (ICF). ‘Slimme regio’s’ die Brainport voorgingen zijn onder andere New York, Calgary, Seoul, Taipei, Singapore, Waterloo en Stockholm. Als ‘bijzonder slim’ en een internationaal voorbeeld, ziet het ICF de intensieve samenwerking in Brainport tussen overheden, kennisinstellingen en het bedrijfsleven. Dit ‘Brainport samenwerkingsmodel’ schept een gunstig economisch klimaat met alle ruimte voor open innovatie, over economische sectoren heen. Het resultaat zijn oplossingen voor maatschappelijke problemen, een sterke economische groei, veel werkgelegenheid en goede toekomstperspectieven. Brainport regio Eindhoven is ook ‘de slimste’ op basis van onder meer de volgende prestaties: De helft van alle Nederlandse uitvindingen komt uit Brainport, gemeten aan de hand van het aantal Nederlandse patenten. Brainport loopt voorop in toptechnologie en open innovatie gezien de hoge uitgaven aan onderzoek en ontwikkeling: bijna een derde deel van alle R&D-uitgaven in Nederland. Brainport weet veel nieuwe banen te creëren: 20% van de – hoogopgeleide – beroepsbevolking heeft een baan die in de afgelopen drie jaar is gecreëerd en in totaal werken 400.000 professionals hard aan de economische groei. (www.brainport.nl)
28
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
4.3 Individuele kennisdragers en bedrijven In het kader van deze Roadmap is er contact gelegd met een groot aantal bedrijven, kennisinstituten en andere actoren in de regio. TU/e (Technische Universiteit Eindhoven) Aan de TU/e houden verschillende onderzoeksgroepen zich bezig met energieopslag, op vrijwel alle fronten: waterstof, Li-ion, (super)condensatoren, PCM’s en thermochemische opslag. Er vindt onderzoek plaats naar de ontwikkeling van opslagsystemen voor elektriciteit in slimme energienetwerken, in combinatie met elektrisch rijden. Naast onderzoek naar opslagmaterialen zijn er ook veel activiteiten rond regelsystemen en integratie in netwerken en voertuigen. Daarnaast worden opslagsystemen voor warmte bekeken in het kader van onderzoek naar energiezuinige, innovatieve bouwconcepten. Hogeschool Zuyd De hogeschool huisvest RiBuilt (Research Institute Built Environment of Tomorrow). Hieronder vallen de onderzoeksgroepen ‘Nieuwe Energie’ en ‘Gebouwde Omgeving en Regionale Ontwikkeling’. Deze groepen werken onder meer aan zonnecellen (Leerwerkbedrijf Solar Solutions), nieuwe bouwconcepten (de Wijk van Morgen) en thermische opslagsystemen (onder meer het Groene Net). In de loop van 2012 wordt mogelijk een lectoraat ‘Warmteopslag’ ingesteld.
Eerste woning in ‘de Wijk van Morgen’, real-life laboratorium op het bedrijventerrein Avantis. Een serie van vier innovatieve woningen is ontworpen en gebouwd door studenten van Hogeschool Zuyd.
DIFFER Het FOM-Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen is het zwaartepunt van het Nederlandse natuurkundig onderzoek naar kernfusie als energiebron en exploiteert internationale onderzoeks faciliteiten. Op basis van haar ambities heeft FOM besloten dit instituut uit te bouwen tot een instituut voor funderend energieonderzoek, onder de naam DIFFER (Dutch Institute for Fundamental Energy Research). Onderzoek naar Solar Fuels zal één van de zwaartepunten worden. Voor een optimale inbedding in een academische omgeving verhuist het instituut naar de TU/e-campus.
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
29
AutomotiveNL Het Innovatieprogramma High Tech Automotive Systems (HTAS) is in 2012 opgegaan in AutomotiveNL. Gevestigd op de High Tech Automotive Campus in Helmond, speelt AutomotiveNL een coördinerende rol in de ontwikkeling van de Nederlandse automotive sector. De ontwikkeling van hybride en elektrische voertuigsystemen, inclusief de thema’s energieopslag en intelligente energienetwerken, is onderdeel van het programma. De ambitie is in de sector een omzetgroei van meer dan € 4 miljard te realiseren alsmede 10.000 extra arbeidsplaatsen in 2017 ten opzichte van HTAS-startjaar 2007. In dat jaar bedroeg de omzet € 12 miljard en bood de sector werk aan 38.000 mensen. Energy Hills Een grensoverschrijdend netwerk in de regio Aken - Maastricht - Hasselt. Energy Hills verbindt bedrijven, kenniscentra en publieke instellingen op het gebied van energie, teneinde kennisoverdracht en innovatie in de regio te bevorderen. Zowel Hogeschool Zuyd als de RWTH Aachen (Arbeitskreis Speicherung) zijn bij Energy Hills aangesloten. Bedrijven en instellingen In totaal zijn er circa zestig bedrijven en instellingen in het kader van deze Roadmap benaderd; zie de afbeelding hieronder en de bijlage op pag. 53.
Circa zestig bedrijven en instellingen zijn benaderd voor de Roadmap.
Het is vrijwel zeker dat we niet alle relevante bedrijven hebben gesproken. De uitkomsten van deze initiële verkenning zijn echter geen eindpunt maar de start van een proces – daarbij zal er volop ruimte zijn voor partijen om activiteiten te ondernemen naar eigen inzicht en strategie. De meeste bedrijven waarmee contact is gelegd, bevinden zich in het MKB-segment. Er is duidelijk een clustering waarneembaar in de regio Eindhoven (hightech, intelligente netwerken, automotive). In Zuid-Limburg zijn er relatief veel bedrijven rond zonne-energie geclusterd. In West-Brabant en Zeeland is vooral met partijen uit de procesindustrie gesproken. Er is hier onder meer een groot aanbod van restwarmte.
30
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
31
5
32
Kansen Energieopslag Zuid-Nederland
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
5.1 Uitgangspunten Energieopslag is een containerbegrip. Er zijn vele vormen en systemen beschikbaar en in ontwikkeling. Om focus aan te brengen, zoomen we in op segmenten die kansrijk worden geacht voor de ontwikkeling van nieuwe bedrijvigheid in Zuid-Nederland. Om te bepalen welke segmenten dat zijn, hanteren we een aantal uitgangspunten. (Dit betekent overigens niet dat technologieën die buiten deze uitgangspunten vallen, niet door specifieke bedrijven als relevant zouden kunnen worden aangemerkt.) 5.1.1
Relevant in nationaal/internationaal marktperspectief
Het belangrijkste uitgangspunt voor selectie van de focusgebieden is of er naar verwachting bedrijvigheid kan worden ontwikkeld. Wat is het businesspotentieel? Is er vraag naar het opslagsysteem? Hierbij kijken we niet alleen naar de regio, maar breder; zijn er afzetmarkten, binnen Nederland, wereldwijd? Voor sommige, klassieke opslagtechnieken is er wereldwijd een grote markt (loodaccu’s, buffervaten). Toch wordt het perspectief om voor deze technieken bedrijvigheid in ZuidNederland te ontwikkelen niet groot geacht, gegeven de beperkte innovatie en vernieuwing in dit marktsegment. Andere technieken zijn nog niet marktrijp. Het marktperspectief kan dan worden afgeleid uit aandacht voor deze technieken binnen de Nederlandse, Europese en andere buitenlandse (VS, Japan) O&O-programma’s (onderzoek en ontwikkeling). Verwachten we op basis van deze aandacht dat er binnen de zichttermijn van deze Roadmap (vijf tot tien jaar) afzetmarkten kunnen worden gerealiseerd voor de betreffende techniek of ontwikkeling? Naast de ontwikkeling van bedrijvigheid richt de Roadmap zich op de ontwikkeling van kennis in de regio Zuid-Nederland. Ook hiervoor is relevantie van het focusgebied binnen de Nederlandse en Europese O&O-programma’s van belang, evenals het verwachte toekomstige marktpotentieel. 5.1.2 Passend bij de kenmerken van de regio De regio dient de juiste voedingsbodem te bieden voor het ontwikkelen van de energieopslagtechnologie. Deze voedingsbodem kan bestaan uit geografische of demografische omstandig heden, of de aanwezigheid van specifieke bestaande bedrijven en/of kenniscentra. Ook kan een specifieke regionale markt als ‘launching customer’ de ontwikkeling van een opslagtechnologie ondersteunen. Een uitsluitend regionale markt kan echter niet voldoende zijn voor het ontwikkelen van bedrijvigheid (zie het eerste criterium). Als er in de regio andere lopende programma’s of verbanden zijn, waaruit het belang van de technologie valt af te leiden, dan is dit een pre. Wel dient er op gelet te worden dat de acties uit de Roadmap aansluiten bij deze lopende programma’s, ter voorkoming van dubbelingen. 5.1.3
Eigen karakter
Als laatste selectiecriterium hanteren we de factor ‘eigen karakter’. Met de keuze voor de ontwikkeling van bedrijvigheid rond een specifieke technologie zou de regio zichzelf op de kaart moeten kunnen zetten, om belangstelling van buiten op Zuid-Nederland te richten.
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
33
5.2 Inventarisatie kansen In de volgende paragrafen leggen we de verschillende opslagsystemen samen met de eigenschappen van de regio langs onze uitgangspunten voor de kansrijkheid om bedrijvigheid te genereren. Omwille van de leesbaarheid geven we hieronder alleen een korte beschrijving van de systemen met duidelijke scores. Het totaaloverzicht van de beoordeling van de verschillende opslagsystemen volgt in de tabel aan het eind van dit hoofdstuk.
Legenda Positieve score
Hoe meer bolletjes,
Aandachtspunt
des te beter scoort de
De technologie wordt al door andere initiatieven behandeld.
technologie op het specifieke criterium. Hoge, positieve score
Buiten de zichttermijn
Onduidelijke score
van de Roadmap.
Zou (heel) groot kunnen zijn. Buiten de zichttermijn van de Roadmap.
5.2.1 Waterstof Waterstof heeft een zeer groot businesspotentieel. Velen zien waterstof als dé energiedrager van de toekomst. Hierbij plaatsen wij de kanttekening dat de ontwikkeling van het businesspotentieel pas op langere termijn zal plaatsvinden, buiten de zichttijd van deze Roadmap. De aandacht in O&O-programma’s is groot, zowel in Nederland als in Europees verband. Ook in de VS en Japan lopen grote waterstofprogramma’s. Er zijn in Zuid-Nederland diverse bedrijven en kennisinstellingen actief op het gebied van waterstof. Dit betreft met name de partijen die participeren in WaterstofNet en DutchHy. Relevante partners in WaterstofNet zijn BOM en de hogescholen Zuyd, Zeeland, Fontys en Avans. Daarnaast zijn vele Zuid-Nederlandse bedrijven gelieerd aan WaterstofNet, onder meer VDL, Philips, Total, Bicore, Vialle en TNO Automotive (WaterstofNet, 2010). Behalve Zuid-Nederland zijn er andere
Chemisch / Waterstof Relevantie Businesspotentieel
Nederlandse regio’s die zich ‘waterstofregio’ noemen: ‘waterstofstad’ Arnhem (met het project HyMove), het Botlekgebied en Energy Valley.
In O&O-programma’s
Passend bij de regio Geografisch Bedrijven Kenniscentra Regionale verbanden
Eigen karakter
Waterstofbus in regio Arnhem. (Bron: HyMove)
34
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
5.2.2 Solar Fuels Solar Fuels kunnen mogelijk een grote rol spelen in de energietransitie. Het business potentieel is derhalve mogelijk erg groot.
Chemisch / Solar Fuels Relevantie Businesspotentieel
Er zijn echter nog veel onzekerheden. De technologie staat nog in de kinderschoenen en de termijn waarop de bedrijvigheid een vlucht kan gaan nemen ligt waarschijnlijk buiten de zichttijd van de Roadmap. Gegeven de potentie is er veel aandacht voor
In O&O-programma’s
Passend bij de regio Geografisch Bedrijven
onderzoek in de Nederlandse, Europese en mondiale programma’s. In Nederland betreft
Kenniscentra
dit onder meer NWO-gelden die worden ingezet voor O&O door DIFFER, dat in Eindhoven aan de slag gaat met Solar Fuels. Hiermee beschikt Zuid-Nederland bij uitstek
Regionale verbanden
Eigen karakter
over de benodigde kennisdragers voor de ontwikkeling van deze opslagtechnologie. Veel van de hightech bedrijven in de Brainport regio die bij het onderwerp energieopslag betrokken zijn, beschikken over kennis die relevant is voor de verdere ontwikkeling van Solar Fuels. Ook de kennis van de chemische procesindustrie in Zuidwest-Nederland sluit goed aan bij de ontwikkeling van Solar Fuels. Door de unieke aanwezigheid in de regio van DIFFER biedt het domein Solar Fuels een goede mogelijkheid om Zuid-Nederland met een eigen ontwikkelthema op de kaart te zetten.
5.2.3 Li-ion Lithium-ion-opslagsystemen staan wereldwijd in de schijnwerpers. Het marktpotentieel is groot, zowel op de korte als de langere termijn. Li-ion-systemen worden nu al ingezet voor elektrische voertuigen, netbalancering,
Elektrochemisch / Li-ion Relevantie Businesspotentieel
elektronica, sensoren en vele andere toepassingen. De verwachte groei van de markt is groot, met name op het gebied van elektrisch rijden. Het businesspotentieel scoren we dus hoog, zij het op termijn net iets minder hoog dan voor waterstof. De aandacht voor Li-ion in onderzoeksprogramma’s is groot, zowel op het
In O&O-programma’s
Passend bij de regio Geografisch Bedrijven
gebied van materiaal- en systeemontwikkeling als voor toepassingen. In Nederland betreft dit
Kenniscentra
laatste met name de programma’s rond intelligente netwerken, elektrisch vervoer en geïntegreerde systemen.
Regionale verbanden
Eigen karakter
In Zuid-Nederland zijn vele bedrijven en kennisinstellingen actief met de ontwikkeling
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
35
van Li-ion-materialen, regelsystemen, elektrisch rijden en intelligente netwerken. De TU/e speelt hier een grote rol in. Veel activiteiten op het gebied van automotive opslagsystemen worden gebundeld door AutomotiveNL. De meeste aangesloten bedrijven en kennisinstellingen zijn gevestigd in de regio Brainport. Onder hen Avantium, voestalpine, DAF, Centric, NXP, Epyon (ABB), Gemco, SKF, TomTom, VDL en Philips. Vanwege de concentratie in Zuid-Nederland van zoveel activiteiten op het gebied van Li-ion, kan worden gesteld dat deze opslagtechniek de facto een onderscheidend karakter voor de regio heeft. Brainport heeft zich immers met elektrisch rijden al op de kaart gezet. Gegeven de grote aandacht voor Li-ion wereldwijd is dit ‘eigen karakter’ echter beperkter van omvang dan voor bijvoor-
Elektrisch / Supercondensatoren Relevantie Businesspotentieel
beeld Solar Fuels. In O&O-programma’s
5.2.4 Supercondensatoren In het kielzog van Li-ion en elektrisch rijden is er een groeiende markt voor supercondensatoren. Het toepassingsgebied is met name snellaadsystemen en kortstondige opslag in
Passend bij de regio Geografisch Bedrijven
fluctuerende elektriciteitsnetten. Er is in beperkte mate aandacht voor superconden-
Kenniscentra
satoren in onderzoeksprogramma’s (onder meer in het Zevende Kaderprogramma van de EU). In de hightech regio Brainport zijn veel elektronicabedrijven betrokken bij de
Regionale verbanden
Eigen karakter
ontwikkeling van (snel)laad- en regel concepten voor elektrisch vervoer. Voor hen is de supercondensator een relevante technologie. De TU/e doet hier in beperkte mate onderzoek naar. In 2008 heeft Philips een nieuw snellaadsysteem op basis van supercondensatoren gepatenteerd, op
Mechanisch / Vliegwielen Relevantie
grond van TU/e-onderzoek.
Businesspotentieel
5.2.5 Vliegwielen
In O&O-programma’s
Al drie decennia lang wordt er in de regio Eindhoven gewerkt aan de ontwikkeling van vliegwielen voor energieopslag. Dit betreft zowel werk door het bedrijf CCM in Nuenen als onderzoek aan de TU/e, onder
Passend bij de regio Geografisch Bedrijven
meer naar de toepassing van vliegwielen in de automotive. De laatste jaren is het
Kenniscentra
onderzoek aan de TU/e stilgevallen. Regionale verbanden
Wereldwijd gezien is er een bestaande markt voor vliegwielen, met name als noodstroom voorziening voor afnemers met zeer hoge eisen aan de kwaliteit van het elektriciteits-
36
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
Eigen karakter
netwerk (onder meer datacentra). Hiervoor zijn commerciële producten verkrijgbaar. Vliegwielen zijn een uitontwikkelde technologie met een beperkte behoefte aan onderzoek en ontwikkeling. In Zuid-Nederland zijn slechts weinig bedrijven actief met deze opslagtechnologie. 5.2.6 Pompaccumulatie De technologie van een waterkrachtcentrale ten behoeve van elektriciteitsopwekking is bekend en beproefd. Als alternatief voor de klassieke waterkrachtcentrale kan er in het vlakke Nederland worden gekozen voor energieopslag met behulp van een bovengronds en een ondergronds meer, een zogeheten Ondergrondse Pomp Accumulatie Centrale (OPAC). OPAC is bedoeld om overtollige energie, onder meer ’s nachts door windmolens opgewekte energie, (tijdelijk) op te slaan. De overtollige energie wordt gebruikt om water van het ondergrondse naar het bovengrondse meer te pompen. Is er een tekort aan elektriciteit, dan stroomt het water via een turbine terug naar het ondergrondse meer. De energie van het vallende water wordt middels een turbine omgezet in elektriciteit. Binnen ons land leent de Zuid-Nederlandse ondergrond zich goed voor een OPAC-systeem. Technieken voor ondergrondse elektriciteitsopslagsystemen zijn nog in ontwikkeling. Een project in Zuid-Nederland zou als pilot kunnen dienen. De kosten voor een Zuid-Limburgse OPAC worden geschat op € 1,8 miljard. Gezien de grootte van het systeem zal er in Nederland vooralsnog slechts één opslagsysteem kunnen worden gerealiseerd. Het businesspotentieel zal – behalve de niet te verwaarlozen werkgelegenheid die gemoeid is met de omvangrijke investering in een Nederlandse OPAC – vooral moeten worden gezocht in benutting van de ontwikkelde kennis voor andere, buitenlandse opslagsystemen.
Principeschema voor een Ondergrondse Pomp Accumulatie Centrale (OPAC). (Bron: Essent)
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
37
Grootschalige energieopslag “Om een maximumaandeel elektriciteitsproductie uit hernieuwbare bronnen te realiseren, kunnen extra maatregelen zijn vereist, zoals de installatie van grootschalige energieopslag. Onze simulaties laten echter zien dat het effect van een grootschalige energieopslag van 2.000 MW (16 GWh) in 2020 beperkt is. Hierbij wordt niet meer dan 600 GWh of minder dan 2,5% van de jaarlijks beschikbare opwekking van 9 GW windparken extra benut in vergelijking met een situatie zonder grootschalige energieopslag. Deze conclusies zijn voornamelijk gebaseerd op de simulaties voor het jaar 2020, maar zijn, met uitzondering van de genoemde getallen, ook geldig voor het jaar 2030.” (KEMA, 2010)
In Zuid-Nederland pleit een aantal bedrijven al enige tijd voor het verder verkennen van de haalbaarheid van de OPAC. De noodzaak van een groot, centraal opslagsysteem wordt echter niet door alle deskundigen onderschreven, zie het kader hierboven (KEMA, 2010). Dit bemoeilijkt in het bestek van deze Roadmap een finale keuze ten aanzien van de rol die een OPAC zou kunnen spelen in de ontwikkeling van bedrijvigheid rond energieopslag.
Mechanisch / Pompaccumulatie
Thermisch / Buffervaten
Relevantie
Relevantie
Businesspotentieel
Businesspotentieel
In O&O-programma’s
In O&O-programma’s
Passend bij de regio
Passend bij de regio
Geografisch
Geografisch
Bedrijven
Bedrijven
Kenniscentra
Kenniscentra
Regionale verbanden
Regionale verbanden
Eigen karakter
Eigen karakter
5.2.7 Buffervaten De markt voor wateropslagsystemen is groot. Het gaat hierbij om traditionele opslagsystemen, waarvoor we geen groot businesspotentieel verwachten voor de ontwikkeling van nieuwe bedrijvigheid in Zuid-Nederland.
5.2.8 PCM’s Phase Change Materials, oftewel PCM’s, zijn enerzijds zeer traditioneel, maar anderzijds innovatief en in opkomst. Ten opzichte van water onderscheiden deze materialen zich door een hogere energiedichtheid. Daarnaast lenen zij zich goed om rond het smeltpunt van het PCM de temperatuur langere tijd stabiel te houden. Het traditionele PCM bij uitstek is ijs, van oudsher
38
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
gebruikt in ijskelders voor het gedurende de zomer gekoeld houden van voedingsmiddelen. Moderne PCM’s zijn bijvoorbeeld zouten of paraffines, waarmee hoge energiedichtheden
Thermisch / PCM’s Relevantie Businesspotentieel
kunnen worden bereikt. Ieder materiaal heeft zijn eigen karakteristieke smelt/stollingstemperatuur, oftewel de werkingstemperatuur. Er zijn PCM’s beschikbaar voor toepassing in klimaatplafonds (werkingstemperatuur 20-25 °C), voor transport van restwarmte (80-90 °C) of voor warmte transport in concentrerende zonne-energie
In O&O-programma’s
Passend bij de regio Geografisch Bedrijven
systemen (werkingstemperaturen tot 800 °C). Kenniscentra
Het businesspotentieel voor PCM’s is zeker aanwezig. Verkennend onderzoek door DWA (2011) laat zien dat er mogelijkheden zijn voor toepassing in mobiele restwarmtesystemen. Inzet
Regionale verbanden
Eigen karakter
van deze systemen leent zich met name voor de Zeeuwse en West-Brabantse delta, waar zeer veel restwarmte aanwezig is, de afstanden tussen vraag en aanbod relatief groot zijn, en transport over water een kosteneffectieve oplossing kan bieden. De vraag naar koeling in kantoren en woningbouw neemt toe. PCM’s kunnen hier een goede oplossing bieden, met name voor die locaties waar toepassing van WKO’s niet mogelijk is. Ook voor zonthermische systemen bieden PCM’s mogelijkheden. Aandacht voor PCM’s is er met name in Europese programma’s. Ook zijn er in Duitsland en Frankrijk al verschillende commercieel verkrijgbare materialen en producten ontwikkeld. In Nederland brengen, voor zover bekend, twee bedrijven producten op de markt (Autarkis en Salca). Villa Flora, één van de gebouwen op de Floriade 2012 in Venlo, is voorzien van een PCM-vloer. Bij de realisatie hiervan is een Limburgs bouwbedrijf betrokken. Chemiebedrijven DSM en Dow beschikken over kennis en materialen die ingezet kunnen worden bij de verdere ontwikkeling van PCM’s. Ook het Limburgse Rockwool heeft voorzichtig belangstelling getoond. Hiermee kan gesteld worden dat er een interessant cluster van bedrijven is rond het onderwerp PCM’s. Onderzoek naar PCM’s vindt plaats aan de TU/e. Daarnaast heeft Hogeschool Zuyd belangstelling getoond om praktijkgericht onderzoek naar PCM’s te gaan opnemen in het onderzoeksprogramma Nieuwe Energie. Het onderwerp PCM’s staat in Nederland slechts beperkt in de belangstelling. Dit biedt Zuid-Nederland dus de mogelijkheid om zich met dit onderwerp op de kaart te zetten. 5.2.9 Thermochemische opslag Terwijl PCM’s op korte termijn al toepasbaar zijn, wordt op langere termijn veel verwacht van thermochemische opslagsystemen (TCS). Dit betreft onder meer de systemen die gebruik maken van absorptie van water in zouthydraten. In TCS-systemen kan warmte met een hogere energiedichtheid worden opgeslagen dan in PCM’s. Daarnaast gaat er tijdens de opslagperiode geen warmte verloren. Hierdoor zijn TCS-systemen bij uitstek geschikt voor seizoensopslag van hoge-temperatuurwarmte. De ontwikkeling van TCS-materialen en -systemen staat echter nog
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
39
Thermochemisch / TCS Relevantie Businesspotentieel In O&O-programma’s
Biologisch
Algen
Chemisch
Waterstof
Passend bij de regio Solar Fuels Geografisch Vloeibare stikstof Bedrijven
Knalgas
Kenniscentra Regionale verbanden
Waterstofperoxide Elektrochemisch
Eigen karakter
NiCd/NiMH-batterijen NaS-batterijen Lood/Zwavelzuuraccu’s Li-ion-batterijen
pas in de kinderschoenen. Binnen de zichttijd van deze Roadmap verwachten we niet dat er
Flowbatterijen
groot businesspotentieel tot ontwikkeling zal komen. Net zoals bij PCM’s is de aandacht in de O&O-programma’s met name Europees van
Elektrisch
aard. Zuid-Nederlandse bedrijven en kennis-
Magnetische supergeleiding
dragers zijn bij de ontwikkeling van TCS betrokken (met name TU/e). Veel kennis op
Mechanisch
het gebied van TCS in Nederland is aanwezig
Perslucht (CAES) Vliegwielen
bij TNO in Delft. Dit beperkt de mogelijkheid voor een ‘eigen karakter’.
Pompaccumulator (PAC) Waterkracht
5.3 Toetsing
Veersystemen
Op basis van voorgaande inventarisatie zijn
Gravitatie
de diverse opslagsystemen getoetst aan de uitgangspunten voor de kansrijkheid om tot
Supercondensatoren
Thermisch
Buffervaten
ontwikkeling van Zuid-Nederlandse bedrijvigheid te komen.
Solar Pond Hot Dry Rock PCM’s (incl. ijs en gesmolten zout) WKO Thermochemisch
40
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
TCS
Relevantie Businesspotentieel
In O&Oprogramma’s
Eigen karakter
Passend bij de regio Geografisch
Bedrijven
Kenniscentra
Regionale verbanden
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
41
5.4 Conclusie Op basis van de inventarisatie van de verschillende opslagsystemen concluderen we als volgt: 1) Er zijn vier opslagsystemen die op vrijwel alle criteria goed scoren: waterstof, Solar Fuels, Li-ion-batterijen en PCM’s. Daarnaast scoren supercondensatoren, (O)PAC en thermochemische opslag redelijk goed. 2) Van deze gebieden verwachten we dat waterstof het grootste businesspotentieel heeft, zij het pas op lange termijn (buiten de zichttermijn van de Roadmap). Waterstof trekt ook veel belangstelling in andere regio’s van Nederland. Er is in Zuid-Nederland al een lopend samenwerkingsverband op het gebied van waterstof. Om deze redenen wordt waterstof niet verder als focusgebied in deze Roadmap uitgewerkt. Wij adviseren om de ontwikkelingen van WaterstofNet te volgen. 3) Het businesspotentieel van Solar Fuels is nog erg onzeker. De start van het werk aan deze opslagtechniek door DIFFER, vanuit Eindhoven, biedt echter een goede kans om nieuwe bedrijvigheid te ontwikkelen. Om die reden nemen we deze technologie als focusgebied op in de Roadmap. 4) Ook Li-ion heeft een groot businesspotentieel, met name door de koppeling van elektrisch rijden aan energieopslag voor vraagsturing in elektriciteitsnetwerken. Daarom wordt Li-ion als focusgebied opgenomen in deze Roadmap. Aandachtspunt is de interactie met de activiteiten van AutomotiveNL, het omvangrijke samenwerkingsverband dat onder meer aandacht besteedt aan opslagsystemen voor elektrische voertuigen. 5) Het onderwerp supercondensatoren wordt verder niet als focusgebied meegenomen. Dit vanwege het relatief beperkte businesspotentieel dat wordt verwacht en de weinig specifieke kans om Zuid-Nederland hiermee op de kaart te zetten. 6) OPAC betreft een vooralsnog eenmalige investering in een groot opslagsysteem, in Zuid-Limburg. Over de noodzaak en financiële haalbaarheid van deze investering verschillen deskundigen van mening. Het is nog te vroeg om te bepalen of een focus op dit opslagsysteem zal leiden tot de ontwikkeling van bedrijvigheid. Vooralsnog nemen we deze technologie dus niet als focusgebied op. 7) Op het gebied van warmteopslag bieden PCM’s goede mogelijkheden voor het ontwikkelen van bedrijvigheid. Dit systeem wordt dan ook als focusgebied voorgesteld. Het ligt voor de hand om hierbij ook aandacht te besteden aan de lange-termijnontwikkeling van TCS.
Samenvatting selectie focusgebieden
42
Waterstof
Volgen programma WaterstofNet.
Solar Fuels
Focusgebied, breed scala aan activiteiten mogelijk.
Li-ion
Focusgebied, breed scala aan activiteiten mogelijk, afstemming met AutomotiveNL/elektrisch rijden nodig.
Supercondensatoren
Beperkte markt, geen focusgebied.
(O)PAC
Volgen ontwikkelingen project Zuid-Limburg.
PCM’s
Focusgebied, breed scala aan activiteiten mogelijk.
TCS
Volgen, aansluiten bij focusgebied PCM’s.
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
Deze conclusies zijn mede tot stand gekomen in een workshop met stakeholders. In onderstaande tabel is de input vanuit de workshop verkort samengevat.
Waterstof Solar Fuels Li-ion Supercondensatoren Vliegwielen OPAC PCM’s TCS Overige systemen: Monitoring en Controle Getijdecentrale Waterkracht Energie-eiland Virtual Power Plants 0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
Inschatting van de mogelijkheden om op focusgebieden te komen tot ontwikkeling van bedrijvigheid, zoals aangegeven door de workshopdeelnemers (totaalscore = 100%).
In Hoofdstuk 6 geven we invulling aan de activiteiten die de opdrachtgevers kunnen ondernemen om de geselecteerde focusgebieden – Solar Fuels, Li-ion en PCM’s – verder te ontwikkelen.
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
43
6
44
Uitwerking focusgebieden
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag Service en Logistiek
6.1 Focusgebied Solar Fuels Het potentieel voor Solar Fuels is groot, maar onzeker. De ontwikkeling van deze technologie zal plaatsvinden vanuit een breder perspectief dan alleen opslag van energie. Juist dit bredere perspectief maakt Solar Fuels bijzonder kansrijk voor het ontwikkelen van nieuwe bedrijvigheid, vooral in de regio’s Brainport (hightech) en West-Brabant/Zeeland (proceschemie). De ontwikkeling van Solar Fuels kan voortbouwen op veel bekende processen en technologische kennis – plasmafysica, het Fischer-Tropsch-proces, katalytische reacties en procestechnologie. Hoewel er veel onzekerheden zijn in de uiteindelijke haalbaarheid van de grootschalige productie van Solar Fuels, kan er al vrij snel worden begonnen met activiteiten om dit focusgebied van theorie naar praktijk te brengen.
Maatschappelijke perspectieven Solar Fuels Afvangen en hergebruik van CO2 bij elektriciteitsproductie (CCU, Carbon Capture and Utilisation). Het rechtstreeks omzetten van CO2 in brandstof met behulp van elektriciteit. Vervangende brandstoffen ontwikkelen voor toepassing in bestaande infrastructuren (bijvoorbeeld voor mobiliteitstoepassing). Productie van grondstoffen voor de procesindustrie. Gebruik maken van ruim voorradige hulp- en grondstoffen, ter vervanging van de inzet van zeldzame materialen in huidige processen.
Uitwerken proceskaart Solar Fuels Doel:
Identificeren kansrijke deelprocessen.
Motivatie: De gehele keten van CO2 naar brandstof beslaat een aantal stappen. Er zijn verscheidene routes beschikbaar, die ieder uit verschillende stappen bestaan, waar vaak weer meerdere processtappen voor beschikbaar zijn. Iedere stap kent zijn eigen specifieke aandachtspunten – rendement, kosten, het gebruik van zeldzame materialen als katalysator, etc. Elk van deze stappen biedt mogelijkheden voor partijen in Zuid-Nederland (zowel high-tech MKB als proceschemie) om in te stappen. Activiteiten: Het uitwerken van de proceskaart voor Solar Fuels kan gebeuren door DIFFER, maar specifieke kennis op gebieden als chemie, elektrotechniek en procestechniek zal nodig zijn voor het juist kunnen uitwerken en waarderen van de deelstappen. Deze kennis zal bij kenniscentra als TU/e en hogescholen, maar ook bij de industrie beschikbaar zijn. Versterken kennispositie Solar Fuels Doel: Zorg dragen dat kennis over de gehele procesketen van Solar Fuels beschikbaar komt in de regio. Activiteiten: Uit de uitwerking van de proceskaart Solar Fuels zal blijken of er hiaten zijn in het kennisniveau voor specifieke deelgebieden. Kenniscentra (TU/e, hogescholen) kunnen worden gestimuleerd om deze elementen in onderwijsprogramma’s op te nemen. In praktijkexperimenten kunnen stageplekken worden georganiseerd om studenten ervaring te laten opdoen.
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
45
Initiëren innovaties deelprocessen Doel:
Ontwikkelen van kansen voor innovatieve (MKB) industrie.
Motivatie: Verwacht mag worden dat het uitwerken van de proceskaart zal leiden tot de identificatie van specifieke processtappen en technologieën die al op korte termijn innovatieve kansen voor de industrie bieden. Belangrijke gebieden waar innovatie nodig is, zijn onder meer DC-koppeling van zon en wind aan zogeheten electrolizers, en membraan- en katalysetechnieken, alsmede materiaalinnovaties ter vervanging van de nu nog gebruikte zeldzame materialen door meer gangbare grondstoffen. Activiteiten: Betrokken bedrijven zullen zelf kansen moeten identificeren en aangrijpen om te komen met innovatieve oplossingen. Dit kan worden gefaciliteerd door bedrijven te betrekken bij de uitwerking van de proceskaart, door het organiseren van ‘business meets research’ sessies, en door het realiseren van praktijkexperimenten op deelprocessen vanuit de onderzoeksinstituten. Bedrijven uit de bouw-, automotive- en procesindustrie dienen nadrukkelijk te worden betrokken bij technologieontwikkeling in verband met de uiteindelijke toepassingsgebieden. Uitwerken businessproposities Solar Fuels Doel:
Verkennen van het marktpotentieel voor toepassingen van Solar Fuels.
Motivatie: Solar Fuels heeft een groot potentieel. Niet alleen als brandstof, maar ook als grondstof. Activiteiten: Het ontwikkelen van een goede definitie voor Solar Fuels. Het onderzoeken van proposities voor de diverse marktsegmenten van energiegebruikers, zoals de gebouwde omgeving, mobiliteit en de procesindustrie. In het ontwikkeltraject dient DIFFER in het vizier te houden of en op welk netwerk er wordt aangesloten: gas, elektriciteit (gelijkstroom/wisselstroom, DC --> elektrochemie), vloeibare brandstoffen, CO als grondstof? Universiteiten kunnen dit ondersteunen door energiesysteemstudies gericht op de inpassing van Solar Fuels uit te voeren. Het regelmatig organiseren van businesscasestudies naar economische modellen voor Solar Fuels. Stimuleren praktijkexperimenten Doel:
Op korte en lange termijn resultaten voor praktijkexperimenten gereed maken.
Activiteiten: DIFFER en andere kenniscentra zouden al vroeg in het ontwikkeltraject partijen kunnen mobiliseren om voor deelprocessen werkende prototypes met de huidig bekende technologieën te gaan ontwikkelen. Die bevatten dan nog wel zeldzame metalen, maar kunnen worden gebruikt om afnemers en mede-investeerders te mobiliseren. Actoren die nodig zijn voor de ontwikkeling van prototypes, zijn de kennisinstituten en hightech industrie van de regio Brainport, en de warmteintensieve procesindustrie in West-Brabant/Zeeland. De ontwikkelings maatschappijen kunnen faciliteren in het bij elkaar brengen van partijen en het koppelen van Solar Fuels aan aanpalende ontwikkelthema’s.
6.2 Focusgebied Li-ion De potentie van Li-ion is zeer groot. Rond Li-ion-batterijen vindt er dan ook in Nederland – en wereldwijd – al heel veel onderzoek en ontwikkeling plaats. In Nederland betreft dit onder meer zelfstandig batterijonderzoek aan de TU Delft en TU/e, alsook onderzoek in het kader van
46
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
automotive toepassingen en/of intelligente netwerken. Onderzoek is onder meer nodig naar de ontwikkeling van regelstrategieën op batterijniveau en op het niveau van de inpassing in netwerken van voertuigen en/of de energie-infrastructuur. Veel kennis en ontwikkeling concentreert zich in de regio Brainport. Met name de TU/e en AutomotiveNL (en aangesloten bedrijven) spelen hierin een grote rol. Daarnaast is de Provincie Noord-Brabant een aanjager van de ontwikkeling van slimme netwerken. Vanuit de Roadmap adviseren we deze programma’s te volgen, en activiteiten voor de ontwikkeling van Li-ionopslagsystemen hierin onder te brengen. In aanvulling hierop signaleren we behoefte aan een tweetal activiteiten: versterking van kennisontwikkeling, en acties gericht op bevordering van de samenwerking tussen de verschillende ontwikkelingsprogramma’s (automotive en slimme netwerken).
Elektrisch rijden Hoewel Brabant geen omvangrijke automobiel- en energie-industrie kent, beschikt het wel over een grote toeleveringsindustrie en -potentie. De ontwikkeling en de voorbereidende introductie van elektrisch rijden biedt hierdoor aan Brabant goede kansen om wereldwijd uit te blinken. Kansen op het gebied van innovatie zijn daarbij concreet en actueel. In eerste inventarisaties levert deze ontwikkeling op de middellange termijn mogelijk duizenden banen op voor Brabant. [...] Elektrisch rijden maakt in combinatie met slimme decentrale netwerken bovendien de uitwisseling en opslag van elektriciteit mogelijk, waarmee een toekomstige decentrale energievoorziening dichterbij wordt gebracht. Dit netwerk kan op zijn beurt een grote bijdrage leveren aan een betaalbare energietransitie. (Provincie Noord-Brabant, 2010)
Versterking kennisontwikkeling Doel: Versterken van de kennisontwikkeling rond Li-ion dient te leiden tot de ontwikkeling van nieuwe markten en toepassingsgebieden. Activiteiten: Li-ion wordt voornamelijk ontwikkeld binnen de context van elektrisch rijden. Hiervoor is veel kennis ontwikkeld, zowel van accutechnologie als van regelsystemen. Het opslagsysteem leent zich echter voor veel meer mobiele toepassingen, zoals heftrucks, stedelijk bustransport en andere vormen van elektrisch vervoer (taxi’s, vrachtbezorging, etc.). Ook de toepassing in geïntegreerde microsystemen is veelbelovend. Op dit punt zou versterkte aandacht voor kennisontwikkeling toegevoegde waarde kunnen bieden voor de ontwikkeling van bedrijvigheid op deze markten (analoog aan DutchHy, het Nederlandse kennisnetwerk rond waterstof). Aandacht voor kennisontwikkeling kan bijdragen aan de realisatie van pilots in de regio. Potentiële afnemers (VDL, SRE, Zeeland Seaports) met belangstelling voor pilots zouden kunnen worden uitgenodigd aan het kennisnetwerk deel te nemen. High-tech industrieën kunnen worden uitgedaagd om innovatieve toepassingen te ontwikkelen. Gegeven de huidige activiteiten rond Li-ion in de regio Brainport, zijn er goede mogelijkheden voor de kenniscentra in deze regio om een coördinerende rol te spelen in de versterking en verankering van een Li-ion-kennisnetwerk op Nederlandse schaal. Tevens kan men actoren rond slimme netwerken en Li-iontechnologie van buiten de regio aan zich binden (TU Delft, KEMA, IMEC).
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
47
Bevorderen samenwerking Doel: Het verdienmodel voor de exploitatie van slimme netwerken, inclusief decentraal regelbaar opslagvermogen in automotive toepassingen, moet zich nog uitkristalliseren. Het zal nog moeten worden vastgelegd in codes en regels die passen binnen de Nederlandse energievoorziening. Activiteiten: Op dit punt zal verdere samenwerking tussen vertegenwoordigers van de energiesector (netbeheerders, leveranciers, producenten) en de ontwikkelende partijen noodzakelijk zijn. De ontwikkelingsmaatschappijen kunnen een rol spelen in het tot stand brengen van deze samenwerking.
6.3 Focusgebied PCM’s Energietransitie vraagt om energieopslag. Hierbij wordt vaak aan elektriciteitsopslag gedacht. In vele gevallen kan warmteopslag echter een rendabele, effectieve oplossing bieden. Klassieke opslagsystemen voor warmte maken gebruik van water als opslagmedium. In toenemende mate komen echter ook (andere) PCM’s beschikbaar. Met deze materialen wordt warmteopslag ook voor andere markten en toepassingen rendabel. Vergeleken met water als opslagmedium kennen PCM’s twee grote verschillen: een grotere specifieke opslagcapaciteit, en de mogelijkheid om warmte rond een specifieke temperatuur op te slaan. Er zijn verschillende markten voor PCM’s te onderscheiden: Gebouwde omgeving Zowel kantoren als ook in toenemende mate woningen hebben behoefte aan koeling. PCM’s kunnen hiervoor goed worden ingezet, in de vorm van zelfstandig, temperatuurregulerend bouwmateriaal, of in actieve koelsystemen. Nieuwe toepassingen komen in hoog tempo beschikbaar (beschermde gebouwen; koelsystemen voor tijdelijke gebouwen). Industriële restwarmte Restwarmte (op temperatuurniveaus van 80-100 °C en 100-150 °C) kan via vrachtauto’s of binnenvaartschepen met PCM’s worden verplaatst naar de gebouwde omgeving of de agrarische sector (DWA, 2011). Elektronica en elektriciteitsopslag PCM’s kunnen worden ingezet voor koeling van laadsystemen, Li-ion-opslag in voertuigen, serverruimtes en datacentra. Transportkoeling Transportcontainers kunnen met PCM’s langdurig op lage temperatuur worden gehouden zonder aanvullende koelmachines. Hierbij kan gebruik worden gemaakt van de zeer lage temperaturen van fruitterminals, die in PCM’s kunnen worden ‘geladen’. Vrijwel alle markten zijn nog sterk in ontwikkeling en verkeren in het beginstadium. Zoals in Hoofdstuk 5.2.8 al is aangegeven, sluit het focusgebied PCM’s goed aan bij de sterkten van Zuid-Nederland. De kenniscentra (TU/e en hogescholen) beschikken over veel kennis op het gebied van warmteopslag. De Zeeuwse/West-Brabantse delta biedt goede kansen voor transport
48
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
van restwarmte. De chemische industrie heeft belangstelling getoond om betrokken te worden bij materiaalontwikkelingen. Om te komen tot benutting van de kansen voor de ontwikkeling van PCM’s als opslagsysteem, kunnen de volgende activiteiten worden uitgevoerd: Organiseren waardeketen PCM’s Doel: Vergroten van de toepasbaarheid van PCM’s, partijen bij elkaar brengen om te komen tot effectieve ontwikkeling en toepassing van warmteopslagsystemen. Activiteiten: Er is verspreid over Zuid-Nederland veel kennis beschikbaar over PCM’s. Er is behoefte deze kennis aan elkaar te koppelen, teneinde de gehele waardeketen vorm te geven: van onderzoek naar demonstratie naar marktintroductie; van aanbieders van kennis en materialen naar verwerkers en toepassers. Door de waardeketen structureel te organiseren, kunnen partijen bij elkaar worden gebracht en worden aangezet tot pilots en kennisoverdracht. Pilots kunnen betrekking hebben op warmteopslag in de gebouwde omgeving – (bestaande) woningen en kantoren –, maar ook op toepassingen als elektronicakoeling, gekoeld transport, koeling en verwarming bij recreatie, en drogen in de agrifoodsector. Organisatie van de waardeketen zou kunnen plaatsvinden vanuit de Hogeschool Zuyd, waar in de loop van 2012 een leerstoel Warmteopslag wordt gerealiseerd. De regio Zuid-Limburg kent daarnaast een aantal andere spelers in de waardeketen op het gebied van warmteopslag (DSM, Rockwool, Avantis European Science and Business Park, de Wijk van Morgen, RWTH Aachen). Andere partijen die relevant zijn voor de waardeketen, zijn te vinden in de regio’s Terneuzen (mobiele restwarmte, Dow, biobased economy), Eindhoven (Brainport) en Venlo (Greenport, demonstratieproject Villa Flora, Salca Venray). Uitbouwen onderzoek en ontwikkeling Doel: Vergroten van de toepasbaarheid van PCM’s. Activiteiten: Nadere R&D/fundamenteel onderzoek is nodig naar PCM’s. Dit betreft onderwerpen als micro-encapsulatie, kostenreductie, hogere temperaturen van PCM’s, optimale warmtegeleiding naar het eindmateriaal, en hogere energiedicht heden. Verbreding van warmteopslag in PCM’s naar TCS kan bijdragen aan het vergroten van de inzetbaarheid van warmteopslag op langere termijn. De TU/e en de hogescholen spelen een belangrijke rol in dit onderzoek. De ontwikkelings maatschappijen kunnen een faciliterende rol spelen in het bij elkaar brengen van de juiste partijen. Uitvoeren pilot restwarmtebenutting Doel: Creëren van kansen voor bedrijvigheid, versterken van restwarmtebenutting in Zuidwest-Nederland. Activiteiten: Onderzoek van DWA laat zien dat er kansen zijn voor de benutting van (mobiele) restwarmte uit Zuidwest-Nederland. De kansenkaart uit het project ‘Reststromen’ kan in concrete projecten worden omgezet. Randvoorwaarde is dat er partijen zijn te vinden die als ‘operator’ van een (mobiele) restwarmtenetwerk willen optreden. Het vinden van een juist verdienmodel voor deze operator is hierbij een kritische factor. De ontwikkelingsmaatschappijen zijn in de verkennende fase van deze toepassing al betrokken geweest (opdrachtgevers van haalbaarheidsonderzoek). Het ligt voor de hand dat zij nu via gerichte acties partijen prikkelen om tot uitvoering over te gaan.
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
49
7
50
Samenvatting acties focusgebieden
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
Onderstaande tabel geeft een overzicht van de acties die we per focusgebied hebben vastgesteld. Tevens geven we specifiek per actie aan welke rol de ontwikkelingsmaatschappijen kunnen spelen.
Focusgebied
Actie
Verwachte timing
Rol ontwikkelingsmaatschappijen
Algemeen
Vaststellen focusgebieden
2012
Zij dienen ieder voor zich en gezamenlijk te bepalen in welke mate ze invulling gaan geven aan de Roadmap. Dit kan voor één of meerdere specifieke focusgebieden zijn.
Solar Fuels
Uitwerken proceskaart Solar Fuels
2012-2014
Onderzoek definiëren, opdracht begeleiden; partijen uitnodigen om in Solar Fuels te stappen.
Solar Fuels
Versterken kennispositie
2012-2016
Uitdagen kenniscentra om kennislacunes in te gaan vullen.
Solar Fuels
Initiëren innovaties
2012-2016
Organisatie van ‘business meets research’ sessies.
Solar Fuels
Uitwerken businessproposities
2012-2015
Onderzoek definiëren en begeleiden. Partijen verbinden. Organisatie van businesscasestudies voor verschillende marktsegmenten. Zorgen voor afstemming tussen verschillende onderzoeken.
Solar Fuels
Stimuleren praktijk experimenten
2013-2020
Begeleiden en afstemmen praktijkexperimenten. Zorgen voor betrokkenheid regionale bedrijven. Verzorgen kennisuitwisseling en -overdracht.
Li-ion
Versterking kennisontwikkeling Li-ion op Nederlandse schaal
2012
Zorgen voor draagvlak onder stakeholders (op nationaal niveau) voor versterking kennisontwikkeling Li-ion, met centrale rol voor Brainport. Verbinden regionale partijen, zowel aan de aanbiedende (MKB, innovators) als vragende zijde (VDL, SRE, Zeeland Seaports).
Li-ion
Ontwikkelen pilots
2013-2016
Bevorderen dat kennisontwikkeling leidt tot pilots in de regio Zuid-Nederland. Benodigde partijen met elkaar in verbinding brengen. Stimuleren samen werking en kennisoverdracht.
Li-ion
Bevorderen samenwerking en afstemming
2013-2020
Bij elkaar brengen netwerken automotive en slimme netwerken. Sluiten samenwerkingsovereenkomst.
PCM’s
Organiseren waardeketen
2012-2015
Bij elkaar brengen van partijen in de waardeketen. Bevorderen samenwerking, aanjagen overdracht van onderzoek naar toepassing.
PCM’s
Pilots warmte opslag
2013-2016
Stimuleren marktpartijen om gezamenlijk tot pilots warmteopslag te komen, niet alleen in de gebouwde omgeving maar ook in innovatieve markten. Kennisoverdracht.
PCM’s
Uitbouwen onderzoek en ontwikkeling
2012-2015
Bij elkaar brengen partijen, bevorderen samen werking tussen kenniscentra en bedrijfsleven.
PCM’s
Pilot voor restwarmte benutting
2012-2015
Omzetten haalbaarheidsonderzoek in realisatie. Betrokken bedrijven prikkelen om in actie te komen. Partijen uitnodigen om met concrete voorstellen te komen voor uitvoering. Faciliteren uitwerken businessplan warmtetransport.
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
51
Geraadpleegde bronnen Berenschot et al., “Roadmap Zon op Nederland”, 2011. Boston Consulting Group, “Batteries for Electric Cars, Challenges, Opportunities, and the Outlook to 2020”, München/Detroit, 2010. Dam, prof. B. (TU Delft), interview door New-Energy-Works, gespreksverslag, 2011. D-INCERT, “Verkenning Elektrisch Rijden”, Delft, juni 2011. DutchHy, “Hydrogen and Fuel Cells in the Netherlands”, Agentschap NL, Utrecht, 2009. DWA, “Restwarmtebenutting middels mobiele warmte”, Ede, 2011. ECN, “Compacte warmteopslag in de gebouwde omgeving”, Petten, 2010. International Energy Agency, “Smart Grids Technology Roadmap”, Parijs, 2011. KEMA, “Nut en Noodzaak van Grootschalige Energieopslag in Nederland (Management Samenvatting)”, Arnhem, 2010. Kimman, J. (Hogeschool Zuyd), interview door New-Energy-Works, gespreksverslag, 2011. Notten, prof. dr. P.H.L. (TU/e), interview door New-Energy-Works, gespreksverslag, 2011. Provincie Noord-Brabant, “Leeswijzer Subsidieregeling elektrisch rijden en slimme decentrale netwerken”, Den Bosch, 2010. Provincie Noord-Brabant, Provincie Zeeland, e.a., “Biobased Economy in Zuidwest-Nederland Agro meets Chemistry”, 2010. Raadschelders, J.W. (Principal Consultant Energy Storage, KEMA), interview door New-EnergyWorks, gespreksverslag, 2011. Sanden, dr. M.C.M. van der (FOM Rijnhuizen), interview door New-Energy-Works, gespreksverslag, 2011. WaterstofNet, “Hydrogen region Flanders-South-Netherlands”, Oostende, 2010. www.brainport.nl, 2011. www.we-at-sea.org, 2011.
52
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
Bedrijven en instellingen betrokken bij de Roadmap Bedrijf/instelling
Plaats/regio
Onderwerpen, thema’s
Arcadis
Maastricht
PCM’s, gebouwde omgeving
Autarkis
Almere
PCM’s, TCS
AutomotiveNL
Helmond
Automotive, intelligente netwerken
Brainport
Eindhoven
‘Smart grid for local energy’, opslag van warmte, elektriciteit en stoffen
CCM
Nuenen
Vliegwielen, mobiliteit
Delta Netwerkbedrijf Middelburg/Zeeland
Intelligente netwerken, grootschalige energieopslag
DIFFER
Nieuwegein/Eindhoven
Solar Fuels, energieopslag in de volle breedte
Dow Chemical
Terneuzen
Restwarmte, PCM’s, TCS, grondstoffen energieopslag algemeen
DSM
Heerlen/Geleen-Sittard
PCM’s, TCS, grondstoffen energieopslag algemeen
DWA Advies
Ede/Bodegraven
Mobiele restwarmte, PCM’s, warmtenetwerken, warmteopslag
Energy Hills
Aken (Duitsland)
Energieopslag in de volle breedte
Enexis
Den Bosch/ Noord-Brabant/Limburg
Intelligente netwerken, grootschalige energieopslag
Epyon (ABB)
Eindhoven
Elektriciteitsopslag, accu’s, laadsystemen, intelligente netwerken
Exendis
Ede
Innovatie opslagsystemen elektriciteit, Li-ion, voertuigladers
Hogeschool Zeeland
Vlissingen
Duurzaamheid en water
Hogeschool Zuyd
Heerlen
Energieopslag in de volle breedte
KEMA Consulting
Arnhem
Energieopslag in de volle breedte
NPG Energy
Aubel (Luik, België)
Duurzame energie, brandstofcellen
PRE Electronics
Oosterhout
Vermogenselektronica, regelsystemen voor opslagsystemen, elektrisch rijden, PV-systemen
Provincie Limburg
Maastricht/Limburg
Warmteopslag, intelligente netwerken, biobrandstoffen
Provincie Zeeland
Middelburg/Zeeland
Warmteopslag, intelligente netwerken, biobrandstoffen
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
53
54
ProxEnergy
Breda
PV, opslag, laadstations voor elektrische auto’s, intelligente netwerken, virtuele lokale energiecentrale
Rational Products
Veghel/Zichem (VlaamsBrabant, België)
Intelligente netwerken, monitoring, regelsystemen voor duurzame energie
Rockwool
Roermond
PCM’s, gebouwde omgeving
Trianel Energy
Maastricht
OPAC
TU Eindhoven
Eindhoven
Energieopslag in de volle breedte
Zeeland Seaports
Terneuzen
Restwarmte, warmteopslag, innovatie
ZEN Renewables
Breda
Zonne-energie, warmteopslag
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
55
56
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
56
Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag
Nieuwe energie
Energieopslag
Dit is een uitgave van het projectteam van Innovatie Zuid. Dit project wordt uitgevoerd met financiële steun van de Europese Unie, EFRO fonds.
www.innovatiezuid.nl